科学好故事｜窥探大脑内部：我们是如何产生情绪和欲望的(2)

神经科学家希望能够了解大脑的编码语言。一般来说，传统的做法是研究大脑的细胞网络如何对感觉信息做出反应，以及如何产生行为，比如运动或说话等。然而，他们无法详细观察这两者之间重要的中间环节——大量的神经元活动。这些活动隐藏了代表动物情绪或欲望的模式，而正是这些模式帮助动物校正自己的行为。测量构成大脑内部状态的基础是一些特定的细胞网络，就在几年前，测量这些网络的活动还很难实现。
但近年来随着大量新技术的应用，情况已经开始改变。新的方法使科学家能以前所未有的细节追踪大脑中的电活动，以毫秒为单位来量化动物的自然行为，并在这些实验产生的海量数据中找到模式。这些模式可能是大脑可能采取的无数内部状态的标志。现在，研究人员面临的挑战就是确定这些状态意味着什么。

三组神经元分别控制着斑马鱼幼体呆在原地（左）、去别处探索（中）以及在这两种状态之间切换（右）
一些神经科学家正在大胆地运用新技术来探测一类强大的大脑内部状态：情绪。另一些研究者则将目光投向了“动机”等状态，或“渴望”等存在驱力。有的研究人员甚至在还没被学界冠以专有名称的数据中发现了大脑内部状态的标志。
目前关于大脑内部状态的研究论文越来越多。这些研究甚至可能具有潜在的临床应用价值。美国国家心理卫生研究院的负责人乔舒亚戈登（Joshua Gordon）表示：“精神疾病本质上是对大脑内部状态的破坏。我们需要理解这些状态。”
大脑内部状态的框架
任何动物的大脑都在不断地受到来自感觉器官（如眼睛、耳朵、鼻子或皮肤）的环境信息轰炸。最初，这些信息全部都是在大脑的感觉皮层中处理的。接下来就是更神秘的处理步骤，信息会在这些步骤中通过多种大脑内部状态得到过滤，而这些状态就代表了生物不断变化的情绪和需求。这将最终导致运动皮层产生与环境相适应的运动行为，比如拍打一只造成瘙痒的苍蝇，或是走向美味的食物。与此同时，内部状态也完全可以在大脑中产生，不需要感官输入，也不需要行为输出：想象一下做白日梦的情景，或者在脑海中重演当天发生的事情。