最新研究颠覆了我们对大脑的一贯看法：当我们休息或发呆时，大脑并未停止运行，一些神秘的“背景”神经活动始终存在。
大脑的默认模式
● 神经科学家长期认为，当我们休息时，大脑中的神经回路处于关闭状态。
●然而，大脑成像实验表明，大脑内存在一些持续的“背景活动”。
●这种默认模式能为人们对未来事件作出反应做好准备。
●默认模式相关大脑区域间的神经链接出错，可能导致从阿尔茨海默病到抑郁症的一系列疾病。
撰文 马库斯·E·雷切尔(Marcus E. Raichle)
翻译 冯泽君
你躺在屋外的摇椅上打盹儿，腿上放着一本杂志。突然，一只苍蝇停在胳膊上，你拿起杂志去拍它。在苍蝇停在你身上之后，你的大脑里发生了什么？在停下来之前呢？长期以来，神经科学家一直认为，人在休息时，大脑中的神经回路基本处于关闭状态。从这个意义上说，此时的神经活动属于“随机噪声”，就像没收到信号的电视机显示的雪花状图案。而当苍蝇停在你的胳膊上时，大脑恢复意识，准备执行“拍蝇任务”。但最近的神经成像研究揭示了一个完全不一样的事实：当人们躺着休息时，大脑并未闲着，很多重要的神经活动仍在进行。
现已证实，当我们的大脑在休息时——比如坐在椅子上发呆、躺在床上睡觉，或接受了麻醉，各个脑区之间仍在不停地传递信息。这种不间断的信息传递被称作大脑的默认模式，它所消耗的能量是我们拍打苍蝇，或有意识地对其他外在刺激作出反应时所耗能量的20倍。实际上，我们有意识去做的大多数事件，比如吃饭和演讲等，都是对大脑默认模式下基准神经活动的背离。
理解大脑默认模式的关键，是要找到此前不为人知的大脑系统——默认模式神经网络(default mode network，DMN)。在组织神经活动的过程中，默认模式神经网络到底发挥了怎样的作用，现在仍在研究当中，但我们知道，大脑在形成记忆，组织其他各种需要为未来事件做准备的神经系统时(比如感觉到苍蝇停在胳膊上就下意识地去拍打，这个动作就需要大脑的运动系统随时做好准备)，可能就是采用默认模式神经网络预先设定好的方式。在使脑区行为同步方面，默认模式神经网络可能也发挥了重要作用——让各个脑区就像赛跑运动员一样，在发令枪打响的那一刹那，都处于合理的“预备”状态。如果默认模式神经网络确实在为大脑的有意识活动做准备，那么研究这个网络的行为，也许能让科学家找到一些线索，揭示意识体验的本质。另外，神经科学家还推测，默认模式神经网络遭到破坏，可能会引起精神错乱，以及从阿尔茨海默病到抑郁症的一系列复杂大脑疾病。
寻找暗能量
“大脑始终处于活跃状态”并非新观点。脑电图(electroencephalogram，记录大脑电活动的波形图)的发明者汉斯·伯格(Hans Berger)就是这个观点的支持者。1929年，他在一系列开创性论文中，根据仪器检测到的不间断脑电波推测，“中枢神经系统始终处于相当活跃的状态，而不仅仅是在人们清醒的时候”。
但伯格关于大脑如何工作的观点一直没有引起科学界的重视，甚至在非侵害性成像技术成为神经科学实验室的常规手段后仍是如此。上世纪70年代末，正电子断层扫描技术(positron-emission tomography，PET)问世，它可以测量大脑中的葡萄糖代谢率、血流量和氧摄取量，在一定程度上，这些指标能反映大脑的神经活动水平；1992年，功能性磁共振成像技术(magnetic resonance imaging，fMRI)诞生，通过测量大脑耗氧量，它也能帮助科学家实现同样的目的。尽管这些技术都不仅限于测量大脑活动，但大多数实验设计都在无意间给人留下了这样一个印象：大部分脑区平常都很“安静”，直到需要执行某项具体任务时才会活跃起来。
一般来说，在做成像实验时，神经科学家都会想方设法地确定，产生特定知觉或与某种行为相关的是哪些脑区。而找到这些脑区的最好方式，就是在两种相关状态下，直接比较大脑活动有何不同。如果研究人员想要知道，哪些脑区对“读单词”这一行为比较重要，他们就会比较在大声读单词 (试验组)和默默地看同一组单词(对照组)时，受试者的大脑成像图有何差异。为了准确找出这种差异，研究人员必须从读单词受试者的大脑成像图上，消除看单词受试者大脑成像图上的内容。经过处理，成像图上仍显示为活跃状态的脑区的神经元活动，可能就是读单词这一行为所必需的。在这种情况下，大脑的基本活动，也就是始终存在的“背景”神经活动都会被消除。以这种方式得到的实验结果很容易让人认为，只有在执行特定任务时，大脑的“开关”才被打开，而在其他时候，大脑都处于非活跃状态。
