新“腦圖”精確定位動物大腦意識

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現，某些類型的神經連接對于識別意識非常重要。他們發表在《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絡邁出了一步。

為了確定意識所在的大腦區域，研究人員在大腦神經網絡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”和計算技術進行測試。連接組是大腦中連接的詳細圖譜。首先，他們開發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。

研究人員發現，提取的雙向性最強的復合體并非均勻分布在所有主要區域，而是集中在皮層區域和丘腦區域。而其他主要區域的雙向性較低，特別是小腦區域的雙向性要低得多。

這些發現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域、運動區域和關聯區域，這些區域被認為對意識體驗至關重要。位于大腦中部的丘腦同樣被認為與意識有關，特別是丘腦和皮層區域之間的相互作用，稱為丘腦—皮層環，被認為對意識很重要。這些結果支持這樣一種觀點，即大腦網絡中的雙向性是識別意識位置的關鍵。

研究人員強調，他們仍在努力確定意識的位置。這項研究只關注神經元或大腦區域之間的“靜態”解剖連接。然而，意識是“動態的”，會根據神經活動隨時變化。雖然解剖學能告訴人們意識活動如何傳播以及大腦區域如何相互作用，但仍需直接研究動態的神經活動，才能確定特定時刻意識發生的位置。