PNAS：清醒不等于有意識？大腦“斷片”時刻的神經(jīng)機(jī)制解密

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基本信息

Title:Behavioral, experiential, and physiological signatures of mind blanking

發(fā)表時間：2025.12.23

發(fā)表期刊:PNAS

影響因子：9.1

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研究背景

一百多年前，心理學(xué)之父威廉·詹姆斯（William James）將意識比作一條連綿不斷的河流：“意識流”（Stream of Consciousness）。在我們的直觀體驗中，清醒時的意識似乎總是連續(xù)的：我們或者全神貫注于眼前的任務(wù)（On-task），或者思緒飄飛，做起了白日夢（Mind Wandering, MW）。在這種傳統(tǒng)視角下，意識的內(nèi)容或許會改變（從工作報告轉(zhuǎn)到今晚吃什么），但“有內(nèi)容”這一狀態(tài)似乎是恒定的。

然而，你是否體驗過這樣的時刻：盯著書本或屏幕，突然“斷片”了，回過神來發(fā)現(xiàn)剛剛腦子里一片空白，既沒在看書，也沒在想別的事？這種現(xiàn)象被稱為“思維空白”（Mind Blanking,MB）。

長期以來，認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域?qū)Α八季S空白”的本質(zhì)爭論不休。它僅僅是極度缺乏元認(rèn)知的“走神”嗎？還是說，它代表了清醒狀態(tài)下意識流真正的“中斷”？如果我們在清醒時也會出現(xiàn)短暫的“無意識”狀態(tài)，這是否意味著清醒并不等同于有意識？

為了解開這一謎題，來自巴黎腦科研究所（ICM）的研究團(tuán)隊 2025年12月23日 在PNAS上發(fā)表了最新研究。他們利用高密度腦電（hdEEG）和多維度的行為范式，試圖捕捉這個捉摸不定的“大腦死機(jī)”時刻，并探究當(dāng)我們的頭腦“一片空白”時，大腦內(nèi)部究竟發(fā)生了什么。

Fig. 1. Experimental paradigm and behavioral results.

研究核心總結(jié)

這項研究通過改良的持續(xù)注意任務(wù)（SART）結(jié)合經(jīng)驗采樣法（Experience Sampling），在62名被試中精確捕捉了專注（ON）、走神（MW）和思維空白（MB）三種狀態(tài)，并利用高密度腦電揭示了MB獨特的神經(jīng)指紋。

Fig. 2. EEG-based neurophysiological markers differentiate MB from ON and MW. Spectral (A), connectivity (B), and complexity (C) results.

核心發(fā)現(xiàn)：思維空白是獨特的認(rèn)知狀態(tài)

研究結(jié)果首先在行為層面證實，“思維空白”并非“走神”的變體。當(dāng)處于“走神”狀態(tài)時，被試的表現(xiàn)往往是沖動且快速的（更多的誤報，更短的反應(yīng)時）；而當(dāng)處于“思維空白”狀態(tài)時，被試則表現(xiàn)為遲鈍和缺失（更多的漏報，更慢的反應(yīng)時）。這表明MB代表了一種覺察能力的顯著下降，而非注意力的單純轉(zhuǎn)移。

Fig. 3. Increased phase synchrony with reduced information sharing during MB.

機(jī)制解釋：大腦功能的“解離”與意識通路的阻斷

通過深入分析腦電信號，研究揭示了思維空白MB背后的神經(jīng)生理機(jī)制，主要體現(xiàn)為以下三個維度的異常：

1. 功能連接的解離（Hypersynchrony but Low Information Sharing）：這是本研究最令人矚目的發(fā)現(xiàn)之一。在MB狀態(tài)下，大腦皮層表現(xiàn)出一種矛盾的狀態(tài)：一方面，基于相位同步的指標(biāo)（PLV）顯示腦區(qū)間的同步性增強(qiáng)；另一方面，基于信息論的指標(biāo)（wSMI，加權(quán)符號互信息）卻顯示長程信息共享，特別是額頂網(wǎng)絡(luò)（Fronto-parietal network）的信息整合能力顯著下降。這暗示在MB期間，大腦可能陷入了一種類似于睡眠慢波的“超同步”狀態(tài)，導(dǎo)致復(fù)雜信息的跨腦區(qū)整合失敗，而這正是產(chǎn)生意識體驗的必要條件。

