科学家找到意识意识的“守门人”

在我们醒着的时候，大脑接收到几乎不断涌入的各种强度的感觉信号。几十年来，科学家们一直想知道为什么有些信号会出现在有意识的意识之光中，而其他强度相似的信号仍处于无意识的黑暗阴影中。是什么控制了分隔阴影和光线的门？在密歇根医学麻醉学系和意识科学中心的一项新研究中，研究人员确定了皮层中的一个关键区域，它似乎是意识意识的大门。 “大脑中的信息处理有两个维度：对环境无意识的感觉处理，以及当刺激达到一定重要性并进入有意识的意识时发生的类型，”该研究的研究员黄子瑞博士解释说。麻醉科。 Huang，以及首席研究员 Anthony Hudetz 博士。和他们的团队试图确认这种转换发生在大脑中称为前岛叶皮层的部分，充当低级感觉信息和高级意识之间的一种闸门。在实验中，参与者被放入 fMRI 机器内，并使用麻醉药物异丙酚来控制他们的意识水平。然后让他们想象自己打网球、走在小路上或挤压他们的手，并要求他们进行运动活动（挤压一个橡皮球），因为他们逐渐失去知觉并在丙泊酚停止后再次恢复知觉。先前的研究表明，心理意象产生的大脑活动类似于实际执行的活动。当参与者想象自己在打网球时，负责控制运动的大脑部分就会亮起来。大脑的其他区域在执行任务时会变得停用，因为精神注意力集中在活动上。

随着研究参与者开始失去意识，失活发生的频率降低。当他们完全失去意识时，他们相应的大脑区域也没有表现出对心理意象任务的反应。当他们恢复一些意识时，他们恢复了一些与心理意象相关的活动，此后不久，他们的意识完全清醒，他们的大脑显示出正常的激活模式。寻找这些意识状态之间的相关性揭示了前岛叶皮层的激活在这些激活和停用之间的成功转换中发挥了作用。 “感觉刺激通常会激活前岛叶皮层，”Hudetz 说。 “但是当你失去意识时，前岛叶皮层就会被停用，大脑中支持意识的网络转移就会被破坏。”他解释说，前岛叶皮层可能充当过滤器，只允许最重要的信息进入意识。他们试图用另一个经典的心理实验来证实他们的假设，其中一张脸在屏幕上短暂地闪烁，几乎无法察觉百分之三秒。面部图像之后是嘈杂的高对比度图像，旨在中断面部图像的有意识处理。然后询问参与者是否看到了一张脸。是否有意识地进入面部是通过前岛叶皮层的激活来预测的。 “前岛叶皮层的活动不断波动，”黄说。 “你是否能检测到刺激取决于信息到达大脑时前脑岛的状态：如果脑岛在刺激点的活动很高，你就会看到图像。根据这两个实验的证据，我们得出结论，前岛叶皮层可能是意识意识的大门。”引用的论文：“前脑岛调节大脑网络转换，门有意识的访问，”细胞报告。 DOI：10.1016/j.celrep.2021.109081

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