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現(xiàn)在,功能繁多的觸屏智能手機(jī)已成為不少人的生活必需品,而這些手機(jī)在改變?nèi)藗兩罘绞降耐瑫r,可能也對人腦產(chǎn)生了潛移默化的影響。
2014年12月23日發(fā)表在《當(dāng)代生物學(xué)》(Current Biology)上的一項來自蘇黎世大學(xué)神經(jīng)信息學(xué)研究所的最新研究顯示,觸屏手機(jī)可能在不知不覺中改變了大腦對觸覺的感知,使得腦皮層對手指尖的觸覺刺激產(chǎn)生更強(qiáng)烈的反應(yīng)。
人腦卓越的可塑性已是科學(xué)界屢見不鮮的話題,但在過去,科學(xué)家們大多把注意力投向了一些領(lǐng)域內(nèi)的“精英分子”,譬如樂器演奏家和優(yōu)秀的運動員。而事實上,除了專業(yè)的高強(qiáng)度訓(xùn)練以外,平日不經(jīng)意的行為習(xí)慣也一樣能對我們的大腦造成影響。
蘇黎世大學(xué)神經(jīng)信息學(xué)研究所的阿爾科·高希(Arko Ghosh)博士指出,目前關(guān)于對大腦可塑性在人們?nèi)粘I钪械淖饔玫难芯坎⒉欢?,而他們的研究為這一領(lǐng)域提供了直接的數(shù)據(jù)支持。
這項研究一共招募了37名右利手的被試者,其中有26名為觸屏手機(jī)用戶,另外11位則是老式按鍵手機(jī)用戶。問卷調(diào)查表明,觸屏手機(jī)用戶具有一些有趣的共性:這些被試者都傾向于用右手拇指來完成大部分操作;多數(shù)人最常用的手機(jī)功能是接發(fā)短信和電子郵件,而非被動地聽音樂、看視頻或是打電話;此外,還有關(guān)鍵的一點:觸屏手機(jī)用戶操作手機(jī)的時間,明顯要比老式手機(jī)用戶更長。
接下來,研究者對被試右手拇指、食指和中指分別進(jìn)行了輕微的機(jī)械刺激,同時利用事件相關(guān)電位(event-related potentials, ERPs)的方法記錄下了這些觸覺刺激引起的腦電活動。分析結(jié)果發(fā)現(xiàn),三個手指上的刺激均能引起對側(cè)(也就是左側(cè))初級感覺運動皮層的激活。而有趣的是,觸屏手機(jī)用戶的腦電活動幅度顯著高于老式按鍵手機(jī)用戶。
研究者認(rèn)為,產(chǎn)生這種差異的原因可能有二:一是觸屏手機(jī)用戶的拇指使用頻率更高;二是觸屏手機(jī)和傳統(tǒng)按鍵手機(jī)的操作涉及不同的手指運動,后者多為按壓,而前者涉及更多的點觸和滑動,這可能帶來了不同的觸覺刺激模式。
將手機(jī)使用作為研究對象具有一個天然的優(yōu)勢——手機(jī)系統(tǒng)具有內(nèi)置的后臺數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能,用戶們的使用行為會在手機(jī)上留下完整的“電子印記”,這為研究者們提供了極大的便利。
通過這些記錄,他們能夠了解被試者真實的日常行為,并將這些行為與實驗室中記錄到的神經(jīng)活動聯(lián)系起來,分析到底是哪些因素驅(qū)動了我們大腦的可塑性變化。
為了探究大腦觸覺信號是否會隨著觸屏手機(jī)使用的強(qiáng)度而變化,本項研究也動用了“電子印記”大法:研究者調(diào)取了被試者的觸屏手機(jī)中過去10天的電池使用記錄,并據(jù)此統(tǒng)計出每名被試者平均每小時的手機(jī)使用度。同時,研究者還計算了手機(jī)使用度峰值出現(xiàn)的時間與腦電記錄時間之間的間隔。
比對腦電結(jié)果發(fā)現(xiàn),拇指觸覺刺激引起的腦電激活強(qiáng)度與上述兩個變量密切相關(guān)。
過去10天中手機(jī)使用度越高,實驗中測得的觸覺腦電信號也越強(qiáng)。而且,相比于較長的時間間隔,在頻繁的觸屏手機(jī)使用之后較短時間內(nèi)測得的觸覺信號幅度也會更大。也就是說,觸屏手機(jī)用戶大腦觸覺信號的激活程度與短期內(nèi)使用手機(jī)的經(jīng)歷密切相關(guān)。
之前的一項研究發(fā)現(xiàn),與非專業(yè)人士相比,弦樂器演奏家的大腦皮層對左手小拇指的表征更強(qiáng),且增強(qiáng)幅度與開始學(xué)習(xí)樂器的年齡相關(guān)。受此啟發(fā),研究者們也請這次實驗的被試者報告了自己開始使用觸屏手機(jī)的年齡,不過他們并沒有發(fā)現(xiàn)“機(jī)齡”與腦電信號之間具有相關(guān)性。研究者認(rèn)為,這可能是因為樂器演奏家在早年練習(xí)時接受了更加穩(wěn)定的感覺刺激輸入,而觸屏手機(jī)用戶的使用模式則要隨性得多。此外,觸屏手機(jī)用戶接觸手機(jī)時的年齡普遍較大(大約15歲),而樂器演奏家大多從幼年就開始練習(xí),這也為二者之間的差異提供了解釋。這一結(jié)果也提示我們,許多從專業(yè)演奏家、運動員或是經(jīng)受嚴(yán)格訓(xùn)練的實驗動物那里獲得的結(jié)論,或許并不適用于普通人的日?;顒?。
觸屏智能手機(jī)的使用會造成大腦電活動的變化,那么這會有什么后果呢?研究論文中提到了一個不大樂觀的推想。過去已有研究表明,這樣的皮層可塑性變化或許會導(dǎo)致一些疾病的發(fā)生,例如弦樂器演奏家的職業(yè)病——肌張力障礙。由此看來,過度地使用手機(jī)或許也可能導(dǎo)致運動功能障礙。不過,這并不代表智能機(jī)用戶的前景一片灰暗。高希博士強(qiáng)調(diào)說:“要想確切地回答這個問題,目前這一個研究還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。”
那么,智能設(shè)備對人類大腦可能造成哪些影響?對此,高希表示:“目前有一個新的趨勢,神經(jīng)科學(xué)家們開始認(rèn)真地研究我們的日常生活,而這種對普通人的關(guān)注會催生一系列研究成果——從基礎(chǔ)神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域到醫(yī)藥開發(fā)。我認(rèn)為,人類的大腦會繼續(xù)不斷地適應(yīng)變化,而時間會告訴我們,這最終會對我們造成什么樣的影響?!?/p>
“估計有不少人會從手機(jī)上讀到我們的研究,想象一下,這也會是一個相當(dāng)有趣的場景。”高希博士這樣說到。(來源:果殼網(wǎng) 責(zé)任編輯/余風(fēng))