谢邀 @刘柯
看了一下题主给的视频,当即就想给这个视频差评,两只手根本不是同步运动的,这样的“左手画圆,右手画方”难度不高,稍加练习应该都可以达到。
那么同步进行的“左手画圆,右手画方”的难度在哪里呢?关键在于“双手同时进行着朝向冲突的动作”。

下面开始讲原理。
双手在执行大脑发出的指令的时候是存在竞争关系的,比如说你想去拿桌上的杯子喝水,是用右手呢?还是用离更近的左手呢?虽然多数人根本就意识不到这样的竞争活动,但是脑成像研究证明了这一竞争关系的存在。

脑成像研究表明在手部运动过程中,大脑运动前区(premoter cotex,负责运动的高级区域)的激活往往是双侧的。但其实这些运动通常都是由单手完成的。双侧的激活很可能反映的是对所有可能动作的计划,这些动作可以实现抽象的目标。这一激活最终会偏向于活动手对侧的运动皮质,这是两只手竞争后其中一只手胜出的结果(见下图)。

左手画圆,右手画方,其难度在哪里?原理是什么?插图

而这一竞争过程可能是由另外一个高级运动区域所控制的——辅助运动区(supplementary motor cortex,SMA)。虽然SMA的主要输出源是同侧的运动皮质,这一区域同样有经过胼胝体至对侧S A和运动皮质的投射(多数是抑制性的)。因此,一个半球SMA的激活不仅促进了对侧身体运动的执行同时抑制了同侧身体进行类似的运动。
在“左手画圆,右手画方”的例子中,我们可以将这种双手的冲突看做是两个运动目标的竞争。两个任务都要激活双侧半球。从它们的激活模式来看,免不了相互之间有所干扰。
上述的假说的关键是“胼胝体”会传递抑制性信息,所以为了验证该假说可以考察裂脑人会不会存在类似的现象(如果不会就说明该假说是对的)。于是就有了下面这个实验(下图),可以明显的看出,当进行朝向一直的任务的时候,正常人和裂脑人都能很好的完成任务(即两只手同时画圆或者画方);但是当进行朝向冲突的任务的时候,只有裂脑人能很好的完成该任务(即证明了上述假设)。

左手画圆,右手画方,其难度在哪里?原理是什么?插图1

该研究还有一个额外的发现,虽然裂脑人使用双手的运动不再有空间的联系,他们的双手是同步运动的。也就是说运动的空间加工和时间加工是分离的过程。(额,这个好像与本题没有多大关系)

PS:我尝试解释一下,弹钢琴的人为什么可以左右手进行不一样的动作。首先,我不会弹钢琴,但是我学过基本指法,从基本指法来看,弹钢琴的时候手指的朝向是基本相同的,都是向下按压,所以按上述理论是可行的。其次,双手弹琴也不是个简单的活啊,不是随便练练就会的,需要每只手各自的极高的熟练程度。最后,也许高级的钢琴的技巧中确实存在朝向冲突的情况,但是钢琴家的手太灵活且对琴谱太熟悉,足以将这个动作拆分成两个动作,即在时间上是不同步的,从而降低了对动作的影响。

参考资料和图片均来自
《认知神经科学——关于心智的生物学》 Gazzaniga著 周晓林、高定国等译。

来源:知乎 www.zhihu.com

作者:杨钒

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