神经科学家称，大脑无法实现自我“重新布线”

几十年来的研究反复表明，在中风、截肢或突然失明或听力丧失后，大脑重新连接自身的非凡能力已经被反复证明。至少，我们都是这么想的。

现在，两位神经科学家 —— 塔玛尔·马金（Tamar Makin）和约翰·克拉考尔（John Krakauer）—— 在《eLife》上撰文指出，该领域最具影响力的实验并没有最终证明大脑可以在功能上自我重组。

约翰霍普金斯大学的克拉考尔说：“我们的大脑有一种惊人的自我重组能力，这个想法很吸引人。它给了我们希望和魅力，尤其是当我们听到非凡的故事时。这个想法超越了简单的适应或可塑性，它意味着大脑区域的大规模重新定位。虽然这些故事很可能是真的，但对正在发生的事情的解释实际上是错误的。”

在他们看来，没有一项关键研究符合认知重组的最严格定义，即大脑中通常用于一种计算的部分变得能够进行完全不同类型的认知，其特征是功能或行为的改变。

他们写道：“我们得出的结论是，我们回顾的所有权威研究都没有令人信服地满足这些标准。”

塔玛尔·马金是剑桥大学的认知神经科学教授，她的研究重点是不同能力的成年人（比如有假肢的人）神经可塑性的局限性。

塔玛尔·马金和对中风康复感兴趣的约翰·克拉考尔一起，亲眼目睹了“神经损伤，如先天性失明、耳聋、截肢和中风”后可能产生的“令人惊讶和令人印象深刻的行为变化”。

2000年发表的一项关于新生雪貂的研究中，有一个明显的认知重新布线的显著例子。

在这个实验中，来自雪貂眼睛的神经输入通过手术连接到大脑的听觉皮层，而不是视觉皮层。尽管有这种混淆，雪貂在后续研究中还是有一些视力的。听觉神经元已经自我重组，以执行一种新的功能。

马金和克拉考尔问道：“但这是真正的重组吗？”视觉皮层的处理方式可能就像听觉皮层的处理方式一样，这意味着这种手术式的重新布线并没有真正挑战大脑改变其功能。

如果同样的输入被传递到大脑中负责完全不同过程的部分，比如前额皮质，结果可能就不那么令人印象深刻了。

作者认为，当研究参与者奇迹般地恢复了被认为因受伤或损伤而丧失的认知功能时，很可能是大脑通过依赖以前存在但非常安静或未得到充分利用的神经连接和功能来增加计算能力。

例如，作者认为，当老鼠即使在连接特定胡须的神经被切断后，仍然能够移动胡须时，很可能是相邻胡须上的神经总是被调节到受损的胡须中。而无需重新布线！

同样，当新生的小猫有一只眼睛被临时缝合时，这会加强活跃的眼睛，削弱无法使用的眼睛，导致一旦第二只眼睛打开，就会出现一些“非常笨拙的小猫”。

然而，这并不能证明大脑重组。很可能神经元一开始就对两只眼睛的输入很敏感，当一只眼睛不可用时，“增益”才会出现。

作者提出，如果看起来大脑的一部分正在做一些以前从未做过的事情，那可能只是一种错觉，因为我们一开始就不知道大脑有这种额外的能力。

研究人员还怀疑，大脑会“接管”未被使用的神经元，并“重新连接”它们以执行其他功能。例如，患有先天性白内障（天生失明）的儿童可以在手术后立即恢复视力。

作者写道：“如果视觉皮层被重新用于支持新的功能，那么视觉输入的恢复将是徒劳的（或者至少需要大量的重组逆转）。但事实并非如此。孩子们不仅能够立即感知到一些视觉信息，而且还表现出对视觉错觉的敏感性。”

虽然大脑的相互联系和“模糊”程度比我们想象的要高，但马金和克拉考尔认为，大脑的不同部分注定要执行某些功能，即使在早期发育中，也不可能偏离这种潜在的“架构”或“蓝图”。

马金表示：“很多时候，大脑重新连接的能力被描述为‘奇迹’ —— 但我们是科学家，我们不相信魔法。我们看到的这些惊人的行为根植于努力工作、重复和训练，而不是大脑资源的神奇重新分配。”