PNAS：清醒不等于有意识？大脑“断片”时刻的神经机制解密

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基本信息

Title:Behavioral, experiential, and physiological signatures of mind blanking

发表时间：2025.12.23

发表期刊:PNAS

影响因子：9.1

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研究背景

一百多年前，心理学之父威廉·詹姆斯（William James）将意识比作一条连绵不断的河流：“意识流”（Stream of Consciousness）。在我们的直观体验中，清醒时的意识似乎总是连续的：我们或者全神贯注于眼前的任务（On-task），或者思绪飘飞，做起了白日梦（Mind Wandering, MW）。在这种传统视角下，意识的内容或许会改变（从工作报告转到今晚吃什么），但“有内容”这一状态似乎是恒定的。

然而，你是否体验过这样的时刻：盯着书本或屏幕，突然“断片”了，回过神来发现刚刚脑子里一片空白，既没在看书，也没在想别的事？这种现象被称为“思维空白”（Mind Blanking,MB）。

长期以来，认知神经科学领域对“思维空白”的本质争论不休。它仅仅是极度缺乏元认知的“走神”吗？还是说，它代表了清醒状态下意识流真正的“中断”？如果我们在清醒时也会出现短暂的“无意识”状态，这是否意味着清醒并不等同于有意识？

为了解开这一谜题，来自巴黎脑科研究所（ICM）的研究团队 2025年12月23日 在PNAS上发表了最新研究。他们利用高密度脑电（hdEEG）和多维度的行为范式，试图捕捉这个捉摸不定的“大脑死机”时刻，并探究当我们的头脑“一片空白”时，大脑内部究竟发生了什么。

Fig. 1. Experimental paradigm and behavioral results.

研究核心总结

这项研究通过改良的持续注意任务（SART）结合经验采样法（Experience Sampling），在62名被试中精确捕捉了专注（ON）、走神（MW）和思维空白（MB）三种状态，并利用高密度脑电揭示了MB独特的神经指纹。

Fig. 2. EEG-based neurophysiological markers differentiate MB from ON and MW. Spectral (A), connectivity (B), and complexity (C) results.

核心发现：思维空白是独特的认知状态

研究结果首先在行为层面证实，“思维空白”并非“走神”的变体。当处于“走神”状态时，被试的表现往往是冲动且快速的（更多的误报，更短的反应时）；而当处于“思维空白”状态时，被试则表现为迟钝和缺失（更多的漏报，更慢的反应时）。这表明MB代表了一种觉察能力的显著下降，而非注意力的单纯转移。

Fig. 3. Increased phase synchrony with reduced information sharing during MB.

机制解释：大脑功能的“解离”与意识通路的阻断

通过深入分析脑电信号，研究揭示了思维空白MB背后的神经生理机制，主要体现为以下三个维度的异常：

1. 功能连接的解离（Hypersynchrony but Low Information Sharing）：这是本研究最令人瞩目的发现之一。在MB状态下，大脑皮层表现出一种矛盾的状态：一方面，基于相位同步的指标（PLV）显示脑区间的同步性增强；另一方面，基于信息论的指标（wSMI，加权符号互信息）却显示长程信息共享，特别是额顶网络（Fronto-parietal network）的信息整合能力显著下降。这暗示在MB期间，大脑可能陷入了一种类似于睡眠慢波的“超同步”状态，导致复杂信息的跨脑区整合失败，而这正是产生意识体验的必要条件。

2. 意识接入（Conscious Access）的神经标记消失：通过分析事件相关电位（ERPs），研究者发现，当向MB状态下的被试呈现视觉刺激时，大脑的早期视觉处理（P1成分）虽有减弱但基本保留，表明初级感觉皮层仍在工作。然而，标志着意识接入的晚期成分：P3b波，在MB状态下几乎完全消失。P3b通常被认为是信息进入全局工作空间（Global Workspace）并被意识到的神经相关物。

3. 神经表征的构建失败：利用多变量模式分析（MVPA）进行的解码分析显示，在专注和走神状态下，解码器都能从脑电信号中准确区分出被试看到的是“人脸”还是“数字”。但在MB状态下，这种解码能力彻底失效，尤其是在刺激呈现200ms之后的晚期阶段。这意味着，在思维空白期间，大脑无法建立起对外部刺激的有效神经表征。

Fig. 4. Stimulus-induced activity analyses.

Fig. 5. Source reconstruction of stimulus-induced activity.

关键意义：清醒状态下的“无意识”孤岛

本研究有力地挑战了“清醒即有意识”的传统观念。结果支持了全局神经工作空间理论（GNWT）和整合信息理论（IIT）的预测：意识不是连续不断的流，而是可能出现中断的离散现象。“思维空白”本质上可能是清醒大脑中出现的局部睡眠（Local Sleep）现象或全局点火（Global Ignition）的失败。它表明，我们的主观体验更像是一系列由短暂的“无内容”间隙隔开的意识孤岛，而非一条永不停歇的河流。

Fig. 6. Trial-by-trial prediction of mind state using a multivariate combination of neural markers.

Abstract

Does being awake necessarily mean being conscious of something? This study investigates the phenomenon of mind blanking (MB), characterized by an “emptiness of mind,” comparing it with mind wandering (MW) and on-task (ON) states. Using a sustained attention task and electroencephalogram monitoring, behavioral, and neurophysiological signatures of MB were examined in 62 participants. MB exhibited a specific pattern of behavioral lapses, as well as decreased fast oscillatory activity and complexity over posterior electrodes compared to MW. Functional connectivity analyses revealed decreased long-range interareal connectivity during MB, compared to both ON and MW states. Event-related potentials with source reconstruction and temporal decoding techniques indicated a significant disruption in visual processing during MB, starting from 200 ms post stimulus and echoing into the late-stage of visual processing, suggesting a disruption of conscious access to sensory information during MB. Electroencephalogram-derived markers allowed the prediction of mental states at the trial level, offering a finer view of conscious dynamics than subjective reports alone. Overall, these findings challenge the notion of the wakeful conscious mind as inherently content-oriented, suggesting that MB reflects genuine gaps in the stream of conscious thoughts, arising from disruptions in the generation or accessibility of thought content.

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分享人：饭哥

审核：PsyBrain 脑心前沿编辑部