การเชื่อมโยงสมองที่ซ่อนอยู่ระหว่างมือและลิ้นของเรา | นิตยสารควอนต้า

วันหนึ่ง ขณะร้อยเข็มเพื่อเย็บกระดุม ฉันสังเกตเห็นว่าลิ้นของฉันยื่นออกมา สิ่งเดียวกันนี้เกิดขึ้นในภายหลัง ขณะที่ฉันตัดรูปถ่ายออกอย่างระมัดระวัง แล้ววันหนึ่ง ขณะที่ฉันเกาะอยู่บนบันไดอย่างล่อแหลมเพื่อทาสีกรอบหน้าต่างบ้าน มันก็เกิดขึ้นอีกครั้ง!

เกิดอะไรขึ้นที่นี่? ฉันไม่ได้จงใจยื่นลิ้นออกมาเมื่อทำสิ่งเหล่านี้ แล้วทำไมมันถึงปรากฏให้เห็นอยู่เรื่อย? ท้ายที่สุดแล้ว กล้ามเนื้อลิ้นอเนกประสงค์นั้นไม่ได้เกี่ยวอะไรกับการควบคุมมือของฉันเลย ขวา?

แต่อย่างที่ฉันได้เรียนมา การเคลื่อนไหวของลิ้นและมือของเรามีความสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิดในระดับจิตใต้สำนึก รากวิวัฒนาการอันลึกซึ้งของปฏิสัมพันธ์ที่แปลกประหลาดนี้ยังช่วยอธิบายว่าสมองของเราสามารถทำงานได้อย่างไรโดยไม่ต้องใช้ความพยายามอย่างมีสติ

คำอธิบายทั่วไปว่าทำไมเราถึงแลบลิ้นเมื่อเราเคลื่อนไหวมืออย่างแม่นยำเป็นสิ่งที่เรียกว่า มอเตอร์ล้น. ตามทฤษฎี อาจต้องใช้ความพยายามอย่างมากในการรู้คิดในการร้อยเข็ม (หรือดำเนินการทักษะการเคลื่อนไหวอื่นๆ ที่ต้องใช้ความพยายามสูง) จนวงจรสมองของเราล้นหลามและไปกระทบกับวงจรที่อยู่ติดกัน ส่งผลให้วงจรเหล่านี้ทำงานอย่างไม่เหมาะสม เป็นเรื่องจริงที่มอเตอร์ล้นสามารถเกิดขึ้นได้หลังจากการบาดเจ็บของระบบประสาทหรือ ในวัยเด็ก เมื่อเราเรียนรู้ที่จะควบคุมร่างกายของเรา แต่ฉันให้ความเคารพสมองของเรามากเกินไปที่จะซื้อคำอธิบาย "แบนด์วิธของสมองที่จำกัด" แล้วการพูดคุยแบบไขว้มือและปากอันแปลกประหลาดนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร?

จากการติดตามกายวิภาคของระบบประสาทของการควบคุมลิ้นและมือเพื่อระบุตำแหน่งที่อาจเกิดไฟฟ้าลัดวงจร เราพบว่าทั้งสองถูกควบคุมโดยเส้นประสาทที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง เรื่องนี้สมเหตุสมผล: คนที่ได้รับบาดเจ็บที่ไขสันหลังซึ่งทำให้มือเป็นอัมพาตจะไม่สูญเสียความสามารถในการพูด นั่นเป็นเพราะว่าลิ้นถูกควบคุมโดยเส้นประสาทสมอง แต่มือถูกควบคุมโดยเส้นประสาทไขสันหลัง

