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Inside interoception: The hidden sense of how you feel inside

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TL;DR · AI 摘要

内感受是感知身体内部状态的隐藏感官,研究其机制有助于理解并治疗肥胖、焦虑等疾病。

核心要点

  • 内感受是感知身体内部状态的隐藏感官,如饥饿、心跳等。
  • 意识仅能处理约10到60比特信息/秒,而身体每秒接收约1100万比特信息。
  • 内感受研究因2021年诺贝尔奖和新工具的出现而迅速发展。

结构提纲

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  1. 文章介绍了内感受这一隐藏感官及其对理解身体和大脑信号传递的重要性。

  2. 意识仅能处理约10到60比特信息/秒,而身体每秒接收约1100万比特信息。

  3. 内感受一词由英国神经生理学家查尔斯·谢灵顿于1906年提出,研究在20世纪大部分时间被限制在教科书中。

  4. 2021年诺贝尔奖和新工具的出现使内感受研究迅速发展,对肥胖、焦虑等疾病的治疗有重要意义。

思维导图

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  • 内感受研究
    • 定义与历史
      • 由查尔斯·谢灵顿于1906年提出
      • 20世纪大部分时间被限制在教科书中
    • 研究进展
      • 2021年诺贝尔奖推动研究
      • 新工具使研究迅速发展
    • 应用与意义
      • 对肥胖、焦虑等疾病的治疗有重要意义

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#神经科学#内感受#MIT Technology Review#健康
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感知内部:了解你内心感受的隐藏感官 | MIT Technology Review

生物技术和健康

感知内部:了解你内心感受的隐藏感官

研究人员正在解码信号如何在身体和大脑之间传递,这对我们理解并治疗从肥胖到焦虑的各种疾病具有重要意义。

作者:

  • Katherine W. Isaacs 档案页面

2026年6月12日

Stephanie Arnett/MIT Technology Review | rawpixel

MIT Technology Review 解释:让我们的作者解开科学和技术复杂而混乱的世界,帮助你理解接下来会发生什么。你可以在这里阅读该系列的更多文章。

你的大脑生活在头骨的黑暗空间中。然而,它知道当风吹起你皮肤上的毛发时,当你的内心紧张时,当你的胃因恐惧而紧缩时。

现在,它还在预测你接下来会读到什么,当你的眼睛在这一页上移动时。它接收信号,帮助它理解你周围发生的事情,并为你做好准备,以便在需要时采取行动保护自己。你通常不会意识到你的大脑正在做所有这些事情。

我们的感官以惊人的速度接收信息——每秒大约有1100万比特的信息从我们的皮肤、眼睛、耳朵等涌入。这相当于每秒有近三本平装书的数据量。只有其中的一小部分会到达我们的意识层面。研究人员估计,我们的意识每秒大约能处理10到60比特的信息,大约是你阅读这句话的速度。这意味着意识中的一个比特与数以万计的无意识比特之间的比例约为1:100000。

这是一件好事。纽约大学朗格医学院的神经科学家Moriah Thomason说:“感谢上帝我们是这样构建的。我们意识中可以接触到的有一层。然后还有另一层,就在表面之下。我们只能‘记住’一定数量的信息,以便成功地运作。”

你所意识到的是:当你饿的时候胃发出的咕咕声。在公开演讲之前手掌出汗。如果你注意的话,你刚刚吸的那口气。甚至你的心跳,一些人可以不通过手腕脉搏的感觉从内部感知到。

科学家们有一个词来描述我们如何从内部感知自己:内感受(interoception)。

这个术语由英国神经生理学家Charles Sherrington于1906年创造。在20世纪的大部分时间里,它主要局限于教科书。如今,由于2021年的诺贝尔奖以及能够绘制全身内感受系统的新型工具,对这种能力的研究突然变得非常热门。随着研究人员解码信号如何在身体和大脑之间传递,一幅更清晰的图景正在逐渐形成,这对我们理解并治疗从肥胖到慢性疼痛到焦虑的各种疾病具有重要意义。

