科學家探索意識在大腦中產生的區域 | 路透社
Will Dunham
2019年8月19日,德國柏林龍堡山上,人們的身影映襯着落日餘暉。路透社/Fabrizio Bensch/資料圖片華盛頓5月1日電(路透社)——意識是人類存在的核心,是看見、聽見、做夢、想象、感受痛苦或快樂、恐懼、愛等能力的基礎。但它究竟存在於大腦的哪個部位?這個長期困擾科學家和臨牀醫生的問題,一項新研究給出了突破性見解。為定位支撐意識的大腦區域,神經科學家們測量了來自美國、歐洲和中國12個實驗室共256名受試者在觀看不同畫面時的腦電波、磁活動及血流變化。這些測量數據追蹤了大腦各區域的激活狀態。
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研究發現,意識可能並非產生於大腦"智能"區域——人類進化過程中逐漸發達的思維中樞前額葉,而是源於處理視覺與聽覺的後部感覺區。
“這項研究為何重要?“該研究的領導者之一、西雅圖艾倫研究所神經科學家克里斯托夫·科赫發問。這項發表於本週期刊的研究揭示了自然(新標籤頁打開)。“如果我們想理解意識的物質基礎——誰擁有意識?是成人、前語言期兒童、妊娠中期胎兒、狗、老鼠、烏賊、烏鴉還是蒼蠅——我們就必須從概念和臨牀角度,找出大腦中的底層機制。“科赫説道。研究中向受試者展示了人臉圖像和各種物體。
“意識是看到烤麪包機圖畫或吉爾面孔時的主觀感受。意識不等同於與此感受相關的行為,比如按下按鈕或説’我看到吉爾了’。“科赫解釋道。
研究人員測試了兩種主流意識科學理論。
根據全局神經元工作空間理論,意識形成於大腦前部,重要信息隨後向全腦廣泛傳播。而整合信息理論認為,意識源於大腦各區域協同工作時整合有意識體驗信息的交互過程。
實驗結果與兩種理論均不相符。
“意識在大腦中的神經印記究竟位於何處?簡而言之,它們是否如全局神經元工作空間理論預測的那樣,存在於大腦最外層——前額葉皮層等大腦前部皮質區?“科赫質詢道。
正是這個前額葉皮層使我們人類獨一無二,它驅動着諸如規劃、決策、推理、個性表達及調節社會行為等高級認知過程。
“還是説意識痕跡存在於大腦後部皮層——後皮質區?“科赫問道。後皮質區是聽覺和視覺信息處理的區域。
“現有證據明確指向後皮質區。要麼在前部皮層根本不存在與意識體驗相關的信息,要麼其信號強度遠弱於後部。這支持了一個觀點:雖然額葉對智力、判斷力、推理能力等至關重要,但它們並不直接參與視覺感知和意識層面的視覺體驗。“科赫解釋道。
不過,該研究未能在大腦後部發現足夠多與意識體驗持續時間相匹配的神經連接,因此無法完全支持整合信息理論。
深入理解大腦意識機制具有重要現實意義。
科赫指出,這對醫生處理昏迷患者、植物人狀態患者或無反應覺醒綜合徵患者(因腦外傷、中風、心臟驟停、藥物過量等原因雖清醒但無意識跡象)具有重要指導價值。
“如果患者持續處於這種無反應狀態超過數日且無康復跡象,醫療團隊就會與家屬商討’這是否符合患者本人意願’。“科赫表示。
在這些患者中,70%至90%因決定撤除生命維持治療而死亡。
“然而我們現在知道,約四分之一的昏迷或植物人/無反應清醒綜合徵患者其實具有意識——隱性意識——卻無法在牀邊表現出來,“科赫提到去年發表在《新英格蘭醫學雜誌》(新標籤頁打開)的研究時表示,“瞭解大腦中的意識痕跡將幫助我們更好地檢測這種無法表達的’存在狀態’"。* 推薦主題:
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