综述：从状态空间的角度探讨默认模式网络在语义认知中的作用

《Current Opinion in Behavioral Sciences》：A state-space perspective on the role of the default mode network in semantic cognition

语义认知中的默认模式网络（DMN）通过整合多感官信息、调用长期知识库和实现语境化检索，支撑核心认知过程。DMN位于皮质处理金字塔顶端，动态耦合/分离执行控制与感知网络，形成多维状态空间框架以适应语义任务的多样性。

　　

伊丽莎白·杰弗里斯|乔纳森·斯莫尔伍德

英国约克大学心理学系

语义认知使我们能够理解语言、解释感知输入、检索知识并产生有意义的思考。默认模式网络（DMN）在语义任务中经常被激活，但由于它参与了广泛的认知状态和领域（包括自发思维、自传体记忆和社会认知），其确切的贡献仍存在争议。本综述认为，尽管用传统的心理学术语很难定义DMN的作用，但它支持几个对语义认知至关重要的核心过程。这些过程包括整合多感官特征、利用长期知识来指导思维和感知，以及实现与情境相适应的知识检索。DMN位于大脑皮层层次结构的较远位置，远离感觉和运动区域，这使其能够连接各种信息来源，表示抽象知识，并与其他大规模网络灵活地连接。我们提出了一个状态空间框架，基于内在连接模式来捕捉DMN随时间与其他系统的动态交互。语义检索发生在不同的网络状态下——要么是当DMN和执行控制网络共同激活以支持有意识的搜索时，要么是当它们分离时，控制系统指导目标导向的检索而DMN支持更自动的知识访问。DMN区域也可以与感知区域耦合或分离。该框架强调了动态的全脑状态如何在不同情境下塑造DMN对语义认知的贡献。

引言

语义认知使我们能够理解世界——使我们能够灵活地运用概念来理解语言、识别物体和面孔、正确使用物体，并产生有意义的思考1, 2。许多研究观察到在语义任务中默认模式网络（DMN）被激活——包括在角回（AG）、后扣带回皮层、内侧前额叶皮层（PFC）和颞叶区域3, 4, 5, 6，但该网络中对语义认知至关重要的计算过程仍存在争议7, 8。本综述认为，尽管用心理学术语很难定义DMN在认知中的作用，但它支持对语义认知至关重要的关键过程，包括整合多感官特征和多种想法形成连贯的概念组合、利用长期知识指导内部思维和感知，以及根据情境进行有针对性的检索[9]。DMN接收来自许多网络的输入10, 11，并被认为对于生成多种不同的全脑状态至关重要：它可以与执行控制和/或感觉-运动区域耦合或分离，支持多种由语义介导的行为。我们提出了一个维度状态空间框架，以捕捉DMN与其他网络之间的这种复杂关系，从而解决关于DMN在（语义）认知中作用的当前争议[12]。

章节片段

证据表明默认模式网络支持语义处理

虽然并非所有DMN区域都参与语义处理，但DMN与左半球语义任务的神经影像学元分析结果有很强的重叠性（图1 3, 13）。DMN通常是根据静息状态下内在连接性的划分来定义的[14]，而语义元分析则基于功能性磁共振成像中的任务对比，因此这些网络之间的重叠程度可能因识别方法的不同而有所差异7, 13。这些证据表明……

默认模式网络在语义处理中的功能解释

虽然没有一个统一的心理学概念来解释DMN对语义认知的贡献，但研究表明，在许多语义情境中这个网络被强烈激活（图3）。这些反应与DMN位于人类大脑处理层次结构顶部的位置一致，该层次结构从感觉-运动系统开始，经过注意力网络和控制系统，最终到达DMN 9, 36。这种组织结构体现在内在连接性的“主要梯度”上……

不同的语义模式

DMN的解剖结构使其能够形成枢纽，支持不同的连接模式，从而能够在不同情境下与记忆、控制和感知区域耦合（见图4）9, 10, 36, 53。这使得DMN能够支持多种由不同功能交互作用维持的语义（及其他认知）“模式”12, 39•, 54, 55，包括感知耦合与解耦的检索24•, 56，以及相对自动的知识检索……

结论

这篇简短的综述证实了DMN在涉及跨模态、记忆引导和整合认知的一系列语义功能中的作用。这些DMN功能与其解剖位置有关，它们位于从感觉系统通过注意力系统和控制系统延伸至DMN的处理层次结构的顶端。然而，DMN区域会根据认知情境参与多个功能网络，这有助于解释……

利益冲突声明

作者没有利益冲突。