研究揭示了意识存在于大脑中的位置

Study sheds light on where conscious experience resides in brain

超过四分之一的中风患者会出现怪异的失调--他们失去了对眼睛所感知的一半事物的知觉。

例如，大脑右半部中风后，一个人可能只吃盘子右边的东西，因为他们不知道另一半。一个人可能只看到照片的右半部分，而忽略了左侧的人。

但令人惊讶的是，这类中风患者会对整张照片或场景产生情绪反应。他们的大脑似乎在接受这一切，但这些人在意识上只意识到世界的一半。

这种令人费解的疾病被称为单侧忽视，它凸显了脑科学中一个长期存在的问题：感知事物与意识到或有意识地感知事物之间有什么区别？你可能不会有意识地注意到，你在浏览 Instagram feed 时路过了一家鞋店，但你却开始在网上搜索鞋子的销售情况。你的大脑会记录下你没有意识到的事情。

来自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，他们可能已经找到了大脑中保留这些持续视觉图像的区域，在我们感知这些图像的几秒钟内。他们本月在《细胞报告》（Cell Reports）杂志上发表了这一研究成果。

"论文的第一作者、希伯来大学研究生加尔-维什内（Gal Vishne）说："意识，尤其是视觉体验，是每个人从早晨睁开眼睛到入睡的那一刻所感受到的最基本的东西。"我们的研究就是关于你的日常体验"。

虽然这些发现还不能解释我们为什么会不知道自己感知到了什么，但这样的研究在未来可能会有实际应用，也许医生可以从昏迷病人的大脑活动中判断出这个人是否还能感知到外界，并有可能得到改善。了解意识还有助于医生开发治疗意识障碍的方法。

"资深作者、希伯来大学心理学教授、埃德蒙德-萨夫拉和莉莉-萨夫拉脑研究中心成员莱昂-迪乌尔（Leon Deouell）说："我整个科学生涯的灵感都来自于患有单侧忽视的中风病人，他们只是忽略了世界的一半。"这实际上引发了我对有意识问题的兴趣。为什么你可以获得信息，却仍然不承认它是你主观体验到的东西，不对它采取行动，不把你的眼睛移向它，不抓住它？什么东西不仅能被大脑感知，还能让你产生主观体验？理解这一点最终将帮助我们了解认知系统和患有这种综合症的病人大脑中缺失了什么"。

"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（Robert Knight）补充说："我们正在为意识之谜增添一块拼图--事物是如何留在你的脑海中供你采取行动的。

大脑有短暂反应和持续反应

迪乌尔指出，大约六十年来，对人脑的电学研究几乎都集中在感知到某种事物后最初的活动激增上。但这种激增在大约 300 或 400 毫秒后就会消失，而我们经常会在几秒钟或更长的时间内观察并有意识地意识到事物。

"他说："这就留下了大量无法用神经术语解释的时间。

为了寻找持续时间更长的活动，神经科学家们征得同意，对10个人进行了测试，这些人的头骨被打开，以便在大脑表面放置电极，追踪与癫痫发作有关的神经活动。研究人员在电脑屏幕上向患者展示不同图像的不同时间长度（最长1.5秒）时，通过电极记录大脑活动。研究人员要求患者在偶尔看到一件衣服时按下一个按钮，以确保他们确实在集中注意力。

用于记录人类神经活动的大多数方法，如功能磁共振成像（fMRI）或脑电图（EEG），只能让研究人员详细推断大脑活动发生的位置或时间，而不能同时推断两者。希伯来大学/加州大学伯克利分校的研究人员通过在头骨内植入电极，弥补了这一缺陷。

在利用机器学习分析数据后，研究小组发现，早先的研究认为大脑在感知到新事物时只有短暂的爆发性活动，与此相反，大脑的视觉区域实际上以低水平的活动保留了有关感知的信息，而且时间更长。神经活动的持续模式与最初的活动模式相似，当一个人观看不同的图像时，神经活动模式会发生变化。

"德乌尔说："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，稳定感知的神经基础是存在的。

与之前的一些研究不同，他们发现大脑前部的前额叶和顶叶皮层只有在感知到新事物时才会变得活跃，信息会在半秒（500 毫秒）内完全消失，即使是更长的刺激也是如此。

大脑后部视觉皮层的枕颞区也会短暂变得非常活跃--约 300 毫秒，然后下降到一个持续但较低的水平，约为初始尖峰的 10%至 20%。但这种活动模式并不会消失；实际上，在人观看图像的过程中，这种活动模式一直持续不变。

"德乌尔解释说："额叶皮层参与了对新事物的检测。"但你也可以在高级感觉区域看到持续的表征"。

大脑中事件发生的顺序可以有多种解释。奈特和维什内倾向于认为，当前额叶皮层访问视觉皮层的持续活动时，就会产生意识。德乌尔怀疑，意识产生于大脑多个区域之间的联系，前额叶皮层只是其中之一。

该研究小组的发现得到了一个自称为 "Cogitate Consortium "的小组的证实。尽管该联盟的研究成果仍在等待同行评审，但6月份在纽约举行的一次活动中对这些成果进行了描述，这次活动被称为两种 "领先的 "意识理论之间的对决。无论是《细胞报告》的结果还是未发表的结果，都可能符合任何一种意识理论。

"这种对抗性合作涉及到目前大约22种意识理论中的两种理论，"迪乌尔告诫说。"理论多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都是由邓普顿基金会发起的对抗性合作的一部分，它们可能会导致一种真正的、可检验的意识理论。

"关于我们能够检验的两种理论的预测，两者都是正确的。但从更广阔的角度来看，尽管我们发现每种理论都有一定的道理，但就目前而言，没有一种理论以其现有的形式行得通。"意识的神经基础仍有许多未知之处，我们认为应该收集更多的数据，然后才能在先前理论的灰烬中崛起新的凤凰。"

德乌尔和奈特计划在未来的研究中探索大脑其他区域与意识相关的电活动，如处理记忆和情绪的区域。

Edden Gerber也是这篇论文的合著者之一。

(责任编辑：泉水)

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