大脑功能的核心并非思维：稳态调控在神经活动中的核心地位及其对神经退行性疾病的启示

《Neuron》：It’s not the thought that counts: Allostasis at the core of brain function

传统神经科学常将大脑功能归因于认知、情绪等心理活动，但本文提出颠覆性观点：大脑的核心使命是稳态调控（Allostasis），即通过预测性调控机体内部系统（如代谢、免疫）以维持整体稳态。研究通过整合神经解剖学、脑成像及临床数据，揭示了分布式稳态系统的全脑拓扑结构，并以此框架重新诠释阿尔茨海默病等疾病的病理机制，为理解脑-体互动及神经精神疾病提供了新范式。

　　

长期以来，心理学与神经科学领域将大脑功能简化为思维、情感、感知等心理活动的集合，仿佛大脑的首要使命是“思考”。然而，这种以人类中心主义为出发点的视角可能掩盖了大脑作为生物器官的根本使命。2025年发表于《Neuron》的一项前瞻性研究提出了一种颠覆性框架：大脑的核心功能并非思维，而是稳态调控（Allostasis）——即通过预测性调节机体内部系统（如代谢、免疫、心血管功能）来维持整体稳态。这一“稳态优先”视角将心理活动视为稳态调控的副产品，从而重新定义了脑-体关系的科学范式。

为验证这一假说，研究团队整合了多尺度证据：从啮齿类动物的神经束追踪到人脑高分辨率7特斯拉功能磁共振成像（fMRI），从皮层细胞构筑梯度到临床疾病模型分析。他们发现，大脑中存在一个分布广泛的稳态系统，其核心节点包括前扣带回皮层（aMCC）、前岛叶（vAlns）、海马体及脑干核团（如孤束核NTS）。这些区域通过层级化的信号流协调内脏运动控制与内感受处理，形成“离心-向心”双向调控网络。进一步地，呼吸、心跳等生理节律被证明可同步全脑活动，暗示稳态信号对感知、记忆等心理过程的底层支架作用。

关键技术方法概述

研究采用超高清7T fMRI结合静息态功能连接分析，刻画稳态系统的全脑拓扑；通过跨物种解剖学对比（如猕猴神经束追踪数据）验证系统保守性；利用细胞构筑梯度模型阐释信号流层级；结合临床队列（如阿尔茨海默病患者）探讨稳态失调与疾病表型的关联。

研究结果

1. 稳态系统的解剖与功能拓扑

通过21个稳态相关脑区（如aMCC、vAlns、海马、下丘脑）的种子点分析，研究揭示了其高度协同的功能连接模式，且与中央自主网络、默认模式网络（DMN）及显著性网络拓扑重叠。该系统覆盖运动皮层、小脑等传统“非稳态”区域，提示稳态调控的全脑整合性。

2. 皮层构筑梯度支撑预测性调控

从边缘皮层（如岛叶）到感觉皮层（如V1、A1），金字塔神经元密度、髓鞘化程度及丘脑输入类型呈现连续梯度变化。该梯度为预测性编码提供结构基础：边缘区发出的低维稳态信号（如能量需求预测）向感觉区“离心”扩散，压缩感觉输入并赋予其稳态意义。

3. 生理节律塑造全脑动力学

呼吸与心跳节律通过迷走神经传递至脑干，进而同步海马θ振荡与皮层活动。例如，心脏收缩期（ systole）抑制视觉感知精度，而舒张期（diastole）优化感知采样，表明稳态信号直接调控外感受处理。

4. 稳态视角重构疾病机制：以阿尔茨海默病为例

研究提出，阿尔茨海默病中的认知衰退可能是大脑为维持更基础稳态（如pH平衡、废物清除）而主动下调葡萄糖代谢的代价。淀粉样蛋白沉积破坏脑内类淋巴系统（glymphatic）功能后，限制神经元葡萄糖摄取（如GLUT3下调）可减少无氧代谢产生的酸性废物，从而保护局部pH稳态。这一机制解释了为何提升葡萄糖供给虽短期改善认知，却可能加剧长期病理。

结论与意义

本研究通过“稳态优先”框架，将心理活动重新定位为大脑调控身体的衍生现象。其意义在于：

1. 1.
   理论革新：突破“脑为思维服务”的传统范式，强调脑-体互动的进化合理性；
2. 2.
   临床启示：为代谢性疾病（如糖尿病）、神经退行性疾病及精神障碍（如抑郁）提供了统一的病理生理解释；
3. 3.
   技术导向：倡导在脑成像研究中纳入生理信号（如心电、呼吸），以更全面捕捉全脑动力学。
   正如作者所言，科学的进步有时不在于解答旧问题，而在于提出更富生成性的新问题——稳态调控或许正是这样一个能重新锚定神经科学航向的“罗盘”。