สิ่งเหล่านี้เป็นเส้นประสาทประเภทที่แตกต่างกันโดยพื้นฐาน เส้นประสาทสมองทะลุกะโหลกศีรษะผ่านช่องเปิดเล็กๆ ซึ่งเชื่อมต่อโดยตรงกับสมอง แต่ละคนทำหน้าที่ทางประสาทสัมผัสหรือมอเตอร์เฉพาะ เช่น เส้นประสาทสมองเส้นที่ 12 ทำหน้าที่สื่อประสาทรับกลิ่น ลิ้นถูกควบคุมโดยเส้นประสาทสมองเส้นที่ XNUMX เรียกว่าเส้นประสาทไฮโปกลอสซัล ในทางตรงกันข้าม กล้ามเนื้อที่ควบคุมการเคลื่อนไหวของมือ เช่นเดียวกับกล้ามเนื้อส่วนอื่นๆ ในร่างกาย จะได้รับคำสั่งจากเส้นประสาทที่ยื่นออกมาจากไขสันหลัง ซึ่งพันกันระหว่างกระดูกสันหลังของเรา สัญญาณทางประสาทสัมผัสทำให้การเดินทางย้อนกลับ เห็นได้ชัดเจนว่าการลัดวงจรระหว่างลิ้นและวงจรควบคุมมือจะต้องเริ่มต้นที่ต้นน้ำของเส้นประสาททั้งสองนี้ ที่ใดที่หนึ่งภายในสมองนั่นเอง

เมื่อพิจารณาต่อไปที่การเดินสายประสาทของเยื่อหุ้มสมองสั่งการของสมอง เราจะเห็นว่าบริเวณที่ควบคุมลิ้นไม่ได้อยู่ติดกับบริเวณที่ควบคุมนิ้วมือ การเชื่อมโยงระหว่างลิ้นและมือจึงต้องอยู่ที่อื่นในสมอง มีแนวโน้มมากที่สุดในบริเวณที่วงจรประสาทที่ซับซ้อนทำหน้าที่ที่ซับซ้อนสูง ท้ายที่สุดแล้ว หนึ่งในฟังก์ชันที่ซับซ้อนที่สุดที่มนุษย์สามารถทำได้ก็คือคำพูด ซึ่งจริงๆ แล้วดูเหมือนว่าจะเป็นเอกลักษณ์เฉพาะของมนุษย์ สิ่งที่ซับซ้อนที่สุดถัดไปที่เราสามารถทำได้คือฝึกฝนการใช้เครื่องมือให้เชี่ยวชาญ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ในแต่ละสถานการณ์ที่ลิ้นของฉันยื่นออกมา ฉันใช้เครื่องมือ: เข็ม กรรไกร หรือพู่กัน

การเชื่อมต่อนั้นเกิดจาก การวิจัย แสดงให้เห็นว่าการเคลื่อนไหวของมือและปากประสานกันอย่างแนบแน่น ที่จริงแล้ว การมีปฏิสัมพันธ์กันนั้นมักจะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพ ศิลปินศิลปะการต่อสู้กรีดร้องคำพูดระเบิดสั้น ๆ ที่เรียกว่า เกีย ในคาราเต้ ขณะที่พวกเขาทำการเคลื่อนไหวแบบแทง นักเทนนิสมักจะตะโกนขณะตีลูก และการวิจัยแสดงให้เห็นว่าการเคลื่อนไหวของมือควบคู่กับการเคลื่อนไหวของปากโดยเฉพาะ ซึ่งมักจะใช้การเปล่งเสียง จะช่วยลดเวลาตอบสนองที่จำเป็นในการดำเนินการทั้งสองอย่าง การมีเพศสัมพันธ์ของระบบประสาทนี้มีมาแต่กำเนิด โดยที่เรามักจะลืมมันไป แต่เราทำเช่นนี้อย่างต่อเนื่องโดยไม่รู้ตัว เนื่องจากวงจรประสาทที่เกี่ยวข้องนั้นอยู่ในบริเวณของสมองที่ทำงานโดยอัตโนมัติ — แท้จริงแล้วอยู่ใต้บริเวณของสมองเพื่อให้มีการรับรู้อย่างมีสติ

การเคลื่อนไหวของมือมี XNUMX รูปแบบทั่วไป ได้แก่ การเคลื่อนไหวแบบ Power Grip เกี่ยวข้องกับการเปิดและปิดหมัด ในขณะที่การเคลื่อนไหวของมืออย่างแม่นยำเกี่ยวข้องกับการบีบเบาๆ ระหว่างนิ้วหัวแม่มือและนิ้วชี้ เราได้เรียนรู้ว่าการเคลื่อนไหวของมือทั้งสองประเภทนี้มักมาพร้อมกับการเคลื่อนไหวลิ้นและปากที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น การเคลื่อนไหวที่ทำโดยนักร้องร็อคผู้ล่วงลับ โจ ค็อกเกอร์ ผู้มีชื่อเสียงจากท่าทางแขนและมือที่ดุร้ายระหว่างการแสดง ส่วนหนึ่งเป็นละครใบ้แบบแอร์กีตาร์และเปียโน แต่ค็อกเกอร์ไม่ได้เล่นเครื่องดนตรีใดเลย ดังนั้นสิ่งเหล่านี้จึงสะท้อนถึงความเชื่อมโยงตามธรรมชาติระหว่างมือและปากด้วย เขามักจะแสดงการเคลื่อนไหวของหมัดเปิดเมื่อลิ้นของเขาถูกถอนออกในขณะที่เขาร้องเพลงสระเปิดเช่น "อ๊ะ"

