为什么我们不能给自己挠痒痒?

为什么大脑不让我们自己挠痒痒……
5月14日

CAT_STROKE

有人抚摸着一只猫

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试过给自己挠痒痒吗?下次你有私人时间的时候,试一试——你会发现这几乎是不可能的。只要手指在适当的位置扭动几下,我们中的大多数人就能让孩子、朋友甚至一些动物(比如老鼠)咯咯地笑起来。我们不能对自己做同样的事情的原因长期以来一直是一个谜,但我们现在可能比以往任何时候都更接近解决这个谜。理解它需要深入了解大脑的运作;对于这样一个有趣的活动,挠痒痒的科学是令人惊讶的复杂。

首先要理解的是,我们无法自己挠痒痒,这只是一个普遍现象的一个例子:人类对触摸的反应不同,取决于这种感觉是由我们自己创造的还是其他东西创造的。

如果你拍自己的手,然后让别人用他们的手拍你的手,你通常会觉得后者更强烈。我们如何感知自己和环境中其他事物的差异并不局限于人类或触摸。2003年,一项研究表明,蟋蟀认为自己的叫声比其他蟋蟀的叫声更安静。

瑞典斯德哥尔摩卡罗林斯卡学院的Konstantina Kilteni博士说,从进化的角度来看,拥有这种能力是有意义的。知道一种感觉是否值得关注是很有用的。她说:“如果你的手臂上爬着一只虫子,你一定要注意到。”

身体所有权

这样做的一个先决条件是,我们的大脑有一种身体所有权的感觉,这样我们就知道触摸是来自我们自己移动的手指,还是一些外来物体。了解它是如何工作的可能是掌握挠痒的关键部分。基尔特尼博士说,在20世纪90年代末,大量的研究开始探讨这个问题,但是,尽管他们在触摸的强度和它的起源之间建立了联系,但他们并没有探索这种联系的确切条件。2017年,她开始了“挠我痒痒”项目,以进行更深入的研究。

她的一项关键实验是观察人们使用一种巧妙的杠杆装置感知手指触摸的方式。在实验的第一部分,人们用左手食指触摸一个杠杆,这个杠杆会立即触发第二个杠杆来触摸他们的右手食指。

基尔特尼博士随后将其与两种变体进行了比较。在第一个实验中,人们把他们的左手放在第一个杠杆上方的盘子上,然后把盘子拿开,让手指落在杠杆上。这触发了第二个杠杆去触摸右手的手指,但关键的是,这是不由自主的。在最后一种变化中,在没有任何输入的情况下,右手手指被杠杆触摸。结果表明,人们认为这三种方法产生的触觉依次更强烈,尽管它们都是用同样的力量产生的。这表明,如果大脑知道触摸即将到来,它就会感觉不那么强烈。基尔特尼博士说,这证实了我们不能给自己挠痒痒的原因之一是因为我们的大脑已经计划好了。

在另一个使用相同杠杆设备的单独实验中,基尔特尼博士还引入了一个狡猾的扭曲,这样当参与者用一个手指触摸第一个杠杆时,在第二个杠杆触摸另一个手指之前会有几分之一秒的延迟。事实证明,这种出其不意的因素很重要;延迟使这种感觉更加强烈。所有这些都给了我们另一个提示,为什么自己挠痒痒这么难:当你给自己挠痒痒的时候,很难不被发现。

基尔特尼博士在她的项目中进行了大量类似的实验,但她发表的最有说服力的论文可能是几个月前发表的,涉及大脑中一个叫做体感皮层的区域,这是大脑中接收身体感觉信息的一部分。

在一项实验中,她让30名志愿者一起触摸他们的食指,然后让机器人分别触摸他们的手指,同时她用功能磁共振成像(fMRI)机器扫描他们的大脑。有些人对自我触摸的感觉似乎没有其他人强烈,基尔特尼博士发现,这些人的体感皮层和大脑中另一个叫做小脑的区域之间的联系往往更强。

小脑袋

小脑,或“小脑”,位于颈后。它是控制我们身体运动的核心,但它也被认为在监督认知过程中起着至关重要的作用。大脑就像一个工厂,有不同的部件处理不同的信息,小脑是质量控制的监督者。神经科学家怀疑,当我们自己的手指而不是别人的手指在挠痒时,小脑会发出信号,降低体感皮层对痒痒的感知。基尔特尼博士的功能磁共振成像研究证实了这一假设。

在美国新泽西州,Marlies Oostland博士正计划通过她的NeuroTick项目进一步探索这种联系。奥斯特兰博士的项目主管之一、德国柏林洪堡大学伯恩斯坦计算神经科学中心的迈克尔·布莱希特(Michael Brecht)教授和他的同事石山茂(Shimpei Ishiyama)博士在2016年发现老鼠怕痒。他们发现,当被挠痒痒时,老鼠会发出超声波“笑”,同时它们的体感皮层会像圣诞树一样亮起来。

当她去柏林旅行时,给老鼠挠痒痒对奥斯特兰来说并不完全是自然而然的事。她说:“我习惯和老鼠打交道,所以我太温柔了。”“你得对老鼠粗暴一点,才能逗它们笑;他们喜欢粗野的游戏。”

Oostland博士在普林斯顿大学开始了她的项目,对小鼠的小脑如何预测动物的运动进行基础研究。她正在使用探针来测量老鼠小脑中单个细胞的活动,以了解当她向老鼠的胡须吹气时,老鼠大脑中发生了什么(这并不令人不愉快,但应该令人惊讶)。

有了这样的认识,她的计划是在两年的时间里搬到布莱希特教授在德国的实验室,研究小脑和体感皮层之间的联系,并试图确认信号是否以及如何在两者之间传递。

奥斯特兰博士说,这样的工作不仅能帮助我们更好地从根本上理解宇宙中最复杂的物体——人类的大脑,还能帮助我们更好地理解自闭症谱系障碍。出生后不久小脑受伤的人在以后的生活中患自闭症的几率要高出36倍。我们不完全明白其中的原因,但Oostaland博士说,像这样的基础研究可能会有所帮助。

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