看起来奇特夸张的“homunculus”是神经科学最基本的图表之一。在经典的神经解剖教科书中，这是描绘了一个变形的身体部位投射，映射到大脑的一条狭窄的条带上，显示了控制每个部位的相应大脑区域。

 A somato-cognitive action network alternates with effector regions in motor cortex | Nature

但3月19日发表在《自然》杂志上的一项研究揭示了被称为初级运动皮层的大脑带比过去著名的图表所暗示的要复杂得多。它能通过与负责批判性思维的大脑区域的连接来协调涉及多块肌肉的复杂运动，维持身体的生理和计划行动。这一新结果可以帮助科学家更好地了解和治疗脑损伤。

“这项研究非常有趣，非常重要，”新泽西州普林斯顿大学的神经科学家迈克尔格拉齐亚诺说。越来越清楚的是，初级运动皮层“不仅仅是大脑中控制脚趾到舌头的简单肌肉名单”，他说。

人类的这一想法可以追溯到十九世纪后期，当时研究人员注意到电刺激初级运动皮层对应于特定的身体部位抽搐。后来的工作发现，与身体的其他部分相比，一些身体部位，如手、脚和嘴巴，在初级运动皮层中占据了更高比例的空间。1937年，这些发现最终导致了Motor homunculus的首次出版，该书名在拉丁语中翻译为“小人”。

国内教科书上关于运动感觉皮层的图示

左图为彭菲尔德的同人大脑模型，右图为2022年较新的整合-隔离模型

神经外科医生怀尔德·彭菲尔德（Wilder Penfield）1948年的运动人图（左）显示了控制每个身体部位的初级运动皮层区域。一项新的研究重新绘制了图表（右），增加了与负责协调复杂运动的大脑区域相关的区域。

尽管“大脑中的小人”的想法很诱人，但格拉齐亚诺说，最近的证据表明，人类的大脑皮层并不完全符合这一描述。例如，2002年的一项研究，他与人合著的研究发现，刺激猴子的主要运动皮层可导致动物进行协调的运动，而不是简单的肌肉抽搐。

法国里昂认知科学研究所的神经科学家安吉拉·西里古（Angela Sirigu）和她的同事在2008年提出了一个新理论。3，基于肘部以上手臂被截肢的人的数据。他们认为，初级运动皮层中有两个系统：一个用于运动命令，另一个用于肌肉协同作用，以实现协调运动。

在最新的研究中，密苏里州圣路易斯华盛顿大学的神经科学家尼科·多森巴赫（Nico Dosenbach）和他的同事使用功能性磁共振成像（fMRI）来扫描个体，该成像可以测量大脑活动时发生的血流变化。研究人员为每个人投入了数小时的扫描时间，这提供了对初级运动皮层的高质量一瞥。

原始运动人的某些方面已经检查出来：有单独的区域控制脚，手和脸的运动。但研究人员还发现，这些区域之间散布着三个区域，这些区域彼此紧密相连，并与大脑中负责目标驱动的行动计划和其他任务（如调节血压和疼痛）的其他部分相连。这些穿插的区域不是特定于任何一个身体部位或运动的，而是在行动计划期间激活的。

这些发现并不奇怪，研究人员发现，在先前扫描的个体的大型数据集中，相同的区域亮起。当他们扫描儿童时，他们发现新生儿还没有发育出这个大脑网络，而一个11个月大和一个9岁的孩子已经发育出来，支持这个网络协调复杂行动计划的理论，因为新生儿还不能精确控制他们的运动，Dosenbach说。

这项研究代表了功能磁共振成像力量的一个典型例子，马萨诸塞州波士顿布莱根妇女医院的神经学家迈克尔福克斯说。“我们不知道这个秘密的大脑区域系统隐藏在众目睽睽之下，直到功能性脑成像出现，”他说。

这些发现可能导致中风或损伤引起的初级运动皮层疾病的治疗发生变化。福克斯说，目前针对神经刺激的许多大脑区域，一种用于康复运动障碍患者的技术，来自反复试验。新的发现可以帮助解释某些目标如何以及为什么起作用，并确定新的或更好的目标。

了解人们如何从初级运动皮层的损伤中恢复过来非常重要，宾夕法尼亚州费城莫斯康复研究所的神经康复专家迪伦爱德华兹说。他说，这些发现可以帮助“定制可能与特定缺陷模式相一致的治疗方法”。

考虑到研究人员探测运动皮层的时间，“我们认为我们对这个区域了如指掌”，Sirigu说。“但它的组织比我们传统上想象的要复杂得多。”