我们的皮肤和肌肉有数百万个负责躯体感觉的传感器。然而,我们的大脑并没有被这些接二连三的输入所淹没,也没有被任何其他的感官所淹没。大脑是如何实现这种精准过滤的?

想象你正在弹吉他。你坐着,把乐器放在膝盖上,一只手弹奏,另一只手在琴颈上按动琴弦。你的视觉让你看着乐谱,而你的听觉让你听着声音。此外,还有另外两种感觉使演奏这种乐器成为可能。其中之一是触觉,它告诉你你与吉他的互动。另一个是本体感觉,它告诉你在演奏时你的手臂和手的位置和动作。这两种能力结合在一起,形成了科学家所说的躯体感觉或身体知觉。

我们的皮肤和肌肉有数百万个负责躯体感觉的传感器。然而,我们的大脑并没有被这些接二连三的输入所淹没,也没有被任何其他的感官所淹没。当你在弹奏时,你不会因为鞋子挤脚或吉他背带的拉扯而分心,你只关注重要的感官输入。大脑会熟练地增强一些信号,过滤掉其他信号,这样我们就可以忽略干扰,专注于最重要的细节。

大脑是如何实现这种精准过滤的?在西北大学、芝加哥大学和位于加州拉霍亚的索尔克生物研究所最近的研究中,我们对这个问题给出了一个新的答案。通过几项研究,我们发现,在脑干最底部有一个很小的、基本上被忽略的结构,它在大脑选择感觉信号方面发挥着关键作用。这个区域被称为楔束核 ,或CN(cuneate nucleus)。我们对楔束核的研究不仅改变了对感觉加工的科学认识,还可能为帮助身体损伤或疾病患者恢复感觉的医学干预奠定基础。

为了理解什么这个概念,我们应该回顾一些关于体感如何工作的基础知识。每当我们移动或触摸某物时,我们皮肤和肌肉内的特殊细胞就会做出反应。它们的电化学信号沿着神经纤维传递到脊髓和大脑。大脑利用这些信息来追踪身体姿势和运动,以及我们与物体互动的位置、时间和力度。

实验表明,我们身体的意识体验及其与物体的交互依赖于这些到达大脑皮层的信号。长期以来,科学家们一直认为大脑皮层是选择性地增强或过滤感觉信号的主要参与者之一。相反,他们认为楔束核只是一个被动的中继站,负责将身体的信号传递到大脑皮层。

但我们对此持怀疑态度。如果楔束核不能以某种方式改变信号,它为什么会存在?我们决定观察楔束核神经元的活动来找出答案。在以前,对其开展研究的难点是楔束核很小,很难准确定位。它位于头部和颈部高度灵活的连接处,这意味着动物的移动会使它难以触及。更糟糕的是,楔束核位于脑干内,周围环绕着重要的大脑区域,如果这些区域受损,可能会导致动物死亡。

幸运的是,现代神经科学工具让我们能够在清醒的动物身上稳定地观察楔束核,而不伤害附近的区域。在猴子身上,我们植入了微小的电极阵列,用来监测单个楔形核神经元。我们终于能够研究当猴子移动和触摸物体时,这个区域的单个脑细胞是如何反应的。

这种方法使我们能够回答几个关于楔束核做什么的问题。首先,我们研究了这些神经元是如何对触摸信号做出反应的。我们将猴子的皮肤暴露在多种刺激下,包括振动和盲文样的浮雕点图案。然后,我们将楔束核的反应与输入大脑结构的神经纤维的活动进行了比较。如果这个区域只是传递由皮肤感觉细胞收集的信息,那么楔束核的神经活动基本上会呼应神经纤维的活动。

相反,我们发现楔束核神经元不是简单地传递输入信号,而是将它们进行转换。事实上,楔束核神经元的活动模式更类似于大脑皮层神经元的活动模式,而不是神经纤维的活动模式。

但楔束核和大脑皮层之间的联系不是单向的。除了感觉神经向上的传递,大脑皮层的感觉和运动区也有通路会向下到达楔束核。我们想知道楔束核是否有助于基于动物自主运动的某种形式的感觉过滤。

为此,我们观察了猴子接近目标时的楔束核的活动,并将这些信号与机器人以类似方式移动猴子手臂时产生的楔束核信号进行了比较。我们发现楔束核神经元的活动确实发生了变化,这取决于动物在做什么,以及运动是自愿的还是非自愿的。

举个例子,我们知道手臂肌肉发出的信号可以帮助动物确定某个动作是否在按计划进行。根据这个想法,我们发现当猴子主动移动手臂时,与机器人移动手臂时相比,来自手臂肌肉的许多信号在楔束核中都得到了增强。

这些研究证实,当信号到达楔束核时,我们身体对信号的处理就已经开始了。但是,究竟是哪些脑细胞和途径使楔束核能够选择性地增强那些重要的信号,并抑制那些无关紧要的信号呢?

