神經(jīng)科學(xué)家經(jīng)過(guò)對腦電活動(dòng)模式直接進(jìn)行精確的檢測后發(fā)現，不管大腦是處于記憶回顧等活躍狀態(tài)，還是處于休息或睡眠狀態(tài)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )都以相同的方式協(xié)同工作。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )是由相距甚遠的不同大腦區域組成的。

　　斯坦福大學(xué)醫學(xué)院（StanfordUniversitySchoolofMedicine）的研究人員在Nature上報道，他們的發(fā)現支持了間接觀(guān)察大腦圖像得出的結論。

　　他們談道，研究結果還可以解釋為何大腦“什么也沒(méi)干”，還會(huì )消耗大量的能量，這個(gè)問(wèn)題就如同汽車(chē)引擎空轉還會(huì )消耗汽油那樣令人費解。

　　我們的大腦很貪吃：大腦只占體重的2%，但卻消耗20%的能量。

　　同樣讓人驚奇的是，休息或睡覺(jué)的時(shí)候，大腦以葡萄糖的形式消耗能源的速度與腦力勞動(dòng)或體力勞動(dòng)時(shí)的速度相同。

　　另外，讓科學(xué)家感到困惑的是，處在休息狀態(tài)時(shí)，大腦似乎很喜歡瞎忙，就是產(chǎn)生大量沒(méi)用的電“噪聲”。

　　神經(jīng)病學(xué)副教授、神經(jīng)病學(xué)科學(xué)家、主要作者JosefParvizi解釋道，事實(shí)上，電噪聲一直在不斷地產(chǎn)生。

　　“有意識的思維和行動(dòng)時(shí)，觀(guān)察到人們的大腦活動(dòng)量會(huì )增加僅僅是冰山一角。大腦大量的能量消耗，是因為我們無(wú)意識中參與了某項特殊任務(wù)時(shí)，大腦持續的自發(fā)行為引起的。”

　　過(guò)去10年，應用功能性磁共振成像技術(shù)應用到（fMRI）追蹤大腦血液流動(dòng)（一種評估大腦活動(dòng)的間接方式）后，科學(xué)家們才開(kāi)始關(guān)注這種神經(jīng)元噪聲的特殊模式。

　　在受試者執行各種任務(wù)時(shí)，科學(xué)家利用功能性磁共振成像技術(shù)觀(guān)察他們的大腦活動(dòng)。受試者的任務(wù)包括解決數學(xué)問(wèn)題和回憶早餐吃了什么等?？茖W(xué)家注意到，不同類(lèi)型的任務(wù)與大腦活動(dòng)的某種特殊模式有關(guān)。

　　這種模式揭示，不同的、相距甚遠的大腦區域網(wǎng)絡(luò )群在大腦執行一些特別的任務(wù)時(shí)會(huì )協(xié)同工作，而這些模式的成像圖在大腦自發(fā)的噪聲中就能觀(guān)察到。

　　成像研究還發(fā)現，一些完成特定任務(wù)的模式是在大腦休息，甚至是完全無(wú)意識的情況（例如受試者處于睡眠狀態(tài)或麻醉狀態(tài)）下發(fā)生的。

　　但是，科學(xué)家對這種來(lái)自成像研究的證據持保留意見(jiàn)，因為這是對腦電活動(dòng)的間接觀(guān)察，并不能精確描述個(gè)體的神經(jīng)元回路。

　　新研究可直接檢測腦電活動(dòng)

　　新研究向前邁進(jìn)了一大步，因為新研究直接檢測大腦中的電活動(dòng)。與功能性磁共振成像技術(shù)不同，這種研究能隨著(zhù)時(shí)間的推移追蹤大腦活動(dòng)，不僅能觀(guān)察到這種模式的位置特征，還能觀(guān)察到這種模式隨時(shí)間改變的特征。

　　Parvizi教授及其同事發(fā)現，這種腦電活動(dòng)的位置-時(shí)間基準模式不僅會(huì )在受試者搜索記憶時(shí)發(fā)生，而且在受試者睡覺(jué)或閉上眼睛休息時(shí)，位置-時(shí)間基準模式同樣存在于大腦噪聲中。

