我们的大脑是分裂的？ | PNAS 论文推荐

边开车边听歌，你可以变成两个人？

翻译 陈月欣

审校 董堃

当你在同时做两件事的时候——譬如说开车的时候听着广播——你的大脑会自动分成两个功能独立的工作网络，就好像你在此时拥有两个大脑一样。这一理论由威斯康星-麦迪逊大学的神经科学家 Shuntaro Sasai 及其同事在最新研究中提出，被他们称为“功能分裂大脑驾驶／聆听范式”。

Sasai 等人在论文题目中用“分裂的大脑”将他们的研究和文献中那些接受了胼胝体切开术的病人联系起来。胼胝体切开术是一种激进的脑部手术，通过切割连接左右两个半脑的胼胝体，病人的大脑被硬生生地分割成两半。

不同于只有小部分患有严重癫痫的病人才需要接受的胼胝体切开术，Sasai 等人论称健康的大脑也会在执行多项任务时“分裂”。下图中，Sasai 等人图解说明了正常的大脑中功能分裂的网络假说，并用手术后左右脑的分裂作为对比：

左图：解剖学上分裂的大脑，在接受了胼胝体切开术后大脑被分割成左右两半。右图：功能上分裂的大脑。研究者论称，在执行“整合型任务”，如边听GPS导航边开车时，大脑中只有一个工作网络；而在执行“分割型任务”，如边收听电台节目边开车时，大脑中有两个工作网络分别负责这两项任务。（图片来源：Sasai et al. (2016) PNAS）

Sasai 等人用 （功能性核磁共振）对右图的两种情况进行了演示。他们扫描了13名被试者的大脑，这些被试者被要求在语音导航的指挥下进行虚拟驾驶；除此之外他们还要在驾驶的同时接受一个听觉任务：刺激源要么是 GPS 语音导航，要么是和驾驶完全无关的新闻节目。

执行驾驶/听觉测试任务被试的 fMRI 扫描结果如下：

蓝色区域：在驾驶车辆中活跃的神经网络。绿色区域：在听觉测试中活跃的神经网络。黄色区域：两项任务中重合的区域。

关键的结果来自于同时执行驾驶和听GPS导航或电台节目两项任务的被试。研究者描述道：

“两个网络的整合程度是通过一个基于多体素（multivoxel）模式通过时间转换坐标的多变量功能关联性测试评估得出的。在整合型任务中，网络的整合程度要高于分割型任务中的整合程度。另外，两个网络的信息整合程度也在整合型任务中较高；分割型任务中，网络的信息整合度为零。这一信息整合度是通过判定合并两个网络是否可以提高预知准确度所得。”

换句话说，当GPS语音对被试的驾驶过程有所帮助时（“整合型任务”），大脑中的‘驾驶网络’和‘听觉网络’行动一致，功能关联性较高。而当被试边开车边听电台节目时（“分割型任务”），两个网络在很大程度上是独立的——实际上，在“信息整合”测试中，两个网络是完全独立的。

Sasai 还在论文中讨论了这一结果对于我们的自我认知和意识方面的影响：

“在边听音乐边开车时，意识如何工作是一个非常有趣的问题。驾驶的过程会像自动巡航一样变成一个无意识的过程吗？还是说，大脑中正常的整体意识就像接受了胼胝体切开术的病人那样临时分裂成了两半？信息的整合一直以来被认为是理解意识的基础，信息的整合度下降实际上是与意识的分裂相一致的。”

这一问题确实很有意思，但我（文章作者）并不认为研究的结果与自我意识有着直接的关联。我们不能认定“驾驶网络”和我们开车时的意识体验有直接的因果关系。在大脑的其他地方（比如在额皮质前叶或是楔前叶）可能存在着一个“意识中心”，它可能会对来自“驾驶网络”及其他低级脑区的信息进行整合。如果是这样的话，低级网络的彼此分离就不会对整体意识造成任何影响。

文章来源

http://blogs.discovermagazine.com/neuroskeptic/2016/12/08/are-we-split-brain/#.WF41poWcE2x

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 论文信息

【题目】Functional split brain in adriving/listening paradigm

【作者】Sasai, S.,Boly, M., Mensen, A., & Tononi, G

【刊期】PNAS, vol.113 no. 50, pp.14444-14449

【日期】December 13, 2016

【DOI】10.1073/pnas.1613200113

【摘要】

When onedrives on an easy route and listens to a radio, it is at times as if one’sbrain splits into two separate entities: one that drives and one that listens.When, instead, one drives while listening to a global positioning system, thereis only one functional stream. Here, using measures of information integration,we show that a brain may functionally split into two separate “driving” and “listening”systems when the listening task is unrelated to concurrent driving, but notwhen the two systems are related. This finding raises the possibility thatunder certain conditions of daily life, a single brain may support twoindependent functional streams, a “functional split brain” similar to what isobserved in patients with an anatomical split.

【论文链接】http://www.pnas.org/content/113/50/14444.abstract

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