2. 意識接入（Conscious Access）的神經(jīng)標(biāo)記消失：通過分析事件相關(guān)電位（ERPs），研究者發(fā)現(xiàn)，當(dāng)向MB狀態(tài)下的被試呈現(xiàn)視覺刺激時，大腦的早期視覺處理（P1成分）雖有減弱但基本保留，表明初級感覺皮層仍在工作。然而，標(biāo)志著意識接入的晚期成分：P3b波，在MB狀態(tài)下幾乎完全消失。P3b通常被認(rèn)為是信息進(jìn)入全局工作空間（Global Workspace）并被意識到的神經(jīng)相關(guān)物。

3. 神經(jīng)表征的構(gòu)建失敗：利用多變量模式分析（MVPA）進(jìn)行的解碼分析顯示，在專注和走神狀態(tài)下，解碼器都能從腦電信號中準(zhǔn)確區(qū)分出被試看到的是“人臉”還是“數(shù)字”。但在MB狀態(tài)下，這種解碼能力徹底失效，尤其是在刺激呈現(xiàn)200ms之后的晚期階段。這意味著，在思維空白期間，大腦無法建立起對外部刺激的有效神經(jīng)表征。

Fig. 4. Stimulus-induced activity analyses.

Fig. 5. Source reconstruction of stimulus-induced activity.

關(guān)鍵意義：清醒狀態(tài)下的“無意識”孤島

本研究有力地挑戰(zhàn)了“清醒即有意識”的傳統(tǒng)觀念。結(jié)果支持了全局神經(jīng)工作空間理論（GNWT）和整合信息理論（IIT）的預(yù)測：意識不是連續(xù)不斷的流，而是可能出現(xiàn)中斷的離散現(xiàn)象。“思維空白”本質(zhì)上可能是清醒大腦中出現(xiàn)的局部睡眠（Local Sleep）現(xiàn)象或全局點火（Global Ignition）的失敗。它表明，我們的主觀體驗更像是一系列由短暫的“無內(nèi)容”間隙隔開的意識孤島，而非一條永不停歇的河流。

Fig. 6. Trial-by-trial prediction of mind state using a multivariate combination of neural markers.

Abstract

Does being awake necessarily mean being conscious of something? This study investigates the phenomenon of mind blanking (MB), characterized by an “emptiness of mind,” comparing it with mind wandering (MW) and on-task (ON) states. Using a sustained attention task and electroencephalogram monitoring, behavioral, and neurophysiological signatures of MB were examined in 62 participants. MB exhibited a specific pattern of behavioral lapses, as well as decreased fast oscillatory activity and complexity over posterior electrodes compared to MW. Functional connectivity analyses revealed decreased long-range interareal connectivity during MB, compared to both ON and MW states. Event-related potentials with source reconstruction and temporal decoding techniques indicated a significant disruption in visual processing during MB, starting from 200 ms post stimulus and echoing into the late-stage of visual processing, suggesting a disruption of conscious access to sensory information during MB. Electroencephalogram-derived markers allowed the prediction of mental states at the trial level, offering a finer view of conscious dynamics than subjective reports alone. Overall, these findings challenge the notion of the wakeful conscious mind as inherently content-oriented, suggesting that MB reflects genuine gaps in the stream of conscious thoughts, arising from disruptions in the generation or accessibility of thought content.

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分享人：飯哥

審核：PsyBrain 腦心前沿編輯部