對自己說不：自我控制的神經機制

本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點。

歡迎來到

思想問題

在這裡，神經科學、心理學和精神病學領域的頂尖研究人員解釋和討論驅動他們領域的發現和理論。讀者可以加入他們。我們希望您也會加入。

關於支援科學新聞業

如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞業 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保未來能夠繼續講述關於塑造我們當今世界的發現和思想的具有影響力的故事。

做還是不做？我們不斷地問自己這個問題，而我們的答案塑造了我們生活的質量甚至長度。 試著闖黃燈？告訴老闆你對他的新發型真實的想法？在你的配偶和你說話時開啟電視？ 這些快速的、是/否的決定可能會產生持久的後果。然而，雖然最近的許多神經科學研究已經考察了選擇替代行為（採取行動 X 或行動 Y）背後的神經動力學，但很少有研究著眼於當人們決定是否採取或取消他們已經計劃或考慮的特定行為時（即：採取行動 A 還是不採取）大腦是如何運作的。下面回顧的論文正是考慮了這一點。正如評論員 Martha Farah 所描述的那樣，該研究發現，阻止一個經過考慮的行為的能力——取消那種猛踩油門、大聲笑出來或開啟電視的衝動——至少部分取決於大腦皮層的一個區域，這個區域在我們某些人身上比在另一些人身上工作得更好。其影響從實際到哲學。

