當人什麼都不做的時候，大腦在做什麼？

12-31

本題來自知乎圓桌 ? 認知解碼，更多認知科學相關的話題歡迎關注討論。

看到這個問題，普通讀者的第一反應會是：人都在休息了，那麼大腦肯定也在休息唄。二十一世紀以前的科學家們多數也是這麼認為的。當時對大腦的功能存在兩個觀點，一種是大腦是反應性的（reflexive），大腦活動是對內外界環境的即時需求做出的反應（即大腦沒有任務的時候就在休息）；另一種觀點認為大腦的活動是內在的、固有的（intrinsic），包括保持信息以對信息做出解釋和反應，及預測環境的需求（即大腦從不休息）。

然而隨著神經成像技術的進步，第二種觀點成為了目前的主流。正電子發射斷層掃描（PET）和功能性核磁共振成像（fMRI）技術的發展可以讓我們觀察到大腦在不同狀態下的新陳代謝水平和腦血流量的變化（這兩個指標與能量消耗有關）。結果發現，大腦雖然只佔體重的2%，卻要消耗20%的能量，而且由於環境需要引起的能量消耗只佔其中的5%。即在無外界刺激的條件下，大腦仍要消耗大量能量（Raichle, 2006）。

從神經生理的角度上說，約有60%到80%的大腦能量消耗用於神經元及相關細胞之間的信息傳遞，神經元間的信號傳遞主要是在突觸中完成的，然而有研究表明，在大腦中僅有10%的突觸用來處理來自外部世界信息。這一結果進一步印證了大腦能量消耗的主要來源不是由外界刺激引起的。

那麼這些能量都用到哪裡去了呢？關於大腦的內在活動的研究仍在進行當中，目前可以推斷的是其中一大部分的能量用在維持功能相似的腦區之間的信息傳遞。下面是相關的研究結果。

1、fMRI研究發現，大腦中存在一個默認狀態網路（default mode network, DMN），這個網路在休息狀態下是持續激活的，但是在任務狀態下它的活性卻比休息狀態下低。Raichle（2001）認為這個網路當中的扣帶後回和楔前葉持續性的收集我們身邊的信息，但是當需要完成任務的時候，這種廣泛的信息收集就被消減了。這兩個腦區接收到信息需要在內側前額皮層中接受評估以確定這些信息的重要性，所以內側前額皮層在休息狀態也是激活的。也就是說，人們即使是在「無任務狀態（靜息態）」時，大腦也會隨時接受並評估周圍的信息，以及時面對即將到來的危險（具有進化意義）。

2、通過功能連接性研究發現（fMRI研究的一種分析方法：通過腦區之間的活性變化的相關性來衡量這些腦區是否能構成一個功能相似網路，見下圖B，C。圖片來自Raichle，2011），除了DMN之外，靜息態大腦中還存在一些其它功能相關的腦區組成的腦網路（見下圖D）。且這些腦網路與相關任務狀態下激活的腦網路是一致的。這一結果表明靜息態的腦功能連接也許能幫助人們在任務狀態下更好的完成任務，靜息態的這種大腦活動模式可能是一種準備狀態。

3、上述這些腦區網路甚至在無意識狀態下（麻醉狀態和睡眠早期）也是存在的，這也從側面證明了這一內在活動與潛意識、白日夢無關。

4、這些腦區網路內的連接性強弱與經驗、年齡以及疾病有關。相關經驗甚至是行為表現都與相應的腦區網路的連接強度成正相關，Di（2012）研究發現專業羽毛球運動員靜息態的小腦功能連接和額-頂控制網路功能連接比普通人強，這與運動員平衡能力和手眼協調能力的增強有關。另外大腦的功能連接性隨著個體進入老年期而下降，且DMN連接異常被證實是老年痴呆症的主要特徵之一。

5、Finn (2015)的研究非常炫酷，該研究發現雖然人類的大腦網路是大致相同的，但是個體的大腦激活模式中有部分是特異於其他人的。這一特異性甚至可以當作「指紋」來用。該研究的數據來自與人類大腦連接組計劃（the Human Connectome Project），這份數據中有126個被試的2次靜息態（R1，R2）以及4個不同任務態（WM，工作記憶；Mt，運動任務；Lg，語言任務；Em，情緒任務）下的大腦功能連接性數據（下圖a）。該研究結果是：給予計算機任一狀態下單個被試大腦的功能連接性矩陣，計算機都可以在其它狀態下的矩陣資料庫中找出這個被試（準確率在54%到94%之間，R1中找R2或者R2中找R1準確率最高）。除此之外，該研究還發現大腦連接狀態還與個體的認知行為表現甚至流體智力有關。

總結：即使人在什麼都不做的情況下，大腦也沒有在休息，大腦中的功能網路仍然保持著它們固有的功能連接性並消耗了大量的能量，且功能連接性的強弱與個體的認知行為表現有關。可以預見的是，通過足夠的訓練可以改變大腦網路的功能連接性。