　　Parvizi教授應用的技術(shù)成為顱內電生理學(xué)（intracranialelectrophysiology），這種技術(shù)能夠監聽(tīng)大腦內不同的神經(jīng)元群。這種技術(shù)速度快，所需空間小，利用這種技術(shù)能夠在人體大腦內獲取到有意義的信息。

　　顱內電生理學(xué)讀數只有通過(guò)創(chuàng )傷性腦部手術(shù)才能讀取。這項研究中，研究團隊征用了3名癲癇患者（2女1男），他們因病在斯坦福醫院（StanfordHospital）住院1周接受創(chuàng )傷性腦部手術(shù)。

　　連續幾天，醫生將電極植入到患者不同的腦部區域，這樣他們就能找到癲癇的具體位點(diǎn)。這個(gè)過(guò)程中，可以從大腦的默認模式網(wǎng)絡(luò )區域獲取得到精確的顱內電生理學(xué)讀數。

　　在解決問(wèn)題、睡眠和休息這三種模式下觀(guān)察默認模式網(wǎng)絡(luò )

　　默認模式網(wǎng)絡(luò )廣泛分布于大腦的各個(gè)區域，比其它任何網(wǎng)絡(luò )消耗能量更多。默認模式網(wǎng)絡(luò )在休息時(shí)（無(wú)論是閉目養神或者是仰望天空）最活躍。似乎正是在我們無(wú)所事事的時(shí)候，默認模式網(wǎng)絡(luò )就會(huì )開(kāi)始運行。

　　默認模式網(wǎng)絡(luò )在我們搜索自傳式記憶的時(shí)候也很活躍，例如，當我們被問(wèn)到早餐吃了什么的時(shí)候，默認模式網(wǎng)絡(luò )就會(huì )開(kāi)始運行。

　　但是，當我們要完成某項特殊任務(wù)時(shí)，例如心算，默認模式網(wǎng)絡(luò )就關(guān)閉了。

　　在之前的研究中，Parvizi教授和他的同事組成團隊應用直接電記錄技術(shù)來(lái)確認默認模式網(wǎng)絡(luò )的特征。

　　在這項新研究中，研究團隊能夠采集到受試者在清醒、執行任務(wù)、閉眼休息和睡覺(jué)這四種情況下，默認模式網(wǎng)絡(luò )的腦電活動(dòng)情況。

　　他們發(fā)現，大腦在睡著(zhù)或休息時(shí)產(chǎn)生的噪聲里隱藏著(zhù)緩慢漂移的模式，這種模式直接與研究人員要求受試者搜索特殊記憶時(shí)產(chǎn)生的模式相匹配。

　　為了確認這些模式與圖像研究中的那些模式相匹配，研究團隊對相同的受試者進(jìn)行了功能性磁共振成像掃描，他們發(fā)現，腦電活動(dòng)與功能性磁共振成像圖像中的血流模式極為一致。

　　睡覺(jué)和休息時(shí)，大腦為何如此活躍？這仍是一個(gè)謎。

　　作者表示，雖然他們的研究結果解決了一個(gè)問(wèn)題，即休息狀態(tài)和記憶搜索這兩種情況下，大腦模式相同，。但他們又提出了另外一個(gè)問(wèn)題：為何人的大腦在休息和睡覺(jué)時(shí)仍會(huì )消耗如此多的時(shí)間和能量呢？

　　研究團隊猜想，大腦可能時(shí)刻為下一個(gè)行為做好準備，即檢查內部關(guān)系和網(wǎng)絡(luò )的狀態(tài)，這樣我們醒來(lái)就可以馬上工作。

　　Parvizi強調，不能僅僅因為我們將大腦稱(chēng)為網(wǎng)絡(luò )組織，就可以將大腦和電腦進(jìn)行比較，認為大腦在計算層面上就像一臺電腦，對此種情況，他補充說(shuō)：“大腦不是計算機，遠比計算機代碼‘0’和‘1’進(jìn)行組合要復雜得多。”