人在極為緊張焦慮時(shí)，身體會不自覺地心跳加速，血壓升高，呼吸短促。這時(shí)候，往往還可能做出一些糟糕的決定。

最近，一項(xiàng)發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》（PNAS）的研究揭示了心跳加快影響大腦判斷的神經(jīng)機(jī)制。美國西奈山伊坎醫(yī)學(xué)院（Icahn School of Medicine at Mount Sinai）的研究人員通過分析獼猴的神經(jīng)活動(dòng)發(fā)現(xiàn)，大腦中專門監(jiān)測心率、呼吸等身體基本狀態(tài)的神經(jīng)元，竟會“劫持”大腦制定決策的過程。

科學(xué)家們把心跳加速、血壓升高等一系列警覺狀態(tài)統(tǒng)稱為身體的喚醒（arousal）。通常來說，一定程度的喚醒——比如來杯咖啡，有助于提升做決策的表現(xiàn)。

研究人員曾給三只獼猴做過實(shí)驗(yàn)，讓它們在兩個(gè)選項(xiàng)中做決定，分別會得到不同量的果汁。不出所料，猴子們的選擇總是為了獲得更多的果汁。從它們所花的時(shí)間來看，一般心跳較快的時(shí)候，做決定的速度也更快。

▲實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練猴子在兩個(gè)圖案中做選擇，它們總是會選對應(yīng)獎(jiǎng)勵(lì)更大的那個(gè)圖案，做出決定所花的時(shí)間與心跳速度有關(guān)（圖片來源：參考資料[1]）

在猴子做決策的同時(shí)，研究人員還分析了它們的大腦活動(dòng)，在兩個(gè)負(fù)責(zé)決策的腦區(qū)——眶額葉皮層（OFC）和背側(cè)前扣帶回（dACC）記錄了神經(jīng)元的電活動(dòng)。他們發(fā)現(xiàn)，雖然兩個(gè)腦區(qū)的大部分神經(jīng)元主要參與決策過程，其活動(dòng)狀態(tài)與做出的決定將獲得什么回報(bào)有關(guān)系，但在大腦的這兩個(gè)決策中樞，還有大約1/6的神經(jīng)元與心率波動(dòng)相關(guān)。也就是說，當(dāng)動(dòng)物心跳加速或減慢時(shí)，這些神經(jīng)細(xì)胞的活動(dòng)也會隨之改變。

然而，心跳加快并不是一定有助于大腦做決策，當(dāng)心跳極快——身體處于高度喚醒的狀態(tài)時(shí)，會增加大腦判斷變慢或做出錯(cuò)誤決策的機(jī)會。

為了確認(rèn)高度喚醒狀態(tài)時(shí)會發(fā)生什么，研究人員又開展了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。他們通過外科手術(shù)關(guān)閉了猴子大腦的情緒中樞杏仁核，導(dǎo)致猴子的心率每分鐘增加15次。在心跳更快的狀態(tài)下，猴子在兩個(gè)選項(xiàng)中做決定的速度反而變慢了。

進(jìn)一步觀察它們的大腦神經(jīng)活動(dòng)，研究人員發(fā)現(xiàn)，高度喚醒狀態(tài)似乎還改變了神經(jīng)元在決策過程中扮演的角色。在兩個(gè)決策腦區(qū)，負(fù)責(zé)決策的神經(jīng)元都變少了，而監(jiān)測身體內(nèi)部狀態(tài)的神經(jīng)元數(shù)量略有上升。

▲大腦決策中心的神經(jīng)活動(dòng)示意圖：負(fù)責(zé)“價(jià)值”和“方向”決策的神經(jīng)元，受到監(jiān)測“心跳”等身體狀態(tài)的神經(jīng)元的影響（圖片來源：參考資料[2]；Credit: Rudebeck lab, Mount Sinai, N.Y.）

這一變化意味著，在諸如焦慮、成癮或某些精神疾病的情況下，高度喚醒的身體狀態(tài)會“劫持”大腦中的決策回路，影響大腦的高級功能。

注：原文有刪減

參考資料：

[1] Atsushi Fujimoto et al., (2021) Interaction between decision-making and interoceptive representations of bodily arousal in frontal cortex PNAS Doi: https://doi.org/10.1073/pnas.2014781118

[2] Study Shows How a Racing Heart May Alter Decision-Making Brain Circuits. Retrieved Sep. 1, 2021 from https://www.mountsinai.org/about/newsroom/2021/study-shows-how-a-racing-heart-may-alter-decision-making-brain-circuits