Sensing the heart, seeing the world: Neural mechanisms of attentional allocation between interoception and exteroception

在我们的生命中的每一刻，我们的大脑都在处理两种截然不同的信息。一类信息来自外部世界：树木的景象、汽车的声音、风吹过皮肤的感觉。另一类信息则来自我们自身的深处：心跳的节奏、胃部的饱胀感、肌肉的紧张感。我们将第一种感知称为“外感性”（exteroception），将第二种称为“内感性”（interoception）。虽然我们习惯于关注周围的世界，但来自自身身体的信号往往在后台运行，不被察觉。然而，这些内部信号至关重要。它们塑造了我们的感受方式、决策方式，并维持着身体的平稳运行。科学家们面临的一个重大问题是：当这两者竞争注意力时，大脑是如何决定专注于哪一个流向的？大脑是简单地调高其中一个的音量而调低另一个，还是使用一种更复杂的策略来平衡两者？

一个研究小组试图通过观察健康成年人在将注意力在自身心跳与视觉任务之间切换时的脑部活动来回答这个问题。他们想了解大脑在向内看与向外看时是否使用不同的网络，以及专注于其中一个是否真的会抑制处理另一个任务的脑区。为了实现这一点，他们设计了一个巧妙的实验，使得无论参与者被要求做什么，外部世界看起来都完全一样。参与者躺在磁共振成像扫描仪（一种可以拍摄大脑活动图像的机器）中。通过一面镜子，他们看到一个充满快速移动的视觉噪声的屏幕。在这些噪声中，隐藏着一些微小的条纹形状，这些形状出现的节奏与正常人类的心跳相吻合。

参与者被要求在交替的时间块中执行两项不同的任务。在其中一项任务中，他们被告知去计算他们看到了多少个这些微小的视觉形状。在另一项任务中，他们被要求完全忽略这些形状，转而计算他们感觉到胸中跳动了多少次心脏。至关重要的是，视觉形状和噪声的流向在两个任务期间都保持着完全相同的速度和音量。唯一改变的是人们被要求将注意力转向何处。这种设置使研究人员能够分离出大脑对“注意力方向”的反应，而不是对眼睛所见变化或任务难度的反应。结果显示，参与者在两项任务中表现得同样出色，在计数视觉形状和心跳方面的准确度和信心都非常接近，这证实了大脑仅仅是在切换焦点，而不是在苦苦应对某项更难的任务。

当研究人员观察脑部扫描结果时，他们发现大脑使用了两套完全不同的“邻里区域”来处理这两项工作。当人们在计算视觉形状时，大脑后部和顶部的网络会被激活。这包括位于头部最末端的视觉皮层（负责视觉处理）以及位于上方被称为顶上小叶（superior parietal lobule）的区域（有助于引导注意力）。有趣的是，大脑不仅开启了视觉区域，还降低了视觉皮层中代表视野边缘部分的活动，同时增强了中心区域的活动。这就像是大脑在屏幕中心投下了一束聚光灯，同时调暗了其余部分。

相比之下，当人们转向计数心跳时，另一组脑区变得活跃。这个网络以岛叶（insula）为中心，岛叶是侧边大脑深处的一个褶皱组织，充当着感知身体内部状态的中枢。扫描显示，岛叶的前部和后部都有强烈的活动，同时在靠近大脑顶部的区域也有活动，这些区域有助于思考和控制。这表明，关注身体需要一个专门的系统，该系统与我们用来观察世界的系统是截然不同的。

或许最令人启发的发现是当大脑切换模式时发生了什么。研究表明，当人们专注于视觉形状时，作为“身体感知中枢”的岛叶活动实际上降到了正常静息水平以下。大脑不仅仅是不在使用岛叶，而是主动抑制了它。同样，当人们专注于心跳时，视觉皮层中通常处理屏幕边缘的部分保持静默，尽管视觉噪声仍然存在。这表明，大脑不仅仅是在为某件事增加注意力，它还在主动削弱竞争来源的处理能力。这是一个竞争性的过程，资源是通过调高一个系统并调低另一个系统来进行转移的。

研究人员还发现了人们计数心跳的能力与其大脑行为之间的联系。那些能更准确计数心跳的人，其大脑右侧被称为下顶小叶（inferior parietal lobule）的特定区域活动较少。该区域以帮助我们注意到外部事物而闻名。这一发现表明，能够倾听自身身体可能取决于你是否有能力压制那些不断扫描外部世界的脑部区域。换句话说，最优秀的“内感者”可能是那些能够最有效地屏蔽外部环境噪音，从而听到内心微弱信号的人。

这项研究为大脑如何管理内在世界与外在世界之间的微妙平衡提供了清晰的图景。它表明，注意力不是一个单一的开关，而是在不同脑网络间进行的激活与抑制的协调舞蹈。当我们向外看时，我们沉默了内部传感器；当我们向内看时，我们安静了外部传感器。这种资源的竞争性分配确保了我们能够专注于当下最重要的事物，无论是穿越繁忙的街道，还是感知自身生命的细微律动。研究结果表明，感受身体的能力不仅仅是对信号的被动接收，而是一种主动的技能，涉及管理大脑的注意力资源，以防止内部与外部世界让彼此感到难以承受。