人类已经学会了在太空旅行，根除疾病，并在极其微小的基本粒子水平上理解自然。然而，我们不知道意识——我们以这种方式体验和学习世界并向他人报告世界的能力——是如何在大脑中产生的。

 

事实上，尽管几个世纪以来科学家们一直专注于理解意识，但它仍然是现代神经科学中最重要的未解之谜之一。现在，杏耀苹果客户端我们发表在《科学进展》(Science Advances)杂志上的新研究揭示了大脑中在我们有意识时起作用的网络，从而揭开了这个谜团。

 

这不仅仅是一个哲学问题。对医生和需要做出治疗决定的家庭来说，确定病人在遭受严重脑损伤后是否“意识到”是一个巨大的挑战。现代大脑成像技术正开始消除这种不确定性，让我们对人类意识有了前所未有的了解。

 

例如，我们知道，包括前额叶皮质或楔前叶在内的复杂大脑区域，负责一系列更高的认知功能，通常与意识思维有关。然而，大的大脑区域可以做很多事情。因此，我们想要找出意识是如何在大脑特定的网络层次上表现出来的。

 

研究意识体验之所以如此困难，是因为它们完全是内在的，其他人无法触及。例如，我们都可以在屏幕上看到相同的图片，但我无法判断我看到的图片是否与你的相似，除非你告诉我。只有有意识的个体才会有主观体验，因此，评估一个人是否有意识最直接的方法就是让他们告诉我们关于他们的事情。

 

但是如果你失去了说话的能力会发生什么呢?在这种情况下，我仍然可以问你一些问题，你也许可以在你的回答上签名，例如点头或移动你的手。当然，我通过这种方式获得的信息不会那么丰富，但它仍然足以让我知道你确实有经验。如果你不能做出任何反应，我就无法判断你是否有意识，也无法假设你没有意识。

 

扫描网络

 

我们的新研究是在7个国家的合作下完成的，它已经确定了大脑信号，可以在不依赖自我报告或要求患者参与特定任务的情况下显示意识，并可以区分脑损伤后有意识和无意识的患者。

 

当大脑受到严重损伤时，例如在严重的交通事故中，人们可能会陷入昏迷。这是一种状态，在这种状态下，你失去了清醒和意识到周围环境的能力，需要机械支持来呼吸。通常不会持续几天。在那之后，病人有时会醒来，但没有任何迹象表明他们对自己或周围的世界有任何意识——这被称为“植物人状态”。

另一种可能性是，它们只显示出非常微弱的意识的证据——被称为最低意识状态。对大多数病人来说，这意味着他们的大脑仍然能感知事物，但他们没有经历过。然而，这些病人中确实有一小部分是有意识的，但就是不能产生任何行为反应。

 

我们使用了一种被称为功能性磁共振成像(fMRI)的技术，它允许我们测量大脑的活动以及一些区域与其他区域“沟通”的方式。具体来说，当大脑区域更活跃时，它消耗更多的氧气，需要更高的血液供应来满足其需求。即使在参与者休息的时候，我们也能检测到这些变化，并测量不同区域之间的变化，从而在大脑中创建连接模式。

 

我们对53名植物人、59名最低意识状态的人和47名健康参与者使用了该方法。他们来自巴黎、列日、纽约、伦敦和安大略的医院。来自巴黎、列日和纽约的病人通过标准化的行为评估得到诊断，比如被要求移动一只手或眨眼。相比之下，来自伦敦的患者接受了其他先进的脑成像技术的评估，这些技术要求患者调节自己的大脑，以产生神经反应，而不是外部的物理反应——比如想象移动自己的手，而不是实际移动它。

 

我们发现跨区域的交流有两种主要模式。一种仅仅反映了大脑的物理连接，比如只有在有直接物理联系的成对区域之间才有交流。这在几乎没有意识经验的病人身上看到。其中一个代表了非常复杂的大脑范围内的动态互动，这些互动横跨42个大脑区域，这些区域属于6个大脑网络，在认知中扮演着重要的角色(见上图)。这种复杂的模式几乎只存在于具有一定意识水平的人身上。

 

重要的是， 杏耀介绍 ，当病人处于深度麻醉状态时，这种复杂的模式消失了，杏耀苹果app这证实了我们的方法确实对病人的意识水平敏感，而不是对他们的大脑损伤或外部反应敏感。

 

像这样的研究有可能使我们了解客观生物标志物如何在医疗决策中发挥关键作用。在未来，有可能开发出一种方法来从外部调节这些意识信号，并在失去这些信号的病人身上恢复一定程度的意识或反应能力，例如使用非侵入性脑刺激技术，如经颅电刺激。事实上，在我在伯明翰大学的研究小组中，我们正开始探索这条道路。

 

令人兴奋的是，这项研究也让我们更接近于理解意识是如何在大脑中产生的。随着对经历各种意识状态变化的人的意识神经信号的更多数据的收集——从服用迷幻药到经历清醒梦——我们也许有一天能解开这个谜。