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科学迷惑人类大脑,让人们相信自己存在"第三只手"

作者:zmq 来源:本网 2012-02-13

一个科学家挥舞着刀气势汹汹地割向你的右手——或者这是你的手么?你看到自己面前有三只手臂,你也能感觉到自己的手心因为害怕而汗津津的。但是这把刀割的真的是你的右手么,还是一只假的橡胶右手?

这种进退两难的窘境虽然听上去很可笑,但是告诉大家,154名健康的成年志愿者发现他们被说服并且感觉到自己确实长了三只手臂。2月23日发表在PLoS ONE网站上的一项研究详细地描述了这些受试者们此次不可思议的经历。

从十多年前开始,橡胶手幻觉就是一个著名的感知实验。在这个实验中,受试者本人真实的右手被藏起来而不出现在视野中,而在视野中取而代之的是一只假的橡胶手。研究人员用笔刷同时轻刷视野外的真实右手和视野中的这只假手,直到受试者意识中认为这只假手是自己身体的一部分。此时,在一些人大脑中,特别是在那些容易出现身体结构发育不良的人的大脑中,那只真实的手开始被忽略了。同时研究人员在被忽略的真实右手上检测到了有迹可循的温度下降状况。这一概念已被应用于帮助一些被截肢的病人利用假肢而减轻疼痛感。

但是这种传统的假手幻觉实验是基于大脑倾向于保持一个正常且对称的身体结构模型的理论的:即要保持两只手臂和两只手。一项新奇的研究把这一套基于对称模型的理论扔到了窗外,或者说至少给这一理论加上了一个新的转折。瑞典首都斯德哥尔摩卡罗琳斯卡研究所的研究人员证明,这些健康的成年人可以轻易地被蒙骗而感觉到自己好像长了三只手臂。

在这个感觉的花招中,研究人员把一只假的橡胶右手放到桌面上(假手仅仅与受试者性别保持一致),与受试者自己真实的右手并排放置(假手与真手的食指大约相距12.5厘米)。并且用衣服挡住受试者从小臂直到肩的部分,以此来模糊究竟哪只手是真的连接在身体上的感觉。而受试者的左手也在其视野中。研究人员用一把小刷子同时并行地轻刷两只右手。

“人们会推测,受试者应该只能感觉到一只手,而且应该是感觉到其本身的那只手,”研究所大脑、身体与自我实验室的阿维德•古特斯坦,也是本论文的共同作者,在一份声明中说道,“可是我们惊奇的发现,大脑解决这一冲突的方式是同时接受两只右手作为自己身体的一部分,而我们的受试者们感觉到的是自己拥有了额外的第三只手臂。”

古特斯坦和他的同事们进一步检测受试者能够接纳这只编外手臂的程度。在用刷子轻刷使受试者相信这第三只手确实是自己身体的一部分之后,研究人员迅速地拿起一把菜刀猛的割向其中一只右手。而在受试者左手,则固定着一个皮肤电导反应传感器,用来监测哪怕是一瞬间的因害怕这一身体威胁而排出的汗水。可以肯定的是,当菜刀割向橡胶手时,受试者汗腺变得活跃,这一反应和菜刀割向真实右手时受试者的反应是一样的。(即使当以受试者因见到菜刀而产生的普遍的恐惧反应做对照后,结果依然是这样。)这表明受试者们并没有否定他们真实的手的存在,这与传统的橡胶手幻觉实验中的现象是一致的。

但新的发现不仅仅是对传统橡胶手幻觉实验的一个奇怪的补充。在传统实验中,神经系统和一生的经验相对硬性地规定了人体应该期待具备并且能够容纳两只手臂。可是新的发现指出,人体(和我们的体感皮层)可能并不是如此僵化,而是能够更加变通的去接纳感觉到的物体作为身体的一部分。正如研究人员在论文中指出,研究结果显示:“我们的身体结构可以很容易的更新自己,接纳一个额外的假肢作为身体的一部分。”(之前的研究也表明了,大脑开始接纳一个手持工具,比如锤子,作为自己身体结构的一部分。)

相反,思维也并不完全是易于受骗的。如果把实验中第二只假右手换成一只左手——或者一只假脚——大脑就不会买这个帐了。无论用刷子刷多少次还是挥舞多少次刀,都不能欺骗受试者因一只与胸部平行的脚将要失去一个脚趾而出汗。

研究人员还声称这一现象将不仅仅被局限于实验室欺骗性实验,而且还会有其他应用。“它可能在将来被应用于为偏瘫导致身体一侧不能动的中风病人提供一个能运用自如的假肢。病人可以像感受自己的手臂一样感受假肢,虽然那只瘫痪的手臂依然存在于病人的身体上。”同样来自于卡罗林斯卡研究所并且是本项研究共同作者的亨利克•艾尔逊在另一份预备的声明中如此说道。

那么我们这些只能偶尔用用额外手臂的人呢?“这也是可以想象的,比如在苛刻的工作环境中的人将能够从这只额外的手中受益,”艾尔逊说。但是即使是科学家已经指出,我们并不知道那只真实的右手是否有必要知道假右手在做什么——又或者大脑能否告诉它们去拿不同的调味品。