摘要：神经科学家的一项新研究表明，我们的大脑以不同的方式处理运动过程中不同形式的视觉不确定性。根据不确定性的类型，大脑运动的计划和执行的影响不同。这些发现可能有助于优化脑部计算机界面，例如，这些界面可以帮助瘫痪的人仅用思想来控制假肢或计算机。...

神经科学家在德国灵长类动物中心（DPZ）进行的一项新研究 - 戈丁根的莱布尼兹灵长类动物研究所表明，我们的大脑在运动过程中以不同的方式处理不同形式的视觉不确定性。根据不确定性的类型，大脑运动的计划和执行的影响不同。这些发现可能有助于优化脑部计算机界面，例如，这些界面可以帮助瘫痪的人仅用思想来控制假肢或计算机。

想象一下，晚上渴了，必须在黑暗中伸手去拿一杯水。没有清晰的视野，您的大脑就必须估计玻璃的位置和手的位置 - 这一挑战通常会导致运动不精确。大脑处理两个关键信息：它需要知道手在哪里以及将其移动到哪里。但是，如果此信息不准确，会发生什么？ DPZ的感觉运动研究小组的科学家调查了他们与恒河猴研究中运动控制期间的视觉不确定性问题。

在实验中，猴子在屏幕上移动了一个光标 - 用一种操纵杆手工手动。研究了两种类型的不确定性：在目标不确定性中，运动的目标由几个散射的物体表示，因此它不清楚目标的确切位置。在反馈不确定性的情况下，光标被几个分散的小物体所取代，因此它不清楚用户自己的手的位置。此外，研究人员还测试了反馈不确定性的效果，而猴子通过脑部计算机界面控制了光标，这实际上是通过思考的。在这种情况下，只有视觉信息可以作为关于自己的运动的反馈，这与自然的手臂运动不同，在这种情况下，身体还通过其他感觉系统感知手的位置。

对运动的不同影响

结果表明，大脑对不确定性的反应不同：目标不确定性主要影响计划和运动的开始。如果猴子不知道目标在哪里，那么从一开始就不精确的动作就不太精确了，即计划不正确。这也反映在运动皮层中脑细胞的活性中。相反，仅当猴子完全取决于视觉反馈时，由于反馈不确定性而造成的运动损害很明显 - 就像使用脑部计算机界面控制的情况一样。在这种情况下，反馈不确定性主要影响了运动的精确执行。

研究人员还发现，运动皮层中的神经元活性反映了目标和反馈不确定性，但是这两种形式的不确定性是在不同时间处理的。这表明大脑在运动控制的不同阶段将有关目标和手位置的信息整合在一起。

与大脑计算机接口的相关性

这些发现可能有助于改善大脑计算机界面（BCIS）。例如，这项技术使瘫痪的人能够仅用思想来控制假肢或计算机。由于BCIS的用户通常很大程度上依赖视觉反馈，因为这通常是他们所掌握的全部，因此在感知自己的运动时，他们特别容易受到不确定性的影响。其他感觉信号的集成可能是一个有前途的解决方案。例如，振动电动机（即触觉反馈）可以为用户提供有关其手移动并弥补不确定性的其他信息。亚历山大·盖尔（Alexander Gail）领导的研究小组已经在继续实验，并进一步开发了研究方法，这是新的合作研究中心SFB 1690的一部分。

卢卡斯·阿曼（Lukas Amann）是感觉运动研究小组的神经科学家，也与弗吉尼亚·卡萨斯诺瓦斯（Virginia Casasnovas）一起研究的主要作者解释说：“我们的结果表明，当可用的信息来源可用时，大脑可以弥补不确定性。这是对BCIS的至关重要因素，因为目前通常会限制在视觉反馈中。

因此，该研究为大脑如何处理感觉不确定性提供了重要的见解 - 这是进一步发展可以帮助有运动障碍者的技术的基础。