约翰斯·霍普金斯医学院物理医学和康复系的研究人员报告称，一项针对36名健康成年志愿者的计算机化研究，要求志愿者一遍又一遍地重复相同的运动，当被要求按要求重复这一运动时变得明显更快。这样的结果不是因为他们预料到了运动，而是因为一种尚未知的机制让他们的大脑准备复制同样的动作。
 
研究人员说，研究结果为越来越多的关于大脑如何产生运动的研究增添了另一条线索，并最终可以帮助科学家了解在神经系统疾病或中风等损伤后，大脑控制的运动反应是如何出错的。
 
自20世纪50年代早期以来，研究人员已经知道重复运动可以改善生成它所需的反应时间。研究作者，约翰霍普金斯大学医学院神经学助理教授阿德里安·马克·海斯博士说。这种影响长期以来一直归因于“预期”，准备根据对最有可能需要哪种运动的预期默认重复运动。
 
然而，其他使用经颅磁刺激的实验，一种利用磁脉冲刺激大脑并记录反应的技术，表明重复运动实际上可以抑制刺激大脑运动皮层时发生的运动，使得通常随机运动更像是一个被练习的过程。
 
“这些研究表明，除了预期之外的其他事情可能会重复发生。”海斯说。
 
在一项旨在阐明重复运动如何影响运动反应的研究中，海斯和同事一起招募了36名右撇子成年志愿者，其中22名为女性，年龄从19岁到30岁不等。每个志愿者都坐在大电脑屏幕前的桌子旁。在桌面上是一个触控式平板电脑。当目标出现在屏幕上时，要求志愿者使用平板电脑上的触控笔尽可能快地移动光标以触摸目标。
 
在最初的测试中，志愿者花了大约215毫秒（每毫秒是1/1000秒）响应并到达变化的目标，无论他们移动他们的手的方向。然而，在练习光标在单一方向上移动数百次之后，志愿者在响应并在该方向上朝向目标移动光标时变得明显更快，即使当目标出现在其他方向时它们的反应时间保持不变。
 
科学家们推断，受试者减少反应时间有两种可能性：一种观点是，他们学会了预测运动，并猜测目标会出现在优先（通常）方向，不受习惯的影响。另一个是重复练习以某种方式训练他们的大脑在未来更快地选择练习的动作，同时仍然允许受试者在练习之前具有与他们练习之前相同的灵活性来选择其他目标。
 
为了梳理这些可能性，研究人员尝试了另一个实验，就像之前的实验一样，受试者被要求将手移向屏幕上出现的目标，但有一个扭曲：他们被要求每隔四分之一移动一下节拍器的节拍，无论目标是否出现。当目标确实出现时，它在第四拍之前以不同的时间间隔出现，有效地在每次试验中施加反应时间。
 
如果像以前的理论所说的那样，受试者正在预期在实践方向上的运动，研究人员推断他们在目标未能出现时，或者当反应时间如此短促以至于他们无法做出应对时，优先向这个方向移动他们的手。有时间准确击中目标。然而，事实并非如此，研究人员表示。
 
“当他们不得不猜测时，受试者确实喜欢移动他们的手，但对于惯用右手的人来说，这主要是方向，”他说。“他们要么选择向上，向右，向下，向左，而不是朝着他们实践的方向选择。”
 
研究团队计划调查大脑本身发生的事情，以更好地了解这种影响。深入了解这种现象背后的神经机制，可以为中风和其他影响中风的疾病带来更有效的治疗方法。
 
这些结果共同发表于2018年7月24日。