探索大腦的交互作用：神經科學新視界
從古至今，人類一直對大腦充滿著無盡的好奇和探索精神。這個不到1.5公斤的器官，如同控制中心，主導著我們的思考、情緒、行為和記憶。然而，我們對大腦的認識還有許多未解之謎，就像探索深海或外太空一樣充滿神秘。隨著科技的進步，我們已經可以探查單一大腦的運作模式，但如果我們能進一步理解大腦間的交互作用，那將會開啟新的科學視野。這就是我們即將要探討的主題——大腦的交互作用，也被神經科學家們稱為「超掃描」（hyperscanning）。
超掃描：跨越大腦間的橋樑
「超掃描」，一詞可能對大多數人來說聽起來像科幻小說裡的術語。實際上，它指的是一種將兩個或更多的人同時放置在腦部掃描儀中，記錄他們的大腦活動，以便研究他們之間的交互作用的研究技術。
這項技術的開端可以追溯到2002年，在休斯頓的貝勒醫學院，神經科學家Read Montague首次實施了兩人進行簡單競賽遊戲的超掃描研究。從那時起，這個領域的技術不斷進步，除了功能性磁振成像（fMRI）之外，還發展出了更多其他的掃描技術，如功能性近紅外光譜學（fNIRS）和腦電圖（EEG）。
功能性近紅外光譜學以簡易的燈光和傳感器裝置，追蹤血流中氧氣含量的變化，以此推算大腦的活動狀況。這種方法比功能性磁振成像便宜，也更容易操作，但其深度僅限於大腦的上層。
另一種掃描技術，腦電圖，則著重於時間的追蹤，專注於記錄大腦活動的速度和順序——更多的是關注"何時"而非"何處"。腦電圖同時反映出大腦波形的相對速度，像水中的波浪一樣，大腦中的波動在快速和慢速的週期中起伏變化。
超越初期發現：故事說書人與蝙蝠的腦同步
最新的研究致力於超越初期的發現，例如，是否敘述更好故事的人們顯示出更緊密的大腦活動，相比之下，那些敘述技巧稍遜一籌的人則表現出較低的腦同步性。神經科學家們也正將他們的研究視角轉向其他物種，以便在神經生物學的細節層面進行更深入的研究。
這些研究的對象之一是蝙蝠。雖然科學家長期以來研究了從昆蟲到哺乳動物的集體行為，但他們從未以這種方式達到大腦這一層次。然而，在加州大學伯克利分校的實驗室裡，科學家Michael Yartsev和博士後研究員Wujie Zhang於2019年首次證明，蝙蝠的大腦也會像人類一樣同步。
這項劃時代的研究揭示了腦同步的最簡單含義之一：它是社會交互的強烈信號。在蝙蝠中，這種現象只有在他們聚集在一起時才會出現。由於蝙蝠在一起時大多數時間都是緊緊相依的，並且飛行速度非常快，因此確定它們的身份或找出哪只蝙蝠發出聲音可能很困難。為了追蹤位置、行為和大腦活動，科學家們將飛行室裝置了16台攝像機和多個隱藏在小白盒子中的天線。
深入研究：蝙蝠大腦的同步性與人類社會互動
Yartsev和Zhang的2019年的研究實驗揭示了大腦的同步現象。他們使用無線電生理學和其他技術，追蹤蝙蝠的行為和大腦活動，實驗持續約100分鐘。他們觀察到蝙蝠的行為大致上是相關的 - 它們傾向於在相同的時間休息和活動。他們的活躍時期包括社會和非社會行為，如打鬥或自我整理或互相梳理。
他們比較大腦活動時，分析了所有腦波活動的頻譜。在蝙蝠中，顯著的是，在行為活躍時期，高頻帶(30至150 Hz)具有更大的能量或突出性，而在休息時期，低頻帶(1至29 Hz)具有更大的能量。最驚人的是，蝙蝠之間存在非常高的大腦同步性，尤其是在高頻下。研究者最初甚至不敢相信他們看到的模式，但數據讓他們最終相信了這一現象。
看著這些充滿奧秘的生物和他們的行為，我們不禁要問，這種腦同步現象是否僅限於蝙蝠，還是在更多的生物，包括人類中也存在呢？這種同步現象又會對我們的社會互動產生怎樣的影響呢？在這個科技發達的時代，我們又能如何利用這種大腦同步來增進人類的溝通與理解呢？這些都是我們值得深入探討的問題。
