我们的手和舌头之间隐藏的大脑联系| 广达杂志

有一天，当我穿针缝纽扣时，我发现我的舌头伸出来了。 后来又发生了同样的事情，我小心翼翼地剪下了一张照片。 又有一天，当我摇摇欲坠地坐在梯子上粉刷我房子的窗框时，它又来了！

这里发生了什么？ 我做这些事情并不是故意伸舌头的，为什么老是出现呢？ 毕竟，多功能舌肌似乎与控制我的手没有任何关系。 正确的？

然而，据我所知，我们的舌头和手的动作在无意识的层面上密切相关。 这种奇特的相互作用具有深刻的进化根源，甚至有助于解释我们的大脑如何在没有意识的情况下发挥作用。

当我们进行精确的手部动作时，为什么我们会伸出舌头，一个常见的解释是 电机溢出。 从理论上讲，穿针（或执行其他要求较高的精细运动技能）可能需要大量的认知努力，以至于我们的大脑回路被淹没并撞击邻近的回路，从而不适当地激活它们。 神经损伤或神经损伤后确实可能发生运动溢出 在幼儿时期 当我们学习控制自己的身体时。 但我非常尊重我们的大脑，因此无法相信“大脑带宽有限”的解释。 那么，这种奇特的手口相声究竟是如何发生的呢？

追踪舌头和手部控制的神经解剖结构以查明可能发生短路的位置，我们首先发现两者是由完全不同的神经控制的。 这是有道理的：脊髓损伤导致双手瘫痪的人并不会失去说话的能力。 那是因为舌头是由脑神经控制的，而手是由脊神经控制的。

这些是根本不同类型的神经。 脑神经通过小开口穿透头骨，直接连接到大脑。 每一个都执行特定的感觉或运动功能； 例如，第一脑神经传达嗅觉。 舌头由第 12 脑神经控制，称为舌下神经。 相比之下，控制我们手部运动的肌肉，就像我们身体中的大多数其他肌肉一样，接收来自脊髓伸出的神经的指令，这些神经在我们的椎骨之间穿行。 感官信号进行相反的旅程。 显然，舌头和手控制电路之间的任何短路都必须起源于这两条神经的上游，即大脑本身内部的某个地方。

接下来观察大脑运动皮层的神经线路，我们发现控制舌头的区域与控制手指的区域并不相邻。 因此，舌头和手之间的联系一定是在大脑的其他地方，最有可能是在复杂的神经回路执行高度复杂功能的区域。 毕竟，人类可以执行的最复杂的功能之一就是语音——事实上，它似乎是人类独有的。 我们能做的下一个最复杂的事情是掌握工具的使用。 值得注意的是，在每次伸出舌头的不同情况下，我都使用了一种工具：针、剪刀或画笔。

这种联系是由 研究 表明手和嘴的动作紧密协调。 事实上，这种相互作用通常可以提高性能。 武术家会发出简短的爆炸性话语，称为 基爱 在空手道中，当他们执行刺击动作时； 网球运动员在击球时经常大喊大叫。 研究表明，将手部动作与特定的嘴部动作（通常与发声一起）结合起来，可以缩短两者所需的反应时间。 这种神经耦合是与生俱来的，我们通常会忽视它，但我们在没有意识的情况下不断地这样做，因为所涉及的神经回路位于大脑中自动运行的区域——它实际上位于提供有意识意识的大脑区域下方。

手部动作有两种一般形式：强力握力动作涉及打开和握紧拳头，而精确手部动作涉及拇指和食指之间的微妙捏合。 我们了解到，这两种类型的手部动作通常伴随着不同的舌头和嘴巴的动作。 以已故摇滚歌手乔·科克（Joe Cocker）的动作为例，他在表演中以狂野的手臂和手势而闻名。 在某种程度上，这些是空气吉他和钢琴哑剧，但科克不会演奏这两种乐器，因此它们也可能反映了手和嘴之间的自然联系。 当他唱“aw”这样的开元音时，当他的舌头缩回时，他经常会表现出张开拳头的有力握力动作。

其他时候，科克在唱元音“yee”时，舌头会向前伸，而他的右手（放在空气吉他的琴颈上——他是左撇子）执行着精确的动作，捏住拇指和手指，就好像他在唱歌一样。拿起一个小物体或弹奏一个困难的和弦。

研究人员在过去十年中表明，我们敏感的指尖和舌头的触觉通常在我们的大脑中以影响表现的方式耦合在一起。 正如科克的表演一样，张嘴的声音与有力的握力动作和舌头向前发声与精细操作的手指动作相关。 事实上，新研究作为预印本发表，同时该研究正在修订以在期刊上发表 心理学研究 这表明，如果科克混淆了他的手和嘴的动作，他的声乐表演可能会很糟糕。

在这项新研究中，测试对象默读或大声说出两种不同声音（“tih”或“ka”）中的一种，同时研究人员测量他们在执行强力握力或精确握力任务时的反应时间。 舌尖向前抵住前牙或靠近前牙，发出“tih”的声音，这应该与手指的精确动作相对应。 相反，舌头向口腔后部缩回以发出“ka”声，这对应于握力手的动作。 当受试者阅读或说出与他们的手部动作不相容的声音时，他们的反应时间明显变慢。 这表明舌头和手之间的协调在我们大脑的无意识神经回路中是多么根深蒂固。

这种协调从何而来？ 它很可能起源于我们古代祖先的手到嘴喂食动作和语言的发展，因为口语通常伴随着自动的手部动作。 据推测，手势是第一种进化出来的交流方式，它们逐渐与适当的音节话语（口音）融合在一起，从而形成了语言。 事实上，功能性脑成像研究表明，特定的舌头和手部运动会激活大脑前运动皮层的同一区域（F5 区域）。 此外，相同的神经元 运动前区 当猴子用嘴或手抓住物体时就会点火。 电刺激 当猴子的嘴张开时，同一区域的这个区域会触发猴子的手做出抓握动作，然后手就会移到嘴边。

工具的使用也会激活这些神经元，工具通常用于食物准备、进食和交流形式（例如用铅笔画出精确的形状或在键盘上打字）。 个人对精密工具使用的熟练程度 预测他们的语言能力，这一发现与我们的神经网络中语言和工具使用运动技能之间的部分重叠是一致的。 在人类中，大脑的相关部分对应于对言语至关重要的部分，并且 神经影像学研究 在人类中，表明与言语产生相关的大脑区域和控制手部运动的大脑区域之间存在密切关系。

有了所有这些联系，难怪在集中精力的时候舌头会伸出来。 这对我们来说可能很奇怪，因为我们倾向于认为大脑是一台复杂的机器，被设计用来接收少量信息，计算它们并控制肌肉与我们的环境互动。 但大脑是细胞的聚集体，而不是一个工程系统。 它的进化是为了在复杂的世界中最大限度地生存。 为了有效地实现这一目标，大脑以看似出了问题的方式混合功能，但它确实有充分的理由。 大脑将舌头和手部的动作与声音和情感混合在一起，因为它以整体的方式编码经验并执行复杂的动作——不是像计算机代码行那样串在一起的离散实体，而是作为更大的概念目的和背景的片段。

当我发现我的舌头伸出牙齿之间时，我大脑中控制我的舌头和手的古老而深层的线路实际上正在提高我的表现。 如果你发现自己也在做同样的事情，不要感到尴尬——只要认识到我们大脑功能的惊人效率，并对帮助表示感激即可。