2025年10月23日，《自然-神经科学》发表的一项资源型研究，利用超高场强7特斯拉功能磁共振成像（7T fMRI）技术，在90名健康成人中以1.1毫米各向同性的超高空间分辨率，首次精准绘制了人脑中一个贯穿皮层与皮层下结构的“稳态-内感受”（allostatic-interoceptive）系统的全貌。该研究不仅验证了超过96%已知的解剖学连接，更揭示了这一系统作为大脑信息交流“骨干网络”的核心地位，为理解身心交互的神经基础及多种精神和躯体疾病的共病机制提供了全新的框架。
我们的大脑无时无刻不在高效地协调和调节着身体各个系统的运作，以应对瞬息万变且充满不确定性的外部世界。这一过程被称为“稳态（allostasis）”——即大脑主动预测身体的能量需求，并在需求产生前就提前调动资源做好准备。为了实现这种高效的预测性调节，大脑必须持续地建模身体的内部感觉状态，这一过程则被称为“内感受（interoception）”。长期以来，尽管大量动物示踪研究揭示了支持这一功能的广泛解剖连接，但在活体人脑中，特别是对于脑干等深部微小核团，精准描绘这一系统的全貌一直受限于传统3T fMRI的空间分辨率和信噪比。
来自美国东北大学、麻省总医院和达特茅斯学院等的联合团队，利用7T fMRI提供的更高信噪比和空间分辨率，结合新近开发的、经过验证的高精度脑干和间脑核团图谱，对人脑中参与稳态和内感受的7个关键皮层节点和14个皮层下节点进行了系统的功能连接分析。
精准验证与扩展：皮层-皮层下系统的全貌呈现
研究者首先验证了此前在3T fMRI研究中发现的皮层-皮层功能连接，并进一步确认了所有已知的、基于非人灵长类示踪研究的皮层间单突触连接（图2，扩展数据图1，补充表1）。更重要的是，7T fMRI的高分辨率使得对sgACC（膝下前扣带回）和pACC（膝前前扣带回）等易受信号衰减影响的区域，以及与岛叶的相互连接，得到了前所未有的清晰呈现。
对于皮层下节点，研究取得了突破性进展（图4,6，扩展数据图2,3）。通过将功能连接模式与详尽的动物示踪文献进行对比，研究发现：在人类活体中观测到的功能连接，惊人地验证了超过96%的已知皮层下-皮层和皮层下-皮层下解剖学连接（补充表1）。这包括了下丘脑、导水管周围灰质（PAG）、臂旁核（PBN）、孤束核（NTS）等经典的内脏感觉和自主神经调控中枢，以及黑质（SN）、腹侧被盖区（VTA）、蓝斑（LC）等单胺能神经调质系统。
“骨干网络”假说：稳态-内感受系统是大脑信息整合的核心
通过对所有种子点功能连接图进行叠加和聚类分析，研究者发现，构成这一系统的连接“枢纽”（hubs）远不止于经典的岛叶和扣带回，而是广泛分布于默认模式网络（DMN）和凸显网络（SN）的众多核心节点，并延伸至部分躯体运动网络区域（图3,5,7）。值得注意的是，这些连接枢纽中的绝大多数，在脑网络科学中被归类为“富人俱乐部”（rich club）成员——即大脑中连接最为密集、承担着全局信息整合与通信“骨干”作用的核心脑区。这一发现强烈暗示，对身体内部状态的监控和调节，可能并非大脑的“专有功能模块”，而是深深植根于大脑最核心的计算架构之中，为各种心理过程提供着基础性的生理背景。
重塑经典脑区的功能认知
研究结果还挑战了对某些经典脑区的单一功能定义（图4,6）：
- 外侧膝状体（LGN）：传统上被视为视觉通路的中继站，但本研究发现其与aMCC、pACC等多个稳态-内感受节点存在可靠的功能连接，且与PAG、下丘脑等存在已知解剖连接。这为LGN整合内感受信号以调控视觉感知提供了新证据。
- 上丘（SC）：除感觉运动整合外，其与ACC、下丘脑和PAG的强连接，支持其在协调趋近-回避行为及其伴随的内脏反应中的关键作用。
- 海马体：其与下丘脑、PAG等的连接，呼应了其在调控摄食行为和内感受相关奖赏信号中的新角色。
总结与展望
这项研究代表了人类脑图谱绘制领域的一项重大进展，它首次以超高精度在活体人脑中描绘了一个贯穿全脑、高度整合的稳态-内感受系统。其核心贡献在于：
- 提供了高精度的神经解剖学模板：公开的7T fMRI数据和代码为未来研究身心交互、情绪、认知和意识的神经基础提供了关键的工具和参照系。
- 提出了统一的病理机制框架：该系统同时涵盖DMN和SN，而这两个网络的功能异常是抑郁症、焦虑症、精神分裂症、慢性疼痛、神经退行性疾病等多种精神和躯体疾病的共同特征。该系统为理解这些疾病的跨诊断共病（如抑郁与心血管疾病共存）以及内感受异常症状（如焦虑、疲劳、疼痛）提供了一个整合的神经病理学模型。
- 指明了潜在的治疗靶点：该系统内的多个核心节点（如sgACC、PAG）已是深部脑刺激（DBS）或经颅磁刺激（TMS）的靶点。对该系统的整体性理解，有助于优化神经调控策略，以同时改善情绪、认知和躯体症状。
参考文献：
Zhang, J., Chen, D., Srirangarajan, T. et al. Cortical and subcortical mapping of the human allostatic–interoceptive system using 7 Tesla fMRI. Nat Neurosci 28, 2380–2391 (2025).
相关阅读：
- Kleckner, I. R. et al. Evidence for a large-scale brain system supporting allostasis and interoception in humans. Nat. Hum. Behav. 1, 0069 (2017).
- Berntson, G. G. & Khalsa, S. S. Neural circuits of interoception. Trends Neurosci. 44, 17–28 (2021).