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近日，復旦大學趙小虎教授團隊與北京師范大學左西年教授團隊聯合多家科研單位在《科學通報》發表了題為“大腦行動網絡”的綜述文章，將Dosenbach等人提出的“行動網絡(Action Mode Network)”進行中文命名，系統闡述其解剖構成與核心功能，創新性提出“皮層-基底節/丘腦-小腦”三維分層理解視角。從理論層面，文章深入探討了行動網絡與默認網絡的“陰陽”對立統一關系，并從“大腦復雜動力學系統理論”、“一般集成論”進行了理論拓展，期望為未來探索行動網絡的解剖功能規律、全生命周期發展演化機制指明方向，也為腦疾病早期診斷、干預及腦健康保護提供全新思路。
背景介紹
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大腦，這個僅占人體重量2%卻消耗全身20%能量的“大自然精密集成器官”，始終是神經科學領域的核心探索對象。長期探索發現，大腦并非被動接收與處理信息的“機器”，而是持續產生有組織內源性神經活動的高度復雜系統。腦功能的實現也并非依賴孤立腦區單獨作業，而是由多個功能網絡協同運作完成，它們通過結構連接與功能集成，共同支撐大腦與內在系統、外界環境的動態交互。
過去20余年，默認網絡的發現顛覆了人們對“靜息狀態大腦無活動”的認知。但大腦功能并非只有“靜”的一面：當人們執行學習、運動等目標導向任務時，一組腦區會呈現“非任務依賴的正激活”，形成與默認網絡功能相反的系統，國際上將其稱為“Action Mode Network”，并于2025年發表在知名期刊
Nature Reviews Neuroscience上，代表著系統神經科學的一大里程碑式進展。
內容簡介
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行動網絡是國際腦科學領域的一個新概念，文章首先梳理了行動網絡理論的演進脈絡，闡述了“行動網絡”與“行動模式網絡”兩者概念與內涵的區別與聯系。并針對國際上關于行動模式網絡(Action Mode Network)和默認模式網絡(Default Mode Network)的生理含義進行了探討。作者認為，“Mode”一詞對大腦活動狀態描述存在一定的模糊性與爭議性。因此認為：應將這兩個網絡稱為“Action Network”和“Default Network”。作者們考慮到“action”在中文語境中的涵義包括電影開拍時的啟動信號，即行動，將Action Network命名為“行動網絡”，既貼合其功能本質，也為國內研究提供統一術語的規范標準。
作者還在文中系統闡述了行動網絡的解剖定位和功能(見圖1)。基于臨床實用性與系統神經科學的視角，提出了行動網絡的“皮層-基底節/丘腦-小腦”三維分層觀點，突破了以往多聚焦于皮層的局限，為理解腦功能與疾病機制提供了更完整的解剖基礎。文章還從認知控制和運動控制兩個角度對行動網絡功能進行初步探討。在認知控制層面，行動網絡通過與認知、感覺、軀體運動等多個腦網絡建立緊密功能連接，實現跨網絡聯合信息處理，為目標導向行為的認知調控(如任務啟動、目標維持)提供支撐；在運動控制層面，行動網絡通過與“軀體認知行動網絡(SCAN)”緊密連接，實現運動與認知的深度集成，實現軀體行動規劃與生理調節。
圖1人腦行動網絡
最后，文章從理論層面深入剖析行動網絡與默認網絡“對立統一”關系，二者共同維持大腦功能平衡。拮抗關系主要體現為，行動網絡主導“外向行動”，負責外部任務執行、注意力調控與運動控制，在任務狀態下呈“正激活”；默認網絡主導“內向反思”，負責自我認知與記憶整合，任務狀態下呈“負激活”，兩者神經活動鏡像對稱。統一關系體現為，兩者通過腦內低頻振蕩交替活躍——任務啟動時行動網絡激活、默認網絡抑制以聚焦外部，任務結束后反向切換，實現腦功能動態平衡與資源高效分配。從進化角度看，行動網絡保障個體快速應對環境(如避險、捕食)，默認網絡維持群體社會認知，二者互補構成生存“雙保險”。同時，文章也提出了大腦活動的其他理論觀點，如大腦的復雜動力學系統理論及一般集成理論，旨在為后續的相關研究提供多元的理論視角，為深入探索行動網絡的復雜功能機制提供啟發。
盡管文章初步拓展了對大腦功能組織原則的認識，未來仍面臨諸多挑戰。解析行動網絡的神經機制，對理解大腦工作原理、代謝特征、行為認知關聯及腦疾病機制均具重要意義：需補充更多微觀證據，如通過細胞膜電位、場電位等神經電生理技術闡明其神經生理基礎；也需加強行動網絡在腦疾病中的機制研究，探索其在局灶性病損(如中風、腦腫瘤)與非局灶性疾病(如阿爾茨海默病、精神分裂癥、帕金森病)中的病理異常特征；關注行動網絡在健康與疾病狀態下的可塑性，探索經顱磁刺激等非侵入性神經調控技術對其功能的恢復作用。隨著技術和研究的深入，有望更全面地理解行動網絡在認知控制和行為調節中的核心作用，既助力理解大腦系統的復雜性，也為腦疾病診療、類腦智能開發提供新策略，為人類腦健康保駕護航。
復旦大學附屬上海市第五人民醫院趙小虎教授為本文的第一作者和共同通訊作者。北京師范大學左西年教授為文章共同通訊作者。浙江大學陳飛燕教授、何宏建教授，香港浸會大學周昌松教授，華南師范大學翁旭初教授及杭州師范大學臧玉峰教授為本文做出了重要貢獻。該論文得到科學技術部“科技創新2030——腦科學與類腦研究”重大項目(2021ZD0200500)、上海市科學技術委員會“科技創新行動計劃”醫學創新研究專項(22Y11910800)，上海市科學技術委員會“科技創新行動計劃”創新藥械產品應用示范項目(24SF1904204)，閔行區醫療系統大學科建設項目(2024MWDXK03)和國家基礎科學數據中心“活體人口影像交叉學科腦數據庫”(ID-BRAIN)支持 。
文章信息
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趙小虎, 陳飛燕, 何宏建, 周昌松, 翁旭初, 臧玉峰, 左西年. 大腦行動網絡 . 科學通報, 2025.
https://doi.org/10.1360/CSB-2025-5227
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