后扣带皮层是调节心智游移时内部注意的共同枢纽吗?皮层与皮层下证据综述

综述后扣带皮层是否在皮层与皮层下网络中充当心智游移时内部注意的共同枢纽。

直接答案

是的,后扣带皮层(PCC)是调节心智游移时内部注意最一致被涉及的枢纽,并且它似乎在皮层和皮层下系统中都协调这一作用。最强的支持来自这样的研究:PCC的连接使默认模式网络与其对立网络之间的耦合成为可能,而较弱的类似皮层下连接也呼应了相同的功能特性[1]。其他研究将PCC活动具体联系到分心的内部注意以及默认模式网络的内部过程,不过每项研究只捕捉到部分图景[3][2]。

5篇文献引用

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为什么注意力转向内部时PCC总会出现

心智游移不是单一的大脑状态,而是一组状态,这正是单一脑区难以被明确锁定的原因。一项广泛研究发现,仅默认模式网络本身与心智游移并没有明确无歧义的联系;真正重要的是默认模式网络与其拮抗网络之间的动态耦合,后者通常支持向外聚焦[1]。PCC似乎是使这种耦合成为可能的关键:其功能连接被描述为尤其能够促成这些网络间的信息整合,这也是称其为内部注意调节器的依据[1]。

另一条证据从不同角度指向同一脑区。当人们监测自己的呼吸而反应偏离时间节奏时——这是分心或心智游移的一个标志——后部默认模式区域出现α波段活动升高,而PCC的峡部在报告抑郁症状的人中表现出特异性活动升高[3]。该研究还发现,后部默认模式活动与额顶网络连接呈负相关,提示这些网络之间的相互作用有助于在内部注意期间调节后部默认模式[3]。通俗地说,PCC看起来不像一个开启心智游移的开关,而更像一个平衡机制的一部分,决定有多少注意力留在内部。

这个枢纽会延伸到皮层以下吗?

皮层下主张是答案中更不确定的一半。同一项广泛研究使用较新的皮层下成像和图谱来考察研究不足的深部脑区,并报告较细微的连接自发地在皮层下得到呼应,显示出与PCC类似的功能特性[1]。这是一个关于相似性的主张,而非证明皮层下结构属于同一调节枢纽,它被描述为探索这些区域的基础工作,而不是已确定的图谱[1]。

也有必要精确说明支持枢纽观点的证据类型。PCC的作用是从功能连接推断出来的,即活动同步升降的区域,而不是证明PCC指挥其他区域。同一项研究强调,心智游移复杂且异质,与情境因素相互作用,无法用单一的神经表征来概括[1]。因此,诚实的答案是:PCC是皮层发现中支持最充分的共同节点,皮层下参与虽有提示但尚未确立。

PCC也追踪心智游移之外的内部生活

PCC的参与并不限于漂移的注意力。在一项对植入电极的癫痫患者情绪的研究中,抑郁情绪与θ功率增加相关,最显著的是PCC内的电极,而情绪高涨与α功率增加相关,最显著的是顶内沟——向外注意网络的一个区域[2]。该研究将PCC视为主要的默认模式枢纽,服务于自我反思、心智游移和记忆等内部过程,并主张未来情绪研究应采样该区域[2]。这一发现关乎情绪而非内部注意本身,因此它拓宽了图景,但没有直接确认枢纽作用。

一项阅读研究提供了有用的对照。提取个人记忆——用作心智游移的替代——招募了包括PCC在内的核心默认模式区域,而为理解而阅读则招募了同一网络中不同的、更偏侧面的部分[4]。产生更多心理内容而理解较少的人,在阅读相关的默认模式位点与视觉皮层之间表现出更多解耦,而提取与个人相关的记忆增加了这种解耦[4]。在这里,PCC标记了向内的、基于记忆的模式,但研究并未将其单独列为枢纽或连接节点,因此它支持该区域参与内部注意,但没有解决枢纽问题[4]。

枢纽观点无法解释的部分

并非所有PCC发现都关乎内部注意。在一项电子游戏研究中,PCC的腹侧部分在预测对手动作时被激活,且激活强度与游戏熟练度相关[5]。该工作将腹侧PCC置于心理理论网络中,即推断他人意图的系统,并未涉及心智游移或内部注意[5]。这一对比提醒我们,PCC是一个大的、可细分的区域,不应假定某一部分或某一任务的发现会转移到另一部分。

综合来看,最站得住脚的答案是:PCC是皮层默认模式系统中调节内部注意的有充分支持的枢纽,其与对立注意网络的连接承担了大部分解释力[1][3]。皮层下参与由类似功能特性提示,但仍属探索性[1],而该区域在情绪和社会推断中的作用表明,这个枢纽并非专属于心智游移[2][5]。要锐化答案,需要直接检验皮层下区域是否在离线思维期间与PCC耦合,而不是仅仅显示平行的相似特性。

本文引用的文献

1

走神的大脑机制

后扣带皮层的功能连接被描述为尤其能够促成心智游移期间默认模式网络与其拮抗网络之间的整合,证实其在调节内部注意中的作用,皮层下也呼应了较细微的类似连接。

2

451 后扣带θ功率作为情绪的新型生物标志物

抑郁情绪与θ功率增加相关,最显著的是后扣带皮层电极,而情绪高涨与α功率增加相关,最显著的是顶内沟,支持基于网络的情绪生理学观点。

3

后部默认模式网络活动是分心的内感受注意的基础,并为低正念和抑郁提供客观依据

呼吸监测任务中的分心与后部默认模式α活动升高相关,后扣带皮层的峡部区域在有抑郁症状的人的分心试次中表现出活动升高。

4

编辑评估:心智游移和阅读期间默认模式网络的知觉耦合与解耦

自传体记忆提取招募了包括后扣带皮层在内的核心默认模式区域,而阅读相关默认模式位点与视觉皮层之间更大的解耦与阅读时更多自我产生的心理内容和更差的理解相关。

5

电子游戏中攻击事件预测的神经基础:腹侧后扣带皮层和心理理论网络的作用

腹侧后扣带皮层——心理理论网络的枢纽——在电子游戏动作预测期间被激活,其激活强度与游戏熟练度相关。