麻省理工学院的科学家对定义意识的关键大脑连接有了新的认识

导读 一项新研究进一步证明,意识依赖于大脑皮层感觉区域和认知区域之间的交流。我们的大脑不断对周围环境做出预测,使我们能够集中注意力并应对...

一项新研究进一步证明,意识依赖于大脑皮层感觉区域和认知区域之间的交流。

我们的大脑不断对周围环境做出预测,使我们能够集中注意力并应对意外事件。最近的一项研究探讨了这种预测过程在意识过程中如何发挥作用,以及在全身麻醉下如何变化。研究结果支持了这样一种观点,即有意识的思考依赖于大脑基本感觉区域和高级认知区域之间的同步通信,而这种通信是由特定频带的脑节律促成的。

此前,麻省理工学院皮考尔学习与记忆研究所和范德堡大学的研究团队成员曾描述过大脑节律如何使大脑时刻准备应对意外情况。认知导向的大脑区域(通常位于大脑前部)使用相对低频的 alpha 和 beta 节律来抑制感觉区域(通常位于大脑后部)对环境中熟悉且平凡的刺激(例如同事的音乐)的处理。当感觉区域检测到意外情况(例如办公室火)时,它们会使用更快频率的 gamma 节律来告知更高频率的区域,更高频率的区域会以 gamma 频率处理该节律以决定要做什么(例如离开大楼)。

麻醉对大脑交流的影响

10 月 7 日发表在美国国家科学院院刊上的新研究结果表明,当动物接受丙泊酚全身麻醉时,感觉区域仍保留检测简单意外的能力,但与大脑前部更高级的认知区域的沟通却丢失了,导致该区域无法进行对感觉区域活动的“自上而下”调节,并使其对简单和更复杂的意外都无动于衷。

“我们在这里所做的揭示了意识的本质,”共同资深作者、皮考尔学习与记忆研究所和麻省理工学院大脑与认知科学系的皮考尔教授 Earl K. Miller 说道。“丙泊酚全身麻醉会抑制认知背后的自上而下的过程。它本质上切断了大脑前半部分和后半部分之间的交流。”

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