虛擬翅膀飛行實驗揭示大腦可塑邊界

人類對飛行的渴望刻在基因里。北京大學的認知神經(jīng)科學家畢彥超從小就夢想能獨自飛翔——"整個世界都會變得不同"，她這樣描述那種想象。2023年春天，一杯咖啡的閑聊讓這份私人心愿變成了正經(jīng)的科學研究。

當時她與北京大學運動控制實驗室負責人魏坤琳聊到這個念頭。魏的實驗室長期用虛擬現(xiàn)實研究人類運動感知，兩人隨即拋出一連串問題：人能在VR里學會用翅膀飛行嗎？大腦會因此改變嗎？

神經(jīng)科學家蔡怡揚設(shè)計了一套為期一周的飛行訓練，核心機制模仿鳥類飛行。25名參與者戴上VR頭顯和動作捕捉設(shè)備，在虛擬鏡子中看到自己化身鳥形生物——背后展開一對巨大的銹紅色羽翼。轉(zhuǎn)動手腕、揮動手臂，翅膀隨之扇動。

訓練任務層層遞進：扇動翅膀擊落空中的球、在陡峭懸崖上空保持懸停、穿越空中的圓環(huán)。北京師范大學的神經(jīng)科學家熊子逸觀察到明顯的學習曲線："有人第一次就飛起來了，有人需要三四節(jié)課，但進步清晰可見。"

訓練結(jié)束后，研究團隊掃描了參與者的大腦。視覺皮層——通常對人體部位圖像產(chǎn)生反應的區(qū)域——對翅膀圖片的反應明顯增強，且反應模式開始接近對上肢的反應。畢彥超解釋："參與者開始把翅膀視為自己身體的一部分。"

英國安格利亞魯斯金大學的認知神經(jīng)科學家簡·阿斯佩爾評價："這是一項引人入勝的研究，漂亮地展示了大腦的可塑性。"她進一步指出："如果大腦能整合翅膀這種非人類部位，或許也能整合許多其他類型的肢體增強裝置。"

實驗的深層價值不止于大腦圖譜的變化。魏坤凌強調(diào)，親身體驗以抽象知識無法替代的方式重塑了參與者對飛行的理解。這種機制可能適用于其他技術(shù)與人工感官——讓人們"體驗"而非僅僅"知道"。

研究團隊5月7日在《Cell Reports》發(fā)表成果。從個人遐想到實驗設(shè)計，從行為數(shù)據(jù)到神經(jīng)影像，這項研究用虛擬翅膀試探了一個古老問題的現(xiàn)代答案：大腦的邊界，或許比我們以為的更富有彈性。