新研究揭秘大脑如何区分想象与现实

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早上好，我是脑叔，一个爱聊脑的家伙。

现在，请你想象一个苹果，任何苹果。

只要你没有想象障碍（无法在脑海中想象事物），这个指令就会触发大脑活动，与你用眼睛看到现实世界中的苹果时发生的大脑活动惊人地相似。这种神经重叠是高效的，因为两种情况都需要大脑的视觉系统执行许多相同的任务。但这也引出了一个问题：我们的大脑如何区分现实和想象？

神经科学家现在开始理解处理这种区分的大脑回路。在最近发表在《神经元》杂志上的一项研究中，研究人员发现了一个大脑区域，它会产生所谓的“现实信号”。该信号随后由另一个大脑区域进行评估——当该区域功能异常时，与精神分裂症有关。理解这个现实监测回路可以帮助科学家理解，甚至可能治疗精神分裂症和其他损害现实辨别能力的疾病。

我们倾向于认为我们像摄像机一样客观地记录照射到眼睛的光线，从而如其本然地感知现实。但随着眼睛的信息流入大脑，它变得更加抽象和主观；在大脑早期视觉处理区域辨别出的线条和颜色，在到达更高层次的皮层网络时，会转化为概念和意义。

这种“自下而上”的处理只是故事的一部分。信息也可以“自上而下”地流动，更高层次的认知会影响感知。你可以在模糊错觉中看到这一点，在这些错觉中，你的期望决定了你所看到或听到的内容。又或许，你一直在焦急地等待着一位访客，即使门口没有人，你也一直以为听到了敲门声。

“感知并非只是一个被动的过程，”耶鲁大学医学院精神病学副教授菲利普·科莱特（Philip Corlett）说道（他并未参与这项新研究）。“来自认知的下行信息塑造了我们的感知，然后来自感知的上行信息可能会改变我们的信念。”

自下而上和自上而下的过程都有助于我们的视觉体验——但自下而上的过程对于感知外部世界可能更为重要，而构建心理图像通常受自上而下的指令控制。但鉴于这两种过程都会在相同的区域产生活动，大脑是如何保持现实的连贯性的呢？为了探究这个问题，研究人员在参与者接受脑部扫描仪扫描时，向他们展示了一些难以辨认的图案。参与者观看一个有类似静态噪声背景的屏幕，屏幕上有时会覆盖一层微弱的对角线条纹图案。这些条纹可能向右或向左倾斜。

参与者被要求在观看屏幕的同时，在脑海中想象一个向左倾斜或向右倾斜的图案，然后被要求指出其中一个图案是否真的出现了（有一半的情况是真的）。有时屏幕上显示的图案与他们想象的图案相同，有时显示的是相反的图案，或者什么也没有。

当参与者寻找并想象相同的图案时，他们更有可能说自己看到了——即使图案并不存在——这表明他们把想象误认为现实。参与者还表示，当存在图案且与他们想象的内容匹配时，他们的心理意象就会更加生动。这表明感知也能影响想象力。

功能性磁共振成像 (fMRI) 脑扫描显示，当受试者报告看到某种图案（无论是真实的还是想象的）时，大脑中某个区域会更加活跃。“大脑中有一个靠近太阳穴的区域，叫做梭状回（fusiform gyrus），无论你看到什么还是想象什么，它都会活跃，”该研究的领导者、伦敦大学学院神经科学家纳丁·迪杰斯特拉 (Nadine Dijkstra) 说，“最令人惊讶的是，我们发现，该区域的激活程度可以预测你是否认为某事是真实的，即使它是想象出来的。”

研究人员将梭状回的这种活动称为“现实信号”，他们的研究结果表明，它是由心理意象和感知活动的总和形成的。研究人员认为，该信号随后由另一个区域——前岛叶（anterior insula）进行评估，该区域在参与者完成任务时处于活跃状态。研究结果表明，前岛叶评估现实信号并做出“是或否”的决定；活动超过某个阈值感觉是真实的，而低于该阈值的活动则会让人感觉是想象的。

这种安排在大多数情况下应该能够正常工作，因为感知比想象能产生更强烈的活动，所以它通常会产生高于阈值的信号；而想象通常不会。这被认为是由于形成意象时缺乏自下而上的感觉输入，意味着某些感觉神经元群未被激活，从而整体上产生较少的活动。这可以解释为什么只要一切正常，心理意象就不会产生跨越现实阈值的信号。

但这种运作方式仍然存在混淆想象和感知的可能性。不难想象，如果该回路的某些部分出现功能障碍，可能会导致对现实的错误判断。例如，如果梭状回在想象过程中产生的信号过强，或者前岛叶的阈值过低，想象就可能被误认为是现实。“精神分裂症与前额叶皮质和前岛叶的异常有关，这表明精神分裂症患者的幻觉可能是由于现实阈值设定问题造成的，”迪杰斯特拉说。

类似情况也可能发生在幻听中，幻听通常表现为听到声音。2016年的一项研究要求健康的参与者（他们有不同程度的幻觉倾向）聆听被噪音掩盖的句子，同时在脑海中默念相同的词语作为内心语言。有幻觉倾向的参与者更有可能报告在这样做时听到声音，无论是否存在声音。科莱特表示，这与迪克斯特拉及其同事的研究结果惊人地相似，因为这说明幻听是由人们将内心的声音误认为是外部声音引起的。

虽然幻觉通常被认为是精神分裂症等精神疾病的症状，但许多其他神经系统疾病也与幻觉有关。例如，大约40%的帕金森病患者会出现视觉幻觉。格拉斯哥大学神经科学家拉尔斯·穆克利（Lars Muckli）表示，未来针对易出现视觉幻觉的人群开展的研究可以测试“他们错误感知事物的想象水平是否与不易出现幻觉的对照组不同”。

如果真是这样，那么现实监测回路或许可以成为幻觉治疗的目标。“最终或许可以通过训练、神经反馈（神经反馈技术可以实时读取大脑活动，从而教会人们如何随着时间的推移调节大脑活动。）或脑刺激来重新校准一个人的现实阈值，”迪杰斯特拉说道。

不过，为了证明因果关系，迪杰斯特拉和其他研究人员首先需要测试刺激梭状回是否会使人们感觉某些事物更真实或更不真实。“这在技术上非常困难，所以这是一个长期项目，但我们计划这样做，”迪杰斯特拉说。

研究人员还想了解心理图像在现实世界中的可信度是否会影响该大脑回路的活动。“我们有一个关于现实世界中可能发生的事件的模型，它可能也会影响到我们的决策过程，”迪杰斯特拉说。“即使你非常非常生动地想象一头粉红色的大象，你可能仍然不会认为它是真实的，因为粉红色的大象根本不存在。” 情境至关重要。无论大象是不是粉红色的，它出现在你客厅里的可能性都很小。“这实际上是我们现在正在进行的一个实验——观察情境对此的影响，”迪杰斯特拉说。“这绝对是一个重要因素。”

原文作者：Simon Makin

原文参考：http://scientificamerican.com/article/newfound-reality-signal-helps-the-brain-tell-imagination-from-real-life/

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