脑岛

大脑的脑岛是一个复杂而多方面的区域，对于许多认知、情感和生理过程至关重要。脑岛位于大脑皮层深处，由于其位于纹状沟下方，通常被称为“隐藏的额叶”。近年来，脑岛因其参与的广泛过程而受到越来越多的关注，包括主动性、情绪处理、社会认知和决策，尽管与某些其他大脑区域相比，它研究得较少。

脑岛的解剖结构

脑岛主要分为前部和后部。前部脑岛又分为腹侧前脑岛、背侧前脑岛和中间前脑岛三个区域。这些子区域各自与特定的功能相关。

腹侧前脑岛：该区域主要与社会认知和情绪过程相关。它与社会线索的感知、同理心以及情绪的识别和处理有关。

背侧前脑岛：该部分参与了认知过程，包括工作记忆、注意力以及认知控制。它还与自我意识以及监控和控制自身心理和情感状态的能力有关。

中间前脑岛：据信该区域整合了认知和情感数据。它会影响决策，尤其是在存在相互竞争的情感和认知需求时。

后脑岛：后脑岛的主要功能是促进体感处理，包括触觉、温度和疼痛的感知。它接收来自身体感觉器官的信息，并有助于身体意识的感知。

自主功能和内感受

内感受，即对身体内部状态的意识和感知，是脑岛的关键功能之一。自主神经系统将信息发送到脑岛，使其能够调节重要的生理过程，包括心率、出汗和肠道蠕动。脑岛中抑制信号的整合会影响情绪反应的产生以及我们对情绪的主观体验。

• 情绪处理

脑岛与情绪处理密切相关，无论是识别他人情绪还是直接感受情绪。研究表明，脑岛损伤可能导致识别和感受特定情绪的能力缺陷。此外，脑岛在情绪状态的主观体验中起作用，影响着诸如厌恶、快乐和同理心等情绪的感受。

特别是，岛叶皮层的前部被认为与边缘系统有关。由于其在主观情感体验和身体表征中的重要性，脑岛吸引了越来越多的研究。安东尼奥·达马西奥（Antonio Damasio）特别提出，该区域有助于将与情感体验相关的内脏体验映射出来，从而产生有意识的情感。威廉·詹姆斯（William James）最初提出，我们大脑对由情感事件引发的生理状况的解释产生了我们主观的情感体验或情绪。这是他观点的神经生物学版本。这是身体化认知的一个例子。

据信，脑岛通过处理汇聚信息来为感官体验提供情感意义上的背景。更具体地说，后脑岛更紧密地与听觉-躯体-骨骼运动功能相关，而前脑岛则更紧密地与嗅觉、味觉、内脏自主神经和边缘功能相关。根据功能成像研究，脑岛在疼痛感知以及多种基本情绪（如恐惧、愤怒、厌恶、快乐和悲伤）中起着重要作用。

情感状态，如母爱和浪漫的爱，愤怒、恐惧、悲伤、快乐、性唤起、厌恶、反感、不公平、不平等、愤慨、不确定、怀疑、社会排斥、信任、同理心、雕塑美、“与上帝的统一状态”以及致幻状态，被认为归因于前脑岛皮层（AIC）。

在功能性核磁共振成像研究中，脑岛也与有意识的冲动有关，包括药物和食物的渴望。所有这些情感状态都有一个共同点：它们与非常突出的主观特征相关，并以某种方式改变身体。通过脑岛，关于生理状况的信息可以很容易地整合到更高阶的认知和情感过程中。通过丘脑，脑岛接收来自“稳态传入”感觉通路的信息。然后，它将输出传递到运动皮层、杏仁核、腹侧纹状体和眶额叶皮层等边缘相关结构。

根据磁共振成像研究，冥想者的右前脑岛明显更厚。其他关于大脑活动和冥想的研究表明，脑岛皮层和其他大脑区域的灰质更多。

Lazar 等人的研究结果，他们发现经验丰富的冥想者在该区域和其他大脑区域的灰质含量更高，在另一项对经验丰富的内观冥想者进行基于体素的形态测量和 MRI 的研究中得到了扩展。