在第三项研究中,我们利用遗传和病毒技术来探测小鼠的神经系统。有了这些工具,我们可以操纵特定类型的细胞,用激光照射它们来打开或关闭它们。我们将这些技术与行为任务配对:通过训练老鼠拉绳子或对各种纹理做出反应来获得奖励,我们测试了特定神经元的激活或抑制如何影响老鼠执行灵巧任务的能力。这种方法让我们首先探索了楔束核内细胞的功能,揭示了它周围的一组特定的神经元的功能,这些神经元可以抑制或增强进入大脑的触觉信号的传递。

然后,我们应用类似的技术来研究其他高级大脑区域如何影响楔束核的活动。我们发现了两条不同的从大脑皮层一直到楔束核的通路,这两种通路决定了楔束核神经元能传递多少信息。换句话说,楔束核不仅接收来自身体的信息,还接收来自大脑皮层的指导,以帮助确定在每个特定的时刻,哪些信号对个人来说是最相关或最重要的。

显然,楔束核是一个比人们所认为的更有趣的大脑区域。我们的工作有助于明确它的功能:在将某些信号传递给负责感知、运动控制和高级认知功能的大脑区域之前,增强某些信号,抑制其他信号。这一重要作用可能有助于解释为什么楔束核出现在包括老鼠和灵长类动物在内的各种哺乳动物中。

虽然我们的工作还远未完成,但我们的结果已经对康复产生了重要的影响。除了我们能够研究的主动触觉和肌肉信号,有证据表明,楔束核接收到更多的“休眠”输入,这可能对神经损伤的恢复很重要。

全世界有数百万人患有某种形式的肢体功能障碍,如瘫痪或感觉丧失。随着对感觉和运动信号如何支持运动的更好理解,医生最终可以提高对这些疾病的诊断和治疗水平。例如,植入的电极有一天可能会电激活四肢失去知觉的人的楔束核,使病人有可能恢复对身体的感知能力。

