新“腦圖”精確定位動物大腦意識
來源：科技日報 發(fā)布時間：2022-08-09 09:48:56
科學可能離理解意識在大腦中的位置更近了一步。日本東京大學研究人員發(fā)現(xiàn)，某些類型的神經(jīng)連接對于識別意識非常重要。他們發(fā)表在《大腦皮層》上的最新研究成果，朝著確定大腦中支持意識體驗最低限度的子網(wǎng)絡(luò)邁出了一步。為了確定意識所在的大腦區(qū)域，研究人員在大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中尋找意識的一個特定標志：雙向通路。當看到某物或體驗某種感覺時，大腦會接收信息，這被稱為前饋信號，但接收到這樣的前饋信號對于意識來說是不夠的，大腦還需要以所謂的反饋形式將信息發(fā)回。并非大腦的每個部分都能接收前饋和反饋信息。
研究人員假設(shè)這些雙向連接是負責意識的大腦部分的基本標志。他們使用小鼠“連接組”和計算技術(shù)進行測試。連接組是大腦中連接的詳細圖譜。首先，他們開發(fā)了一種有效的算法來提取具有強雙向連接的大腦部分（稱為復合體），然后將該算法應用于小鼠連接組。
研究人員發(fā)現(xiàn)，提取的雙向性最強的復合體并非均勻分布在所有主要區(qū)域，而是集中在皮層區(qū)域和丘腦區(qū)域。而其他主要區(qū)域的雙向性較低，特別是小腦區(qū)域的雙向性要低得多。
這些發(fā)現(xiàn)與科學家長期所認為的意識在大腦中的位置一致。位于表面的大腦皮層包含感覺區(qū)域、運動區(qū)域和關(guān)聯(lián)區(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同樣被認為與意識有關(guān)，特別是丘腦和皮層區(qū)域之間的相互作用，稱為丘腦—皮層環(huán)，被認為對意識很重要。這些結(jié)果支持這樣一種觀點，即大腦網(wǎng)絡(luò)中的雙向性是識別意識位置的關(guān)鍵。
研究人員強調(diào)，他們?nèi)栽谂Υ_定意識的位置。這項研究只關(guān)注神經(jīng)元或大腦區(qū)域之間的“靜態(tài)”解剖連接。然而，意識是“動態(tài)的”，會根據(jù)神經(jīng)活動隨時變化。雖然解剖學能告訴人們意識活動如何傳播以及大腦區(qū)域如何相互作用，但仍需直接研究動態(tài)的神經(jīng)活動，才能確定特定時刻意識發(fā)生的位置。（張夢然）
責任編輯：邢敏