反对脑岛皮层对情绪的因果参与的最有力的证据来自 Damasio 等人（2012 年）的研究，他们表明，一名患有双侧脑岛皮层损伤的患者表现出所有人类情绪，并且能够学习情绪。

• 社会智力

脑岛在理解他人情绪状态和展现同理心等方面，在社会认知中起着作用。它通过反映他人的情感经历，帮助人们联系和理解他们周围的人所经历的情感。成功的社交互动和人际关系需要这种能力。

• 决策和冒险

研究表明，脑岛在决策过程中起作用，尤其是在涉及风险和不确定性的决策中。脑岛衡量对不同决策的生理和情感反应，协助评估潜在结果并影响与决策相关的行为。脑岛功能的紊乱与风险感知和决策能力的改变有关。

• 疼痛处理

特别是后脑岛在疼痛处理中起主要作用。它对于疼痛感觉的感知和定位至关重要，并接收来自身体伤害感受器的信息。脑岛是旨在控制疼痛的治疗干预的靶点，因为它与慢性疼痛等疾病有关。

• 显著性

根据功能神经成像研究，脑岛可能涉及两种不同类型的显著性。内感受信息的处理通过将情感显著性与内感受相结合，产生身体的主观图像。涉及两个区域：前脑岛皮层，包括前扣带皮层（Brodmann 区域 33），以及前中扣带皮层和后中扣带皮层；以及一般显著性网络，包括整个脑岛皮层和中扣带皮层，参与反应选择、骨骼运动身体定向和环境监测。根据相关理论，前脑岛作为显著性网络的一部分，与中后脑岛相互作用，将自主数据与显著刺激整合，从而实现对显著刺激的高度生理意识。

另一项或可能互补的理论认为，右前脑岛控制着为了保持对环境相关区域的关注而产生的唤醒显著性（腹侧注意系统）与为完成任务而产生的选择性注意力的显著性（背侧注意系统）之间的相互作用。这种对显著性的控制在进行会产生注意力疲劳和无意识错误的困难活动时尤其重要。然而，过度的唤醒有通过转化为担忧而损害表现的风险。

• 声音感知

最近的研究表明，听觉感知与脑岛皮层有关。利用癫痫患者的颅内脑电图记录，测量了他们对声音刺激的反应。前脑岛区域对听觉刺激的情感内容作出反应，而后脑岛区域则表现出类似 Heschl 回的听觉反应。

直接从脑岛后部记录显示，听觉偏差检测是检测常规听觉流中意外噪声的行为。与众所周知的称为失匹配负电位（MMN）的事件相关电位一起，研究人员还观察到来自附近神经元的高频活动信号。

电功能绘图诱发了基本的听觉错觉和幻觉。

临床后果

由于脑岛的多种功能，它与多种神经精神疾病和神经系统疾病有关。焦虑症、精神分裂症、自闭症谱系障碍和成瘾已被发现与神经支配的紊乱有关。了解脑岛在这些情况下的功能可能对开发有针对性的治疗方法非常有帮助。

进行性表达性失语症

进行性表达性失语症是一种正常的语言功能丧失，导致人们失去清晰说话的能力。然而，他们仍然能够理解单词并保留其他非语言认知能力。阿尔茨海默病、皮层基底退行性变、皮克病和额颞叶痴呆等多种神经退行性疾病都与此相关。它与左前脑岛皮层萎缩和低代谢有关。

