默认模式网络与其反相关网络之间的耦合,如何区分走神与其他非任务状态?

默认模式网络与其反相关网络之间的耦合,如何帮助区分走神与其他非任务状态。

直接答案

现有证据尚不能表明,默认模式网络与反相关网络之间的耦合就是区分走神与其他非任务状态的关键。研究确实显示,走神涉及默认模式网络内部的转变:与记忆和内心思考相关的部分,会与用于阅读的视觉区域脱耦,同时默认模式网络的活动在非任务思维期间上升[1][2]。有一项研究报告称,走神的标志是默认模式网络的反相关伙伴活动升高,同时默认模式网络本身也发生变化[4],但这里没有研究在该耦合指标上直接把走神与其他非任务状态作比较。

5篇文献引用

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这两个网络之间的“耦合”究竟测的是什么

默认模式网络是一组脑区,当你休息或向内思考时,它们往往比你在做费力的外部任务时更活跃。早期静息态成像发现,这些区域彼此连接很强,而且该网络的关键节点与外侧前额叶区域呈负相关,后者在工作记忆任务中活动增强[3]。这种反向关系就是人们所说的“反相关网络”:一侧活跃时,另一侧往往受到抑制。

所以这里的“耦合”不是一根物理导线。它是指在人休息或执行任务时测得的两组脑区一起增强或一起减弱、或者彼此相反的统计倾向[3]。耦合发生变化,意味着这种关系的平衡发生了移动,而不是出现了新的连接。

走神改变了默认模式网络内部的平衡

当人们在阅读时被个人记忆牵走,两种心理状态会相互竞争:报告的对主要任务的专注下降,对文本的理解变差,提取出的记忆也变得不那么生动[1]。在大脑层面,阅读和自传体记忆提取会调动默认模式网络的不同部分。阅读激活了属于该网络背内侧子系统的外侧颞叶和前额叶区域,而记忆提取则激活了内侧前额叶皮层、后扣带皮层和角回等核心区域[1]。

更能说明问题的是这些区域与视觉皮层的连接方式。与阅读相关的默认模式区域,比与记忆相关的区域更强地耦合于腹侧视觉区;而走神内容越多、理解越差的人,阅读相关的默认模式位点与初级视觉皮层之间的脱耦越明显[1]。换句话说,从文本上漂走的标志,是默认模式网络中负责阅读的部分与接收文字的视觉机制之间的联系松开了。

反相关网络还能提供额外信息吗?

一项同时使用功能磁共振成像、脑电图和瞳孔测量的研究报告称,走神涉及默认模式网络活动改变,同时其反相关网络活动升高,这些信号有助于区分任务状态与非任务状态[4]。这与以下想法一致:两个网络之间的平衡反映注意是朝外还是朝内。

但该研究比较的是在任务中与不在任务中,而不是走神与其他类型的非任务思维[4]。另一项关于注意失误的研究发现,非任务思维期间默认模式网络激活增加,并考察了不同注意状态之间的差异,但没有检验默认模式网络与反相关网络之间的耦合[2]。一篇关于认知灵活性的综述同样指出,走神和非任务状态下默认模式网络活动更高,并讨论了涉及该网络的负相关,但没有明确把走神与其他非任务状态作对比[5]。因此,这些研究并未确立“这种耦合正是走神与众不同之处”这一具体主张。

真正能区分走神与其他非任务状态的证据会是什么样

目前最清楚的证据指向网络内部的故事:阅读时的走神,看起来像是转向以记忆为基础的默认模式区域,这些区域相对不受视觉输入影响,而代价是牺牲了与视觉通路相连的默认模式区域[1]。这是网络哪一部分在主导、以及它与感官联系有多紧的差异,而不是整个网络简单的开或关。

要知道与反相关网络的耦合是否是区分性特征,研究需要在同一耦合指标上,直接把走神与其他非任务状态(例如没有自发思维的注意不集中或失误)作比较。现有工作已经确立,非任务思维期间默认模式活动上升[2],该网络的反相关关系真实且可测量[3],但尚未填补这一空白。

本文引用的文献

1

作者回应:走神与阅读期间默认模式网络的知觉耦合与脱耦

在阅读过程中,自传体记忆提取和阅读会调动不同的默认模式子系统,而阅读相关的默认模式位点与视觉皮层之间脱耦越强,与走神内容越多、理解越差相关。

2

超越走神:非任务思维及其他注意失误期间的表现变异与神经活动

非任务思维伴随默认模式网络激活增加,该研究比较了不同注意状态下的神经活动,但没有检验默认模式网络与反相关网络之间的耦合。

3

静息大脑中的功能连接:默认模式假说的网络分析

静息态成像显示,默认模式网络内部相互耦合,其关键节点与工作记忆任务中活跃的外侧前额叶区域呈负相关。

4

用同步功能磁共振成像-脑电图和瞳孔测量探测走神的神经特征

走神与默认模式网络活动改变及其反相关网络活动升高有关,这些信号有助于区分任务状态与非任务状态。

5

实验室内外的认知灵活性:任务切换、持续注意与走神

该综述指出,走神和非任务状态下默认模式网络活动更高,并讨论了涉及该网络的负相关,但没有明确把走神与其他非任务状态作对比。