尋找人腦意識產生的根源

這一瞬間你喪失了意識，下一瞬間你又恢復了意識。研究者第一次實現了用電擊大腦單獨區域的方式將意識關閉。一個世紀以來，科學家已經探測了人類大腦的每一個角落，用電流刺激它甚至將其置于暫時不工作的狀態等方式，探索大腦的功能。除了這一次，他們到目前為止從來都沒能成功關閉過意識。

在七月初美國發布的一項研究成果中，華盛頓喬治華盛頓大學的穆罕默德·可貝斯和他的同事描述到，他們怎么用刺激“屏狀核”來控制一個女子的意識的。這個女子患有癲癇癥，所以課題組用植入大腦深處的電極來記錄不同大腦區域在癲癇發作時的信號。其中一個電極緊挨著屏狀核，而這個區域從來沒被刺激過。

紙片那么薄的“屏狀核”，可能是大腦中的“樂團指揮家”

雖然這個實驗只在一個人身上實現了，但是，這個發現表明有可能是一種被稱作“屏狀核”的地方，將分散的大腦功能組合在了一起，進而產生了思想、知覺和情感。這讓我們對困擾了科學家和哲學家上千年的一個問題——意識是怎么產生的，有了更進一步的解釋。

對大腦的研究理論比比皆是，但大多數認為，意識一定是包含了由幾個層次的大腦網絡共同作用而成，從而讓人類將周圍的環境統一起來進行感知，而不是從孤立的感官感知世界。

神經學先驅弗朗西斯·克里克（他早年的研究確認了DNA的結構）是這一理論流派的擁躉。就在2004年7月去世之前，他正在寫一篇論文，論文的主要觀點是，人類的意識需要一種類似于“樂團指揮家”角色的物質，將所有不同的內部和外部意識聯系在一起。

他與西雅圖艾倫腦科學研究所的克里斯托弗·科克一起提出假設認為，這個“樂團指揮家”需要快速整合信息，將穿越不同大腦區域的信息整合起來，并綁定在同一時間到達指定區域。例如，有關玫瑰花的味道和顏色的信息，以及花的名字和有關這朵花的記憶，可以共同將你帶回那個手捧玫瑰花的記憶。

這兩個科學家認為，這種薄薄的像個紙片結構的“屏狀核”藏在大腦深處，它能完美地承擔樂團指揮的工作。現在看來，克拉克和科克當時在從事一項曠世絕學。

測試癲癇病女子大腦，證實大腦意識“開關”存在

當課題組用高頻率電流發出脈沖刺激這個區域，這名女子失去了意識。她停止了閱讀，毫無表情地出現了“斷片兒”，對觀眾和視覺指令毫無反應，甚至呼吸都變慢了。當刺激停止的一瞬間，她立刻恢復了意識并對剛發生的一切徹底失憶。同樣的情況每次都出現在兩天的數次測試中。

為了確認這些刺激除了影響該女子說話和動作，更重要的是能影響到她的意識，課題組在開始刺激大腦之前，讓她重復說“馬”這個詞，并不斷打響指。

如果刺激大腦干擾了與運動和語言相關的區域功能，她會在一瞬間同時停止活動和說話。但結果是，她說話的聲音越來越輕，動作越來越小，直到完全進入無意識狀態。因為在刺激發生和之后并沒有癲癇癥大腦特有的反應，因此課題組十分確認上述實驗效果與癲癇無關。

可貝斯認為，上述結果可以表明“屏狀核”在觸發意識方面扮演了一種至關重要的角色。“我把它比作一輛汽車。”他說，“一輛在路上行駛的汽車有很多部分都要發揮作用，比如汽油、變速箱、發動機等，但是，你只能在一個地方轉動鑰匙，進而讓所有其他部分共同‘開始’工作。所以當意識作為通過很多組織結構和網絡共同工作才能完成復雜任務時，我們必須找到那個‘鑰匙’。”

可貝斯的課題組發現，這個女人在喪失意識的時候，在大腦靠近前額和顱頂的參與意識產生的區域，伴隨著腦電波的同步增強現象。

由于相似的腦電波出現在癲癇發作的癥狀中，可貝斯的課題組現在打算探索在低頻刺激“屏狀核”的情況下，能否將腦電波刺激回正常狀態。或許嘗試著讓人類處于最低限度意識狀態更有價值，他說：“為了將受試者拉出低意識狀態，我們可能會嘗試作進一步的刺激。”

單個案例研究受質疑，但不能否認潛在積極意義

在英國蘇塞克斯大學攻讀意識學的阿尼爾·賽斯警告說：“我們必須警惕從一個單獨案例去理解人類行為，這個受試女子為了治療癲癇曾經切除了一部分大腦海馬組織，所以并不能代表一般的大腦。”

但是，他指出了這項研究的有趣之處，也就是“受試者始終保持清醒”這一點。“通常來講，當我們探尋大腦意識狀態時，都要將清醒和睡眠狀態作為一個對比組，或者昏迷與植物人對比組，或者在麻醉狀態下觀察。”賽斯說，“所以從這個意義上來講，盡管是一個單獨的案例，但這項測試的潛在影響具有非常積極的導向，也就是單獨有選擇地調節意識時會發生什么。”

“弗朗西斯可能大喜過望。”科克說。克里克臨終前，他的妻子告訴科克，克里克曾經出現了與他爭論關于“屏狀核”以及其與意識的聯系這一問題的幻覺。

“最終，如果我們知道意識是如何產生的，以及哪一部分大腦承擔了這個功能，那么我們就能理解誰擁有意識以及誰不可能擁有意識。”科克說，“機器人是否有意識？胚胎呢？貓、狗甚至蟲子呢？這個研究不可思議地引人入勝，但是，它只是我們打算建設的‘意識’大廈的一塊磚而已。”