ในบางครั้ง ลิ้นของค็อกเกอร์พุ่งไปข้างหน้าในขณะที่เขาร้องเพลงเสียงสระว่า "ใช่" ในขณะที่มือขวาของเขา (บนคอของกีตาร์อากาศของเขา - เขาเป็นคนถนัดซ้าย) ทำการเคลื่อนไหวที่แม่นยำ โดยบีบนิ้วหัวแม่มือและนิ้วของเขาราวกับว่าเขา กำลังหยิบวัตถุเล็กๆ ขึ้นมา หรือจับคอร์ดที่ยากๆ

นักวิจัยได้แสดงให้เห็นในทศวรรษที่ผ่านมาว่าความรู้สึกสัมผัสจากปลายนิ้วและลิ้นที่ละเอียดอ่อนของเรามักจะเชื่อมโยงกันในสมองของเราในลักษณะที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการทำงาน เช่นเดียวกับการแสดงของ Cocker เสียงที่เปิดปากสัมพันธ์กับการเคลื่อนไหวของด้ามจับและการเปล่งเสียงไปข้างหน้าด้วยการเคลื่อนไหวนิ้วแบบละเอียด อันที่จริงงานวิจัยใหม่ ๆ ได้รับการตีพิมพ์เป็นฉบับก่อนพิมพ์ในขณะที่การศึกษาอยู่ระหว่างการแก้ไขเพื่อตีพิมพ์ในวารสาร การวิจัยทางจิตวิทยา ชี้ให้เห็นว่าถ้าค็อกเกอร์ผสมการเคลื่อนไหวของมือและปาก เขาคงจะลดการแสดงเสียงของเขาลง

ในการศึกษาครั้งใหม่ ผู้ทดสอบจะอ่านอย่างเงียบๆ หรือพูดออกเสียงหนึ่งในสองเสียงที่แตกต่างกัน ได้แก่ “tih” หรือ “ka” ในขณะที่นักวิจัยวัดเวลาปฏิกิริยาของพวกเขาในการดำเนินการจับกำลังหรืองานจับที่แม่นยำ ปลายลิ้นดันไปข้างหน้าหรือใกล้กับฟันหน้าเพื่อสร้างเสียง “ทิห์” ซึ่งควรจะสอดคล้องกับการเคลื่อนไหวที่แม่นยำของนิ้วมือ ในทางตรงกันข้าม ลิ้นจะถอยไปทางด้านหลังปากเพื่อสร้างเสียง “คะ” ซึ่งสอดคล้องกับการเคลื่อนไหวของมือที่มีพลัง เมื่อผู้ถูกทดสอบอ่านหรือพูดเสียงที่ไม่สอดคล้องกับการเคลื่อนไหวของมือ เวลาตอบสนองของพวกเขาจะช้าลงอย่างเห็นได้ชัด นั่นแสดงให้เห็นว่าการประสานกันระหว่างลิ้นและมือนั้นฝังลึกเพียงใดในวงจรประสาทไร้สติในสมองของเรา

