在我們發呆恍神時，大腦中有一些區域卻依然活躍，那裡可能藏著了解神經疾病、甚至意 識本質的關鍵線索。 撰文╱賴可（Marcus E. Raichle） 翻譯／涂可欣 重點提要 ■神經科學家一直以為，當人們在休息時，大腦內的神經線路處於關閉的狀態。 ■然而造影實驗卻顯示，腦部在休息時仍有持續的背景活動。 ■這種稱為「預設模式」（default mode）的腦活性，可能對有意識的行為或動作極為重 要。 ■若是與預設模式有關的腦區線路發生錯亂，可能會導致阿茲海默症、精神分裂症等疾病 。 想像你在戶外躺椅上昏昏欲睡，雜誌就攤在腿上。突然間，一隻蒼蠅飛到你的手臂上，你 立刻抓起雜誌打死蒼蠅。在蒼蠅停下來之前和之後，你的大腦各個區域是處在什麼樣的狀 態下？長久以來，許多神經科學家以為人們在休息時，大腦的神經活性和放鬆想睡時的狀 態相似。在這個觀點之下，休息時腦內的活性只是一些無意義的雜訊，和電視台收播後電 視機螢光幕上的雪花信號類似；然後當蒼蠅飛到你手臂上時，大腦立刻專注於打蒼蠅這個 有意識的動作。但是最新的造影分析研究，卻顯示了值得注意的現象：當人們放鬆休息時 ，大腦仍忙碌地進行許多有意義的活動。 科學家發現，當我們安靜坐在椅子上發呆、躺在床上睡覺，或是手術麻醉時，大腦內許多 分散的腦區仍然不斷交談著。這些稱為預設模式（default mode）的活躍信號傳遞，消耗 的能量是趕走惱人蒼蠅或對其他外界刺激產生意識反應時的20倍。事實上，無論是坐下來 吃晚餐，還是發表演說，大部份的意識行為只不過是稍稍跨出了大腦預設模式的基礎活動 。 了解大腦預設模式的關鍵，在於發現了一個過去遭到忽略的腦系統，這個系統現在稱為預 設模式網絡（default mode network, DMN）。雖然DMN在組織神經的活動時扮演的角色仍 有待釐清，但它很可能指揮了腦部組織記憶和各個與應變未來事件相關的區域，例如當你 感覺蒼蠅輕觸手臂時，腦部的運動系統必須快速應變。DMN可能對所有腦區的同步化具有 重要功能，讓各腦區都像田徑選手一樣，在槍響之前都處於「預備」狀態。如果DMN確實 可為腦部的意識活動預做準備，研究DMN的行為或許能讓我們了解意識經驗的本質。此外 ，神經科學家也懷疑一些簡單的心智錯亂，甚至各種複雜的腦疾病（例如阿茲海默症和抑 鬱症）可能都與DMN的功能受損有關。 探索暗能量 大腦可能一直很忙碌的概念並不算新，發明腦電圖的柏格（Hans Berger）就是早期的倡 議者之一。腦電圖這類儀器能偵測大腦的電活性，並以波紋曲線記錄在紙上，1929年柏格 在他發表的重要論文中，即推測了為什麼儀器記錄到不歇止的電震盪，他說：「我們必須 假設中樞神經系統不是只有在清醒時才有活性，而是一直都很活躍的。」 然而柏格這個有關腦部運作的看法卻遭到忽視，即使後來非侵入性造影成為神經科學實驗 室的基本配備，也依然如此。1970年代末，正子斷層掃描（positron emission tomography, PET）問世，它可以測量葡萄糖代謝、血流和氧氣的攝取，從而推斷神經活 性；1992年出現的功能性磁共振造影（fMRI），則可測量腦中發生的氧化作用。這些科技 絕對足以分析專注活動或休息時的腦活性，但是大部份實驗的設計，卻讓人產生「大腦在 沒有進行特定活動時會維持沉寂」的印象。 神經科學家在進行造影實驗時，一般都是為了找出與特定知覺或行為有關的腦區，而設計 這類實驗最好的辦法，就是比較兩種相關條件下的腦部活動。舉例來說，如果研究人員想 知道哪個腦區對大聲朗讀很重要，他們會比對朗讀（實驗條件）和默讀（對照條件）相同 文句時的神經活性，找出不同之處；為了能清楚呈現差異，研究人員會將朗讀時的像素減 去默讀時的像素，剩下來仍「發亮」的區域，應該就是對朗讀極為重要的腦區。這種方法 雖能彰顯特定行為所活化的腦區，但在過程中卻刪除了腦部的任何內在活性，也就是那些 持續的背景活動，讓人誤以為它們平常都是靜止的。 然而過去幾年來，許多研究都暗示了腦部有著活躍的幕後活動，使得我們和其他研究團隊 開始好奇：人們在休息或讓思緒自由奔馳時，大腦處於什麼樣的狀態？ 其中一條線索是直接檢視造影結果。這些影像顯示，在實驗或對照條件下許多腦區都很忙 碌，也因為在原始影像中對照組和實驗組有這麼多相同的背景「雜訊」，除非經過複雜精 密的電腦影像分析，否則很難分辨出差異。 進一步分析顯示，在進行特定意識活動時，大腦額外消耗的能量不超過基礎活動時的5%， 而整個活動所耗費的能量有60~80%用於與外在事件無關的神經線路。在天文學同事的認可 下，我們團隊稱呼大腦這些內在活動為「暗能量」（dark energy），因為它們就像宇宙 中看不見、卻佔了絕大部份質量的暗能量。 【欲閱讀更豐富內容，請參閱科學人2010年第99期5月號】 -- 原始網頁： http://sa.ylib.com/read/readshow.asp?FDocNo=1577&CL=4 這篇講得就是目前正夯的resting state fMRI阿！！！ 不過很多細節都還有待釐清就是了 --

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