这一领域在20世纪90年代开始迅速发展。1994年,神经学家安东尼奥·达马西奥出版了一本标题颇具冲击力的书:《笛卡尔的错误》。他挑战了历史上将思维与情感分离的观点,认为我们选择和行动的能力是由情感驱动的,而这些情感又受到身体信号的影响,比如胃部紧缩或皮肤变得潮湿。当我们失去情感与思维之间的联系,就像达马西奥的一位患者在脑瘤手术后所经历的那样,我们可能仍然能够以完美的逻辑分析周二或周三出行的利弊。但如果没有那些帮助我们预测选择会带来什么感觉的情感信号,我们的理性就会陷入反复的循环,无法做出决定。

达马西奥的同时代人、神经科学家布德·克雷格一生都在问一个问题:你感觉如何?他绘制了大脑如何构建身体的内部地图,并在你生命中的每一刻实时更新这张地图。

想象一下《星际迷航》中“进取号”飞船上的舰桥,那里有一张实时显示飞船关键系统状态的动态地图:氧气水平、能源供应、船体完整性、护盾强度。另一组指示器则感知飞船外部的情况:小行星带、敌舰、辐射、生命迹象以及尚未理解的空间异常。

你的大脑,大约只有你双手合拢的大小,却能为你的整个身体创建一张类似的内部地图,同时还能根据通过你五种感官不断传入的数据,创建一张外部世界的地图。这两张地图共同构成了你大脑中关于你在世界中的工作模型,包括你现在所处的位置、你是谁、你对即将发生的事情的预期(基于你所知道的一切),以及这一切对你意味着什么。

当有人问“你怎么样?”时,我们会参考这些地图,然后汇报我们的状态。我们可能会说我们感到快乐、疲惫、焦虑或充满活力。这些感觉总是情感和身体感觉交织在一起的。它们是你内部感知导航系统在你从内部感知自己时,向你意识中呈现的内容。

随着我们成长,我们学会了如何解读这些感觉的含义——这些解读反过来又可以改变我们的生理状态、情绪和行为。心理学家阿莉亚·克鲁姆的研究表明,那些持有“压力是有益的”心态的人,比持有“压力是破坏性的”心态的人分泌更多的生长激素。他们还体验到更多积极的情绪和更大的认知灵活性。

语言也起着重要作用。我们学会了描述自己情感质地的词汇——这些词汇反过来又塑造了我们的感受和行为。心理学家马克·布拉克特将“情感颗粒度”定义为区分密切相关情感的能力,那些在情感颗粒度方面较低的人在压力下更容易冲动行事,并且更难在困难经历中找到意义。但心态和情感智力是可以改变的。我们可以学到“焦虑”与“恐惧”是不同的,甚至可以重新诠释我们身体感觉的含义。我们不必把胃里的蝴蝶感觉看作烦人的,而是可以欢迎它们,因为这是我们的身体在为我们准备巅峰表现的方式。

科学家们早已认识到,这些身体体验所依赖的内感受信息是通过两个主要系统传递的:神经和体液(血液和淋巴)。如今,他们正在积极研究第三个系统——“间隙组织”(interstitium),这是一个遍布全身结缔组织中的充满液体的空间网络,可能在身体的通信中也扮演着重要角色。

但直到最近,科学界对这一内感受系统的理解还像是一份高层次的示意图,缺少了关键的细节——信息是如何从外部环境传入身体的,又是如何从身体传递到大脑的,以及大脑是如何整合和解释这些信息的。现在,研究人员正竞相探索神经科学家 Catherine Tallon-Baudry 所称的这一“意识的新大陆”。

漫游的高速公路

目前最活跃的研究领域之一是迷走神经,它是副交感神经系统的主要组成部分,是一条信息高速公路,负责将来自内脏的信息传递到大脑,再将信息从大脑传回身体。迷走神经已经成为明星神经,频繁出现在健康播客和创伤治疗中。“调节你的迷走神经。”“激活你的副交感神经系统。”这些语言暗示着一个可以被直接针对的目标,就像一块肌肉。但哈佛医学院的 Steve Liberles 发现,现实情况远比这有趣得多。

Liberles 的职业生涯大部分时间都致力于绘制他称之为“我们最大、最长神经的广阔未知领域”的地图。他说话的方式与他的工作方式一样,有条不紊,不夸大其词。但驱动他提出的问题却非常宏大:我们是如何感知身体内部状态的?哪些信息通过哪些通道流动?大脑又是如何决定如何处理这些信息的?

