成年人大脑做选择时分“默认模式”和“个性化模式”

人与人之间大脑活动的差异可能代表了认知过程中有意义的差异，而不是随机的噪音。

　　

大脑成像研究可能正面临一个新的挑战。对一个人的大脑进行扫描可以揭示他们完成任务时所使用的大脑区域，尽管这种模式因人而异。然而，一项新的功能性磁共振成像（fMRI）研究表明，科学家们通常会将许多人的结果取平均值，但这会遗漏一些重要的细节。

根据这项发表于2月《Nature Communications》的研究，大脑在处理决策任务时，会通过几种不同的大脑活动类别，而不仅仅是单一类别。在三项决策任务中，参与者的脑部活动和抑制区域及网络的方式各不相同，这些方式可以被归类为不同的类别或亚型，突显了行为过程中神经特征的多样性。

参与者执行了相同的任务，但每个人在任何特定任务上的激活模式却各不相同，这表明“人们采用了不同的方法来达到相同的行为结果”，未参与这项工作的德国吕贝克大学心理学教授约纳斯·奥布勒瑟（Jonas Obleser）说，“在这些共同点背后，实际上还有更微妙的情况。”

“这种变异性并非仅仅是有意义的，因为人们对此也达成了共识，但这种变异性可能涉及我们可以识别和分析的结构化亚型。”——多布罗米尔·拉赫涅夫（Dobromir Rahnev）

有趣的是，其中一种与任务相关的模式涉及默认模式网络（DMN）的活动增加，而DMN通常与休息或默认状态相关。一些研究参与者在集中注意力完成任务并做出决策时表现出DMN活动。这些发现“使DMN的图景变得复杂，而且是以一种非常有趣的方式”，奥布勒瑟说。这项研究“在某种程度上打破了‘只要看到默认模式网络活跃，人们就没有执行任务’的观点”。

许多研究和研究人员此前已经暗示了大脑活动个体差异的重要性。而这项最新研究记录的人与人之间的变异性并非fMRI所独有。例如，根据2023年的一项研究，在运动辨别任务中的脑电图（EEG）活动模式也可以被归为两类。

但fMRI的研究表明，这些个体差异具有一定的稳定性，领导了EEG研究以及2月发表的大脑激活模式研究的美国佐治亚理工学院心理学教授多布罗米尔·拉赫涅夫说：“这种变异性并非仅仅是有意义的，因为人们对此也达成了共识，但这种变异性可能涉及我们可以识别和分析的结构化亚型。”

在新研究中，拉赫涅夫及其同事对50名成年人在完成三项不同决策任务时收集的fMRI数据进行了聚类分析。在第一个任务中，参与者需要观察屏幕上的一团红色和蓝色的点，并判断哪种颜色更为常见，结果出现了三种大脑活动亚型。亚型1激活了左右视觉和顶叶皮层，同时抑制了内侧额叶、扣带、颞叶和右侧运动皮层。亚型2与亚型1类似，但还表现出强烈的岛叶激活。亚型3则沿着DMN出现激活，同时在顶叶和额叶区域出现抑制。

当参与者在第二个任务中判断点是否以连贯的方式运动时，他们的活动也聚集为三种亚型，其激活模式与第一个任务中看到的相似。

相比之下，第三个任务——一项运动辨别测试，参与者需要判断黑色圆圈中一定比例的白点是向左还是向右运动——只产生了两种亚型，其中第二种亚型涉及DMN活动增加。

在所有三项任务中，其中一种亚型都显示出DMN活动增加，这是首次将DMN过度激活与注意力联系起来，作者在他们的研究中写道。研究调查员、拉赫涅夫实验室的博士后科学家约翰·纳库奇（Johan Nakuci）说：“DMN的作用可能并不像我们想象的那么简单。”

每种活动亚型都与任务中不同的行为表现程度相关，特别是参与者的反应时间和对决策的信心。不同的活动模式可能反映了执行任务的不同认知路径，研究大脑网络的美国布法罗大学数学教授萨拉·穆尔多恩（Sarah Muldoon）说。（穆尔多恩是纳库奇的博士生导师，但未参与这项新研究。）“当你看到在执行这项任务期间出现不同的空间模式或不同的激活区域时，这表明你使用了不同的思维过程，或者也许这些人对问题的看法不同。”

在决策任务中观察到的大脑活动变异性在其他行为和认知任务中并不存在。例如，在工作记忆任务期间的fMRI信号在所有参与者中看起来相当相似。这种差异可能是因为，与决策不同，回忆问题几乎没有其他替代方法可供选择，这将导致更同质的大脑活动，奥布勒瑟推测。

拉赫涅夫说，他并不是主张科学家停止对神经信号取平均值，他认为这揭示了关于一般模式的重要信息。但他也说：“当你取平均值时，你会丢失很多信息。”

相反，纳库奇说，这些发现表明，神经科学家应该超越仅仅查看激活模式的平均值，深入到个体数据中，以识别亚型组之间的独特特征。这意味着神经科学家应该接受变异性，“而不是仅仅将变异性视为噪声”。

接下来，团队希望了解为什么会出现这些亚型，拉赫涅夫说。“这种变异性从何而来？”他想知道。“我认为这个问题没有一个单一的答案。”