休息时大脑里面发生了什么?寻找大脑暗能量

2010年04月07日09:02  

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  大脑的默认模式

  ● 神经科学家长期认为,当我们休息时,大脑中的神经回路处于关闭状态。

  ● 然而,大脑成像实验表明,大脑内存在一些持续的“背景活动”。

  ● 这种默认模式能为人们对未来事件作出反应做好准备。

  ● 默认模式相关大脑区域间的神经链接出错,可能导致从阿尔茨海默病到抑郁症的一系列疾病。


  你躺在屋外的摇椅上打盹儿,腿上放着一本杂志。突然,一只苍蝇停在胳膊上,你拿起杂志去拍它。在苍蝇停在你身上之后,你的大脑里发生了什么?在停下来之前呢?长期以来,神经科学家一直认为,人在休息时,大脑中的神经回路基本处于关闭状态。从这个意义上说,此时的神经活动属于“随机噪声”,就像没收到信号的电视机显示的雪花状图案。而当苍蝇停在你的胳膊上时,大脑恢复意识,准备执“拍蝇任务”。但最近的神经成像研究揭示了一个完全不一样的事实:当人们躺着休息时,大脑并未闲着,很多重要的神经活动仍在进行。

  现已证实,当我们的大脑在休息时——比如坐在椅子上发呆、躺在床上睡觉,或接受了麻醉,各个脑区之间仍在不停地传递信息。这种不间断的信息传递被称作大脑的默认模式,它所消耗的能量是我们拍打苍蝇,或有意识地对其他外在刺激作出反应时所耗能量的20倍。实际上,我们有意识去做的大多数事件,比如吃饭和演讲等,都是对大脑默认模式下基准神经活动的背离。

  理解大脑默认模式的关键,是要找到此前不为人知的大脑系统——默认模式神经网络(default mode network,DMN)。在组织神经活动的过程中,默认模式神经网络到底发挥了怎样的作用,现在仍在研究当中,但我们知道,大脑在形成记忆,组织其他各种需要为未来事件做准备的神经系统时(比如感觉到苍蝇停在胳膊上就下意识地去拍打,这个动作就需要大脑的运动系统随时做好准备),可能就是采用默认模式神经网络预先设定好的方式。在使脑区行为同步方面,默认模式神经网络可能也发挥了重要作用——让各个脑区就像赛跑运动员一样,在发令枪打响的那一刹那,都处于合理的“预备”状态。如果默认模式神经网络确实在为大脑的有意识活动做准备,那么研究这个网络的行为,也许能让科学家找到一些线索,揭示意识体验的本质。另外,神经科学家还推测,默认模式神经网络遭到破坏,可能会引起精神错乱,以及从阿尔茨海默病到抑郁症的一系列复杂大脑疾病。
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(责任编辑:赵竹青)
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