岛叶识踪:大脑如何处理身体感觉
岛叶识踪:大脑如何处理身体感觉
科学家以前所未有的精细度绘制出人类大脑最神秘区域之一的图谱。这项10月21日发表于《自然》的研究揭示了岛叶皮层(以下简称岛叶)的组织结构,它负责大脑处理身体的各类感觉。这份图谱还清晰标出一条神经通路,让作为高级认知中枢的大脑皮层能够和岛叶协同作用,调控身体感知。
岛叶其中一块区域负责接收身体特定部位的痛感,另一块区域产生内脏所感受到的恶心等感觉,岛叶前端的第三块区域则会与掌管认知、情绪的其他脑区互通信号。这说明它不仅参与感知生成,还会影响大脑对这些感觉的解读方式。

岛叶 深藏在大脑褶皱表层之下(示意图)。 图片来源: Alexander Leemans/UMC Utrecht
论文通讯作者、美国斯坦福大学的Josef Parvizi表示,和以往认知不同,岛叶“不只是被动读取身体信号,还会在一定程度上塑造我们对身体感受的主观体验”。
美国加州大学洛杉矶分校的Lucina Uddin评价,这项研究“非常了不起”,是目前针对岛叶及其身体感觉生成机制最为全面的研究之一。
岛叶因为位置很深,一直很难开展精细研究。此前研究认为,这个难以探测的脑区负责接收来自全身各处的疼痛、压力等信号,并将其加工为人们能够体会到的主观感觉。Parvizi提到,过去绝大多数针对人类岛叶的研究都依靠脑成像技术,只能记录不同感觉出现时岛叶的活动状态。
为了构建更详尽的功能图谱,Parvizi团队需要找到一种方法,向人脑岛叶不同位置施加电刺激,并记录由此引发的身体感受。但在健康人大脑深处植入电极违背伦理规范。因此,研究人员选取了87名因临床治疗需要脑内已经植入电极的受试者。在这项历时10余年的实验中,研究团队通过电极向受试者岛叶内的不同区域输送电流。
刺激岛叶后部时,受试者的身体特定部位(手臂、腿部等)会产生疼痛、灼热,以及发麻、麻木等感觉。而刺激岛叶中部时,受试者更多出现内脏体感,如恶心、胸口压迫感和发闷发胀等。
刺激岛叶最前端时,受试者几乎不会产生明显身体感觉。但神经元电信号监测显示,当受试者完成显著性检测任务,即优先关注特定信息、忽略其余信息的能力时,岛叶前端会变得活跃。这说明岛叶前端更多参与认知加工,而非身体感觉。
研究中的其他实验显示,岛叶前端向外发送的信号,多于它接收来自岛叶其他区域的信号,意味着它可以调控岛叶后部与中部。团队还发现,岛叶前端会和负责认知、情绪的其他脑区产生信息交流。Parvizi认为:“这提示岛叶不只产生疼痛等身体感受,还会塑造大脑对这些感受的解读与应答模式。”
希腊约阿尼纳大学的Charalampos Labrakakis表示:“这项研究规模宏大,极大推动了人们对岛叶的理解。对全身各处疼痛与体感的测量,有助于研究者弄清岛叶如何改变人的主观感受。”
研究团队下一步计划探究慢性疼痛综合征等神经精神疾病患者的岛叶结构与健康人存在哪些差异。“我们要利用这些新知识理解致残性疾病。”Parvizi说。
相关论文信息: https://doi.org/10.1038/s41586-026-11175-2