腦內路徑分歧:大腦如何區分內在想像與真實空間感知

编辑者: Elena HealthEnergy

近期神經科學領域的尖端研究,揭示了人類大腦處理空間資訊的兩種根本差異:一種源於外部環境的感知,另一種則來自內在的想像。這項由巴黎高等師範學院(École normale supérieure, Paris)的安東尼·克萊門(Anthony Clement)和凱瑟琳·塔隆-博德里(Catherine Tallon-Baudry)共同領導的研究,已於2025年10月8日發表在權威的《神經科學雜誌》(Journal of Neuroscience)上。研究結果明確指出,心靈視覺化(mental visualization)與直接的視覺感知(immediate visual perception)所啟動的神經機制截然不同,證明大腦對內外世界的處理採取了分而治之的策略。

在實驗設計中,研究人員要求參與者利用他們對法國的心靈地圖,判斷兩個特定城市中哪一個距離巴黎更近。透過記錄腦部活動,科學家們觀察到清晰的功能分區。當進行實際的視覺感知,即處理外部刺激時,大腦的後部區域,特別是與視覺處理相關的枕葉和頂葉區域,會被高度活化。然而,當參與者單純依賴想像力來調用心靈地圖時,活動焦點則明顯轉移至前部的額葉區域。這項發現有力地佐證了內部生成的圖像與外部接收的圖像,是經由不同的神經處理路徑(神經級聯)來進行運作,而非共用同一套硬體設施。

正如克萊門所強調,內在的「心靈之眼」並非僅僅是普通視覺機制的一種簡單複製品或重現。這種明確的界線對於我們理解現實世界感知與其內部模擬之間的生物學基礎至關重要。內部模擬能力,例如在腦中預演情境或規劃路線,是學習過程和人類經驗中不可或缺的基礎要素。這項研究為神經科學界提供了一個新的視角,來區分我們如何構建和體驗內外世界,並解釋了為何想像與現實雖然相關,卻能保持獨立的運作模式。

掌握這些神經機制差異的知識,為認知療法以及沉浸式技術的發展開闢了廣闊的前景,應用範圍涵蓋從虛擬實境(VR)的優化設計到專注力訓練系統的精進。進一步的神經生物學探究亦證實了這些過程的複雜性:視覺圖像的鮮明程度雖然與後方的枕葉皮層活動緊密相關,然而,空間表徵(spatial representations)卻需要與我們透過生活經驗所建立的三維參考系進行對應。大腦展現出驚人的適應能力,它巧妙地運用不同的「航線」來導航外部與內部世界。這不僅深化了我們對人類心智潛能的理解,也為未來探索意識與認知提供了新的研究方向,揭示了人類心靈的無限可能。

來源

  • Neuroscience News

  • Shaping the Space: A Role for the Hippocampus in Mental Imagery Formation

  • Where is the “where” in the brain? A meta‐analysis of neuroimaging studies on spatial cognition

  • Visual imagery of familiar people and places in category selective cortex

  • Functional Anatomy of Spatial Mental Imagery Generated from Verbal Instructions

  • Brain representations of space and time in episodic memory: A systematic review and meta-analysis

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