不同时间尺度解离自发性思维维度：任务相关性与思维取向的行为与神经双分离

本研究结合行为学（手指快慢敲击）与脑电图（EEG）技术，揭示自发性思维的两个核心维度——任务相关性（on/off-task）与思维取向（internal/external）——在时间尺度上存在双分离：任务相关性关联短时间尺度（快敲击），思维取向则与长时间尺度（慢敲击）相关。神经层面，基于相位的地形相似性（topographic similarity）进一步印证该分离机制，且其调制具有显著非线性与相位依赖性（phase-based）。该研究为理解思维的多维时间结构提供了有力证据。

　　

认知层面：思维取向与任务相关性是可分离的不同维度

人类思维具有高度多维性，自发性思维常被描述为“心智游移”（mind wandering）的体验，其涵盖任务相关性（即思维是否与当前任务相关，分为on-task与off-task）和思维取向（即思维内容指向内部自我或外部环境，分为internal与external）两个核心维度。长期以来，这两个维度常被默认为等同，即off-task等同于internal thought，on-task等同于external thought。然而，近年实证与神经影像学证据提示它们在功能与解剖上存在分离。

本研究通过视觉模拟量表（VAS）对两个维度进行主观评分，发现参与者在所有实验条件（静息态、快慢敲击任务）下对思维取向的评分均显著低于任务相关性，表明主观上二者并不等同。相关性分析显示，仅在快敲击条件下两维度评分呈弱相关，静息与慢敲击条件下无显著相关。进一步通过中位数分割将思维分为四类组合（on-task/internal、off-task/internal、on-task/external、off-task/external），虽组间计数存在差异，但两两比较无显著性，说明不存在严格的对应关系。这些结果从主观评估层面支持任务相关性与思维取向是两个不同的思维维度，而非同一维度的不同表现。

行为层面：思维取向关联慢敲击长时间尺度，任务相关性关联快敲击短时间尺度

为探究两维度的时间尺度特性，研究者采用手指敲击范式，以敲击精度误差（PE）作为行为指标，量化其与思维维度的关系。PE定义为1 – ITI/SI，其中ITI为实际敲击间隔，SI为标准间隔（快敲击SI=0.8 s，慢敲击SI=1.9 s）。PE绝对值越接近0，表示敲击越精确。

行为结果显示，快敲击条件下PE仅与任务相关性显著负相关，而与思维取向无关；慢敲击条件下PE仅与思维取向显著负相关，与任务相关性无关。这一双分离表明：任务相关性在短时间尺度（快敲击）调节行为变异性，而思维取向在长时间尺度（慢敲击）调节行为表现。

进一步通过线性混合模型（LMM）与广义可加模型（GAM）分析发现，任务相关性与PE的关系呈非线性，尤其在慢敲击条件下非线性成分（edf=5.03）显著，掩盖了其线性效应；而思维取向与PE则保持稳定的线性关系。贝叶斯中介分析表明，任务相关性通过非线性路径间接影响PE，思维取向则体现为直接线性作用。这些结果提示两维度在行为层面依赖不同的时间整合机制：任务相关性涉及短时程分离，思维取向涉及长时程整合。

神经层面：地形相似性与敲击精度相关且受思维维度调控

在神经层面，研究者通过脑电图（EEG）记录，采用地形相似性（topographic similarity）量化神经活动的时间整合特性。该指标通过计算相邻敲击事件间EEG地形图的余弦相似性，反映过去神经活动对当前活动的影响程度。正值表示正性交互，负值表示负性交互，接近零则表示交互较弱。

结果发现，快敲击条件下的地形相似性显著高于慢敲击，说明短间隔下神经整合更强。地形相似性与PE在快慢敲击条件下均显著正相关，且这一关联在控制休息态基线后依然存在，表明其与任务特异性加工相关。

关键发现在于思维维度对地形相似性的调制呈现双分离：快敲击时，地形相似性与任务相关性显著相关，与思维取向无关；慢敲击时，其仅与思维取向相关，与任务相关性无关。Bootstrap与置换检验进一步验证该双分离的稳健性。即便控制敲击间隔变异（ITI-SI差）后，该模式依然显著，说明效应源于思维本身而非运动行为差异。

神经机制：非线性与相位同步是思维调制的基础

为深入探讨神经机制，研究者检验了地形相似性的相位依赖性。相位锁定值（PLV）分析显示，敲击后0–300 ms窗口存在PLV峰值，且与地形相似性高度相关（r>0.9）。相位随机化（phase shuffling）处理后，PLV与地形相似性峰值消失，其与PE及思维评分的关联也完全消失，证实地形相似性本质是相位同步的体现，而非幅度波动。

时间-频率分析（ERSP）显示，快敲击条件下beta-gamma频段功率与PE相关，但与思维维度无直接关联，进一步支持思维调制主要依赖相位动力学而非功率变化。

非线性建模提示，任务相关性在快敲击条件下通过非线性路径调制地形相似性，而思维取向在慢敲击条件下呈现非线性调制。贝叶斯中介分析表明，非线性成分在任务相关性与神经相似性的关系中起中介作用。

独立数据集验证与总体讨论

所有主要发现在第二个独立数据集中得到重复，包括行为与神经层面的双分离、非线性效应及相位依赖性，增强了结论的稳健性与普适性。

总体而言，该研究从行为与神经层面证明了自发性思维的两个核心维度——任务相关性与思维取向——依赖不同的时间尺度：任务相关性关联短时程分离加工，思维取向关联长时程整合加工。神经上，两维度通过相位同步机制实现跨时间整合，且调制过程具有显著非线性特性。

该发现不仅深化了对思维多维性的理解，也为“时空神经科学”（Spatiotemporal Neuroscience）框架提供了实证支持，强调思维与神经活动在时空动态上的紧密联系。未来研究可通过操纵时间尺度或采用更多样化范式，进一步探讨思维维度间的转换机制及其在临床条件下的应用价值。