參考文獻：

Di, X, Zhu, S, Jin, H, Wang, P, Ye, Z, Zhou, K, Zhuo, Y, Rao, H. (2012). Altered
resting brain function and structure in professional badminton players. Brain
Connect, 2(4), 225-233. doi: 10.1089/brain.2011.0050
Finn, ES, Shen, X, Scheinost, D, Rosenberg, MD, Huang, J, Chun,
MM, ... Constable, RT. (2015). Functional connectome fingerprinting:
identifying individuals using patterns of brain connectivity. Nature neuroscience.
Raichle, ME, MacLeod, AM, Snyder, AZ, Powers, WJ, Gusnard,
DA, Shulman, GL. (2001). A default mode of brain function. Proc
Natl Acad Sci U S A, 98(2), 676-682.
Raichle, ME.(2006). The brain"s dark energy. SCIENCE-NEW YORK THEN WASHINGTON-, 314(5803), 1249.
Raichle, ME. (2011). The restless brain. Brain Connect, 1(1), 3-12. doi:
10.1089/brain.2011.0019

我的腦子裡必須給自己構建一個故事，演到我睡著了為止

「360安全衛士啟動後台病毒查殺功能」

「迅雷閑時下載開啟」

「百度網盤繼續偷偷上傳數據」

「QQ閃個不停」

——最後這一切都被夜色一般的屏幕保護程序所覆蓋，然後睡眠

這個肉身好挫啊，媽蛋

大腦在說這個呆逼又開始發獃了…

當電腦什麼都不幹的時候，操作系統都在幹什麼

還有就是，你的一些暫時想不出來的問題其實在你做其他事的時候大腦仍然在收集信息並且處理，但是你不知道，所以有些事情你過段時間再想就想通或者得到答案了。

當你呆著不動的時候，大腦在處理視覺信息，聽覺信息，與觸覺信息等等各種感官反饋並進行處理與整合，同時還在控制你的呼吸以及部分肌肉的縮張（例如為防止你大便失禁而控制你的括約肌收縮），調節你身體內各激素水平，額葉部分還在進行思考與認知，腦中發出著固定頻率的電流讓你感受到時間的流逝，大腦還會對你所待的地方進行建模，使你知道自己所處的空間位置，並將位置與視覺和前庭提供的平衡信息進行比對與處理整合。

總之，你的大腦永遠在努力的工作，不管你在做什麼。

突然想起來流傳已久的一個故事。

人睡覺的時候突然一抖是因為你的大腦在試探你死了沒有。

大腦在想大腦在想什麼，啊，我在想大腦在想什麼，啊，我在想「我在想大腦在想什麼」哎？無限循環？啊，我在想「無限循環？」

回憶以前

幻想以後

題主睡覺前。

大腦: 好無聊啊，等肉身休息好了上知乎提個問題。

在忙完一天後身體的機能在運作後會有不協調的地方也有因白天運動後磨損的所以為保持整體的協調大腦會在夜晚身體的大部分處在休息的時候調整身體

當你什麼都不做時你在想什麼 yy？還是回憶過去？反正你的大腦不會和你一樣什麼都不做的

想著撩妹呀

啊累死爹了我TM剛才在忙些啥……

眼睛好疼腰好酸……身體重要身體重要不應該那麼賣命的！那麼賣命幹啥了來著？

啊呀不要在乎這些細節，要對自己好一點……

坐那麼久了屁股是不是又大了……趕緊起來不然腿又粗了……可是好累(lǎn)啊還是不要動了……

煩死了這些天這麼多p事！

啊！我是不是忘記了什麼！說好了要幹嗎來著？是不是已經晚了！……哦沒有，我已經洗了衣服、交了稿子、應她們要求建好微信群了，沒人會再催我什麼了………還有論文！還好deadline還沒到……啊論文！煩的要死！要死啊那麼多字！這算論文還是書評啊？要讀完書寫的……就算書評吧。等等，還是叫讀書報告吧……啊呀書還沒讀怎麼辦！

要不抄一下網上的吧hhh……啊呀我是傻還是傻啊！老師都說他會檢查是不是抄襲的了！咦沒準兒他只是說一下？啊還是算了吧！我這麼乖巧善良品學兼優的好學生……哈哈哈主要是我太帥了！看我用顏值秒殺論文！……擦已經十點半了！我竟然還在這兒寫這個破玩意！媽的趕緊的啊看書去！唉好累！我真的真心的心累！要不休息一下？要對自己好一點！對對對，我還是靜靜地呆一會兒好了，剛才真是太辛苦了……唉坐這麼久屁股會不會大腿會不會粗……誒？剛才幹啥了來著？誒我是不是忘了什麼事？…………

發獃

很想來回答一下這個問題

因為..我是發獃愛好者

不知道從哪裡開始講，想到哪裡就走到哪裡吧，僅供參考，個人經歷

我小時候很多情況下都是一個人度過的，發獃是我小時候重要娛樂活動之一

進入發獃的狀態可以再任何情況下發生，當然在輕鬆的環境里會更容易進入一些

發獃的狀態經常出現瞳孔失焦，可以看一片葉子入迷，可以盯著地上的一塊石頭入迷，也可以盯著天上雲朵的流動而入迷

至於在想什麼，一部分是

好想變成它，如果變成它就是什麼樣子

或者

為什麼，為什麼，為什麼之類

當然所有的疑問都是在一種極度舒適的狀態下去進行的，也許想不出來，也許在腦海里想像了一波

當然越長大就越難進入這種狀態，畢竟忙得沒時間再去考慮這些問題

回憶過去 or 想像未來