《Scientific Reports》：Brain structural correlates of individual differences in heartbeat counting and discrimination: A voxel-based morphometry study
編輯推薦：
本研究探討了心搏感知個體差異背后的神經結構基礎。為闡明心臟內感受任務（HCT與HDT）的行為指標差異所反映的認知過程，研究人員利用體素形態測量學（VBM）對138名參與者的腦結構影像進行了分析。研究發現，不同內感受指標與特定腦區（如左額極、左眶額皮層、后腦島）的灰質體積（GMV）存在關聯，這揭示了不同任務對大腦功能的不同需求，為理解內感受與情緒及精神健康的關系提供了結構層面的新證據。
你是否曾靜下心來，感受過自己心臟的跳動？這種感知自我身體內部信號的能力，被稱為內感受(Interoception)。它不僅僅是生理上的覺察，更與我們的情緒處理能力和心理健康息息相關。個體在內感受能力上的差異，已經成為心理學與神經科學領域的熱點話題。然而，一個核心謎題尚未解開：為什么有些人能清晰感知自己的心搏，而另一些人則相對遲鈍？這種差異背后，究竟是大腦的哪些結構在“暗中操控”？以往研究多關注大腦在完成內感受任務時的活動變化，但對于支撐這種個體差異的、相對穩定的大腦結構基礎，我們仍知之甚少。
為了揭開這層神秘面紗，一項發表在《Scientific Reports》上的研究展開了探索。研究團隊聚焦于兩種評估心臟內感受的經典行為學任務：心跳計數任務(HCT, Heartbeat Counting Task)和心跳辨別任務(HDT, Heartbeat Discrimination Task)。HCT要求參與者在無外部反饋的情況下，默默計數自己在一段時間內的心跳次數，以此評估內感受準確性(IAcc, Interoceptive Accuracy)。而HDT則要求參與者判斷外部呈現的聽覺刺激（如“嗶”聲）是否與自己的心跳同步，這更多涉及感知與決策的整合。研究人員假設，這些任務會募集到與注意、感知和決策相關的前-腦島網絡腦區。為了驗證這一假設并探尋結構基礎，他們采用了一種能夠精細分析大腦組織密度的技術——基于體素的形態測量學(VBM, Voxel-Based Morphometry)，對138名完成了兩項任務的參與者的大腦結構磁共振圖像進行了分析。
該研究主要采用了以下關鍵技術方法：1. 行為學評估，包括心跳計數任務(HCT)和心跳辨別任務(HDT)，用于量化參與者的心內感受準確性、一致性及意識水平。2. 腦結構影像采集與處理，使用磁共振成像(MRI)獲取高分辨率T1加權結構像。3. 基于體素的形態測量學(VBM)分析，用于探究大腦局部灰質體積(GMV)與各項內感受行為指標之間的相關性。研究樣本為138名健康成年參與者隊列。
研究結果
1. 內感受準確性（HCT-IAcc）與大腦結構的關系
通過分析HCT得出的內感受準確性(IAcc)分數，研究發現，更高的IAcc與大腦左額極(Frontal Pole)更大的灰質體積(GMV)呈顯著正相關。額極是前額葉皮層中參與高階認知控制、元認知和復雜任務設置的關鍵區域。這一關聯提示，在靜默計數心跳這種需要持續內源性注意和自我監控的任務中，個體表現的好壞可能與負責高級認知調控的腦區結構有關。
2. 內感受辨別一致性（HDT指數）與大腦結構的關系
對于HDT任務，研究人員使用了一個反映個體在不同延遲條件下判斷一致性的指數。分析發現，該指數（更高的值代表更一致的辨別表現）與兩個腦區的GMV正相關：左側眶額皮層(OFC, Orbitofrontal Cortex)和右側后腦島(Posterior Insula)。眶額皮層與價值判斷、決策和情感整合密切相關，而后腦島則是初級內感受信號（如心跳、內臟感覺）上傳和處理的關鍵樞紐。這一結果意味著，在判斷外部刺激是否與心跳同步的任務中，表現的一致性依賴于整合身體感覺（后腦島）與進行價值/決策判斷（眶額皮層）的腦區結構完整性。
3. 內感受意識（IAw）與大腦結構的關系
研究還考察了內感受意識(IAw, Interoceptive Awareness)，即個體對自己心搏感知準確性的主觀信心（表現為準確性IAcc與信心評分之間的相關性）。結果表明，更高的IAw（即更“自知之明”）與左側后腦島的更大GMV相關。這進一步強化了后腦島作為內感受信號初級處理中心的核心地位，并暗示該腦區的結構特征可能不僅影響感知的客觀準確性，還影響個體對自身感知能力的主觀元認知。
結論與討論
本研究的發現系統性地描繪了不同心內感受能力指標所對應的大腦結構圖譜，為理解心臟內感受的個體差異提供了堅實的神經解剖學證據。首先，研究證實了前額葉皮層和腦島在內感受中的重要作用，但精細地區分了不同腦區對不同任務需求的貢獻：左額極支持HCT所需的持續性內部注意和計數；左眶額皮層和右后腦島共同支持HDT所需的感知-決策整合與一致性判斷；而后腦島（特別是左側）則與對內部感知的主觀意識（IAw）緊密相連。
這些關聯模式的差異深刻反映了HCT和HDT兩種任務在認知需求上的本質不同。HCT更像一種“內省式”的專注與計數，更依賴于高級控制腦區；而HDT則是一種“對比式”的知覺判斷，需要初級感覺皮層與決策腦區的緊密協作。因此，簡單地將“心內感受”視為一個單一結構是不準確的，它實際上由多個維度構成，并各自依賴不同的大腦神經網絡及其結構基礎。
這項研究的意義重大。在理論層面，它將內感受個體差異的研究從功能活動層面拓展到了更穩定的結構層面，提示大腦解剖結構的差異可能是構成內感受能力特質的生理基礎之一。在臨床層面，由于內感受異常與焦慮、抑郁、軀體形式障礙等多種精神健康問題密切相關，明確這些關聯的特異性腦區（如后腦島、眶額皮層），為未來探索這些疾病的生物標志物和干預靶點提供了新的線索。例如，針對后腦島的結構或功能進行干預，或許能同時改善患者的內感受準確性和對自身情緒的覺察能力。
綜上所述，這項通過VBM技術揭示的大腦結構-行為關聯研究，如同繪制了一幅“內感受能力的大腦結構地圖”，不僅深化了我們對身心連接機制的理解，也為探索心理健康與腦健康之間的關系開辟了新的途徑。它提醒我們，那顆在胸腔中跳動的心臟，其“聲音”能否被大腦清晰地“聽見”并“理解”，很大程度上取決于大腦中那些沉默結構的形態與容積。