早在 1980 年代初，我記得我告訴一位聰明、極其自信的哈佛大學哲學家，認知心理學家 Saul Sternberg 的開創性工作，他展示瞭如何透過測量人們在實驗室任務中的反應時間，將心理操作分解為基本組成部分。Sternberg 的方法構成了心理學“認知革命”的大部分方法論基礎，但並沒有給這位複雜性和模糊性的愛好者留下深刻印象；這位哲學家否認，任何像 Sternberg 的實驗室任務那樣簡單的心理過程——決定一個數字是否包含在由數字組成的小“目標集”中——可以幫助我們理解人類的思想。當我讀到最近一篇題為“做還是不做：自我控制的神經特徵”的論文時，我想到了這位老兄，該論文由 Marcel Brass 和 Patrick Haggard 發表在最近的《神經科學雜誌》上。如果讓某人躺在掃描器中決定是否按下按鈕，就能告訴我們一些關於自我控制的資訊，他會怎麼想？我感覺他會得出結論，認知神經科學家和認知心理學家一樣被矇蔽了雙眼。而且，就像我在 1980 年代所做的那樣，我會不同意他的觀點。科學通常透過簡化來取得進步；想想伽利略和他的無摩擦平面。按下還是不按下 Brass 和 Haggard 對自我控制的簡化涉及一個非常簡單的行為（按下按鈕）和一個非常簡單的控制形式（放棄按下按鈕）。在 fMRI 研究的每次試驗中，受試者有三秒鐘的時間來啟動按鈕按下。他們在觀看一個簡單的鐘面（帶有測量經過時間的掃秒針）時決定何時按下。他們被允許在這三秒鐘內的任何時間按下按鈕，但他們被要求記錄下他們決定按下時鐘針的位置。這種方法為 Brass 和 Haggard 提供了一個自願的、由受試者發起的、可以按時間定位的行為，使他們能夠對與行動決定相關的腦活動進行功能性磁共振成像 (fMRI)；也就是說，他們可以專注於記錄在受試者決定按下按鈕時的大腦活動。在一些試驗中，受試者也被要求抑制該行為（即不按下按鈕），在最後一刻阻止自己。Brass 和 Haggard 推測，在這種停止的行為期間進行 fMRI 掃描將揭示，在直接的自願行為試驗和受試者進行自我控制的試驗之間，腦活動存在差異。正如 Haggard 和 Brass 在他們的論文中指出的那樣，這個想法是研究“有意行為的一個重要但被忽視的方面”的神經基礎，即一旦考慮了某個行為，是否執行該行為的簡單決定。在這項研究中，以及 Brass 和 Haggard 引用的先前研究中，自願行為的啟動激活了前額葉皮層的輔助運動區 (SMA)。SMA 與運動計劃有關，在受試者決定按下並確實按下的試驗中被啟用，在受試者決定按下然後阻止自己的試驗中也被啟用。這證實了研究人員的假設，即 SMA 在“執行”和“不執行”試驗中都被徵募，並且都計劃了行動。當然，最大的新聞是發生在自我控制試驗中的事情。與繼續按下按鈕相比，當人們在精神上啟動按鈕按下後阻止自己按下按鈕時，什麼被激活了？停止該行為激活了背側額內側皮層，或 dFMC（也稱為 Brodmann 9 區），它比 SMA 更靠前，以及腦島皮層。作者得出結論，背側內側額葉皮層是抑制訊號的來源，並用兩種不同的相關分析來支援這一論點。首先，他們發現受試者越能啟用這個區域，他就越能抑制最初打算的行為。其次，他們發現，在給定的試驗中，這個額葉區域被啟用得越多，參與執行動作的運動區域被啟用得就越少。那麼，在自我控制試驗中也被啟用的腦島呢？腦島以前與身體的情緒體驗有關。在這種情況下，Brass 和 Haggard 認為，腦島的啟用反映了對最後一刻取消行動所伴隨的挫敗感或“失望感”的內臟感覺。在更高（或至少更靠前）的層面上思考 Brass 和 Haggard 指出，他們的研究中與自我控制相關的區域，即背側額內側皮層，與啟動行為的區域以及抑制對刺激的更自動反應（例如眨眼或對突然運動畏縮）的區域不同。這種差異很重要。考慮一個需要自我控制的範例案例：一個試圖戒掉海洛因習慣的人考慮拿起錢包、穿上外套，然後走到毒販做生意的角落。與這些行為相比，按下按鈕似乎非常簡單且無關緊要。但兩者都是自願的、自我發起的行為；而本研究表明，抑制或決定反對任何一種行為都需要充分啟用背側內側額葉皮層。如果確實需要這種 dFMC 啟用，那麼一個人控制衝動的能力將部分取決於該區域對控制衝動的任何努力的反應或幫助有多麼強大。意義 為什麼瞭解自我控制的神經系統很重要？許多神經精神疾病，從物質依賴到人格障礙再到注意力缺陷障礙，都涉及自我控制障礙。像這項研究這樣的基礎研究最終可能會使人們更好地理解導致這些疾病的系統，以及人們控制我們不太有建設性的衝動（例如說或做一些難聽的事情的衝動）的能力的差異。正如 Brass 和 Haggard 在他們的引言中指出的那樣，“[是否行動的]決定通常具有至關重要的後果。例如，有意打人和實際打人之間存在明顯的區別。” 該研究還觸及了自由意志這個古老的問題。如果大腦中的物理過程導致了我們的行為，那麼怎麼可能有自由意志呢？我們如何才能對自己的行為負責？難道我們不能都以“我的大腦讓我這麼做的”為由辯解嗎？Brass 和 Haggard 的結果並沒有解決這個難題，但它們確實揭示了這個難題的一些重要新特徵。他們的結果闡明瞭大腦控制行為的一個非常重要的方面——在產生做某事的意圖後，能夠阻止自己去做某事的能力，人們可能會稱之為“自由意志的反面”，而不是自由意志。從更廣泛的角度來看，為了協調我們作為自由道德主體的身份和我們作為物理大腦的身份，這項關於一個顯然與“自由意志的反面”相關的區域的發現，使等式的“大腦”一邊變得更有趣和細緻入微。我們的大腦不僅僅“讓我們去做”；它們還擁有專門的系統來阻止我們去做。
Martha J. Farah 是賓夕法尼亞大學認知神經科學中心的主任，她在那裡廣泛研究和撰寫了關於記憶、視覺和執行功能的機制。最近，她一直在研究認知神經科學與“現實世界”之間的介面，特別是社會經濟逆境對大腦發育的影響，以及神經科學中正在出現的社會和倫理問題。