多指症是一种异常情况,即一个人出生时手指或脚趾多于五个。在一项发表于《自然通讯》的案例研究中,来自弗莱堡大学、伦敦帝国理工学院、洛桑大学医院和洛桑联邦理工学院的研究人员首次研究了多指症患者的运动技能和感觉运动大脑区域。
结果显示,额外的一根手指可以显著扩展操控能力和技能。拥有六根手指的人可以用一只手完成需要五根手指的人用两只手才能完成的动作。多指症受试者观察到的增强的运动能力是通过感觉运动大脑区域的特定区域实现的。这些发现可能为开发扩展运动能力的人工肢体提供蓝图。
来自弗莱堡、伦敦和洛桑的研究人员首次研究了每只手有六根手指的人的运动能力。在两名受试者的情况下,每只手拇指和食指之间都有一根完全成形的额外手指。弗莱堡大学和伯恩斯坦中心弗莱堡的卡尔斯滕·梅林教授解释说:“我们想知道受试者是否拥有超越五指人的运动技能,以及大脑如何能够控制这些额外的自由度。”
为了了解他们的能力范围,研究人员让受试者进行了几个行为实验,并使用功能性磁共振成像(fMRI)监测他们的大脑活动。结果显示,受试者的额外手指是由自己的肌肉移动的。这使得受试者可以尽可能独立于所有其他手指移动他们的额外手指。梅林教授总结说:“我们的受试者可以独立使用他们的额外手指,类似于额外的拇指,无论是单独使用还是与其他五根手指一起使用,这使得操控非常多样化和熟练。
例如,在我们的实验中,受试者可以用一只手完成一项任务,而我们通常需要两只手。”
为了理解多指症受试者的大脑如何控制额外的手指,科学家使用了高分辨率的功能性磁共振成像(fMRI)。洛桑联邦理工学院和洛桑大学医院的安德烈亚·塞里诺教授和迈克尔·阿克塞尔罗德博士进行了神经成像研究,他们评论说:“我们发现控制第六根手指的专用神经资源,以及感觉运动皮层的组织方式完全允许观察到的额外运动技能。”
对这些多指手的研究可能会促进开发额外的人工肢体,以扩展人们的运动技能。然而,科学家们指出:“受试者从出生起就训练了额外的肢体。这并不一定意味着在生命后期补充人工肢体时可以实现类似的功能。然而,多指症患者提供了一个独特的机会来分析额外肢体的神经控制和感觉运动技能的可能性。”