研究揭示了意识体验在大脑中的位置
作者: mints 编译 / 2105次阅读 时间: 2023年8月26日
来源: Robert Sanders 文 标签: 意识
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&l*_u!PU{P0耶路撒冷希伯来大学和加州大学伯克利分校的研究人员记录了癫痫患者大脑中的电活动,同时向他们展示了各种图像,试图找出大脑中长期存储图像的具体位置,以及我们如何有意识地访问这些图像。心理学空间|h(DDLtx.d/U

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超过四分之一的中风患者患上了一种奇怪的疾病——他们只能意识到一半的视觉感知。

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例如,当右半部分的大脑中风后,一个人可能只吃盘子右侧的东西,因为他们觉察不到另一半的情况。这个人可能只看到照片的右半部分,而忽略左侧的人。心理学空间,]o-yNZ4J,MFj"[

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然而,令人惊讶的是,这些中风患者会对整张照片或场景产生情绪反应。他们的大脑似乎接受了这一切,但这些人的意识只意识到世界的一半。

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这种令人困惑的痛苦被称为脑卒中单侧忽略(unilateral neglect),该问题凸显了脑科学中一个长期存在的问题——感知到某物(perceiving something )和意识/觉察到到觉察到它(being aware or conscious of perceiving it)之间有什么区别?

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+MV E?0BU3n0例如,您在浏览网页搜索鞋子时,可能没有意识到这是因为你早些时候经过了一家鞋店。也就是说,你的大脑会记录你没有意识到的事情。

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耶路撒冷希伯来大学和加州大学伯克利分校的神经科学家现在报告说,他们可能已经在大脑中发现了意识体验的具体区域,在我们感知这些持续的视觉图像的几秒钟内,这些图像会被保留在该区域。他们的这些发现发表今年7月出版的《细胞报告》杂志。心理学空间}|}/x3j:['wZ

6H*|B\p0Vishne, G., Gerber, E. M., Knight, R. T., & Deouell, L. Y. (2023). Distinct ventral stream and prefrontal cortex representational dynamics during sustained conscious visual perception. Cell reports, 42(7), 112752. https://doi.org/10.1016/j.celrep.2023.112752心理学空间:w*};GP{ G'JT

Z x;_{]E_*U*r0“意识,尤其是视觉体验,是每个人从早上醒来睁开眼睛到入睡的最基本的感受。”该论文的主要作者、希伯来大学研究生Gal Vishne说,“我们的研究关注于人们的日常经历。”心理学空间t-T3Qkp,tiN#M

}2w.d2?3my)E0虽然这些发现还没有解释我们如何做到不去觉知自己的(视觉)知觉,但像这样的研究在未来可能会有实际应用,也许可以让医生从昏迷患者的大脑活动中判断出这个人是否仍然意识到外部世界。了解意识也可以帮助医生开发意识障碍的治疗方法。心理学空间.eB6O.bn+x*d

~-myKV1[]0“我一生的科学生涯灵感来自于那些遭受单方面忽视的中风患者,他们只是忽视了世界的一半。”希伯来大学心理学教授Leon Deouell说,“这实际上激发了我对意识问题的全部兴趣。一个人如何做到即拥有这些信息,但仍然不承认它是你主观体验的东西、不采取行动,不把眼睛移到它上,不抓住它?这不仅需要大脑的感知,而且还需要主观体验么?理解这一点最终将帮助我们了解患有这种综合征的患者的认知系统和大脑中缺失了什么。”心理学空间?w:K(KA~T"u

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资深作者、加州大学伯克利分校心理学教授Robert Knight补充道:“我们正在为意识之谜增添一块拼图——事物如何留在你的脑海中,如何让你采取行动。”。

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J.w8Q!J3s7[v0大脑短暂和持续的反应心理学空间.d"o rM z&v(b:d