“当我紧张地在一千人面前演讲时,”他说,“我的心可能会加速跳动。我可能会感到胃里有蝴蝶在飞。我可能会皮肤起鸡皮疙瘩。”我们都明白他在说什么。

“这很奇怪,”他沉思道,“你的大脑必须向肠道发送一个信号,然后再从肠道返回大脑,才能告诉你你感到紧张?”他停顿了一下。“这仅仅表明,大脑和身体之间存在一种真实而亲密的连接。”

迷走神经通常被称为镇静神经,因为它控制着“休息与消化”功能,这些功能在交感神经系统激发我们“战斗或逃跑”反应以应对危险或压力后,使我们的身体平静下来。

但它还做着另一件事:它在倾听我们身体内部的声音。解剖学家们已经知道一个多世纪以来,大约 80% 的迷走神经纤维将信息从身体传向大脑。把它想象成一条双向高速公路,但北上的车流远远多于南下的。科学家们才刚刚开始详细理解这些信号到底在传递什么信息。

Liberles 正以分子级别的精确度解码迷走神经,并发现其信息传递系统出人意料地多样。到目前为止,他的研究已经发现了数十种类型的迷走神经细胞,每种细胞都连接到特定的器官。红色团队传递有关心脏的信息;蓝色团队传递有关肠道的信息。

在这些团队中,每个信使都有一个独特的职责,与其他队友的工作不同。Liberles 在肺部发现了 10 种不同类型。在此之前,人们只在 1868 年识别出一种肺部反射。一种神经信使传递有关呼吸频率的信息;另一种传递肺部扩张的信息;还有一种传递有关气道威胁的信息,例如食物误入气管。

“想到每个神经元在做什么,真是太令人激动了,”去年秋天我们交谈时,他告诉我,平静中透出一丝激情,“它在身体的哪个部位?它在感知什么?它在控制什么?”

细胞之门

Liberles 正在绘制迷走神经的信息高速公路。但高速公路需要入口匝道,让信号进入。多年来,神经生物学最大的谜团之一,就是我们触觉感官的分子入口匝道。

在我们身体的某个地方,某种东西正在将物理力转化为神经系统能够理解的电信号。但没有人知道具体是如何实现的。

解决这个谜题需要一位科学家愿意在数据无法指引方向时,信任自己的直觉。

Ardem Patapoutian 在黎巴嫩长大,18岁时逃离了该国的内战,最终抵达洛杉矶。在加州大学洛杉矶分校爱上科学之前,他曾经送过披萨,还为当地报纸写过星座运势。

20世纪90年代,他在旧金山加州大学担任博士后期间,对我们的触觉感官产生了浓厚兴趣——这是五大主要感官中最后一个尚未在分子层面被理解的感官。Liberles 的迷走神经元传递到大脑的肺扩张信号?没人知道这个信号是如何开始的。

“你如何感受到亲人的拥抱?你的手指又是如何区分不同质地的头发?”Patapoutian 在他2021年诺贝尔奖演讲中邀请我们思考这些问题。问题在于:大多数细胞通信是通过化学反应进行的。但机械力没有可供结合的分子。身体是如何将物理压力转化为神经元所使用的电化学语言的?

