大脑如何预测你的身体需求，甚至在它们发生之前就已开始准备？这是“稳态调节”与“内感受”的奇妙配合。当你坐在深夜的办公桌前，手指无意识地点开外卖软件时；当你在重要演讲前感到胃部紧缩、掌心潮湿时；当你突然从噩梦中惊醒，发现心跳如鼓、睡衣被冷汗浸透时——你有没有好奇过：大脑是如何在这些意识察觉之前，就提前感知到身体的需要，并启动一连串精密调节的？这些看似平常的日常体验，指向神经科学中一个长期被忽视却至关重要的领域：内感受（interoception）。与视觉、听觉等我们熟知的外部感知不同，内感受是大脑对身体内部状态的持续监测——心跳的节律、血糖的浓度、肠道的蠕动、肺泡的张缩。它不像眼睛看到花朵那样直观，却是维持生命最底层的计算。而比"感知"更进一步的是稳态调节（allostasis）——大脑不是被动地接收这些信号，而是基于经验和预测，在身体需求实际出现前就提前调配资源。口渴前饮水、进食前分泌胃液、危险信号出现前加速心跳——这种"预判式"的生理管理，正是生命在漫长进化中淬炼出的高效生存策略。然而，这套系统的神经基础究竟是什么？哪些脑区构成了从内脏到皮层的信号通路？这个问题困扰了神经科学界数十年。

2025年10月23日，Nature Neuroscience（IF=20）上发表了一篇题为“Cortical and subcortical mapping of the human allostatic-interoceptive system using 7 Tesla fMRI”的文章，该研究基于超高分辨率 7T 功能磁共振成像，首次在人类活体大脑中系统刻画并验证了支持稳态调节与内感受的大尺度脑网络。结果表明，该网络整合默认模式网络与凸显网络，并广泛连接丘脑、下丘脑、边缘系统及脑干核团，其功能连接模式与动物解剖学追踪结果的吻合度超过 96%。这些发现揭示了该网络在内脏调控、情绪与认知整合中的核心作用，为理解多种精神与躯体疾病的跨诊断机制提供了重要神经基础。

研究人员使用一种名为7特斯拉功能性核磁共振成像（fMRI）的超高分辨率成像技术对人类参与者进行了研究，绘制了大脑不同部分如何协同工作的图谱。具体而言，他们发现了一个统一的网络，即一组支持身体调节（稳态调节）和内部感知（内感受）的脑区。

此前在动物模型和人类身上的研究都指出，大脑中存在一个分布式系统，帮助大脑预测和准备身体的能量需求——这一过程被称为稳态调节（allostasis）——以及监测体内的感觉状况，这被称为内感受（interoception）。

在先前使用3特斯拉功能性磁共振成像（fMRI）的研究中，研究团队绘制了支持人脑平衡和内感受的网络，但3特斯拉技术相对有限的空间分辨率和灵敏度使得难以完全捕捉该系统在脑干中的较小结构，而这些结构已知在这些过程中起关键作用。

图1 参与内感受的关键皮层和皮层下区域

为应对这些挑战，他们使用了7特斯拉MRI 扫描仪，能够更精确地观察小脑区。参与者在“静息”状态下进行扫描，使观察到的大脑活动更能反映自发的异态稳定和内感受，而非对外部刺激的反应。他们还使用了其他研究团队最近验证的深脑区域地图，该地图是通过活体人类的脑部扫描制作的。这本体内图谱《脑干导航器》绘制了调节自主神经、免疫和内分泌系统的相关区域。

分析方法基于数十年的基础研究，这些研究确定了哺乳动物的两条主要脑通路：一组（稳态通路）从大脑发送信号控制身体器官，另一组（内感受通路）从身体向大脑发送信号，告知大脑体内发生了什么。

图2 稳态-内感受系统内的皮层-皮层功能连接

图3 稳态-内感受系统内的皮层下-皮层功能连接

研究基于高分辨率7特斯拉功能性磁共振成像技术，首次在人类活体大脑中系统性地描绘并验证了支持稳态调节与内感知的完整脑网络系统。研究发现，该统一系统主要由两大经典内在网络——默认模式网络（DMN）和显著网络（SN）——共同构成，它们在内脏运动调控的关键皮层区域（如前、中、后扣带回皮层及脑岛）高度重叠并紧密协作。研究结果在之前的3特斯拉研究基础上重复并扩展，几乎证实了非人类哺乳动物中发现的所有直接联系：100%的皮层区域之间的联系，以及96%的连接皮层下区域与皮层及其他皮层下区域的联系。更重要的是，该网络中的众多关键节点被识别为大脑全局信息整合的“富俱乐部”枢纽，表明其对维持全脑功能同步具有骨干支撑作用。这些发现从神经机制层面揭示了大脑如何通过持续的内感受监测与预测性调节来维持体内平衡，为理解情绪、认知、疼痛以及抑郁症、焦虑症、自闭症等多种精神神经疾病中共有的生理-心理交互失调机制提供了统一的解释框架，也为发展针对该系统的跨诊断干预策略奠定了科学基础。

图4 稳态-内感受系统内的皮层下-皮层下内在连接

研究人员发现大脑区域（如前扣带皮层 ）与感知体内动态的区域（如后岛叶）之间存在双向连接。这意味着这些区域相互沟通，帮助大脑预测和调节身体的需求。越来越多的证据表明，大脑的核心职能之一是预判并满足身体的能量需求。新发现将身体需求的监测和调节置于人脑功能核心，显示了心理与身体健康之间的紧密联系。这与新兴关于精神和神经系统疾病的研究一致，这些研究表明脑与身体的沟通受损是导致心理和身体疾病的重要因素。

图5 基于7特斯拉fMRI功能连接的稳态-内感受系统总结

尽管该研究取得了重要突破，但其局限性亦需审慎看待。首先，未将稳态-内感受网络的功能连接强度与基于信号的内感受客观测量指标（如心跳诱发电位）进行关联验证，尽管理论推测静息态BOLD信号应与内脏运动的电生理信号存在同步关系；其次，在三次10分钟静息态扫描中未通过视频记录等手段严格监控参与者的清醒程度，而默认模式与凸显网络的功能连接强度已知会随意识状态波动；再者，7特斯拉平面回波成像固有的磁化率伪影和磁场不均匀性（尤其在眶额皮层等高敏感区域）可能影响功能连接分析的准确性，虽已进行偏置场校正但仍需系统评估；

最后，该研究未涵盖所有可能参与稳态调节的脑区，如隔核（对边缘区域有直接投射且调控网络神经元时序）、室周器（如最后区，能通过可渗透血脑屏障接收外周信号）以及迷走神经背核、疑核等运动性脑干核团，此外小脑也可能在该系统中发挥重要作用，这些区域的缺失使得当前绘制的大脑图谱仍不完整。

参考文献

Zhang, Jiahe, et al. "Cortical and subcortical mapping of the human allostatic–interoceptive system using 7 Tesla fMRI." Nature Neuroscience (2025): 1-12.

资讯来源

https://medicalxpress.com/news/2025-11-tesla-mri-reveals-human-brain.html

编译：李佳骏

审核：柴逸凡