视觉与触觉运动方向在 hMT+/V5 与额顶叶区域中的对齐表征

这对日常生活为何重要

拍打手臂上的蚊子看似轻而易举，但大脑实际上在悄悄解决一个复杂问题：它必须将你所见与所感结合起来，以判断某物在皮肤上朝哪个方向移动并决定如何反应。这项研究探问人脑中的何处将视觉与触觉对齐，以及大脑如何把两类截然不同的信号——眼睛上的光刺激和皮肤上的压力——转换为对周围世界中运动的共同感知。

感知物体移动位置的两种方式

视觉与触觉一开始使用的是不同的“空间语言”。视觉运动首先是以眼睛为参照来映射：刺激落在视网膜的哪个部位。触觉运动则以皮肤为参照：手的哪个部位被刷过。然而，我们的行动受外界位置驱动，而不仅仅是眼睛或皮肤上的位置。因此大脑必须将这些基于身体的地图转换到一个共同的、以世界为基准的参考系，使得在手附近看到的移动物体与皮肤上相应的感觉被视为同一事件。

使用移动点阵与移动刷子的巧妙检验

研究者在受试者观看移动点图案并感受刷子在右手上扫过时，使用功能性磁共振成像监测脑活动。他们改变了手的姿态——有时手掌朝上，有时旋转——以便相同的皮肤上物理运动在外部空间中可能指向不同方向。通过比较许多微小测量点的脑活动模式，他们考察某一区域是否能区分运动方向，以及当运动在皮肤上定义与在外部空间定义时，该区域的“方向编码”是否保持一致。

一个也能“感觉”运动的视觉运动枢纽

研究的一个核心目标是 hMT+/V5，这是视觉皮层中长期以来以处理运动著称的区域。研究团队首先确认该区域不仅对移动的视觉点有反应，在手被刷动时也会被激活，且它能区分两种感受中的运动方向。MT 和 MST 等子区也表现出相同的特性。相比之下，左侧初级触觉区对触觉运动反应强烈，但对视觉运动则不明显，这与它们作为身体表面详尽映射的经典角色相一致。

从基于皮肤到基于外界的运动表示

关键问题是这些区域如何处理不同的“参考系”。在初级触觉皮层中，以小指到拇指轴向的运动与以指尖到手腕轴向的运动在仅以皮肤为定义时最清晰地分离，显示出占优的身体基准编码。然而在右侧 hMT+/V5 中，触觉方向在以外部世界为参照时——即空间中的水平与垂直——更容易被区分，而不受手部姿态影响。至关重要的是，只有在右侧 hMT+/V5 中，训练用于视觉运动模式的计算机才能正确推断触觉运动方向，而且这种跨感官解码仅在以外部坐标描述触觉时才有效。全脑分析显示，以这种方式匹配视觉和触觉运动还会动员右侧顶叶与额叶的一组区域，这些区域与空间注意和运动计划相关联。

共享地图但仍保留感官信息

尽管右侧 hMT+/V5 携带足够的共享信息以在视觉与触觉之间对齐运动方向，但它并未完全抹去两种感觉之间的差异：视觉与触觉运动的模式仍可区分。作者认为，该区域与额顶叶的伙伴一起，充当多感官运动枢纽。它将基于皮肤与基于眼睛的输入转换为部分共享的外部运动方向图，同时保留是哪种感觉提供了信息。这种灵活的编码可能帮助大脑在眼睛和四肢移动时追踪运动事件，使我们能够在繁忙而动态的环境中平滑地协调感知与行动。

引用: Shahzad, I., Battal, C., Cerpelloni, F. et al. Aligned representation of visual and tactile motion directions in hMT+/V5 and fronto-parietal regions. Nat Commun 17, 2625 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-70537-6

关键词: 多感官运动, hMT+/V5, 视觉-触觉整合, 空间参考系, 脑成像