科学家们知道,答案一定是一种离子通道——一种嵌入细胞膜中的蛋白质门,它会打开,让带电粒子进入细胞。但追踪负责触觉的离子通道却证明异常困难。离子通道的大小只有细胞的百万分之一,普通显微镜无法看到它们。更糟糕的是,它们彼此之间看起来并不相似。你无法通过它们的形状或氨基酸序列来识别它们。即使你面前就有一个,也没有任何线索能告诉你它存在。

现在在 Scripps 工作的 Patapoutian 决定尝试一种不寻常的方法。他试图寻找对触觉敏感的细胞,并逐一破坏它们的内部基因蓝图,寻找使细胞失去感觉的基因。这种方法既繁琐又昂贵,可能还是死胡同。“很多人当时嘲笑我们,”他说。

两年后,Patapoutian 的合作者 Bertrand Coste 已经用掉了一半的博士后时间,却没有任何成果。Patapoutian 说:“再试30个基因,然后我们再决定是否继续。”

Patapoutian 告诉我,支撑他们继续下去的是有根据的直觉。“随着你经验的增加,你会逐渐明白什么会起作用,什么不会起作用。有时候,数据无法回答何时该停止或何时该继续的问题。必须有另一种过程。如果你开始信任它,它就会给你继续前进的途径。”

Coste 拆除了第72个候选基因。细胞完全失去了感觉。

他们找到了它——某种你每天都能感受到的东西背后的机制。

他们将发现的这种蛋白质命名为 PIEZO,源自希腊语“piezi”,意为“压力”。PIEZO 有两种变体,分别是 PIEZO1 和 PIEZO2,每种负责感知身体中不同类型的压强。它们的设计非常精妙——超过 2,500 个氨基酸折叠成一种三叶螺旋桨形状的门,嵌入在细胞膜中。当压力拉伸膜时,门会打开,带电的离子迅速涌入,将物理压力转化为大脑可以理解的电信号——这一切都在千分之一秒内完成。

Patapoutian 将科学发现称为一种在现实中依然存在的梦想。他因发现 PIEZO 蛋白而荣获 2021 年诺贝尔医学奖,并与加州大学旧金山分校的 David Julius 共享这一荣誉,后者则因研究细胞如何感知温度而获奖。如今,研究人员在许多地方都发现了 PIEZO 蛋白——皮肤、器官、血管,甚至红细胞中,它们帮助红细胞通过狭窄的毛细血管。它们是你的大脑在不看的情况下知道你的手在哪里的原因,这种感觉被称为本体感觉。它们也存在于植物中,使植物的根在向下生长时能够感知压力。

PIEZO 只是开始。在获得美国国家卫生研究院(NIH)提供的 1,450 万美元资助后,Patapoutian 和他的合作者们现在正在绘制人体整个内感受系统(interoceptive system)的图谱。他说,他要尽可能多地发现各种内部感觉。

Patapoutian 将他的发现转化为一种独特的公众传播方式。在科学会议上,他有时会在演讲中途卷起袖子,露出手臂上一半被墨水覆盖的纹身——一个巨大而精美解剖细节的 PIEZO 蛋白,其叶片延伸至他的肱二头肌上。然后他弯曲手臂,纹身也随之弯曲,结构的变化与真实蛋白在压力下打开门时的弯曲方式完全一致。

“在酒吧或聚会上,”他微笑着解释道,“我还能用什么方式来展示这个美丽的结构呢?”

协调领域发展

Steve Liberles 正在绘制一条主要的内感受高速公路。Ardem Patapoutian 发现了触觉的门。与此同时,美国国家卫生研究院的 Wen Chen 正在将整个领域整合在一起,将神经科学家、免疫学家、生理学家和临床医生聚集在同一房间。她说,需求非常巨大。

几年前,她在一次与 NIH 同事的晚宴上测试了她的观点。你现在感到饿——那就是内感受。你现在感到口渴——那就是内感受。当她环顾四周时,大家纷纷点头表示认同。

“我们不能只关注大脑或只关注身体,”她对我说,“我们需要从整体上看待整个人。”

2018 年,她组织了一场关于内感受的研讨会,Liberles 是受邀人之一,还有冥想和瑜伽的研究者和实践者也参加了。“这并不是他们的兴趣所在,”她笑着回忆道,当时一些研究人员看起来有些不自在。但实践者们则非常兴奋,终于遇到了研究他们所做之事内在机制的科学家。

