科學(xué)可能越來越接近弄清意識(shí)在大腦中的位置。新研究證明了某些種類的神經(jīng)連接對(duì)識(shí)別意識(shí)的意義。該研究的通訊作者、東京大學(xué)一般系統(tǒng)研究系的項(xiàng)目研究員Jun Kitazono進(jìn)行了這項(xiàng)研究，據(jù)悉，該研究成果已發(fā)表在《Cerebral Cortes》上。

進(jìn)行這項(xiàng)研究的實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人、通訊作者M(jìn)asafumi Oizumi副教授說道：“意識(shí)在大腦中的位置一直是科學(xué)中的最大問題之一。盡管我們還沒有得出一個(gè)結(jié)論性的答案，但在尋找足以實(shí)現(xiàn)意識(shí)體驗(yàn)的最小機(jī)制或意識(shí)的神經(jīng)相關(guān)因素的過程中已經(jīng)積累了許多經(jīng)驗(yàn)性的證據(jù)。”

研究人員通過這項(xiàng)研究朝著發(fā)現(xiàn)大腦中支持意識(shí)體驗(yàn)的最小充分子網(wǎng)絡(luò)邁出了一步。

研究人員在大腦的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中尋找意識(shí)的一個(gè)特殊標(biāo)志即雙向路徑來確定大腦中意識(shí)所在的部分。當(dāng)我們看到一些東西或經(jīng)歷一些事情時(shí)我們的大腦會(huì)處理信息。這被稱為前饋信號(hào)，然而接收這種信號(hào)對(duì)意識(shí)來說是不夠的。我們的大腦還必須將信息反饋給我們，這就是所謂的反饋。并非大腦的每個(gè)區(qū)域都能接收和回應(yīng)前饋信息。研究人員假設(shè)，這些雙向連接是負(fù)責(zé)意識(shí)的大腦部分的一個(gè)基本標(biāo)志。

Kitazono說道：“僅靠前饋處理不足以讓受試者有意識(shí)地感知刺激；相反，反饋也是必要的，這表明需要雙向處理。反饋成分不僅在清醒狀態(tài)下特定的意識(shí)內(nèi)容喪失時(shí)消失，而且在意識(shí)經(jīng)驗(yàn)普遍喪失的無意識(shí)狀態(tài)下也消失，如全身麻醉、睡眠和植物人狀態(tài)。”他還解釋稱，不管你看的是人、猴子、老鼠、鳥還是蒼蠅，處理的雙向性都是是至關(guān)重要的。

研究人員使用小鼠連接組和計(jì)算技術(shù)來測(cè)試他們的想法。連接組是大腦中連接的詳細(xì)地圖。首先，他們開發(fā)了一種有效的算法來提取大腦中具有強(qiáng)大雙向連接的部分--被稱為復(fù)合體。然后，他們將該算法應(yīng)用于小鼠的連接組。

“我們發(fā)現(xiàn)，提取的雙向性最強(qiáng)的復(fù)合體并沒有均勻地分布在所有主要區(qū)域中，而是集中在皮質(zhì)區(qū)域和丘腦區(qū)域，”Kitazono說道，“另一方面，其他主要區(qū)域的區(qū)域具有較低的雙向性。特別是，小腦中的區(qū)域具有低得多的雙向性。”

這些發(fā)現(xiàn)跟科學(xué)家們長(zhǎng)期以來認(rèn)為的意識(shí)在大腦中的位置一致。位于大腦表面的大腦皮層包含感覺區(qū)域、運(yùn)動(dòng)區(qū)域和聯(lián)想?yún)^(qū)域，這些區(qū)域被認(rèn)為對(duì)意識(shí)體驗(yàn)至關(guān)重要。位于大腦中部的丘腦也同樣被認(rèn)為跟意識(shí)有關(guān)，特別是丘腦和皮層區(qū)域之間的互動(dòng)，稱為丘腦皮層回路，被認(rèn)為對(duì)意識(shí)非常重要。這些結(jié)果支持這樣的觀點(diǎn)，即大腦網(wǎng)絡(luò)中的雙向性是確定意識(shí)位置的一個(gè)關(guān)鍵。

研究人員強(qiáng)調(diào)，他們?nèi)栽跒榇_定意識(shí)的位置而努力。

作為下一步，Oizumi稱團(tuán)隊(duì)目前正在分析各種類型的神經(jīng)記錄中基于活動(dòng)的大腦網(wǎng)絡(luò)。

“我們實(shí)驗(yàn)室的最終目標(biāo)是找到意識(shí)和大腦之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，”O(jiān)izumi說道，“在這項(xiàng)研究中，我們?cè)噲D將大腦的網(wǎng)絡(luò)屬性跟意識(shí)的位置聯(lián)系起來。我們將進(jìn)一步研究意識(shí)和大腦之間的關(guān)系并朝著我們的最終目標(biāo)前進(jìn)。”