Dynamic cortical responses to premature contractions of the heart in humans
本研究表明，早搏会触发人类大脑中具有独特时间结构的皮层反应，其特征表现为在事件发生期间内感区域活动减少，随后眶额皮层和前扣带回皮层出现快速的补偿性激活，以更新内部心脏表征。
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人体内部维持着心脏与大脑之间一场安静且有节奏的对话。这种对话不仅仅关乎心脏泵血；它是一股持续的信息流，向大脑传递身体内部感受如何的信息。科学家称之为对内在身体的感觉，或称“内感作用”（interoception）。大脑的关键区域，特别是位于深处被称为“岛叶”的区域以及被称为“前扣带皮层”的前额叶部分，充当了接收这些信号的主要监听站。它们帮助我们感知心跳、调节压力并保持内部系统的平衡。当这种节奏完美时，大脑能轻松预测下一次跳动。但当节奏被打断时会发生什么呢？当心脏漏跳一拍或过早跳动时，大脑必须突然更新其对身体状态的理解。了解大脑如何应对这些突发的故障，不仅对于理解心脏健康至关重要，也对于理解为何心脏异常通常与焦虑或不安感相关联至关重要。
德国莱比锡马克斯·普朗克人类认知与脑科学研究所的一个研究小组，致力于实时观察这场对话。他们关注的是一种被称为“早搏”（premature contractions）的常见现象。这些是比预期更早发生的额外心跳，人们常感觉到一种突然的颤动，或者在一次强有力的搏动前出现短暂的停顿。虽然许多人偶尔会经历这种情况，但有些人则频繁发生。研究人员想知道，大脑是简单地忽略这些故障，还是在积极地处理它们。为了找出答案，他们研究了103名患有频繁早搏的人，通过头皮上的电极记录他们的脑电活动，同时追踪他们的心跳。他们还利用这些个体中的11人进行了一项单独的小型研究，使用脑扫描仪来获取活动发生的详细图谱。
结果揭示了大脑中清晰的两阶段反应。当发生早搏，尤其是源自心脏下腔室（心室）类型的早搏时，大脑的监听站实际上变得安静了。与正常心跳相比，岛叶和前扣带皮层的活动显著下降。研究人员认为这种沉默是有道理的：早搏往往推动的血液较少，这意味着动脉中的传感器向大脑发送的信号较弱。由于接收到的输入减少，大脑自然会降低这些区域的活动。这不仅仅是转瞬即逝的，脑扫描数据证实，这种活动的下降在整个群体中是广泛且一致的。
然而，故事并未止于沉默。紧随早搏之后，下一次心跳触发了另一种更强烈的反应。随着心脏恢复并泵出比平时更强有力的搏动以进行补偿，大脑的反应随之激增。这一次，激增在眶额皮层和前扣带皮层最为强烈，且发生速度比大脑对正常心跳的常规反应更快。这表明大脑不仅仅是被动地接收信号，而是在积极地尝试修正其内部模型。节奏的突然变化造成了大脑所预期的与实际感受之间的不匹配。随后，大脑迅速更新其对身体状态的理解，很可能是为了为下一刻做好准备。
研究还发现，异常的类型非常重要。当额外的跳动来自心室（心脏下腔室）而非心房（心脏上腔室）时，大脑的反应要明显得多。这与物理现实相符，因为心室性跳动会导致血流量出现更大的下降，从而在身体的内部信号中产生更明显的间隙。有趣的是，研究人员发现，与没有这些额外跳动的人相比，频繁出现早搏的人即使在正常的、规律的心跳期间，也表现出略有不同的脑电活动。这暗示了频繁的故障可能会从长远来看改变大脑聆听心脏的方式，或许是使其变得更加敏感，或者改变了它处理节奏的方式。
通过结合头皮电极的高速计时功能与脑扫描仪的详细位置数据，研究人员得以描绘出这一事件的完整图景。他们排除了这些大脑变化仅仅是来自心脏本身的电噪声的可能性。相反，他们展示了大脑如何动态地参与心脏异常——从故障期间的输入减少状态，转变为紧随其后的快速修正状态。这些发现表明，大脑管理身体的中央网络即使在心脏踉跄时也是高度活跃的，不断致力于维持稳定的自我感。这项工作为我们了解内在器官与意识心理是如何联系在一起提供了新的窗口，也为解释为何心脏异常会让人感到如此不安，以及它们如何影响我们的情绪健康，提供了潜在的解释。
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