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PNAS：正念注意力促进对大脑网络动力学的控制，实现自我调节并中断过去与现在的联系

百家作者：人工智能学家 2023-01-15 21:38:05

认知科学，脑科学，正念，脑网络

来源：集智编

辑部

论文题目：Mindful attention promotes control of brain network dynamics for self-regulation and discontinues the past from the present
论文来源：PNAS
论文链接：
https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2201074119

练习正念有助于个人调节注意力、思想、感受和行为。在认识到这些好处后，各种学校、工作场所和诊所都越来越多地推广正念。正念注意力如何改变大脑功能以支持自我调节？解决这个问题可以告知我们如何教授正念以及我们希望哪些人受益。

正念力注意力的特点，是承认当前的经验只是一个短暂的心理事件。正念练习的早期阶段可能需要更大的神经努力，以提高之后的效率。早期努力可能会自我调节行为并聚焦于当下，但这种理解缺乏一个计算上的解释。最新发表于 PNAS 的这篇文章，使用探测大脑网络结构和功能的工具对正念体验的定义组件进行建模。作者使用网络控制理论作为模型，说明外部控制输入如何在整个白质网络中，分配正念注意期间诱发的神经活动变化。

研究假设如果个体具有更强的网络可控性，从而高效地分配控制输入，可以高效地自我调节行为。并进一步假设，利用更多控制输入的大脑区域表现出更短的内在时间尺度的神经活动。更短时间尺度的特点是迅速停止过去的处理，专注于当下。

作者们在一项随机对照研究中测试了这些假设，让参与者在 fMRI 期间对酒精线索做出有意识的反应或自然反应，并在扫描后4周内进行文本提醒和酒精消费测量。结果发现，具有更强网络可控性的参与者减少了饮酒量。与自己的自然反应相比，对酒精线索的有意识调节减少了渴望，但渴望与基线组没有区别。与基线组的自然反应相比，对酒精线索的正念调节涉及到对认知控制和注意力子网络的神经动力学的更努力控制。

大脑网络的动态形状可以预测个人未来的饮酒情况，并解释其他难以捉摸的正念体验组成部分，例如“在场”。与基线组相比，这种努力在正念组的自然反应中持续存在。更加努力的神经状态比不太努力的状态具有更短的时间尺度。该研究为正念注意力如何影响大脑功能以及调节现实行为提供了解释。

图1. 控制大脑网络动力学的调节策略和行为。（A）fMRI任务的示意图。（B）概念示意图描绘了一个只有三个区域的简化大脑，以解释支撑努力和稳定的控制指标的直觉。（C）描述了关于心智状态的努力和稳定性的两个主要假设。

图2. 平均可控性预示着节制饮酒后的行为变化。（A）可视化三个大脑区域的六种可能的神经活动变化（红色箭头）表示目标状态的变化。（B）对于每个单独的结构性大脑网络，获得了平均可控性的单独测量作为所有大脑区域的平均可控性。（C）结构网络的平均可控性与正念注意力引起的神经反应幅度相关。

图3. 静息状态轨迹的去自动化和中断与更明显的过去、现在和未来状态相关联。（A）该示意图描述了认知控制和注意力区域的控制输入。（B & C）虽然神经动力学表现出很大的可变性，但大脑区域的神经状态越接近连续发生往往越相似。（D）对更远轨迹具有更高平均可控性的区域往往表现出快速衰减和不同的状态。（E）对大脑功能施加更大控制的区域往往具有快速衰减和不同的动态。（F）具有不太稳定和更不连续状态的区域往往表现出快速衰减和不同的动态。

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