本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點
一位揮舞著刀的研究人員正逼近你的右手——或者那是你的手嗎?你看到面前有三隻手臂,你能感覺到你的手掌因恐懼引起的汗水而溼潤。但廚房刀刺向的是你的右手,還是一個假的橡膠右手?
這個困境聽起來可能很荒謬,但請告訴那些發現自己被說服相信他們真的有三隻手臂的154名健康成年志願者。他們的離奇經歷在一項於2月23日在PLoS ONE上線上發表的研究中得到了詳細描述。
橡膠手錯覺十多年來一直是一項流行的感知實驗。在實驗中,研究物件的真手被隱藏起來,而一個假的橡膠手則被放在顯眼的位置。兩隻手同時被刷子撫摸,直到人的大腦開始將假手感知為身體的一部分。在某些人身上——特別是那些容易出現身體圖式發育不良的人——真手開始被大腦忽視,表現為明顯的體溫下降。這個概念也幫助一些截肢者減輕幻肢疼痛。
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但是,假手錯覺一直基於這樣一種概念,即大腦維持著一個正常的、對稱的身體計劃:兩隻手臂,兩隻手。一項奇怪的新研究將該模型丟擲了窗外——或者至少增加了一個新的轉折。斯德哥爾摩卡羅林斯卡研究所的研究人員已經表明,這些健康的成年人很容易被欺騙,感覺好像他們有三隻手臂。
這種感官上的障眼法是透過將一隻假的橡膠右手(僅在性別上與受試者匹配)放在桌面上,緊挨著受試者的真右手(兩隻食指相距約12.5釐米)來實現的。一塊布覆蓋了從下臂到肩膀的部分,以遮蔽哪隻手可能實際連線到身體。在左手也可見的情況下,實驗人員用小刷子平行地撫摸每隻右手。
該研究所大腦、身體和自我實驗室的Arvid Guterstam和該論文的合著者在一份準備好的宣告中說:“人們會期望只有一隻手被體驗為自己的,大概是真手。”“但我們驚奇地發現,大腦透過接受兩隻右手作為身體形象的一部分來解決這個衝突,並且受試者體驗到擁有額外的第三隻手臂。”
Guterstam和他的同事隨後測試了受試者在多大程度上接受了這個多餘的肢體。在用刷子撫摸使受試者相信第三隻手確實是他們身體的一部分之後,實驗人員迅速拿起一把廚房刀,朝其中一隻右手揮去。左手上的皮膚電導反應感測器被用來檢測對身體威脅產生的任何基於恐懼的出汗閃爍。果然,當刀子掃向橡膠手以及接近受試者的真右手時(即使在控制了看到刀子時的任何一般恐懼反應之後),汗腺變得活躍起來,這表明參與者並沒有像傳統橡膠手實驗中那樣否認他們的真手。
然而,新的發現不僅僅是橡膠手錯覺的一個奇怪的附屬物。人體(以及我們的軀體感覺皮層)被認為相對固定——透過神經系統和一生的經驗——來期望和適應兩隻手臂,但在感知自身一部分方面可能更加靈活。正如研究人員在他們的論文中指出的,結果表明,“身體表徵可以很容易地更新以納入額外的肢體。”(之前的研究也表明,大腦開始將手持工具(如錘子)納入其身體圖式的一部分。)
然而,大腦並非完全容易被欺騙。將假的第二隻右手換成左手——或假肢腳——大腦就不會接受。再多的刷子撫摸和刀子揮舞都無法欺騙參與者讓他們出汗,認為胸部高度的腳即將失去腳趾。
研究人員認為,這種現象的應用可能超出實驗室的戲法。“未來有可能為中風患者提供假肢手臂,讓身體一側癱瘓的患者可以使用並體驗為自己的手臂,同時癱瘓的手臂仍然留在患者的身體意象中,”同樣來自卡羅林斯卡研究所的該研究合著者Henrik Ehrsson在一份準備好的宣告中說。
那麼,對於我們這些偶爾可以使用額外一隻手的人呢?Ehrsson說:“在工作情況要求高的人們可能從額外的手臂中受益,這也是可以想象的。”但正如研究人員指出的那樣,尚不清楚真右手是否必須知道假右手在做什麼——或者大腦是否能夠告訴它們去拿不同的調味品。