塔瑪爾-馬金（Tamar Makin）教授和約翰-克拉考爾（John Krakauer）教授的最新研究挑戰了人們普遍持有的觀點，即大腦可以重新連接自身，以彌補失明或中風等感官損失。他們對開創性研究的分析表明，大腦不會在以前不相關的區域創造新的功能，而是透過學習和重複來增強原有的結構。這種認知對於設定現實的康復期望和理解康復故事背後的努力至關重要。

劍橋大學和約翰斯-霍普金斯大學的科學家指出，與人們普遍認為的相反，大腦並不具備重新連結自身的能力來補償失明、截肢或與中風有關的損傷。

在最近發表在《eLife》上的一篇論文中，劍橋大學的塔瑪爾-馬金（Tamar Makin）教授和約翰-克拉考爾（John Krakauer）教授認為，儘管科學教科書中經常引用這種觀點，但這種觀點從根本上是有缺陷的，即大腦在應對損傷或缺陷時可以重組自身，並重新利用特定區域來實現新的功能。相反，他們認​​為所發生的只是大腦在接受訓練，以利用已經存在但潛在的能力。

大腦可塑性的誤解

最常見的例子之一是，一個人失去了視力–或天生失明，而以前專門處理視覺的視覺皮層被重新連接起來處理聲音，從而使這個人能夠使用一種”迴聲定位”的形式來瀏覽雜亂的房間。另一個常見的例子是，中風患者最初無法移動肢體，但他們可以重新利用大腦的其他區域來恢復控制能力。

約翰-霍普金斯大學運動學習和大腦修復研究中心主任Krakauer說：「我們的大腦具有驚人的自我重建和重組能力，這種想法很有吸引力。它給我們帶來了希望和魅力，尤其是當我們聽到盲人發展出幾乎超人的迴聲定位能力，或者中風倖存者奇蹟般地恢復了他們認為已經喪失的運動能力等非凡故事時。這種想法超越了簡單的適應性或可塑性–它意味著大腦區域的全面重新利用。但是，雖然這些故事很可能是真的，但對所發生的事情的解釋實際上是錯誤的”。

重新評估經典研究

在文章中，Makin 和Krakauer 回顧了十項旨在展示大腦重組能力的開創性研究。不過，他們認為，雖然這些研究顯示了大腦適應變化的能力，但大腦並沒有在以前不相關的區域創造新的功能，而是利用了自出生以來就存在的潛在能力。

例如，其中一項研究——加州大學舊金山分校的邁克爾-梅爾澤尼奇教授在20 世紀80 年代進行的研究–探討了當一隻手失去一根手指時會發生什麼。手在大腦中有一個特定的表徵，每個手指似乎都映射到一個特定的大腦區域。梅爾澤尼奇認為，去掉食指，以前分配給這根手指的大腦區域就會被重新分配來處理來自鄰近手指的信號–換句話說，大腦會根據感覺輸入的變化重新連接自己。

Makin說並非如此，他自己的研究提供了另一種解釋。

挑戰重裝理論

在2022 年發表的一項研究中，Makin使用一種神經阻斷劑，暫時模擬截去受試者食指的效果。她的研究表明，即使在截肢之前，來自鄰近手指的信號也會映射到”負責”食指的腦區–換句話說，雖然這個腦區可能主要負責處理來自食指的信號，但並不完全如此。截肢後，其他手指的現有訊號會在這個腦區”撥號”。

劍橋大學醫學研究委員會（MRC）認知與腦科學研究組的Makin說：「大腦的適應能力與食指和中指一樣，大腦對損傷的適應能力並不是為了完全不同的目的而徵用新的大腦區域。這些區域不會開始處理全新類型的信息。甚至在截肢之前，被檢查的大腦區域中就有關於其他手指的信息，只是在最初的研究中，研究人員沒有太注意到這些信息，因為這些信息比即將被截肢的手指弱。”

來自先天性聾貓的證據

先天性耳聾貓的聽覺皮質–大腦中處理聲音的區域–似乎被重新用於處理視覺。但當它們被植入人工耳蝸後，這個大腦區域立即又開始處理聲音，這表明大腦實際上並沒有重新連接。

在研究其他研究時，Makin和Krakauer沒有發現令人信服的證據表明，先天失明者的視覺皮層或中風倖存者未受傷的皮層曾經開發出一種新的功能能力，而這種能力在其他情況下是不存在的。

了解真正的大腦可塑性

Makin 和Krakauer並沒有否定盲人純靠聽力導航或中風患者恢復運動功能等故事。相反，他們認​​為，大腦並不是完全為新任務重新分配區域，而是透過重複和學習來增強或修改原有結構。

他們認為，了解大腦可塑性的真正本質和限制至關重要，這既有利於為患者設定切合實際的期望值，也有利於指導臨床醫師採用復健方法。

Makin補充說：”這個學習過程證明了大腦非凡的可塑性，但這種可塑性也受到限制。在這個過程中沒有捷徑或快車道。快速開啟大腦隱藏潛能或挖掘大量未用儲備的想法，與其說是現實，不如說是一廂情願。這是一個緩慢、漸進的過程，需要堅持不懈的努力和實踐。認識到這一點，有助於我們理解每一個康復故事背後的艱辛，並相應地調整我們的策略。”

“很多時候，大腦重新連結的能力被描述為’奇蹟’–但我們是科學家，我們不相信魔法。我們所看到的這些驚人的行為都源於努力工作、重複和訓練，而不是大腦資源的神奇重新分配”。