随后,NIH 举办了一系列关于内感受的研讨会,涵盖从基础科学到临床实践的各种主题。Patapoutian 是第一次研讨会的主旨发言人。

NIH 开始资助科学家绘制内感受的神经回路,并召集他们一起讨论研究发现。在一次会议进行到一半时,设备突然故障了一个小时。超过 1,000 人仍然在线等待设备恢复。

“我们对参与人数感到震惊,”她说,“参与的兴趣远超我们的想象。”

陈现在正在建设与需求相匹配的基础设施:一个正式的社区、资金机制,以及一个让心脏病专家、神经科学家和临床医生都能找到彼此的平台。同时,她也在重新定义这一领域;内感受并非是从身体到大脑的单向信号,而是一个持续的双向沟通系统,每个方向都在实时地相互塑造。10

利伯勒斯在舞台上表现出的紧张情绪正是这种双向循环的体现。他快速跳动的心脏和胃部的紧张感发出信号,传递到大脑,大脑将这些信号解释为:这是焦虑,以及应对焦虑的方法。他的行为又产生新的信号,大脑根据对接下来可能发生事情的持续预测来解读这些信号。在身体与大脑的沟通循环中,每个参与者都在不断更新对方。

我问温,她关于内感受的研究对另一种内在感知——直觉,意味着什么。“人们常说‘直觉’,”我说,“这和内感受有什么关系?”

“直觉可能是内感受从无意识处理过渡到有意识觉察的桥梁,”她回答,“如果这是真的,那么直觉并不是魔法,而是生理现象。”

但这也取决于我们如何解读这些信号。直觉就像疼痛一样,它告诉你一些事情,但并不总是明确是什么。“也许我们可以将直觉视为数据的来源,”她说,“有意义,但可能并不完整。”

“也许我们可以立足于两者——既基于感觉,也基于事实。”

这引出了一个更个人的问题:你如何处理身体发送给你的信号?

探索的一个途径是治疗干预,包括药物和神经刺激。迷走神经刺激已经用于治疗癫痫和抑郁症已有四十年之久,但正如利伯勒斯所说,这就像在钢琴上按下所有键来弹奏一个音符。像奥美格鲁(Ozempic)这样的减肥药物部分通过迷走神经通路起作用,但可能会引起恶心作为副作用,因为目标定位不够精确。如果能够足够准确地绘制身体的回路,你可能会击中真正想要的那个音符。

另一个活跃的研究领域是心理和行为层面,即教会人们如何检测甚至塑造内感受信号。低内感受意识与心理健康障碍和与压力相关的身体状况有关。11 但就像情绪智力一样,它并不是固定的。研究人员发现,人们可以通过学习从内部感知自己的心跳来提高身体意识,现在这已成为衡量内感受意识的常见指标。12 其他干预措施则专注于基于身体的疗法和有意识地激活副交感神经“休息与消化”系统,以改善情绪和身体健康。安慰剂效应是另一个例子,即仅凭预期,大脑就可以影响身体。

我们过去曾将这些信号视为模糊的感觉——在你意识到原因之前,胃部紧缩;在你的思维跟上之前,身体已经说“是”或“否”——这些感觉是真实的。我们如何解读它们,以及我们是否采取行动,是另一个前沿领域。

很明显,直觉在科学研究中起着一定作用,尤其是在前方道路模糊不清的时候。Patapoutian 的有根据的直觉使他和同事们坚持下去,最终发现了 PIEZO,这提醒我们,许多重大发现往往始于一个后来被证据检验的直觉。Chen 的话说得很好:也许我们可以在情感和事实之间找到平衡。

Katherine W. Isaacs 是麻省理工学院斯隆管理学院的一名作家和高级讲师。她的教学和研究重点是心理学、技术和创新的交汇点。她最初接受的是生物学家的训练,后来成为社会心理学家,目前正在撰写一本名为《Gut Feel》的书,探讨直觉、内感受和具身决策。

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插图由 Rose Wong 提供

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