意识是如何在大脑中产生的？
人类已经学会了在宇宙中旅行，消灭疾病，并在惊人的微小基本粒子水平上理解自然。然而，我们不知道意识——我们以这种方式体验和了解世界并向他人报告世界的能力——是如何在大脑中产生的。
事实上，虽然科学家们几百年来一直专注于理解意识，但它仍然是现代神经科学中最重要的尚未解决的问题之一。现在，我们的新研究发表在《科学进展》杂志上，揭示了当我们有意识的时候大脑中的网络在起作用，揭示了这个谜团。
不仅仅是一个哲学问题。确定患者在遭受严重脑损伤后是否“意识到”对医生和需要做出护理决定的家庭来说都是一个巨大的挑战。现代脑成像技术正开始提升这种不确定性，使我们对人类意识有了前所未有的洞察。
例如，我们知道复杂的大脑区域，包括前额叶皮层或前丘脑，它们负责一系列更高的认知功能，通常与意识思维有关。然而，大的大脑区域可以做很多事情。因此，我们想找出意识是如何在特定网络的层次上在大脑中表现出来的。
研究意识体验如此困难的原因是它们完全是内在的，其他人无法进入。例如，我们可以在屏幕上看到同一张图片，但我无法判断我看到这张图片的经验是否与你的相似，除非你告诉我。只有有意识的人才能有主观经验，因此，评估一个人是否有意识的最直接的方法是让他们告诉我们他们的情况。
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，但如果你失去说话的能力会发生什么？在这种情况下，我仍然可以问你一些问题，你也许可以签署你的答复，例如点头或移动你的手。当然，我用这种方式获得的信息不会那么丰富，但我仍然可以知道你确实有经验。如果你不能做出任何反应，我将无法判断你是否有意识，而且可能会假设你没有。
扫描网络
我们的新研究，是七个国家合作的产物，已经识别出了可以指示意识的脑信号，而无需依赖在自我报告或要求患者从事某一特定任务的需要下，并能区分脑损伤后有意识和无意识的患者。
当大脑受到严重损伤，例如发生严重交通事故时，人们可能会最终陷入昏迷。这是一种状态，在这种状态下，你失去了清醒和意识到周围环境的能力，需要机械支撑才能呼吸。一般不会超过几天。之后，病人有时会醒来，但没有任何证据表明他们对自己或周围的世界有任何意识——这就是所谓的“植物人状态”。另一种可能性是，它们只显示了一种非常微小的意识的证据，即所谓的最小意识状态。对大多数病人来说，这意味着他们的大脑仍然能感知事物，但他们没有体验到它们。然而，这些病人中有一小部分确实是有意识的，但只是不能产生任何行为反应。
我们使用了一种被称为功能磁共振成像（fMRI）的技术，它允许我们测量大脑的活动和一些区域与其他区域“交流”的方式。具体来说，当一个大脑区域更活跃时，它消耗更多的氧气，需要更高的血液供应来满足它的需求。我们甚至可以在参与者休息时检测到这些变化，并测量它是如何变化的在不同的区域产生不同的大脑连接模式。
我们对53名处于植物人状态的患者、59名处于最低意识状态的患者和47名健康参与者使用了该方法。他们来自巴黎、列日、纽约、伦敦和安大略省的医院。来自巴黎、列日和纽约的患者通过标准化的行为评估进行诊断，例如被要求移动一只手或眨眼。相比之下，来自伦敦的患者接受了其他先进的大脑成像技术的评估，这些技术要求患者调节大脑产生神经反应，而不是外部物理反应，例如想象移动手而不是实际移动它。
我们发现了两种主要的跨区域交流模式。其中一个简单地反映了大脑的物理联系，例如只有在两个区域之间有直接物理联系的区域之间的交流。这在几乎没有意识体验的患者身上可以看到。其中一个代表了一个非常复杂的全脑动态交互作用，跨越了一组42个大脑区域，这些区域属于6个在认知中具有重要作用的大脑网络（见上图）。这种复杂的模式几乎只出现在有一定意识的人身上。
重要的是，这种复杂的模式在病人深度麻醉时消失了，确认我们的方法确实对患者的意识水平敏感，而不是他们的一般脑损伤或外部反应。
这样的研究有可能导致人们了解客观生物标记物如何在医疗决策中发挥关键作用。在未来，有可能开发出一些方法来外部调节这些意识信号，并在失去这些信号的患者中恢复某种程度的意识或反应能力，例如使用非侵入性脑 *** 技术，如经颅电 *** 。事实上，在我在伯明翰大学的研究小组中，我们正开始探索这条道路。
令人兴奋的是，这项研究也使我们更接近于理解意识是如何在大脑中产生的。随着越来越多的关于人们在经历各种意识状态改变时意识的神经信号的数据，从服用 *** 到经历清醒梦，我们也许有一天会解开这个谜团。
Davinia Fernández Espejo，大学心理学院和人类大脑健康中心高级讲师关于伯明翰
，本文是在CreativeCommons许可下从对话中重新发布的。阅读原文。“