节选自酷炫脑文章《为什么你不会被各种感觉淹没,得感谢大脑中这个“部件”》

◆福德正神土地公
感恩佛力加被!乘白莲花出发!
阿弥陀佛!阿玉顶礼判官!
今天想请问判官:关于土地庙即人们拜的土地公,他们是天神抑或地祇?上天派下的,还只是一些附在上面的灵鬼类?他们的职能和管理范围是什么?每家每户家里的土地公和门口的土地公又有何分别呢?
判官说:“土地庙的土地公属于有福德的神,归属于福德正神之类,他们可以受用阳人拜祭的香火,是属于上天委任的。这类神有福德大小之分,福德大的土地公管理的区域会大些,例如农村地区的土地公有些负责管理整个村庄,若是城市的则分开几个土地公来管理。
这些区域性的大土地公,阳人会为他们建一座小型的土地庙。区域性土地公的工作是负责管理区域众生的福德与出入平安,只要有任何人出生或死亡,地府会发出通知告诉土地公;又或者调动离开土地公所管辖的区域时,土地公都会收到一个记录。
土地公的工作是维持有情众生居住环境治安的,若有些邪灵神鬼之类要进入土地公所管辖的区域时,土地公会妥善处理,实行保护阳人安全的职能。所有的土地公都是在阳间生前喜爱帮助人的人,具有正义感,寿终后被派做土地公受人间香火,这是福德比较大的土地公可以受得起公众的礼拜供养。
每家每户家里的土地公及门口的土地公是属于福德比较小一些的福德正鬼。这些家里的土地公及门口的土地公,其实是阳人自己放个土地公牌位供奉而称呼为土地公及门口土地公,其实他们是鬼,本身就一直住在房子里,他们的寿命比人长。人若不住进去房子里.鬼便没有任何供奉;即阳人供奉,鬼也会报恩,自然就保护出入平安。
现在阳人经常会将房子买卖,鬼是不会跟着人走的,换的只是房子的阳间主人,并非上天派出的土地公。上天派出的是区域性土地公、商场土地公及大厦土地公,既是现在阳人住的一栋高楼大厦;这些大厦的门口会有地府派来的一个土地公,这些大厦土地公是归属区域土地公管理。商场及商店门口的是地府派出的土地公,因为商场及商店的人会比较多,而且商场及商店都是需要一些福德比较大的土地公去受香火。好了,阿玉今天到此为止。先回去了。”
阿弥陀佛!阿玉顶礼判官!乘白莲花回去。
回家前去跟附近的区域土地公打个招呼。
我说:“阿弥陀佛!土地公爷爷您好啊!”
土地公爷爷说:“阿玉啊!这么晚快回家去,注意安全!”
我说:“感恩土地公爷爷,您每天坐这里不闷吗?”
土地公爷爷说:“我现在比以前忙碌很多了!”
我说:“前段时间经过是没看见您坐这里的?”
土地公爷爷说:“我说的以前是阿玉您还没出生之前,150年前的时候。那时候没有现在这么忙。现在的人感情生活复杂问题多,生病、死亡、出生种种的问题都比以前增加不少。”
我说:“土地公爷爷!人生病会去看病,死亡后火化,出生会去医院,也不用劳烦到您老人家啊,怎么会令到您忙呢?”
土地公爷爷说:“阿玉您不知道,我是负责阳间众生的出入平安,若有众生有事情发生前我会先行知道,有的事件会涉及到福报的增减,那我将会在事件未发生前就要处理,处理这些事件需要时间及人物的安排。每个人都有自己身体的光芒,每个人都有他们的冤亲债主,你看看街道上的众生,留意一下是否每个都不同。”
好的!我看到每个众生的身边都有很多冤亲债主跟踪,一排排的,有部份还非常愤怒呢!有的一直在打阳人的头,那个被打的人感觉头一直痛了;有很多都附在阳人身上,有的磨拳擦掌的正预备要打人捏人都有。
这时我看见一个稍微有些白光的男人,他比较正气一些;当他走到一条黑色没灯的小巷时,鬼都让路给他过,等他走了以后,鬼又回去小巷;这样看来,还真是有些区别的。
土地公爷爷说:“最近这里有个未婚男子,他犯邪淫及欺骗;他欺骗了一女子的感情及金钱,并教唆对方堕胎几次。此女子也非善男信女,她已经动了杀机,打算与此男子同归于尽,但此男子福报未尽命不该绝。他前世是个守戒不清净的修行人,犯了邪淫,今生又是再犯邪淫,我现在正使用一些方法好帮助他、提醒他,这几天他自己也已经发觉有些做事不太顺的了。例如早几天他在提款机取钱时,钱不出来。后来他虽可以成功提取,就是不顺利,虽则做事的所有程序都是正确,就是会发生一些人为解释不了的问题出来,这次我对他的帮助可以令他慢慢反省。
这只是一个众生,每天有很多不同类型的众生,事件也很多,自然也就非常忙了。刚才您都看见有的众生鬼会让路给他,其实我也会帮助此类众生。若他真要摔倒时,我会扶他一把或帮助他让他尽量不摔到,但是阳人是不会感觉到我存在的,阳人只会感觉自己好在没有摔倒,差一点就摔倒,真是幸运!其实这个差一点,就是他们自己的福报来的。”
我说:“辛苦土地公爷爷了!原来您一直在背后默默帮助我们的,阿玉今天才知道。实在太感恩了!再见土地公爷爷!”
阿玉合十!

