解开意识之谜：大脑参与意识的脑区

摘要：研究人员可能确定了在我们有意识感知期间保留图像的大脑区域，这是理解意识的重要一步。

这项突破性的研究重点关注单方面忽视的现象，即中风患者尽管能够对整个场景做出情感反应，但对一半的感知环境失去了意识。

这一发现可以揭示我们如何在不自觉地意识到事物的情况下感知事物的奥秘。这项研究可能会带来更好的意识障碍治疗策略，并增强我们对昏迷患者意识水平的了解。

关键事实：

该研究调查了单方面忽视的情况，即中风患者失去了一半视野的意识，但仍然对整个场景做出情感反应。
研究人员表示，他们可能已经找到了我们有意识地感知图像时保存图像的大脑区域。
这项研究可以极大地有助于理解意识和治疗意识障碍，并可能深入了解昏迷患者的意识水平。
资料来源：加州大学伯克利分校

超过四分之一的中风患者患有一种奇怪的疾病——他们失去了对眼睛所感知到的一半的意识。

例如，右脑中风后，一个人可能只吃盘子右侧的食物，因为他们不知道另一半。该人可能只看到照片的右半部分，而忽略左侧的人。

图片来源：神经科学新闻
但令人惊讶的是，这些中风患者会对整张照片或场景做出情绪反应。他们的大脑似乎已经吸收了一切，但这些人有意识地只意识到了世界的一半。

这种令人费解的痛苦被称为单方面忽视，它凸显了脑科学中一个长期存在的问题：感知某事物和意识到或有意识地感知它之间有什么区别？您可能在浏览 Instagram 动态时无意识地注意到自己经过了一家鞋店，但您开始在网上搜索鞋子销售信息。你的大脑会记录你没有意识到的事情。

耶路撒冷希伯来大学和加州大学伯克利分校的神经科学家现在报告说，他们可能已经发现了大脑的某个区域，在我们感知这些持续的视觉图像的几秒钟内，这些区域被保留下来。

他们本月在《细胞报告》杂志上发表了他们的发现。

该论文的主要作者、希伯来大学研究生盖尔·维什尼（Gal Vishne）表示：“意识，特别是视觉体验，是每个人从早上醒来睁开眼睛到入睡那一刻感受到的最基本的东西。”

“我们的研究是关于你的日常经历。”

虽然研究结果尚未解释我们如何无法意识到我们所感知的事物，但此类研究在未来可能具有实际应用，也许可以让医生根据昏迷患者的大脑活动判断该人是否仍然了解外部世界并有可能改善。了解意识还可以帮助医生开发意识障碍的治疗方法。

“我整个科学生涯的灵感来自于遭受单方面忽视的中风患者，他们忽视了世界的一半，”希伯来大学心理学教授、埃德蒙和莉莉·萨夫拉大脑研究中心成员、资深作者莱昂·德维尔说。

“这实际上引发了我对意识问题的全部兴趣。为什么你可以拥有这些信息，但仍然不承认它是你主观体验的东西，不对其采取行动，不将你的眼睛移向它，不抓住它？某种东西不仅要被大脑感知，而且要让你有主观体验，需要什么？

“了解这一点最终将帮助我们了解患有这种综合症的患者的认知系统和大脑中缺失了什么。”

资深作者、加州大学伯克利分校心理学教授、海伦威尔斯神经科学研究所成员罗伯特·奈特补充道：“我们正在为意识之谜添加一块——事物如何保留在你的脑海中，供你采取行动。”

大脑有短暂反应和持续反应
杜埃尔指出，大约六十年来，对人类大脑的电学研究几乎只集中在感知到某件事后最初的活动激增。但这种峰值会在大约 300 或 400 毫秒后消失，而我们经常会花几秒钟或更长时间观察并有意识地意识到事物。

“这留下了很多无法用神经术语解释的时间，”他说。

为了寻找更持久的活动，神经科学家们同意对 10 个人进行测试，这些人的头骨被打开，以便可以将电极放置在大脑表面，以追踪与癫痫发作相关的神经活动。

当研究人员在电脑屏幕上向患者展示不同的图像时，电极记录了大脑的活动，时间长度不同，最长可达 1.5 秒。患者被要求在偶尔看到一件衣服时按下按钮，以确保他们真正注意到了。

大多数用于记录人类神经活动的方法，例如功能性 MRI (fMRI) 或脑电图 (EEG)，仅允许研究人员详细推断大脑活动发生的地点或时间，但不能同时推断两者。

通过使用植入头骨内的电极，希伯来大学/加州大学伯克利分校的研究人员能够弥补这一差距。

在使用机器学习分析数据后，研究小组发现，与早期的研究相反，早期的研究表明，当感知到新事物时，大脑中只会出现短暂的活动，而大脑的视觉区域实际上在低活动水平下保留了有关感知的信息更长的时间。

神经活动的持续模式与初始活动的模式相似，并且当一个人观看不同的图像时会发生变化。

“这种稳定的表征表明，尽管活动水平不断变化，但随着时间的推移，感知仍具有稳定的神经基础，”杜埃尔说。

与一些早期的研究不同，他们发现，只有当感知到新事物时，大脑前部的前额叶和顶叶皮层才会变得活跃，即使刺激时间更长，信息也会在半秒（500毫秒）内完全消失。

大脑后部视觉皮层的枕颞区也会短暂变得非常活跃（持续约 300 毫秒），然后降至持续但较低的水平，约为初始峰值的 10% 至 20%。但活动模式并没有消失；实际上，只要人们观看图像，它就会持续不变。

“额叶皮层参与新事物的检测，”Deouell 解释道。“但你也会看到更高层次的感觉区域的持续表现。”

大脑中的事件顺序可以用多种方式解释。奈特和维什尼倾向于这样的观点：当前额叶皮层接触到视觉皮层的持续活动时，意识就会产生。

杜埃尔怀疑意识是由大脑许多区域之间的联系产生的，前额叶皮层只是其中之一。

该团队的发现已得到一个自称为 Cogitate Consortium 的组织的证实。尽管该联盟的结果仍在等待同行评审，但他们在纽约市六月份的一次活动中得到了描述，该活动被宣传为两种“领先”意识理论之间的对峙。

细胞报告的结果和未发表的结果都可能符合任何一种意识理论。

“这种对抗性合作涉及当前 22 种意识理论中的两种理论，”Deouell 警告说。“许多理论通常意味着我们不理解。”

尽管如此，这两项研究和其他正在进行的研究是邓普顿基金会发起的对抗性合作的一部分，可能会产生一个真正的、可测试的意识理论。

“就我们能够检验的两种理论的预测而言，两者都是正确的。但从更广泛的角度来看，目前的理论都不起作用，尽管我们目前发现每种理论都有一定的道理，”维什尼说。

“由于意识的神经基础还有很多未知之处，我们认为，在新的凤凰能够从先前理论的灰烬中崛起之前，应该收集更多的数据。“

德维尔和奈特计划的未来研究将探索大脑其他区域与意识相关的电活动，例如处理记忆和情绪的区域。

Edden Gerber 也是该论文的合著者。 (责任编辑：泉水)

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