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Deouel指出,在大约60年的时间里,电生理学对人类大脑的研究几乎只集中在感知事物后最初的活动激增上。但这种尖峰信号在大约300或400毫秒后消失,而我们通常会在几秒钟或更长时间内观察到、并有意识地觉察到(consciously aware)这些事情。心理学空间sI(B0ok8s

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他说:“这期间有大量的时间,而这些时间并不能用神经术语来解释。”

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|jC?n)]zw{W0参与实验的癫痫患者观看图像,同时通过放置在额叶和枕叶区域的电极记录他们大脑中的电活动。Image credit: Hadar Vishne, Royal College of Art

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为了寻找大脑中更持久的活动,神经科学家同意对10名头骨被打开的人进行测试,以便可以在大脑表面放置电极,并跟踪与癫痫发作相关的神经活动。研究人员记录了电极在电脑屏幕上向患者显示不同图像时的大脑活动,时间长度不同,最长可达1.5秒。研究人员要求患者在看到衣服时按下按钮,以确保他们真正集中注意力。

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大多数用于记录人类神经活动的方法,如功能磁共振(fMRI)或脑电图(EEG),只允许研究人员对大脑活动发生的地点或时间进行详细推断,但不能同时进行这两种推断。现在希伯来大学/加州大学伯克利分校的研究人员能够通过植入头骨内的电极弥合这一差距。心理学空间"w}Y{!E0h8{,_u*|

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该团队对收集到的数据进行分析后发现了与早期的研究相反的现象。他们发现,当感知到新事物时,大脑中只有短暂的活动爆发,而大脑的视觉区域实际上在一种较低的活动水平下保留了关于感知的信息更长时间。持续的神经活动模式与最初的活动模式相似,当一个人看到不同的图像时就会发生变化。心理学空间+j}1w!vr,xa4`

)Z~x` E6m ]0Deouel说:“尽管活动会随着时间的推移水平不断变化,但这种稳定的表现表明神经系统建立在稳定的感知基础之上。”心理学空间] j9Cp#M/Q![

][(~6]!c;p_OMc;W V)e0与早期的一些研究不同,他们发现,大脑前部的前额叶和顶叶皮层只有在感知到新事物时才会变得活跃,即使在更长的刺激下,信息也会在半秒内(500毫秒)完全消失。

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大脑后部视觉皮层的枕颞区也会短暂地变得非常活跃,大约持续300毫秒,然后下降到持续但较低的水平,约为初始峰值的10%至20%。但这种活动模式并没有消失;实际上,只要一个人看到一幅图像,它就会一直保持不变。

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“额叶皮层参与了检测新事物的活动。”Deouel解释道,“但你也可以在更高层次的感觉区域(sensory regions)看到一种持续的表现。”

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2n:Hnt o ]0大脑中的事件序列可以用各种方式来解释。Knight和Vishne倾向于这样一种观点,即,当前额叶皮层访问了视觉皮层的持续活动时,就会产生意识。Deouel怀疑意识产生于大脑许多区域之间的联系,前额叶皮层只是其中之一。

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4bZ+y M,Sn$m0该团队的发现已经得到自称为“思考联盟”(Cogitate Consortium)的肯定。尽管该联盟的结果仍在等待同行评审,但6月份在纽约市举行的一次活动中对其进行了描述,该活动被称为两种“领先”的意识理论之间的对峙。《细胞报告》的结果和未发表的结果都符合任何一种意识理论。

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“这种对抗性的合作涉及到目前22种意识理论中的两种理论。”Deouel提醒道,“许多理论通常意味着我们不理解。”心理学空间 zw H0J9z

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“我们能够测试的两种理论都是正确的。但从更广泛的角度来看,目前式的理论都不起作用,尽管我们发现每种理论都有一些道理。”Vishne说,“意识的神经基础还有很多未知之处,我们认为,在意识理论崛起之前,应该收集更多的数据。”

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rV)^"x;FQ5xv*S0Deouel和Knight计划进行的未来研究将探索大脑其他区域与意识相关的电活动,例如处理记忆和情绪的区域。图片心理学空间?"?O eb

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