默认模式网络的发现

改变你的心智:迷幻药与意识新科学

默认模式网络的发现并非始于寻找大脑的内在独白,而是源于功能性磁共振成像静息状态基线中一个出乎意料的特点。志愿者安静地躺在扫描仪中,等待实验任务开始时,马库斯·赖希尔注意到,参与者在没有进行任何心理活动时,若干脑区反而表现出更高的活动。这个观察揭示了一个在看似没有任务时仍保持活跃的网络,也帮助研究人员建立了研究大脑朝向内部活动的框架。

静息状态下的意外发现

在典型的功能性磁共振成像实验中,研究人员首先让志愿者安静地躺在扫描仪中,以建立基线。赖希尔的观察就来自这段常规时段——一些脑区在没有对参与者注意力提出要求时,反而格外活跃,而非在执行指定任务时活跃。因此,默认模式网络是通过一项看似附带的科学发现而得到确认的;研究人员关注了实验原本仅仅视作起点的状态,才有了这一发现。

赖希尔在一篇具有里程碑意义的论文中描述了这个网络,该论文于2001年发表于《美国国家科学院院刊》。这个网络构成一个位于中央的枢纽,将大脑皮层的部分区域与参与记忆和情绪的深层结构连接起来。这一发现使静息基线不再只是一个中性的对照条件——即使参与者没有回应外部任务,大脑活动仍在持续,有组织且相当显著。

网络的功能

默认模式网络与心智转向内部有关,包括白日梦、反复思虑、自我反思,以及在时间中进行心理漫游。它的活动不同于那些在外部世界提出要求时作出反应的注意力网络。两个系统此消彼长——一个活跃时,另一个往往会安静下来。在这一解释中,休息并不意味着心智停止活动;它可能意味着注意力从眼前环境转向内在生成的思维。

这个网络参与多种高层次过程,包括自我反思、心理时间旅行、道德推理、构建自我等概念,以及心智理论——即想象他人心理状态的能力。它消耗的能量也占大脑总能耗的不成比例的一大部分。这个网络在人生早期尚未完全发挥作用;它的发育会延续至儿童期,这一点凸显了其功能与成熟的自我反思和社会理解形式之间的密切关系。

中央枢纽及其影响

这个网络的重要性不仅在于与它相关的活动,也在于它在分层大脑系统中的位置。它的高层区域会自上而下地影响参与情绪和记忆的较古老区域。由于这个网络通过中央枢纽连接分布广泛的系统,它既能帮助协调大脑各处的活动,也能抑制较少受到调节的倾向。人们曾用指挥家、行政主管或首都等形象来描述它的统摄作用——这些比喻各自呈现了一个中央系统组织更大整体的概念。

这一模型说明,该网络的活动会产生重要影响。默认模式并非只是一组碰巧在休息时变得活跃的脑区;它是大脑组织自主思维与控制的更广泛机制的一部分。因此,这项发现提供了一种新的方式,将内向注意、自我的建构,以及情绪和记忆的协调联系起来,而不把休息时的心智视作空无状态。

这一发现与迷幻剂研究

多年后,罗宾·卡哈特-哈里斯的团队开始研究裸盖菇素对大脑的影响。卡哈特-哈里斯起初预期扫描会显示活动增强,尤其是在情绪相关区域,并呈现类似做梦时大脑的模式。然而,第一批数据却显示血流量下降;在功能性磁共振成像中,血流量被用来估算大脑活动。另一项依据氧耗量的测量证实了这一结果——裸盖菇素降低了大脑活动,其中降幅最大、最集中的区域是默认模式网络。

在本书的叙述中,这一结果使赖希尔的发现具有了新的意义。一个与自我反思和大脑自上而下组织有关的网络,也是在裸盖菇素作用下活动减弱的区域。这个观察本身并未确定意识改变后的体验意味着什么,但它为研究人员提供了一个具体的神经科学发现以供探究,并使默认模式网络成为一项新研究工作的核心,研究者借此试图理解迷幻药物如何影响意识的组织方式。