人們如何知道“我的身體受我控制”？新研究推進對“自主感”的認識

文/上海紐約大學 編輯/清風

▲ 受試者聽到不同聲音（音節、咳嗽和純音）時的腦電圖

你是否曾在機場或大型商場使用過“自動人行道”？站在上面無需行走，就能利用傳送帶向前移動。盡管“搭乘步道”和“自主行走”都能讓我們的身體向前移動，但大腦能夠區分自主行為和受外界刺激產生的運動。這種感覺稱為“自主感”，意味著我們能夠控制自己的身體并將這種自主行為與外界進行區分。目前，學界普遍認為自主感在一種名為“corollary discharge”（簡稱CD，目前corollary discharge暫無統一中文譯名，常見譯法為“感知副本”）的神經信號作用下產生。CD信號可以幫助大腦預測身體動作的感覺反饋。當預測結果與實際反饋一致時，自主感就會形成。擁有自主感可以幫助我們更好地理解自身與外界之間的互動。

近150年來，神經科學領域一直在探索CD的功能，但尚未完全明確CD在運動過程中如何生成自主感。“運動-感覺轉換”這類高階認知功能是上紐大神經與認知科學副教授田興及其團隊的研究重點之一。近日，田副教授帶領的言語、語言與神經科學實驗室（Speech,Language and Neuroscience Group,SLANG）成員們于知名期刊eNeuro上發表新論文，揭示出CD在運動過程的初始階段所發揮的一般性功能，在加深理解的同時，進一步推動了人們對該神經機制的全面認識。

當我們做出動作時，大腦會經歷一系列的過程，包括意圖、編碼和執行。“在最初的動作‘意圖’階段，大腦產生了運動的想法，但具體的行動計劃尚未形成；在‘編碼’階段，神經信號從大腦傳輸到身體，為即將發生的運動做規劃和準備；最終，在‘執行’階段，身體才會做出動作。”田教授介紹道。

以往的研究一般認為，CD在運動編碼階段才會開始發揮作用。但田副教授的研究團隊根據理論推導和前期實驗觀察，大膽假設CD在運動意圖階段就已開始作用。為了驗證這一假設，研究組設計了一套新穎的實驗方法——“延遲發音實驗范式”，在實驗中，受試者會接收到指示，準備進行“說話”這個動作，但不知道自己即將要說的內容。使用這種方法，研究人員可以將受試者的運動過程控制在“意圖”階段。

通過使用腦電圖技術（EEG）記錄受試者的大腦活動，研究人員發現CD確實在運動的意圖階段就開始發揮作用。在實驗中，受試者僅有運動意圖，不知道具體要如何運動，但對聲音的神經反應，尤其是針對人類所能發出的聲音，受到明顯抑制。田副教授表示，“這項研究首次實證CD在運動意圖階段的作用，將CD的運作時間節點大幅度前移，完整地分析了自主感的生成過程。這些發現或將有助于理解與自主感相關的大腦功能缺失，如精神分裂癥患者出現的幻覺，進而推動該類疾病的診斷和治療方法的發展。”

本文第一作者鄭曉丹是華東師范大學-上海紐約大學聯合培養研究生專項心理學三年級碩士研究生，第二作者朱昊是田教授指導的上紐大神經科學博士四年級學生。田副教授表示，“研究中，鄭曉丹和朱昊充分結合并發揮了各自在實驗設計與執行以及數據處理方面的優勢。本次研究也充分展現了上紐大和華師大在學術研究上強強聯合的資源優勢。”