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岛叶皮层

岛叶皮层(英文:Insular Cortex, Insula),亦称脑岛,是埋藏于大脑外侧沟深部、被额叶、顶叶和颞叶的皮层所覆盖的一个脑叶。传统上它曾被视为“沉默区域”,近二三十年的研究发现,它是集内感受、感觉整合、自我意识、情绪和认知功能于一体的高级整合中心,被誉为“意识的物质基础”和“身体状态在脑内的映射区”。

解剖与分区

  • 位置: 位于外侧沟深部,需拨开覆盖的额叶、顶叶和颞叶皮层(岛盖)方能显露,形似一个倒置的锥体。

  • 细胞构筑与分区: 岛叶由前向后呈现出从颗粒皮层无颗粒皮层的渐进变化,据此可分为:

    1. 前部岛叶: 主要包括无颗粒皮层少颗粒皮层,与情绪、动机、嗅觉、味觉及认知控制密切相关。可进一步分为前腹侧(情感)和前背侧(认知)亚区。

    2. 后部岛叶: 主要为颗粒皮层,是接收和整合来自丘脑身体感觉、痛觉、温度觉及前庭觉信号的主要区域,构成初级内感受皮层

连接

岛叶拥有极其广泛的双向连接,是其发挥整合功能的基础:

  • 输入

    • 内感受信号: 来自脑干孤束核、臂旁核(内脏感觉、味觉)及脊髓丘脑束(痛温觉)的信息,经丘脑中继后主要投射至后岛叶

    • 身体感觉信号: 来自初级和次级躯体感觉皮层

    • 边缘系统与情绪信息: 来自杏仁核、前扣带回、眶额皮层

    • 高级认知信息: 来自前额叶皮层、前扣带回皮层、颞叶

  • 输出

    • 广泛投射至杏仁核、纹状体、前扣带回、眶额皮层、前额叶等,从而影响情绪、决策、动机和自主神经反应

功能

岛叶的功能是多层次、综合性的,其核心在于将身体感觉状态转化为有意识的情感体验和主观感受

  1. 内感受与身体感觉的整合

    • 内感受首要皮层代表区。它持续接收并整合来自身体各器官(心、肺、胃、肠等)的生理状态信号(如心率、呼吸、饥饿、尿意、内脏感觉),形成“内感受意识”,即对身体内部状态的有意识感知。这是自我意识的生理基础。

  2. 情绪处理与主观体验的产生

    • 通过整合内感受信号与来自杏仁核的情绪信息,岛叶为基本情绪(如恐惧、愤怒、厌恶、快乐)和复杂情感(如共情、爱、信任、道德情感)赋予主观感受和身体感觉维度。例如,感到“恶心”时,岛叶会整合内脏不适感与情绪。

    • 前部岛叶的活动强度与主观情绪体验的强度高度相关。

  3. 感觉-情感整合

    • 味觉与嗅觉: 初级味觉皮层位于岛叶前部及岛盖,它将味觉与情感价值整合,产生“好吃”或“难吃”的体验。

    • 痛觉与温度觉: 后岛叶参与痛温觉的感知,前岛叶则编码其不愉快的情感成分和主观强度。

    • 性高潮、痒觉、音乐引发的“寒颤” 等复杂身体-情感体验都强烈激活岛叶。

  4. 认知与意识功能

    • 自我意识与身体所有权: 对身体状态的映射是形成“我”的感觉(本体感觉)的关键。

    • 决策与风险感知: 在不确定决策(如爱荷华赌博任务)中,岛叶可能编码对身体风险信号的感知(“直觉”或“预感”)。

    • 时间感知: 参与主观时间体验的形成。

    • 注意力: 特别是对内部身体状态的注意力分配。

    • 语言与言语: 作为布洛卡区的延伸部分,参与言语的运动计划和自我监控。

  5. 自主神经调控

    • 岛叶通过下行投射影响下丘脑和脑干自主神经核团,调节心率、血压、呼吸、胃肠活动等,是联系心理状态与生理反应的重要桥梁。

临床意义

岛叶功能障碍与多种神经精神疾病密切相关:

  • 成瘾: 在药物渴求、戒断症状和复吸中,岛叶对内感受渴求信号的加工起核心作用。岛叶损伤的吸烟者可能“忘记”吸烟的渴望。

  • 焦虑症与惊恐障碍: 对内部生理信号(如心跳)的过度敏感和错误解读(“内感受灾难化”)是核心病理,与岛叶和前扣带回过度活跃相关。

  • 抑郁症: 常伴有内感受意识增强(过度关注身体不适)或钝化(快感缺失),与岛叶功能异常相关。

  • 进食障碍: 对饥饿、饱胀信号及身体形象感知的扭曲。

  • 功能性躯体症状障碍/躯体形式障碍: 无法解释的身体症状可能与岛叶对内感受信号的异常整合有关。

  • 精神分裂症: 自我意识障碍、幻听(可能源于对内部言语的错误归因)与岛叶功能紊乱有关。

  • 脑卒中后遗症: 岛叶梗死可导致感觉性失语味觉障碍痛觉缺失心脏自主神经功能紊乱

  • 癫痫: 岛叶癫痫可产生复杂的内脏感觉先兆和情绪体验。

研究方法

  • 神经影像学: fMRI是研究人脑岛叶功能最主要的手段,通过观察其在情绪、内感受、决策等任务中的激活模式。

  • 电生理与脑刺激: 术中电刺激岛叶可诱发内脏感觉、味觉幻觉或情绪变化。

  • 脑损伤研究: 研究岛叶病变患者的行为、情绪和认知缺陷。

  • 动物研究: 通过光遗传学、化学遗传学等技术探究岛叶特定亚区的因果性功能。

参考文献

  1. Craig, A. D. (2009). How do you feel — now? The anterior insula and human awareness. Nature Reviews Neuroscience, 10(1), 59-70.

  2. Namkung, H., Kim, S. H., & Sawa, A. (2017). The insula: an underestimated brain area in clinical neuroscience, psychiatry, and neurology. Trends in Neurosciences, 40(4), 200-207.

  3. Singer, T., Critchley, H. D., & Preuschoff, K. (2009). A common role of insula in feelings, empathy and uncertainty. Trends in Cognitive Sciences, 13(8), 334-340.

  4. Uddin, L. Q., Nomi, J. S., Hébert-Seropian, B., Ghaziri, J., & Boucher, O. (2017). Structure and function of the human insula. Journal of Clinical Neurophysiology, 34(4), 300-306.

  5. Naqvi, N. H., & Bechara, A. (2010). The insula and drug addiction: an interoceptive view of pleasure, urges, and decision-making. Brain Structure and Function, 214(5-6), 435-450.


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