2023年4月19日发表在《自然》杂志上的一项研究可以帮助人们解释一些令人费解的现象，例如：为什么焦虑会让一些人来回踱步；为什么对（调节消化和心率等内脏器官功能的）迷走神经进行刺激或许会缓解抑郁症；以及为什么经常锻炼的人报告了更积极的人生观。
华盛顿大学医学院研究员Louis在一项新研究中指出，身体和心灵密不可分的想法不仅仅是一个抽象概念，而且研究表明，控制运动的大脑区域被部分植入了参与思考规划以及控制血压和心跳等身体自主功能的网络中。这项发现代表了身体和心灵在大脑结构中的联系。
第一作者Evan M说，“冥想的人说，通过呼吸练习可以让身体平静下来，随之而来的，是你心灵也会平静下来。”
马林克罗德放射学研究所的放射学助理教授戈登博士说：“例如，正念对焦虑症患者真的很有帮助，但到目前为止，证明它是如何运作的科学证据并不是很多。现在，我们找到了这其中的一些联系。我们已经在大脑中找到了一些区域，该区域中的脑细胞高度活跃、以目标为导向地主动与大脑中控制呼吸和心率的脑区相连。如果你让身体或心灵平静下来，它绝对应该对另一个带来反馈效果。”
Gordon和神经学副教授Nico Dosenbach博士没有着手回答身体和心灵之间关系的古老哲学问题。他们着手使用现代大脑成像技术验证控制运动的大脑区域在大脑中建立的地图。
潘菲尔德：大脑中的小矮人
20世纪30年代，神经外科医生怀尔德·彭菲尔德（Wilder Penfield）在接受脑部手术患者的大脑上施加了微小的电刺激，通过这种技术，他绘制了大脑中与此类运动有关的区域，并记录他们的反应。他发现，刺激大脑每个半球中的狭长皮质细胞会导致特定身体部位抽搐。
此外，大脑中的控制区域排列顺序与它们所引导的身体部位相同，脚趾在一端，脸部在另一端。彭菲尔德的大脑运动区域地图——被描绘成小矮人（ homunculus）——已成为了 神经科学教科书的主要内容。
Gordon、Dosenbach和同事开始用功能性磁共振成像（fMRI）复制了康菲尔德的工作。他们招募了7 名健康成年人，并且在他们休息或执行任务时进行数小时的fMRI大脑扫描。
他们根据扫描获得的高密度数据集为每个参与者构建了个性化的大脑地图。然后，他们使用人类连接组项目（The Human Connectome Project）、青少年大脑认知发展研究项目(The Adolescent Brain Cognitive Development Study）和英国生物库（UK Biobank）这三个大型、开放的fMRI数据集（这些数据集包含来自大约5万人的脑部扫描）验证了他们的结果。
令他们惊讶的是，他们发现彭菲尔德的地图不太对。控制脚的脑区和在彭菲尔德说的地方一致，手和脸也一样。但是，这三个关键区域穿插着另外三个区域，这些区域似乎根本不直接参与运动，尽管它们位于大脑的运动区域，神经科学家称之为整合隔离模型（integrate–isolate model）。
a 为潘菲尔德1948年的小矮人图，b为2022年提出的整合隔离模型。
栗色部分为位于可移动区域交叉点的交互效应器区域（Inter-effector regions ），形成了用于综合、异稳态全身控制的体认知动作网络的一部分。与彭菲尔德的原始图纸一样，该图旨在说明组织原则，不得被过度解读为精确的地图。
Gordon, E.M., Chauvin, R.J., Van, A.N. et al. (2023) A somato-cognitive action network alternates with effector regions in motor cortex. Nature. doi:10.1038/s41586-023-05964-2
此外，非移动区域（nonmovement areas）看起来与移动区域不同。下图中青色和橙色圆点标注的区域。这些区域显得更纤细，彼此之间以及与大脑中参与思考、计划、精神唤醒、疼痛以及控制内部器官和功能（如血压和心率）的其他部分紧密相连。进一步的成像实验表明，虽然非运动区域在运动过程中不会变得活跃，但当人们开始想要让手、脚和脸运动起来时，它们确实会变得活跃。
Dosenbach说，所有这些联系都是有意义的：“大脑为了在环境中成功行事，你就可以在不伤害或杀死自己的情况下实现你的目标。你移动你的身体是有原因的。当然，运动区域必须与执行功能和控制基本身体过程（如血压和疼痛）相连。疼痛是最有力的反馈，对吗？你做一些事情，这很痛苦，你会想，‘我不会再那样做了。’”
Dosenbach和Gordon将他们新确定的网络命名为 躯体-认知活动网络身心活动网络（Somato/body-Cognitive/mind Action Network, SCAN）。
人类大脑皮质表面刺激数据中的躯体认知活动动网络区域。
Gordon, E.M., Chauvin, R.J., Van, A.N. et al. (2023) A somato-cognitive action network alternates with effector regions in motor cortex. Nature. doi:10.1038/s41586-023-05964-2
为了了解该网络是如何发展和演变的，他们扫描了一位孩子在出生、1岁和9岁时的大脑。他们还分析了之前收集的九只猴子的数据。该网络在新生儿中无法检测到，但在1岁和9岁中几乎像成年人一样明显。猴子有一个更小、更基本的系统，研究人员没有发现猴子的这个系统在人类身上存在更广泛联系。
Gordon说，这可能是一个更简单的系统，将运动与生理学相结合，这样我们就不会在站起来的时候找不到北。但随着我们进化成进行更复杂的思维和规划的生物体，该系统已被升级为插入许多非常复杂的认知元素。
身心网络存在的线索已经存在了很长时间，散布在孤立的论文和莫名其妙的观察中。
“Penfield非常出色，他的想法已经主导了该领域90年，他在这个领域创造了一个盲点，”Dosenbach说，他也是生物医学工程、儿科、职业治疗、放射学以及心理和脑科学副教授。
“一旦我们开始寻找，我们发现，许多已发表数据和Dosenbach的想法不太一致，以及一些被忽视的其他解释。除了我们自己的观察之外，我们还收集了许多不同的数据，并将其缩小和合成，并提出了一种新的思考方式来思考身体和思想是如何联系在一起的。”
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