Trends in Neuroscience:感知、整合、解釋和調節身體的信號

2021-01-12 腦科學君

頂刊導讀目錄

1,新興科學-內感受:感知、整合、解釋和調節身體內部的信號

2,內感受的神經環路

3,內感受功能:從能量調節到自我體驗

4,內感受的疾病、失調和共病

5,內感受的幹預和調控

6,內感受和身體調節的計算模型

1,新興科學-內感受:感知、整合、解釋和調節身體內部的信號

內感受是指有機體內部狀態的表徵,包括感知、解釋、整合和調節自身信號的過程。

內感受信號的中樞處理涉及的腦區

這篇綜述提出了一個統一的研究框架,並試圖定義描述內感受過程的關鍵術語。本文通過解釋性的研究結果來闡述這些定義,並簡要概述了內感受的核心信息,包括神經和非神經通路的解剖和功能、疾病和紊亂、調控和幹預以及預測模型。最後討論了目前主要的研究差距和挑戰。

2,內感受的神經環路

本文綜述了近年來對傳入/上行神經通路和內感受神經迴路的研究進展。特別值得注意的是喙區神經系統,包括皮層系統,在身體內狀態識別中的廣泛作用,以及傳出/下行系統在這些狀態調節中的相互作用。

圖註:人及動物模型中內感受處理涉及的腦區

這些相互作用的網絡共同構成了內感受迴路,在生理穩態的穩態維持之外的廣泛功能中發揮著重要作用,包括在有意識和無意識的加工水平上對行為、認知和情感過程的調節。本文強調了最近的進展和知識差距,這對加速內感受的研究進程有重要作用。

3,內感受功能:從能量調節到自我體驗

本文回顧了近期關於內感受處理的功能的研究,通過內感受處理神經系統對源自身體的信號進行預期、感知和整合。我們重點討論了幾種典型的內感受功能,包括能量調節(攝取和排洩)、記憶、情緒和情感體驗以及自我的心理感覺。

我們在這些功能中強調兩個主題。首先,人體內感受性傳入的解剖結構使得操縱或直接測量內感受性信號變得困難。第二,最近的證據表明,多模態整合發生在不同的內感受模式之間,以及內感受模式和外感受模式之間。

儘管外感受性多模態整合已經得到了廣泛的研究,但關於涉及內感受模式的多模態整合的基本問題仍然存在。未來的實證工作需要更好地理解多模態的內感知整合如何以及在何處發生。

4,內感受的疾病、失調和共病

內感受,是指對身體內部生理狀態的感覺。內感受支持內環境穩定的本能反應、動機狀態和有助於情感體驗的感覺。自我感覺的神經生物學結構中包含著與行為相關聯的持續性的內感受加工。

圖註:將臨床心理和生理障礙相聯繫的基於「非穩態自我效能」層次結構的概念模型

異常整合和控制源自大腦和/或外周的內感知信號,會干擾整個身體系統。內感受異常與精神疾病的病理生理學以及發育性、神經退行性和神經系統疾病的症狀表現有關。此外,內感受機制似乎是腦-體交互中軀體障礙的核心,包括功能性消化障礙、慢性疼痛及其共病。本文概述了內感覺障礙,並提出了今後如何更好地理解、診斷和治療這些障礙的方向。

5,內感受的幹預和調控

通過在不同的水平上調控內感受通路,可以發展相應的幹預措施來改善一系列疾病的症狀。

呼吸系統的內感受性幹預

我們可以主要經由呼吸系統,勾勒出各種可在神經、行為和心理層面上進行調控的通路,以改變對內感受信號的表徵和注意,從而改變相互關聯的生理系統,改善功能和適應性行為。而內感受的幹預可以通過對迷走神經進行神經調控,將呼吸變緩來改變呼吸頻率和深度,或者影響意識過程,如通過基於正念的幹預來改變感知。這一框架的某些方面可能可以應用於其他生理系統,未來的研究可能整合多水平上的調控或多個身體系統的幹預措施。

6,內感受和身體調節的計算模型

為了生存,有機體必須有效地應對在不斷變化的環境中保持其生理完整性的挑戰。維持這種內環境平衡關鍵依賴於適應性行為。

內感受計算模型圖示

本文綜述了一些近期工作,將通過反射弧控制的內環境穩態擴展到包含更多適應性行為,這些適應性行為將內感受內容、體驗和預期都納入在內。具體來說,我們定義了一個計算模型的大框架,包括內感受、身體調節和預測,並解決了這些模型在轉化研究工作中的獨特挑戰,討論了它們在認知以及身心健康方面可以告訴我們什麼。

期刊:Trends in Neuroscience

編譯作者:Freya(brainnews編輯部)

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