机器之心编译
选自量子杂志
编辑：Rome
你是否注意过自己动手聚精会神做事情时会不自觉的伸出舌头，又或者一些歌手经常会在唱歌的时候，手也会不自觉的在空中舞动，手和舌头之间联动的秘密是什么？
你是否有注意到当你穿针以缝扣子时，通常会把舌头伸了出来。或者当你小心翼翼裁剪张照片时，也会伸出舌头，又或者当你爬上梯子准备动手做像刷油漆之类的事情时，舌头又伸出来了！
这发生了什么事？我们在做这些事情的时候并不是故意伸出舌头，那么为什么它一直出现呢？毕竟，舌肌和控制我的手无关的，但是这是正确的吗？
也许舌头和手并不是无关的，并且我们的舌头和手的运动在无意识的水平上有密切的相互关系。这种现象有助于解释我们的大脑如何在没有意识的情况下是如何运作的。
我们在进行精密手部动作时为什么会伸出舌头，常见的解释理论是「运动溢出」。理论上，穿针引线（或进行其他需要精细运动技能的任务）需要耗费大量认知努力，以至于我们的脑回路受到过多刺激，影响了相邻的回路，使其不适当地被激活。的确，在神经损伤后或在儿童早期学习控制身体时，「运动溢出」可能会发生。但这种「有限的大脑带宽」的解释，是不太可信的。那么，这种奇特的手 - 口交流到底是如何发生的呢？
通过追踪舌头和手控制的神经解剖，以确定可能发生「短路」的位置，研究人员发现这两者是由完全不同的神经控制的。这是有道理的：患有脊髓损伤导致手部瘫痪的人不会失去说话的能力。这是因为舌头由颅神经控制，而手部由脊髓神经控制。
这些是基本不同类型的神经。颅神经通过小开口穿过颅骨，直接连接到大脑。每一个颅神经执行特定的感觉或运动功能；例如，第一颅神经传递嗅觉。舌头由第 12 颅神经控制，称为舌下神经。相比之下，控制我们手部运动的肌肉，就像我们身体大多数其他肌肉一样，接受来自脊髓的神经指令，它们在我们的脊椎骨之间穿行。感觉信号则进行相反的传递。显然，任何舌头和手部控制电路之间的短路必须源自这两个神经之上，在大脑内部的某个地方。
接下来观察大脑运动皮层的神经连线，可以看到控制舌头的区域并不与控制手指的区域相邻。因此，舌头和手之间的联系必须位于大脑中的其他地方，最有可能是在一个复杂的神经回路执行高度复杂功能的区域。毕竟，人类能够执行的最复杂的功能之一就是语言 —— 事实上，这似乎是独一无二的人类特征。我们能够做的下一个最复杂的事情就是掌握工具的使用。
这种联系得到了相关研究的支持，研究表明手部和口腔运动密切协调。事实上，这种相互作用通常会提高表现。武术家在执行刺击动作时会发出短促的爆发声音，称为武术中的「气」；网球选手在击打球时经常发出声音。研究还显示，将手部运动与特定的口腔运动相结合，通常伴随声音，可以缩短执行这两者所需的反应时间。这种神经耦合是如此根深蒂固，以至于我们通常对其不自知，但我们在没有意识的情况下持续不断地进行这种操作，因为涉及的神经电路位于大脑中的一个区域，可以自动操作 —— 它实际上位于提供有意识意识的大脑区域之下。
手部运动分为两种形式：力握运动涉及握紧和放松拳头，而精密手部运动涉及在拇指和食指之间进行精细的捏取。我们已经了解到，这两种类型的手部运动通常伴随不同的舌头和口腔运动。以已故摇滚歌手 Joe Cocker 为例，他因在表演中的狂野手臂和手部手势而闻名。在某种程度上，这些手势是对吉他和钢琴的模拟，但 Cocker 并不会演奏这两种乐器，因此这也很可能反映了手部和口腔之间的自然联系。当他唱开放元音音节（例如「aw」）时，他通常会展示开放拳头的力握运动，同时舌头会后缩。
Joe Cocker 的张开手势伴随着他发声「oh」，这会使舌头缩回口腔。
