长期以来，人脑运动皮层的功能组织被一幅广为流传的“运动小人”（motor homunculus）卡通图所描绘，这幅由20世纪50年代神经外科医生怀尔德·潘菲尔德（Wilder Penfield）普及的图像，暗示着大脑运动皮层存在着从脚到脸部清晰有序的区域划分，每个区域控制单一的身体部位。然而，即便潘菲尔德本人也曾指出，某些区域的功能存在重叠。

如今，一项发表在《自然》（Nature）杂志上的最新研究，通过单神经元记录技术，进一步揭示了人脑运动皮层内部这种功能混杂的现象。该研究表明，长期以来被认为是初级运动皮层所在地——中央前回（precentral gyrus）的“冠部”（crown），其神经元不仅代表与运动小人图相符的特定身体区域，还携带关于许多不同身体部位的信息。

普林斯顿大学神经科学与心理学教授迈克尔·格拉齐亚诺（Michael Graziano）虽未参与此项研究，但他形象地将运动皮层描述为“一张模糊的身体地图”。研究人员利用植入八名患者（四名脊髓损伤、三名肌萎缩侧索硬化症、一名中风瘫痪）脑部的脑机接口（brain-computer interfaces）数据发现，中央前回并非简单地划分为手臂、腿部、躯干等区域，而是组织成更广泛的功能区，专门负责言语、面部和全身运动。

格拉齐亚诺认为，这些发现支持了运动皮层可能存在一定专业化，但“它仍然以一种可能促进有意义、符合行为学模式的方式整合身体各部分”的观点。他强调：“大脑在一生中进化和学习，以产生实际有意义的运动。它的目标不是控制独立的肌肉运动。”

斯坦福大学吴蔡神经科学研究所的博士后研究员达雷尔·迪奥（Darrel Deo，现为斯坦福大学神经外科讲师）指出，由于中央前回的“冠部”编码了更抽象的运动信息，这个脑区可能并非真正的初级运动区。“我们实验室认为它更像是前运动皮层（premotor cortex）。”迪奥在杰米·亨德森（Jaimie Henderson）和弗朗西斯·威利特（Francis Willet）的实验室完成了这项工作。

此前的研究也支持了这一观点。例如，格拉齐亚诺早期的研究发现，对猴子运动皮层区域进行长时间电流刺激会导致复杂的运动。而人类的功能性磁共振成像（fMRI）研究也表明，不同身体部位的信息并非局限于一个区域，并且这些区域可以与其他脑区建立强连接，以实现目标导向的行动规划。然而，迪奥解释说，fMRI等技术“仍然在数万或数十万个神经元的尺度上测量大脑活动，未能解析单神经元层面的情况。”

迪奥及其同事发现，他们可以从植入脑机接口的不同电极记录的神经活动中准确解码运动。迪奥表示，他们在中央前回采样到的区域“到处都有全身的表征”。“当你放大观察时，你会看到这种混杂交织的‘瓷砖’拼图。”剑桥大学认知神经科学教授塔玛·马金（Tamar Makin）虽未参与此项新工作，但她认为，尽管之前的研究已显示出重叠和混杂，但“以这种分辨率获得这些结果非常棒”。

研究还揭示，中央前回的腹侧（ventral side）有一个偏好手臂的区域，一个广泛调谐的面部和口腔区域，两侧是两个调谐于言语的区域。迪奥对此感到“非常兴奋，因为这不一定被原始的运动小人模型所捕捉”。格拉齐亚诺也认为，人脑运动皮层进化出不止一个，而是两个功能区来支持言语能力是合乎情理的，因为“言语显然是人类产生的典型行为学动作”。

此外，研究人员还发现了肢体间的功能性联动。不同肢体的同源运动，例如手腕和脚踝的屈曲，共享相似的神经活动模式。马金指出，这表明“神经编码中存在某种共享机制”。她也同意：“这不是初级运动皮层。”

尽管所有参与者都行动受限，这使得研究结果是否能推广到普通人群尚不明确，但格拉齐亚诺认为，在八个不同个体中看到相同的结果是令人信服的。“许多不同的情况，一个一致的结果——这让我认为这个结果是真实的。”

与此同时，马金补充道，仅仅因为运动可以从神经活动中解码，并不意味着它与行为相关。她表示，下一步“我们需要更好地理解这些信息为何存在”。“是什么让它消失，又是什么让它改变？它是你可以学习适应的东西，还是与生俱来的？”