感覺具有適應力:《眼見為憑》選摘(3)

2021-06-03 04:50

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重新組織正常知覺

在前一節中我提到了感覺適應各種神經損傷的方式。在大範圍的神經活動中,那是比較粗略的方式,腦部本來就有更為細微的重新組織過程,而且每個人都會發生。

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實驗人員經由腦部掃描得到許多相關的知識,其中對於天生盲人腦部活動的研究,讓人驚嘆於腦部可塑性之高。研究人員讓盲眼志願者進入掃瞄儀器,用手指閱讀點字,這時腦中主要用來處理視覺的區域(也就是初級視覺皮質)會活躍起來。這些人多年來大量使用觸覺,而不知怎麼的,那個沒有用到的視覺中心會挪過來處理觸覺資訊。

還有另一個引人注目的例子,來自於研究視力正常的小提琴家。演奏小提琴時,拿弓的那隻手為了要讓弓在弦上磨擦,必須要大幅度上下移動。另一隻按弦的手動作必須非常細微,手指移動的速度快而且牢牢地壓住弦。如果你是優秀的小提琴家,手指要移動得夠快;如果你是小提琴巨星,手指移動得要快得驚人。拉小提琴對於手指的移動的速度與準確性要求很高,專業小提琴家每天都會花數小時練習,這使得腦部中的連結構造發生了改變,就如同你所想的:腦中特定的部位控制了手指的移動。專業小提琴家腦中這個區域擴大了,甚至壓迫到周邊腦組織的功能。但是這種狀況只發生在按弦的那隻手,在腦中另一邊相同的區域,控制的是另一隻手,那個區域就沒有擴大,因為就算是專業小提琴家,另一隻手專責的動作比較粗略,那隻手的腦區中控制手指移動的部位就如同一般人。

小提琴家是極端的例子,但是我想知道其他的專業者會是什麼樣的狀況。如果你是專業運動員,腦中控制肌肉的迴路應該要比其他人大而侵占了其他腦中部位。如果你工作時大部分都在思考腦部,那麼腦中「思考腦部」的迴路會否因此占據了欣賞歌劇的迴路?

相反的狀況(減少使用而非過度使用)出現於實驗室裡。在實驗中,貓在黑暗中養大,失去了把來自兩個眼睛的影像融合在一起的能力。在一出生時,視力中的指向選擇性很弱,之後才逐漸增強。在更有爭議的實驗中,貓在只有直線條或是橫線條的環境中養大。在如此極端的環境之下,貓腦中出現了對於環境線條的指向選擇性偏好:如果處於只能看到直線條的環境中,初級視覺皮質神經元對於直線指向敏銳的神經元就多到異常。如果是養在只能看到橫線條的環境,對橫向線條敏銳的神經元就特別多。

貓、貓咪、虎斑貓。(圖/pixabay)
在更有爭議的實驗中,貓在只有直線條或是橫線條的環境中養大。在如此極端的環境之下,貓腦中出現了對於環境線條的指向選擇性偏好。(圖/pixabay)

在黑暗中養貓這個實驗有一個巧妙的改編版:在貓年幼時期剝奪了牠們看見運動的能力。實驗者在養貓的環境中用了閃得非常短暫的光,這樣貓看得見正常的世界,但是光閃的時間實在太短,因此映在視網膜上的移動太短了而無法產生意義。換句話說,這些貓的皮質沒有接收到視覺移動的資訊。結果呢?牠們長大後皮質中沒有方向選擇性神經元。

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