大腦掃描揭示人類意識的「模式」 或有助解釋人類意識之謎

一項研究發現，有意識的大腦會發出複雜而相互交織的信號。

通過分析健康人的大腦活動和那些不知道周圍環境的人的大腦活動，科學家們發現了人類意識的新特徵。這項研究結果發表在2月6日的《科學進展》(Science Advances)雜誌網路版上，它在一個棘手的問題上取得了進展：如何準確地測量無法交流的患者的意識。

雖然也有其他測量意識的方法被提了出來，但是由於新研究的大小和設計，它能夠發現一個特彆強烈的信號。俄勒岡州波特蘭市裡德學院(Reed College)的認知神經科學家邁克爾?皮茨(Michael Pitts)說，這項研究由一個研究人員跨越四個國家的國際研究小組進行，「得出了清晰可靠的結果，與意識的臨床神經科學直接相關」。

意識(以及大腦如何創造意識)是一個模糊的概念，它可以在我們睡覺的時候不知不覺地溜走，也可以會被藥物扭曲，或者在事故中喪失。儘管科學家們對我們大腦如何產生意識提出了許多生物學上的解釋，但科學家們仍然無法對意識給出一個完整的定義。

巴黎國家健康與醫學研究院的Jacobo Sitt是這項研究的合著者，他說，通過發現意識在大腦中的清晰特徵，這項新研究「讓我們更接近於理解意識是什麼」。

Sitt和他的同事們仔細研究了在巴黎、紐約和比利時列日的研究機構的核磁共振成像數據，這些數據記錄了125人在核磁共振儀內休息時的大腦活動。其中47人是健康的，其餘的人患有無反應性覺醒綜合症，就是他們的眼睛是睜開的，但沒有表現出意識的跡象，或者處於最低限度的意識狀態，在這種狀態下，他們可以遵循外界的簡單指令，比如按指令移動眼睛等。

這就出現了兩種截然不同的大腦活動模式。第一種是一種複雜的模式，其部分特徵是對立。當一個神經點活躍時，其他的就不活躍了。這種複雜的模式也沒有遵循大腦的解剖結構;信號在遠離它們解剖連接的地方發出信號。第二種模式則要更簡單，也更受大腦解剖結構的限制。(科學家們還發現了另外兩種模式，但它們與意識並不相符。)

Sitt和他的同事們發現，完全清醒的人的大腦在更多的時間中都會展示出這種複雜的模式。而被診斷為無反應性覺醒綜合症的人展示出簡單模式上的時間更多，而那些處於最低意識狀態的人則處於兩者之間，他們在這兩種狀態上的時間各不相同。

研究人員在加拿大、倫敦的11名患者中尋找這些信號，其中一些患者意識清醒，但他們無法進行交流。可以肯定的是，意識到周圍環境的病人在複雜的大腦活動狀態下花費了更多的時間，而更重要的是，當另一組23名患者被麻醉時，他們的大腦處於這種複雜狀態的時間則要少得多，這表明這種狀態的確伴隨著意識的出現。

研究人員發現，人們偶爾也會在這兩種截然不同的狀態之間切換。研究小組寫道，健康人的大腦有時也會陷入簡單的行為模式，這可能代表著暫時的「大腦空白」;而無意識病人的大腦偶爾會表現出複雜的模式。Sitt說，研究人員還不知道這些短暫的信號是否伴隨著這些患者意識的暫時增強。如果是的話，「這會是和這些病人交流的窗口嗎?」他問道。

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