在其他时候，Cocker 唱元音音节「yee」时，他的舌头会向前伸出，而他的右手（放在空气吉他的颈部，他是左撇子）会执行精密的动作，像是捡起一个小物体或弹奏一个难以弹奏的和弦一样，用拇指和指头夹住。
Cocker 在唱一个音节时执行了用拇指和手指夹持的精密握抓动作，同时伴随着将他的舌头向前伸出。
在过去的十年中，研究人员已经证明，来自我们敏感的指尖和舌头的触觉感觉经常以影响表现的方式在我们的大脑中耦合在一起。就像 Cocker 在表演中的情况一样，张开口发声与力握运动相关联，舌头向前伸出的发声与精细操纵手指运动相关联。事实上，在这项正在进行修订以发表在《心理研究》期刊上的研究中，新的研究以预印本形式发布，暗示如果 Cocker 混淆了手和口的运动，他可能会在声乐表演中出现差错。
在这项新研究中，测试对象默读或大声朗读了两种不同的声音之一「tih 或 ka」—— 而研究人员测量了他们在执行力握运动或精细握持任务时的反应时间。在发出「tih」声时，舌尖向前伸出并靠近前牙，这应该对应于用手指进行精密运动。相反，为了发出「ka」声，舌头会向口腔后部撤退，对应于力握手部运动。当受试者读取或口头表达与他们手部运动不相容的声音时，他们的反应时间明显变慢。这表明了舌头和手之间的协调在我们大脑的无意识神经电路中是多么根深蒂固。
这种协调是从哪里来的呢？它可能源于我们古代祖先的手 - 口进食动作以及他们语言的发展，因为口语通常伴随着自动的手部运动。可以假设，手势是首次演化出来的沟通方式，它们逐渐与适当的音节发声（口腔声音）融合在一起，从而产生了语言。
事实上，功能性脑成像研究显示，特定的舌头和手部运动会激活大脑中的运动前皮层（F5 区）的同一区域。此外，当猴子用嘴或手抓住物体时，同一前运动区域的神经元也会激发。对这个区域的电刺激会导致猴子的手做握持动作，同时嘴巴张开，手部移向嘴巴。
工具的使用也会激活这些神经元，而工具通常用于食物制备、进食以及各种形式的沟通（例如用铅笔勾画精确的形状或在键盘上输入）。一个人在使用精密工具方面的熟练程度可以预测他们的语言能力，这一发现与我们的神经网络之间在语言和工具使用运动技能之间存在部分重叠的情况一致。在人类中，大脑的相关部分对应于语言关键的部分，人们的神经影像研究表明，与语音产生相关的脑区与控制手部运动的脑区之间存在密切联系。
有了所有这些联系，毫不奇怪在手动专注的时刻舌头会伸出来。这可能对我们来说似乎奇怪，因为我们倾向于将大脑视为一个精密的机器，设计用来接收信息片段、计算它们并控制肌肉与环境互动。但大脑是细胞的聚合体，不是一个工程系统。它进化出来是为了在复杂的世界中最大程度地提高生存能力。为了有效地实现这一目标，大脑以一种似乎有点出问题的方式混合了功能，但它确实有充分的理由。大脑将舌头和手的运动与声音和情感混合在一起，因为它以整体的方式编码经验并执行复杂的运动，不是作为像计算机代码一样串联在一起的离散实体，而是作为更大概念的目的和背景的组成部分。
你发现自己的舌头伸出牙齿之间时，控制你的舌头和手的大脑中古老而深层次的连接实际上正在提高的表现，不要感到尴尬，只需认识到我们大脑功能的惊人效率，我们要感谢这种帮助！
https://www.quantamagazine.org/the-hidden-brain-connections-between-our-hands-and-tongues-20230828/
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