การประสานงานนี้มาจากไหน? อาจเกิดขึ้นจากการเคลื่อนไหวป้อนอาหารด้วยมือของบรรพบุรุษของเราและการพัฒนาภาษาของพวกเขา เนื่องจากภาษาพูดมักจะมาพร้อมกับการเคลื่อนไหวของมืออัตโนมัติ ท่าทางมืออาจเป็นการสื่อสารประเภทแรกที่พัฒนาขึ้น และค่อยๆ ผสมผสานกับคำพูดพยางค์ที่เหมาะสม เช่น เสียงปาก ซึ่งทำให้เกิดภาษาได้ แท้จริงแล้ว การศึกษาการถ่ายภาพสมองเชิงฟังก์ชันแสดงให้เห็นว่าการเคลื่อนไหวลิ้นและมือที่เฉพาะเจาะจงกระตุ้นบริเวณเดียวกันของสมองในคอร์เทกซ์พรีมอเตอร์ (บริเวณ F5) นอกจากนี้เซลล์ประสาทเดียวกันใน พื้นที่พรีมอเตอร์ ไฟเมื่อลิงจับสิ่งของด้วยปากหรือมือ การกระตุ้นด้วยไฟฟ้า ในบริเวณเดียวกันนี้ทำให้มือของลิงต้องจับขณะปากของมันเปิดออก และมือของลิงก็ขยับไปที่ปากของมัน

การใช้เครื่องมือยังกระตุ้นเซลล์ประสาทเหล่านี้ด้วย และเครื่องมือมักใช้ในการเตรียมอาหาร การรับประทานอาหาร และรูปแบบการสื่อสาร (เช่น การร่างรูปทรงที่แม่นยำด้วยดินสอหรือการพิมพ์บนแป้นพิมพ์) ความเชี่ยวชาญของแต่ละบุคคลในการใช้เครื่องมือที่มีความแม่นยำ ทำนายความสามารถทางภาษาของพวกเขาและการค้นพบนั้นสอดคล้องกับการทับซ้อนกันบางส่วนในโครงข่ายประสาทเทียมของเราระหว่างภาษาและทักษะการเคลื่อนไหวใช้เครื่องมือ ในมนุษย์ ส่วนที่เกี่ยวข้องของสมองสอดคล้องกับส่วนที่มีความสำคัญต่อการพูด และ การศึกษา neuroimaging ในคนบ่งบอกถึงความสัมพันธ์ใกล้ชิดระหว่างบริเวณสมองที่เกี่ยวข้องกับการผลิตคำพูดและการควบคุมการเคลื่อนไหวของมือ

ด้วยการเชื่อมต่อทั้งหมดนี้ จึงไม่น่าแปลกใจที่ลิ้นจะโผล่ออกมาในช่วงเวลาที่ต้องใช้สมาธิ อาจดูแปลกสำหรับเราเพราะเรามักจะคิดว่าสมองเป็นเครื่องจักรที่ซับซ้อน ออกแบบมาเพื่อรับข้อมูลจำนวนเล็กน้อย คำนวณ และควบคุมกล้ามเนื้อเพื่อโต้ตอบกับสภาพแวดล้อมของเรา แต่สมองคือการรวมตัวกันของเซลล์ ไม่ใช่ระบบวิศวกรรม มันพัฒนาเพื่อเพิ่มความอยู่รอดในโลกที่ซับซ้อน เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนั้นอย่างมีประสิทธิภาพ สมองจะผสมผสานการทำงานต่างๆ ในลักษณะที่อาจดูเหมือนมีบางอย่างผิดพลาด แต่ก็มีเหตุผลที่ดี สมองผสมผสานการเคลื่อนไหวของลิ้นและมือเข้ากับเสียงและอารมณ์ เพราะมันเข้ารหัสประสบการณ์และดำเนินการการเคลื่อนไหวที่ซับซ้อนในลักษณะองค์รวม ไม่ใช่เป็นองค์ประกอบที่แยกจากกันที่ร้อยเรียงกันเหมือนบรรทัดของโค้ดคอมพิวเตอร์ แต่เป็นชิ้นส่วนของวัตถุประสงค์และบริบททางแนวคิดที่ใหญ่กว่า

เมื่อฉันพบว่าลิ้นของฉันดันออกมาระหว่างฟัน สายไฟเก่าและฝังลึกในสมองของฉันที่ควบคุมลิ้นและมือของฉันได้ปรับปรุงประสิทธิภาพของฉันจริงๆ หากคุณพบว่าตัวเองกำลังทำแบบเดียวกัน อย่าเพิ่งอาย เพียงรับรู้ถึงประสิทธิภาพอันน่าทึ่งของการทำงานของสมองของเรา และขอบคุณสำหรับความช่วยเหลือ