脑机启侦|老鼠能识别假肢：具体化模型可带来更好的神经假体（06.06）

摘要：在大脑如何“拥有”身体这个问题上，人类长期以来都有一种神秘的错觉体验最为经典——橡胶手错觉。当我们的大脑被视觉与触觉共同“欺骗”时，它竟然会相信一个不属于我们的橡胶假手是“我的手”。这种具身感（embodiment）不仅令人着迷，也成为神经科学和假体工程研究的

在大脑如何“拥有”身体这个问题上，人类长期以来都有一种神秘的错觉体验最为经典——橡胶手错觉。当我们的大脑被视觉与触觉共同“欺骗”时，它竟然会相信一个不属于我们的橡胶假手是“我的手”。这种具身感（embodiment）不仅令人着迷，也成为神经科学和假体工程研究的切入口。然而，长期以来，这种以人为对象的实验缺乏一种可以精细操控、可重复验证的动物模型，限制了我们对身体认知机制的更深入探索。

近日，法国国家科学研究中心（CNRS）的 Luc Estebanez 团队在《PLOS Biology》发表了一项突破性研究，首次在小鼠身上复刻了橡胶手错觉实验。研究显示，小鼠在接收到同步的触觉与视觉刺激时，能够将一个人造假肢误认为是自己的肢体，并在面对威胁时展现出“保护假肢”的行为反应。这一发现不仅证明了小鼠也具有具身化能力，更重要的是，为探索具身感的神经机制提供了一个高度可控的动物模型，有望推动更精确的神经假体设计。

橡胶手错觉被移植到小鼠模型上。与人类一样，小鼠的具现化可以通过同步刷动小鼠真实前肢和假肢（黄色）来实

重新审视“身体所有权”

对于截肢患者来说，由于假肢的缺乏，假肢的有效使用会受到阻碍，从而导致日常假肢使用量逐渐减少，最终导致放弃假肢。相反，假肢的实施会减少因缺失肢体的幻觉而产生的感觉，包括疼痛的感觉。在实验环境中，通过操纵触觉和视觉刺激的时间重合，可以建立或破坏假肢的实体感。具体来说，在橡胶手错觉实验中，橡胶假肢被放置在参与者可见的位置，而真手则被隐藏在视野之外。隐藏的真手和可见的假手都用刷子同步抚摸。实验中的大部分受试者报告说，在这种刺激之后，他们看到的橡胶手就是他们真正的手。

到目前为止，基于感觉的前肢实施的生理基础仍不清楚，部分原因是缺乏研究实施的动物模型。

一场为老鼠量身定制的“错觉诱导”

为了应对这一挑战，Estebanez 及其同事开发了一种类似小鼠橡胶手错觉的实施方案。研究人员将一个 3D 打印的人造右前肢静态复制品放置在头部固定的小鼠的合理生理位置。同时，将小鼠的真实前肢隐藏起来，并固定在假肢所在平台的下方。

在两分钟的配对过程中，研究人员对真实前肢和人造前肢进行了机械控制的同步或异步刷动。然后，研究人员将一个尖锐物体扔向动物视线范围内的人造前肢。

在此过程中，研究人员用高速摄像机追踪小鼠的注视。与橡胶手错觉的广泛文献一致，当笔触同步时，小鼠会将目光聚焦在威胁物体上几秒钟，而当笔触异步时则不会。当人造前肢看起来更像肢体而非白色立方体形状物体时，小鼠的行为反应也更强烈。

作者认为，这项研究对于在提供无与伦比的实验场所的模型中研究前肢具身化具有实际意义。例如，利用遗传学和光遗传学研究工具绘制具身化的大脑回路图谱，或能带来新颖的具身化修复策略。除此之外，这项研究还支持了啮齿动物在已知会触发人类具身化的环境中也能表现出与具身化相关的行为这一观点。这进一步证实了一系列近期研究结果，这些研究结果表明，啮齿动物，尤其是小鼠，能够表现出一些与高级认知功能相关的能力。