当我们在休息,什么都不干的时候,大脑里面发生着什么事呢?

通常,我们都是认为,大脑在我们无所事事的时候,它们应该也是无所事事的了,处在休息状态中。就像我们人类将自己身体塞进一个柔软又舒适的沙发,悠闲自得地享受着生活的美好,大脑似乎也是应该找到这样的一地方,将自己塞进去好好地享受一下悠闲。事实真的这样吗?

当我们在休息,什么都不干的时候,大脑里面发生着什么事呢?

众所周知,大脑虽然只占有人体总重量的2%,也就是如果你体重100斤,那你大脑的重量就是2斤,但是它却足足消耗的人体所需能量的20%,也就说这个仅占总重百分之二的小脑袋居然消耗了五分之一的总能量。如果大脑也是和人体一样处在悠闲无所事事的状态的话,就不可能解释得了为什么大脑需要消耗如此庞大的能量了。那么大脑到底是否存在无所事事的悠闲状态?如果没有,大脑又是在做什么?需要消耗巨大的能量。

无所事事的机制被发现

我们往往都是默认大脑就像是一个待机的电脑一样,平时在不用的时候陷入在静默的状态中,直到面对任务时,如一个运算指令或者检索数据等等,它才会被激活,进入工作全功率运行中。但事实却有着与之截然相反的事实:大脑有着属于自己的丰富多彩的生活。

当我们在休息,什么都不干的时候,大脑里面发生着什么事呢?

1953年,一位名叫路易斯·索科洛夫的宾夕法尼亚大学的研究员在大脑血氧/二氧化碳浓度的实验中,发现了一个大脑的奇怪现象。在实验之前,他预测测试者的大脑在解决难题时会消耗更多的氧气;然而结果却令他大吃一惊:测试者大脑的耗氧量,不论是在解答算术难题,还是在闭目养神休息,都没有什么两样,说明大脑都是处在运行当中。虽然这是一个重要的发现,但是当时的研究者们都把它当作是一种误差现象而忽视掉,因此他的实验发现并没有引起人们的关注。直到20世纪80年代,研究者们才开始逐渐明白,当大脑看上去明显是在休息时,但实际上它里面可能在发生着一些极其重要的事情。

80年代,一种崭新的脑部扫描技术---正电子发射断层扫描,简称PET,迅速流行起来,并且应用在各种大脑实验中。实验人员向测试者注射具有辐射性的葡萄糖,通过PET测量辐射聚集的位置,研究者们便能够窥视大脑内部的工作模样。一个典型的实验,就是先让一名测试者(注射过辐射性的普通糖)平躺合眼后扫描他的脑部,然后再让他保持同样的姿势进行一些思考活动,同时扫描他的脑部。通过两次扫描成像结果相减,就可以发现大脑的那些部位处于活动,因为大脑处于活动的部位会消耗葡萄糖。

当我们在休息,什么都不干的时候,大脑里面发生着什么事呢?

华盛顿大学的神经学家马库斯·赖希勒利用PET实验寻找大脑中哪些部位和话语相关联,但是他却发现了与索科洛夫同样奇怪的现象:测试者的大脑在休息时看起来是全功率运转,可当测试者集中精力于某个任务时,大脑反而变得安分下来。他的同事戈登·舒尔曼利用PET完成对134测试者进行测试后,也发现了类似的事实,

不论测试者被要求完成何种任务,只要这个任务包括观看或阅读屏幕上的内容,那么当测试者开始集中精力,脑中的一些特定区域总是会陷入沉寂。

在2001年,赖希勒和舒尔曼共同发表文章称,他们发现了一个未曾被辨识出的“缺省模式(即默认模式,缺省即为默认的意思)”:当大脑处在空闲状态时,它会自娱自乐,就像在单人棋;当接到指令时,便停下来专心处理任务。大脑的这一活动主要发生在沿脑部中轴线分布的若干个区域内,这些区域被他们二人称为缺省网络,或者默认网络。虽然人们早就对缺省网络所包含的脑部区域有所了解,也有其他的学者对其做过研究。但是在此之前,人们并不知道这些区域会在一个人处在休息状态时而兴奋的工作着。对新陈代谢情况的测量显示,缺省网络的某些部分会消耗30%甚至更多的能量来维持运行。那么这些无所事事的大难究竟在干些什么呢?

无所事事的大脑在做什么?

缺省网络的核心组成之一是一个叫作内侧前额叶皮层的部分,这一区域是通常用于依据个人喜好评价事物的好坏。当我们试图从一堆形容词中挑选出用于形容自己而非其他人的时候,该区域中的一些部分会被激活。同时研究人员还发现,缺省网络中的部分与海马区有着密切的关联。海马区是负责储存和读取自传性质的记忆的大脑分区。

缺省网络的工作内容---做白日梦,缺省网络通过海马区探入人脑储存的记忆,前额叶皮层则能够以自我反省的方式评估这些记忆。赖希勒和同事黛博拉·古斯纳德推测,缺省网络或许可以让大脑进行“内部预演”,以展望未来的行动和决策。有人曾对此评论道:“我们很擅长想象可能发生的事情,并对其加以思考,帮助我们做这件事情的,或许正是缺省网络”。

当我们在休息,什么都不干的时候,大脑里面发生着什么事呢?

在2007年,有研究者找到了缺省网络与白日梦相关联的直接证据。当使用功能性磁共振成像技术扫描大脑时,发现当测试者的缺省网络处在活动时,他们则声称自己在做“白日梦”,而当缺省网络不活动时,则没有类似的报告。

白日梦听起来似乎是一种十分奢侈的精神修行,然而它作用是至关重要的。白日梦是将过去习得的经验纳入未来规划的终极手段。它是如此的重要,以至于大脑只要一有空就会选择来做这件事,除非有其他更加急迫的任务需要大脑划分出有限的资源---血液、氧气、葡萄糖---来进行处理

当我们在休息,什么都不干的时候,大脑里面发生着什么事呢?

到近些年,越来越多的人在怀疑缺省网络所做的工作可能不止于此。通过实验,研究者们还发现了缺省网络的另外一个工作内容,那是就在夜间时刻,将记忆加以分类并保护。每天,我们都会积累无数的短期记忆,但其中只有很少一部分是真正值得我们铭刻于心的,并且用以规划人生的。同时为了避免积压的待处理记忆太多,缺省网络会寻找一切机会来完成这一项工作。在这一工作过程中,缺省网络需要大量的葡萄糖来生成氨基酸神经递质的原料,用于形成并维护记忆的最关键结构---突触。这也是大脑为何会消耗20%的总能量的原因之一。同时也是由此,缺省网络与相当多的脑部疾病相关联,如阿尔兹海默症(老年痴呆),自闭症、精神分裂症等与记忆相关的脑部疾病。

结语

随着科学技术的发展,大脑的神秘性正在逐渐消退,同时也正在一点一滴地展现在我们的眼前。对于正在休息的大脑进行观察,而不鞭策它去解决难题,让我们看到了更多藏匿在私密时光中的丰富多彩的内在

。如果,下一次当你无所事事时,不妨提醒一下自己,大脑仍然在勤奋工作。


分享到:


相關文章: