各類(lèi)健身的直播視頻火遍全網(wǎng)，視頻中教練舞動(dòng)跳躍就像節拍器一樣讓屏幕前的你感受到強烈的律動(dòng)。一個(gè)有趣的問(wèn)題是：大腦是如何讀取人類(lèi)肢體運動(dòng)中的節律信息并編碼其中的生物特性的呢？

　　中國科學(xué)院心理研究所腦與認知科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗室蔣毅團隊研究人員借助腦電技術(shù)探索了人腦如何基于肢體運動(dòng)中的節律特征實(shí)現對生物運動(dòng)的特異性動(dòng)態(tài)神經(jīng)編碼。實(shí)驗記錄了受試者在觀(guān)看行走或開(kāi)合跳運動(dòng)時(shí)的腦活動(dòng)。這些刺激都包含了層級性的節律結構，表現為相對基礎和相對高階的運動(dòng)周期。以行走為例，行走的每一步構成了基礎的腳步周期，而左右腳的交替運動(dòng)則形成了高階的步態(tài)周期，后者提供了前者所不具有的關(guān)于左右兩側肢體運動(dòng)相位關(guān)系的信息。

　　實(shí)驗結果發(fā)現，受試者大腦皮層中的神經(jīng)振蕩通過(guò)同步化活動(dòng)追蹤了生物運動(dòng)刺激中不同層級的節律結構特征，表現為相關(guān)頻率上神經(jīng)振蕩能量的增強。更重要的是，對高階周期結構的追蹤表現出了生物運動(dòng)加工的特異性，即對正立生物運動(dòng)刺激的追蹤強度顯著(zhù)大于對倒立刺激的追蹤強度，而倒立在很大程度上破壞了生物運動(dòng)特有的動(dòng)力學(xué)特征。上述結果在不同的運動(dòng)類(lèi)型和任務(wù)要求下都穩定出現。進(jìn)一步分析發(fā)現，這種生物特異性的皮層追蹤與個(gè)體對生物運動(dòng)的知覺(jué)敏感性顯著(zhù)相關(guān)，且該現象主要集中在參與生物運動(dòng)特異性加工的右側顳葉電極。

　　據科研人員介紹，節律結構的提取依賴(lài)于對運動(dòng)信息在時(shí)間和空間上的累積。該研究進(jìn)一步利用計算建模方法評估了兩種潛在的時(shí)空信息累積編碼機制對上述生物運動(dòng)特異性皮層追蹤過(guò)程的貢獻。模型擬合結果表明，大腦對“整合信號”（來(lái)自對側肢體的對立運動(dòng)）的追蹤，而非對“加和信號”（來(lái)自不同關(guān)節運動(dòng)的線(xiàn)性疊加）的追蹤，驅動(dòng)了生物運動(dòng)特異性的神經(jīng)編碼。

　　那么，這項研究的意義何在？研究人員進(jìn)一步指出，該研究揭示了基于人類(lèi)運動(dòng)中節律性動(dòng)力學(xué)特征的皮層追蹤現象及其時(shí)空編碼機制，該機制為生物運動(dòng)信息的時(shí)空整合和分割提供了時(shí)間框架，并有助于大腦對生物運動(dòng)關(guān)鍵動(dòng)態(tài)信息的提取和知覺(jué)。此外，該研究發(fā)現的層級性皮層追蹤效應與語(yǔ)言和音樂(lè )研究的結果具有一定的相似性，為回答人類(lèi)認知神經(jīng)系統如何加工這些復雜而有意義的動(dòng)態(tài)信息提供了啟示?？蒲腥藛T最終給出的結論是，人類(lèi)能產(chǎn)生并接收有節律的動(dòng)作和聲音。在面對這些信息時(shí)，大腦可能利用節律性的神經(jīng)活動(dòng)編碼提取刺激節律結構中的統計規律和關(guān)鍵特征，構建相應的動(dòng)態(tài)知覺(jué)表征，從而為個(gè)體有效理解他人行為并進(jìn)行互動(dòng)奠定了基礎。

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