成瘾

许多功能性大脑成像研究表明，当吸毒者暴露于引起渴望的环境线索时，脑岛皮层会活跃。这种现象已在多种物质中观察到，包括可卡因、酒精、阿片类药物和尼古丁。尽管有这些结果，但在药物成瘾文献中，脑岛并未受到太多关注。这可能是因为当前成瘾的多巴胺奖赏理论的核心——中皮层多巴胺系统——并不直接靶向脑岛。2007 年进行的研究表明，吸烟者如果脑岛皮层受伤（例如中风后），几乎会克服他们的香烟成瘾。研究显示，其他领域受损的吸烟者不像这些人那样可能出现吸烟成瘾的破坏——可能性高达 136 倍。自我报告的行为改变，例如在中风后不到一天内戒烟、轻松戒烟、戒烟后不再复吸、戒烟后不再有吸烟的冲动，都是成瘾破坏的指标。考虑到研究是在中风平均八年后进行的，回忆偏倚可能影响了结果。这些结果已得到更近期的前瞻性研究的证实，这些研究规避了这一限制。这将使脑岛皮层成为新的抗成瘾药物的潜在靶点，并暗示该大脑区域在驱动尼古丁和其他物质成瘾的神经过程中起着重要作用。此外，这一发现提出了脑岛介导的过程，特别是那些与有意识的情感相关的过程，可能对维持药物成瘾至关重要，尽管没有最近关于该主题的研究或评论支持这一理论。

Contreras 等人最近的大鼠研究支持了这些结果，该研究表明，通过可逆性地消融脑岛，可以破坏苯丙胺条件性位置偏好——一种与线索诱导的药物渴望相关的动物模型。在这项研究中，脑岛失活也干扰了对氯化锂注射的“不适”反应，表明脑岛对负性内感受状态的描绘可能与成瘾有关。然而，在这项研究中，条件性位置偏好发生在苯丙胺注射后立即出现，这表明脑岛可能描绘的是苯丙胺给药的即时、愉悦的内感受效应，而不是苯丙胺戒断的延迟、不愉快的效应。

根据 Naqvi 等人提出的模型（见上文），接触与药物使用相关的线索会激活脑岛存储的药物使用愉悦内感受效应的表征（例如尼古丁的气道感觉效应和苯丙胺的心血管效应）。根据多项功能成像研究，当施用成瘾性精神活性物质时，脑岛会受到刺激。此外，许多功能成像研究显示，在药物使用者中，在对药物刺激的反应中，主观渴望与脑岛的激活之间存在相关性。即使在身体药物水平没有实际变化的情况下，在暴露于线索的测试中也会诱导脑岛活动。因此，脑岛可能参与了对既往药物使用的愉悦内感受后果的记忆，对未来这些效果的预期，或者两者兼有，而不仅仅是表达药物使用时的内感受效果。这样的描绘可能会触发有意识的渴望，这些渴望似乎来自身体。根据这项研究，脑岛损伤的人可能会声称他们的身体已经忘记了使用的冲动，这可能会导致成瘾者感觉自己的身体需要药物。

狂喜发作期间的主观确定性

强烈的、难以表达的信念感是神秘体验的典型特征。基于对癫痫的临床研究，Fabienne Picard 为这种主观确定性提供了神经生物学基础。Picard 认为，这种确定感可能是前脑岛功能障碍的结果。前脑岛是大脑中负责自我反思、内感受以及通过“预期不确定性或风险的解决”来避免对世界内部表征产生不确定性的区域。通过比较预期条件和实际条件，或者“信号表明我们不理解，即存在歧义”，来实现这种不确定性的避免。“洞察力”的概念与“确定性”的概念非常接近，“Picard 引用了阿基米德的“尤里卡！”时刻。Picard 认为，为了避免“由于预测不确定性而产生的负面情绪和负面唤醒”，这将被体验为情感上的自信，在狂喜发作期间，预期状态和实际状态之间的比较不再起作用，并且对预测状态和实际状态之间的不匹配的处理也将不再进行。正如 Picard 在其结论中所说，“这可能导致某些个体产生精神上的解释。”

结论

总之，大脑的脑岛是一个多样且复杂的区域，它在广泛的认知、情感和生理过程中起作用。脑岛的参与是广泛的，从摄入和自主调节到情绪处理、社会认知和决策。仍在进行研究以理解这个“隐藏的额叶”的复杂性，并阐明其在健康和疾病中的作用。随着我们对脑岛的理解的深入，新的诊断和治疗与脑岛功能障碍相关的疾病的方法的潜力将增加，最终增强我们对人类大脑复杂运作的理解。