编辑推荐：
为探究动作效应如何影响动作表征及相关神经机制，浙江大学的研究人员开展动作与动作效应关系的研究。结果发现可预测动作效应通过 α 振荡偏侧化影响注意力，产生动作绑定效应。该研究对理解动作控制神经机制意义重大，推荐科研读者阅读。
在我们的日常生活中，每一个动作都伴随着各种各样的感官反馈。比如当你轻轻敲响桌面，清脆的敲击声便会传入耳中，这就是典型的动作引发的感官反馈，也被称作动作效应（action - effects）。根据事件编码理论，动作和动作效应在认知系统中是紧密相连、共同编码的。打个比方，它们就像是一对形影不离的伙伴，在大脑这个 “指挥中心” 里协同运作。当你计划做某个动作时，与之相关的动作效应也会在大脑中预先被激活，这个过程就像在电脑里提前打开了相应的程序文件一样，对后续的动作控制以及感官反馈的处理有着极为重要的影响。
不过，尽管这个理论被广泛认可，但在这个看似简单的动作与反馈的过程中，还藏着许多尚未解开的谜团。就拿 “动作绑定效应”（action - binding effect）来说，它指的是当一个动作伴随着短暂延迟的反馈时，人们会感觉这个动作发生的时间比没有反馈时更晚。想象一下，你看着一个快速旋转的时钟，按下按键的同时，会听到一声延迟 250 毫秒的声音。在报告按键时间时，你可能会不自觉地将按键时间报告得比实际时间更靠后，仿佛声音的出现 “拉” 着你对按键时间的感知向后移动了。以往的研究虽然发现了这个有趣的现象，也知道它和注意力有关，但动作效应究竟是如何影响动作表征的，以及其中的神经机制是怎样的，仍然是科学界亟待探索的领域。特别是在动作执行前，动作效应相关的注意力激活的时间进程以及神经特征，更是像神秘的宝藏一样，吸引着众多科研人员去挖掘。
为了揭开这些谜团，浙江大学生命科学学院的研究人员在《Nature Communications》期刊上发表了一篇名为《Alpha lateralisation prior to action execution underlies the action - effect - related attention shift and action binding》的论文。这篇论文就像一把神奇的钥匙，为我们打开了理解动作与反馈之间复杂关系的大门。研究人员通过一系列精心设计的实验，得出了一系列令人瞩目的结论，对我们理解人类动作控制的神经机制有着重要的意义。
研究人员在这项研究中运用了多种关键技术方法。在实验设计上，采用了不同条件的对比实验，让参与者在不同情境下进行按键操作并报告相关信息。在数据采集方面，使用了脑电图（EEG）技术来记录大脑的电活动，就像给大脑戴上了一个 “电信号探测器”，可以实时捕捉大脑在不同状态下的电生理变化。同时，结合眼动追踪技术，时刻监控参与者的眼睛注视位置，确保实验过程中视觉因素的准确性。在数据分析时，运用了多种统计方法，如方差分析、配对样本 t 检验等，对实验数据进行深入剖析，挖掘数据背后隐藏的信息。
下面我们一起来看看具体的研究结果。
- 预测的动作效应导致动作开始时的注意力转移：研究人员让参与者盯着一个有着快速旋转指针的时钟，在他们自主按下按键后，需要报告按键时间或者是否检测到视觉探针。实验分为两种条件，在仪器条件下，按键后会有 250 毫秒延迟的声音反馈；而基线条件下则没有声音反馈。实验结果显示，当声音反馈可预测时（即仪器条件和基线条件分块测试时），仪器条件下的参与者注意力分布更偏向动作效应发生的方向，也就是时钟指针未来的位置。这就好比参与者的注意力被声音 “吸引”，朝着声音即将出现的方向偏移。同时，他们报告的按键时间也更偏向动作效应方向。然而，当两种条件混合测试，声音反馈不可预测时，这种注意力转移和按键时间报告的差异就消失了。这表明，只有当动作效应可预测时，它才会像一块有吸引力的磁铁，将动作相关的注意力分布向自身方向转移。
