文献分享|大脑与器官相互交流的“内感受”

文献概况

Science is first of all about discovery (the first word on everything). But the more science knows, the more it realizes what it doesn’t know (the last word on nothing). Curiosity and humility: the human condition.

1950年，潘菲尔德与拉斯穆森共同绘制出了感觉区和运动区的大脑皮质机能定位图。虽然手臂、躯干占去身体很大一部份，但是它们所对应的皮质组织并不多。然而，脸部以及手则占去主要体感觉皮质区很大的区域。这是因为主要体感觉皮质区的大小，和身体区域的敏感性，以及不同区域的接受器密度直接相关。

1975年，潘菲尔德出版了《心灵的神秘》，这是围绕意识和人脑开展的批判性研究。他花了几十年时间刺激非麻醉病人清醒状态下的大脑，并研究了他们对后续精神状态的描述，其观察对象包括被遗忘许久的点滴记忆、梦幻般的状态、记忆幻觉、陌生感和空想。证明了感觉会影响无意识的人对自身的想法。譬如，他能让病人产生熟悉和陌生的感觉，但在这一过程中，他们无需思考什么事物能引发这些感觉。他能自主唤起纯粹精神状态的能力，有力证明了这些状态来源于大脑的基本组织。

迷走神经形成一个复杂的网络，连接大脑和内脏。迷走神经有大量的细胞类型，包括至少37种感觉神经元，包括控制呼吸和引发咳嗽的细胞，感觉血压和氧气的变化，以及检测消化系统中的伸展和营养物质。这些细胞发出的信号可能会影响情绪和记忆。

另外Current Opinion in Neurobiology上发表的一篇综述文章，详细总结了近期关于迷走神经感觉神经元及肠-脑轴信号的最新研究①迷走神经是连接肠和脑的重要纽带，传递不同的肠源性信号，与胃肠道、神经和免疫疾病有关；②迷走神经感觉神经元沿着胃肠道形成各种机械感觉和化学感觉末梢来接收肠脑信号，此外，肠内分泌细胞能够与相邻的神经形成突触，协助迷走神经接收肠道信号；③迷走神经借助脑干的孤束核，通过多突触联系完成与大脑的沟通；④迷走神经是菌群-肠-脑轴的主要途径之一，菌群可通过调节迷走神经元来影响大脑。

刺激迷走神经能够对身体产生诸多作用，但当前挑战在于阐明明确的机制。匹兹堡大学的Peter Strick研究组发现，影响到胃的副交感神经输出的皮层神经元起源于喙端岛叶和内侧前额叶皮层的部分，这些区域与内感受和情绪控制相关。相比之下，影响胃交感神经输出的皮层神经元绝大多数来自初级运动皮层、初级躯体感觉皮层和次级运动皮层，这些区域与骨骼运动控制和动作有关。因此，对胃的自主控制的两个分支受到不同皮质网络的影响。在另一项动物研究中，南加州大学的Scott Kanoski研究组发现，切断胃和海马体之间的感觉迷走神经后，实验组动物无法记住新的物体和位置，并减缓了神经元的产生。

迷走神经参与的环路是脑体交互作用的重要通道，但其具体的中枢神经递质底物还不清楚。其作用底物机制的阐明，有助于揭示肥胖等中枢外周疾病的发病机制，或者重新定义成瘾等脑系疾病。

迷走神经在大脑与各个器官之间承担着重要的角色，我们可以把它理解成大脑与内脏器官的通讯器。因此，无论是内脏还是大脑的疾病，迷走神经刺激都是一个非常有潜力的治疗手段。在这个信息爆炸的时代，我们需要培养网络化的思维，尝试形成耳迷走神经的脑表征图谱，进一步提炼科学问题，或者应用到临床，形成个体化的治疗方案。

大脑不是被动地接收信息，而是不断地构建其感官条件的模型，并猜测是什么原因造成的。” Lisa Feldman Barrett的情绪构建理论认为，情绪既无法从脸上判断出来，也不能从身体内部的混乱中散发出来，也不是由大脑某个特定部位产生。事实上，情绪是被炼成的，是被我们炼成的。我们无法识别或者确定情绪：在需要的时候，我们通过大脑系统的复杂互动，随时可以构建我们自己的情绪体验，感知他人的情绪变化。

近年来，taVNS在调节中枢神经系统和自主神经系统疾病中发挥重要作用。而将三者有机的结合并更好的提高临床疗效是近年来哈弗大学Napadow团队研究的重点，一种结合呼吸的taVNS疗法，即呼吸门控式taVNS。借助fMRI及ECG多模态技术，同时监测中枢及外周的反应，证实了呼气时高频率的taVNS刺激对脑干孤束核的激活作用最强。通过增强脑干传输到高级大脑区域的信号来治疗慢性疼痛和偏头痛等疾病，这些信号通过去甲肾上腺素和血清素等信号分子抑制疼痛感知。 

以上研究的基础也是来源于呼吸与迷走神经之间的关系，即呼吸可以降低交感神经反应，增强迷走神经反应，使机体处于放松状态。

启发:呼吸调控有助于焦虑抑郁等情绪的缓解，而taVNS治疗抑郁有效。临床治疗过程中，结合呼吸调控将更有效的缓解焦虑抑郁等症状，为taVNS的治疗提供新的思路。

研究人类如何体验自己的内感受是很棘手的。许多信号都是无意识的，当它们真正引起我们的意识时，它们往往是模糊的，使得人们很难描述他们正在经历的事情。

 1.内感受的检测方法

常用的内感受测试要求人们检测或计数自己的心跳；服用一种类似肾上腺素的药物你的心脏砰砰作响，或者吞下一个在胃肠道充气的气球。这些方法可能是有创的，也是有风险的，需要安全地检测内感受的方法。代表性的方法是将一种振动胶囊在胃里移动时会随机发出的嗡嗡声与脑电图结合，在后内侧皮层（一个与身体意识相关的大脑区域）上的头皮电极中表现出更强的脑电图反应。

2.内感受的应用价值

内感受过度敏感时，人体出现焦虑症、肠易激综合征。迷走神经刺激、呼吸门控式经皮耳穴电刺激可用与治疗慢性疼痛和偏头痛。经皮耳穴电刺激的适应症包括创伤后应激障碍（PTSD）、脓毒症、失智症、新冠住院患者急性呼吸窘迫综合征、意识障碍。内感受是意识的一部分，是检测意识的方法。通过与机器学习算法相结合，可以预测经皮耳穴电刺激的应答人群。

本文阐述了器官如何传递到大脑底部以及大脑如何向各个器官回应的双向交流过程。这种双向交流被称为“内感受”，它包含一个复杂的全身神经和激素的系统。“内感受”能广泛影响记忆、情绪和感知有关的大脑区域，迷走神经被认为是该双向交流的“内感受”的重要桥梁。该领域的最新发现挑战了传统观点，甚至可能为探索意识的本质提供线索。

参考文献：

[1]Yu CD, Xu QJ, Chang RB. Vagal sensory neurons and gut-brain signaling. Curr Opin Neurobiol. 2020 Jun;62:133-140. doi: 10.1016/j.conb.2020.03.006. Epub 2020 May 4. PMID: 32380360; PMCID: PMC7560965.

[2]Underwood E. A sense of self. Science. 2021 Jun 11;372(6547):1142-1145. doi: 10.1126/science.372.6547.1142. PMID: 34112677.

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