您的大脑如何知道身体不同部位的位置和运动？这种感觉被称为本体感觉，它有点像“第六感”，让我们能够自由移动，而无需不断地观察我们的四肢。

本体感觉涉及嵌入我们肌肉中的复杂传感器网络，将有关肢体位置和运动的信息传递回我们的大脑。然而，人们对大脑如何将从肌肉接收到的不同信号组合在一起知之甚少。

洛桑联邦理工学院 (EPFL) 的亚历山大·马西斯 (Alexander Mathis) 领导的一项新研究通过探索我们的大脑如何对身体位置和运动产生连贯的感觉，从而阐明了这个问题。该研究发表在《细胞》杂志上，来自 Alessandro Marin Vargas、Axel Bisi 和 Alberto Chiappa，以及西北大学 Chris Versteeg 和 Lee Miller 的实验数据。

“人们普遍认为，感觉系统应该利用世界的统计数据，这个理论可以解释视觉和听觉系统的许多特性，”马蒂斯说。“为了将这一理论推广到本体感觉，我们使用肌肉骨骼模拟器来计算分布式传感器的统计数据。”

研究人员利用这种肌肉骨骼模型在上肢产生肌梭信号，从而生成一系列“大规模、自然的运动曲目”。然后，他们使用这个库在十六个计算任务上训练数千个“任务驱动”神经网络模型，每个任务都反映了关于本体感觉通路（包括脑干和体感皮层部分）进行的计算的科学假设。

该方法使团队能够全面分析不同的神经网络架构和计算任务如何影响本体感受信息的“类脑”表示的发展。他们发现，在预测肢体位置和速度的任务上训练的神经网络模型是最有效的，这表明我们的大脑优先考虑整合分布式肌梭输入来理解身体运动和位置。

该研究强调了任务驱动建模在神经科学中的潜力。与直接预测神经活动的传统方法不同，任务驱动模型可以提供对感觉处理的基本计算原理的见解。

这项研究还为神经科学的新实验途径铺平了道路，因为更好地理解本体感受处理可能会导致神经假肢的重大进步，使假肢的控制更加自然和直观。