腦神經的無用之用
腦神經的無用之用
知識通訊評論第120期
神經科學近年的主流思維，是探索人類某些工作與腦部某些活動的關聯性。但是腦部即使在不工作的休息狀態，也保持著一定活動的事實，不但挑戰了工作與腦部活動關聯的主流思維，也深刻顯現出人類腦部機制的複雜性。
對於自願參加實驗者來說，腦部掃描實驗並不是件輕鬆的差事。研究人員通常會要求受測者要做點什麼事情；比方說解數學題、尋找記憶中看過的臉孔或是想著最喜歡的政治領袖，同時觀察他們做這些事情時的腦部反應。
休息狀態大腦活動，可以整合從正常活動中累積的記憶或吸收的資訊。
但過去幾年間，有些研究人員已開始認為無須全然遵循此種研究標準程序。雖然受測者仍要躺在功能性磁振造影（fMRI）掃描器中，但研究人員會要求受測者試著放空心思，目的是要看看大腦閒置時，會發生什麼狀況。結果卻是，有很多事情發生。
大腦中有些迴路必須一直保持活動狀態，因為他們控制著人體的自律功能，像是呼吸及心跳等。但在人類思索伙食採買清單、重新處理對話及只是做白日夢時，大腦的其他大部分區域仍持續工作。大腦如此活動型態，一般稱之為休息狀態，神經科學家已經找到證據，顯示在此狀態下和從事活動狀態下的腦部神經網路，看起來非常相似。
如果有任何指標可以衡量休息狀態中腦部使用能量的數量，就可突顯出休息狀態活動的重要性。在休息狀態中腦部的血流量，比在腦部從事活動實驗中，通常只少了百分之五到百分之十。研究休息狀態的大腦應有助於找出積極活動的大腦是如何運作。研究休息狀態神經網路，有利於比對出大腦的內在連結，例如解讀大腦不同區域之間，那些區域常有互相對話的情形，人類罹患疾病時，這些對話模式又會有何種差異。
但是所有大腦的活動究竟為何產生？若要神經科學家，即使是專門研究休息狀態的神經科學家回答這個問題，他們之中許多人的反應，會是搖頭嘆息或聳肩表達不知道答案。加拿大蒙特婁市麥吉爾大學腦部影像專家舒繆爾（Amir Shmuel）表示，「有關這方面的研究，我們還在初始階段，大部分的論點僅只是假說」。休息狀態大腦活動，可能會讓連結在大腦不用時持續運作。又或者休息狀態大腦活動，可能有助於支持大腦對未來刺激產生反應，或者是維持通常會合作完成一件工作的大腦不同區域間的連繫。休息狀態大腦活動，甚至可以整合從正常活動中累積的記憶或吸收的資訊。
史丹福大學神經科學家葛瑞休斯（Michael Greicius）指出，「對於休息狀態大腦活動的研究，各界躍躍欲試殷殷企盼，但是這方面的基礎知識卻很貧乏」。
保持活動性
依據一九九○年代中期進行的一系列實驗結果，首次結論大腦從來不會真正休息。密爾瓦基威斯康辛醫學院博士生畢斯瓦爾（Bharat Biswal） ，曾試著找出能夠鑑別及排除fMRI掃描產生背景訊號的方法，希望藉此提升對所得到訊號的解讀力。畢斯瓦爾目前在紐澤西理工學院擔任生物醫學工程師，他表示，「我們原來假設這些訊號都是雜訊。」但是他觀察受測者休息狀態接受掃描的訊號，卻顯示與平常一樣、低度波動頻率的腦波擾動。畢斯瓦爾的實驗認為那些擾動是神經元活動所造成。
在研究大腦休息狀態活動的早期，有些人認為已有了重大發現。葛瑞休斯表示，「我第一次研究這些網路時，我十分確信我們已經開始解答有關人類意識的一連串迷團，而且這是一個即時、持續進行的認知過程。但是，我很快就領悟到這種看法是錯誤的」。後續研究顯示，在像是睡眠或麻醉等其他狀態下，活動的神經網路也會出現，所以這些網路活動不必然與認知過程相關。