大脑里的“自我反思网络”
默认模式网络是一组与内省、做白日梦和思维僵化有关的脑区。它位于大脑加工层级的顶端:信息会从较低级的感觉区域向上传递到较高级区域,这一过程叫“自下而上加工”;反过来,从高级认知区域向下影响感觉区域,则叫“自上而下加工”。在健康大脑中,自下而上加工用外界新信息更新我们的内部模型,自上而下加工则用过去经验和预期解释感官输入。两者失衡,可能带来心理痛苦或知觉错误。
用“光流”追踪脑波
过去的脑成像研究常把脑区当成固定地点来测量,忽略了信号在皮层表面连续移动的“波”。斯坦福大学的 Adam R. Pines、Leanne M. Williams 及同事想直接观察这些移动信号。他们借用了视频分析中的“光流”技术——原本用于追踪视频里像素逐帧移动——来追踪大脑皮层上活动波的方向和幅度。
四项小样本研究看到相似模式
第一项研究包含14名人类志愿者,他们接受了 MDMA。与安慰剂或无药状态相比,MDMA 降低了默认模式网络中脑活动波的整体幅度,也减少了自下而上进入该网络的信号比例。
第二项研究有6名志愿者摄入裸盖菇素。与基线和活性安慰剂(哌甲酯)相比,裸盖菇素同样降低了默认模式网络中传播脑波的整体幅度;自下而上方向性的减少也存在,但未达到统计显著。研究者推测,这可能是因为裸盖菇素的效应持续数天,影响了服药后不久采集的基线扫描。
第三项研究中,18名志愿者接受 LSD 静脉输注。与生理盐水安慰剂相比,LSD 同样降低了移动脑波的幅度,以及自下而上进入默认模式网络的比例。
第四项研究转向14只小鼠,使用宽场钙成像直接记录脑细胞的物理活动。接受 LSD 的小鼠也表现出默认模式网络活动幅度和自下而上流量的下降。抗焦虑药地西泮也降低了自下而上信号,但程度弱于 LSD;而镇静剂右美托咪定产生了相反效果,增加了自下而上信号比例。这提示光流技术测量的是神经细胞活动的真实变化,而不是血流造成的伪影。
与主观体验的关联
研究者还考察了脑活动变化与志愿者主观体验的关系。在 MDMA 研究中,自下而上加工下降最多的人,报告了最强烈的“控制感受损”,也对“自我消解”有更大的恐惧。自我消解指对失去自我感的恐惧反应。这一心理关联提示,过度抑制自下而上信息流,可能触发致幻剂有时伴随的负性体验。自下而上加工通常让人锚定在当下感官环境中;若这一输入严重下降,人可能感到抽离,或被未锚定的内在思绪裹挟。
对抑郁与精神病风险的含义
一些精神状况,如反刍性抑郁,以自动思维过多和异常的自下而上信号为特征。降低自下而上流入,或许能解释致幻剂为何对部分抑郁患者有缓解作用:药物可能暂时安静涌入默认模式网络的侵入性信号。
但对于有精神病风险的人,情况可能相反。他们本身已有自下而上加工受损,致幻剂可能加重症状,压过他们用外界现实更新内部信念的能力。
局限与下一步
四项数据集的样本量都不大,限制了研究者考虑个体差异的能力。未来需要更大样本,才能描绘不同致幻剂如何影响不同生物背景的人。光流分析目前只关注大脑外表面;致幻剂也强烈影响深部脑结构,但追踪这些深部区域与表面之间的移动信号,在计算上仍超出该技术的范围。人类参与者使用的成像技术,在空间和时间分辨率上也有限,可能漏掉更快的脑信号变化。
此外,这些研究只纳入了健康志愿者和实验室小鼠。未来研究需要在临床人群中检验这些观察,确定脑活动变化与治疗结果的关系。弄清致幻剂作用的精确机制,有助于医生判断哪些患者最可能受益,哪些患者可能受到伤害。