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

進行這項研究的實驗室負責(zé)人、通訊作者Masafumi Oizumi副教授說道：“意識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結(jié)論性的答案，但在尋找足以實現(xiàn)意識體驗的最小機制或意識的神經(jīng)相關(guān)因素的過程中已經(jīng)積累了許多經(jīng)驗性的證據(jù)。”

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

研究人員在大腦的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中尋找意識的一個特殊標志即雙向路徑來確定大腦中意識所在的部分。當我們看到一些東西或經(jīng)歷一些事情時我們的大腦會處理信息。這被稱為前饋信號，然而接收這種信號對意識來說是不夠的。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)，這些雙向連接是負責(zé)意識的大腦部分的一個基本標志。

Kitazono說道：“僅靠前饋處理不足以讓受試者有意識地感知刺激；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)下特定的意識內(nèi)容喪失時消失，而且在意識經(jīng)驗普遍喪失的無意識狀態(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算技術(shù)來測試他們的想法。連接組是大腦中連接的詳細地圖。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?！?/p>

這些發(fā)現(xiàn)跟科學(xué)家們長期以來認為的意識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、運動區(qū)域和聯(lián)想?yún)^(qū)域，這些區(qū)域被認為對意識體驗至關(guān)重要。位于大腦中部的丘腦也同樣被認為跟意識有關(guān)，特別是丘腦和皮層區(qū)域之間的互動，稱為丘腦皮層回路，被認為對意識非常重要。這些結(jié)果支持這樣的觀點，即大腦網(wǎng)絡(luò)中的雙向性是確定意識位置的一個關(guān)鍵。

研究人員強調(diào)，他們?nèi)栽跒榇_定意識的位置而努力。

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

“我們實驗室的最終目標是找到意識和大腦之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，”O(jiān)izumi說道，“在這項研究中，我們試圖將大腦的網(wǎng)絡(luò)屬性跟意識的位置聯(lián)系起來。我們將進一步研究意識和大腦之間的關(guān)系并朝著我們的最終目標前進。”