传统观点认为，大脑的运动功能是以身体部位为中心进行组织的：某些区域负责手部，另一些区域负责脚部。然而，一种新的理论正在兴起，即大脑可能是根据“动作类型”来组织的，例如“伸手”或“使用工具”，而不依赖于具体的身体部位。
乔治城大学的研究团队近期对这一问题展开探索。研究成果已发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS），论文题为 《Action-type mapping principles extend beyond evolutionarily-conserved actions, even in people born without hands》。研究人员指出，这一理论若被进一步证实，将对脑损伤康复及功能恢复具有重要意义。
“如果运动控制在一定程度上是基于‘动作’而非‘身体部位’，那么大脑或许可以利用这种灵活性来弥补某些肢体缺失带来的功能损失。” 论文通讯作者、乔治城大学医学院神经科学助理教授 Ella Striem-Amit 博士 表示。
为了验证这一点，研究团队开展了一项独特实验，邀请了先天没有双手、但习惯使用双脚完成日常和工具性动作的志愿者参与。通过功能性磁共振成像（fMRI），研究人员发现：即使志愿者用脚而非手来操作工具，大脑中典型与“手部工具使用”相关的区域依旧被激活。这一结果与对照组一致——无论是用手还是脚，只要执行的是“使用工具”的动作，相应的脑区都会活跃。
“我们发现，大脑某些区域关注的不是用什么身体部位，而是动作本身。” 研究负责人之一、Striem-Amit实验室研究生 Florencia Martinez Addiego 解释说。这一现象甚至在缺乏典型手部运动经验的个体中也会出现，说明“动作类型”可能是运动功能组织的核心驱动力。
不过，并非所有脑区都表现出这种灵活性。另一位共同负责人、前博士后 Yuqi Liu 博士 指出：“原始运动皮层（primary motor cortex）仍然严格按照身体部位进行组织。即便是终生用脚代替双手使用工具的人，这一区域也没有发生重组。” 这提示大脑的某些区域可塑性有限，而其他区域则表现出更高的灵活性。
研究团队强调，这种“超越身体部位、以动作为中心”的大脑组织模式，与此前在失明和失聪研究中发现的神经可塑性现象相呼应。Striem-Amit 博士总结道：“大脑的许多区域可能比我们想象的更具灵活性，尤其是在早期发育阶段。就像感知系统能跨感官处理信息一样，运动系统的部分区域也可能跨越身体部位来编码动作。”
65岁的研究参与者 Alvin Law 因母亲在上世纪50-60年代妊娠期服用反应停（thalidomide）而先天没有双臂。他自幼便通过双脚完成生活所需。他表示，虽然义肢对他并不合适，但对因事故或疾病失去肢体的人来说意义重大。“我甚至无法想象失去肢体的感受，” Law 说，“如果这项研究能推动更好的技术，让他们恢复良好的生活质量，那将是我的荣幸。”
参考文献：Florencia Martinez-Addiego et al, Action-type mapping principles extend beyond evolutionarily conserved actions, even in people born without hands, Proceedings of the National Academy of Sciences (2025). DOI: 10.1073/pnas.2503188122
编辑：王洪
排版：李丽
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