◆福德正神土地公
感恩佛力加被!乘白莲花出发!
阿弥陀佛!阿玉顶礼判官!
今天想请问判官:关于土地庙即人们拜的土地公,他们是天神抑或地祇?上天派下的,还只是一些附在上面的灵鬼类?他们的职能和管理范围是什么?每家每户家里的土地公和门口的土地公又有何分别呢?
判官说:“土地庙的土地公属于有福德的神,归属于福德正神之类,他们可以受用阳人拜祭的香火,是属于上天委任的。这类神有福德大小之分,福德大的土地公管理的区域会大些,例如农村地区的土地公有些负责管理整个村庄,若是城市的则分开几个土地公来管理。
这些区域性的大土地公,阳人会为他们建一座小型的土地庙。区域性土地公的工作是负责管理区域众生的福德与出入平安,只要有任何人出生或死亡,地府会发出通知告诉土地公;又或者调动离开土地公所管辖的区域时,土地公都会收到一个记录。
土地公的工作是维持有情众生居住环境治安的,若有些邪灵神鬼之类要进入土地公所管辖的区域时,土地公会妥善处理,实行保护阳人安全的职能。所有的土地公都是在阳间生前喜爱帮助人的人,具有正义感,寿终后被派做土地公受人间香火,这是福德比较大的土地公可以受得起公众的礼拜供养。
每家每户家里的土地公及门口的土地公是属于福德比较小一些的福德正鬼。这些家里的土地公及门口的土地公,其实是阳人自己放个土地公牌位供奉而称呼为土地公及门口土地公,其实他们是鬼,本身就一直住在房子里,他们的寿命比人长。人若不住进去房子里.鬼便没有任何供奉;即阳人供奉,鬼也会报恩,自然就保护出入平安。
现在阳人经常会将房子买卖,鬼是不会跟着人走的,换的只是房子的阳间主人,并非上天派出的土地公。上天派出的是区域性土地公、商场土地公及大厦土地公,既是现在阳人住的一栋高楼大厦;这些大厦的门口会有地府派来的一个土地公,这些大厦土地公是归属区域土地公管理。商场及商店门口的是地府派出的土地公,因为商场及商店的人会比较多,而且商场及商店都是需要一些福德比较大的土地公去受香火。好了,阿玉今天到此为止。先回去了。”
阿弥陀佛!阿玉顶礼判官!乘白莲花回去。
回家前去跟附近的区域土地公打个招呼。
我说:“阿弥陀佛!土地公爷爷您好啊!”
土地公爷爷说:“阿玉啊!这么晚快回家去,注意安全!”
我说:“感恩土地公爷爷,您每天坐这里不闷吗?”
土地公爷爷说:“我现在比以前忙碌很多了!”
我说:“前段时间经过是没看见您坐这里的?”
土地公爷爷说:“我说的以前是阿玉您还没出生之前,150年前的时候。那时候没有现在这么忙。现在的人感情生活复杂问题多,生病、死亡、出生种种的问题都比以前增加不少。”
我说:“土地公爷爷!人生病会去看病,死亡后火化,出生会去医院,也不用劳烦到您老人家啊,怎么会令到您忙呢?”
土地公爷爷说:“阿玉您不知道,我是负责阳间众生的出入平安,若有众生有事情发生前我会先行知道,有的事件会涉及到福报的增减,那我将会在事件未发生前就要处理,处理这些事件需要时间及人物的安排。每个人都有自己身体的光芒,每个人都有他们的冤亲债主,你看看街道上的众生,留意一下是否每个都不同。”
好的!我看到每个众生的身边都有很多冤亲债主跟踪,一排排的,有部份还非常愤怒呢!有的一直在打阳人的头,那个被打的人感觉头一直痛了;有很多都附在阳人身上,有的磨拳擦掌的正预备要打人捏人都有。
这时我看见一个稍微有些白光的男人,他比较正气一些;当他走到一条黑色没灯的小巷时,鬼都让路给他过,等他走了以后,鬼又回去小巷;这样看来,还真是有些区别的。
土地公爷爷说:“最近这里有个未婚男子,他犯邪淫及欺骗;他欺骗了一女子的感情及金钱,并教唆对方堕胎几次。此女子也非善男信女,她已经动了杀机,打算与此男子同归于尽,但此男子福报未尽命不该绝。他前世是个守戒不清净的修行人,犯了邪淫,今生又是再犯邪淫,我现在正使用一些方法好帮助他、提醒他,这几天他自己也已经发觉有些做事不太顺的了。例如早几天他在提款机取钱时,钱不出来。后来他虽可以成功提取,就是不顺利,虽则做事的所有程序都是正确,就是会发生一些人为解释不了的问题出来,这次我对他的帮助可以令他慢慢反省。
这只是一个众生,每天有很多不同类型的众生,事件也很多,自然也就非常忙了。刚才您都看见有的众生鬼会让路给他,其实我也会帮助此类众生。若他真要摔倒时,我会扶他一把或帮助他让他尽量不摔到,但是阳人是不会感觉到我存在的,阳人只会感觉自己好在没有摔倒,差一点就摔倒,真是幸运!其实这个差一点,就是他们自己的福报来的。”
我说:“辛苦土地公爷爷了!原来您一直在背后默默帮助我们的,阿玉今天才知道。实在太感恩了!再见土地公爷爷!”
阿玉合十!


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