- 动作执行后未观察到注意力转移：在接下来的实验中，研究人员想知道动作开始时观察到的注意力转移在动作执行后是否还存在。于是，他们设计了与之前类似的实验，只是将注意力测量的时间点设置在按键后的 150 毫秒和 350 毫秒。结果发现，尽管仪器条件下声音反馈仍然可预测，但在这两个时间点，仪器条件和基线条件下的注意力分布模式并没有显著差异。不过，有趣的是，报告的按键时间在仪器条件下仍然更偏向动作效应方向，这说明动作绑定效应依然存在。这就好像动作执行后，注意力 “冷静” 了下来，不再被动作效应吸引，但动作绑定效应却没有完全消失。
- 视觉空间注意力和时间报告紧密相连：研究人员发现，在仪器条件下，按键开始时的视觉空间注意力分布和报告的按键时间都呈现出向前偏移的模式。为了进一步探究它们之间的关系，研究人员通过认知建模，利用注意力数据来预测报告的按键时间。结果发现，这种建模能够很好地重现实验中测量到的仪器条件和基线条件下按键时间报告的差异。也就是说，当注意力分布存在差异时，建模得到的按键时间报告也会有相应的差异；而当注意力分布没有差异时，建模结果也显示按键时间报告没有显著差异。这就像两个紧密咬合的齿轮，视觉空间注意力和时间报告相互关联，一个的变化会引起另一个的相应变化。但当使用按键后测量的注意力数据进行建模时，结果却与实验发现不匹配，这表明按键后的注意力对时间报告的贡献可能不大。
- 动作执行前的偏侧化 α 振荡与注意力转移相关：为了深入探究动作执行前的注意力分布，研究人员在实验 4 中使用了 EEG 技术。参与者需要在时钟指针到达 12 点位置时按下按键，同样分为有声音反馈（仪器条件）和无声音反馈（基线条件）两种情况。研究人员利用闪烁刺激来追踪视觉空间注意力的分布，因为闪烁刺激可以引发稳态视觉诱发电位（SSVEPs），其振幅可以作为衡量注意力的指标。结果发现，在仪器条件下，参与者在按键前约 1000 毫秒就开始将更多注意力转移到右侧视觉区域（也就是动作效应出现的方向），并且这种差异一直持续到按键后 100 毫秒。通过对 EEG 数据的分析，研究人员还发现，在动作执行前，仪器条件下的 α 振荡功率比基线条件更强，并且在按键前约 1300 毫秒时出现了右侧偏侧化。进一步的相关性分析表明，α 振荡功率的差异与注意力转移之间存在显著的相关性。这就意味着，α 振荡就像是大脑中的 “信号兵”，在动作执行前通过偏侧化来为注意力转移 “打前站”，帮助大脑提前准备好应对即将出现的动作效应。
综合以上研究结果，研究人员在讨论部分指出，可预测的动作效应在动作控制中起着至关重要的作用。它会在动作执行前引发 α 振荡的偏侧化，就像在大脑中提前布置好了 “防线”，引导视觉空间注意力向动作效应方向转移，最终导致了时间上的动作绑定效应。这一发现不仅为动作效应预激活的理论提供了有力的神经学证据，还进一步揭示了神经振荡在感知 - 动作整合过程中的重要作用。以往的研究虽然也关注到了动作效应预激活，但对于其具体的神经机制并不清楚。而这项研究通过发现 α 振荡偏侧化这一神经特征，填补了这一空白，让我们对大脑如何处理动作和反馈有了更深入的理解。
同时，研究还发现动作效应导向的注意力转移具有预测性，在动作开始前就已经发生。不过，研究也存在一些局限性，比如没有研究动作绑定效应中所谓的回顾性成分（即不可预测的声音反馈对动作时间报告的影响），并且由于实验中使用的 SSVEP 刺激的呈现时间限制，我们可能无法确定注意力转移最早开始的时间。但这并不影响这项研究的重要意义，它为后续研究指明了方向，未来的研究可以进一步探讨在更自然的日常动作中，动作效应预激活的时间是否具有灵活性等问题。
总的来说，这项研究就像一座灯塔，照亮了我们对动作控制神经机制的探索之路。它不仅让我们对大脑如何协调动作和反馈有了更清晰的认识，也为未来在认知神经科学领域的研究提供了重要的参考，有助于我们进一步揭示人类行为背后复杂而神秘的神经机制。
