意识在大脑中居于何处？新发现有助于确定它的位置

进行这项研究的实验室负责人、通讯作者Masafumi Oizumi副教授说道：“意识在大脑中的位置一直是科学中的最大问题之一。尽管我们还没有得出一个结论性的答案，但在寻找足以实现意识体验的最小机制或意识的神经相关因素的过程中已经积累了许多经验性的证据。”

研究人员通过这项研究朝着发现大脑中支持意识体验的最小充分子网络迈出了一步。

研究人员在大脑的神经网络中寻找意识的一个特殊标志即双向路径来确定大脑中意识所在的部分。当我们看到一些东西或经历一些事情时我们的大脑会处理信息。这被称为前馈信号，然而接收这种信号对意识来说是不够的。我们的大脑还必须将信息反馈给我们，这就是所谓的反馈。并非大脑的每个区域都能接收和回应前馈信息。研究人员假设，这些双向连接是负责意识的大脑部分的一个基本标志。

Kitazono说道：“仅靠前馈处理不足以让受试者有意识地感知刺激；相反，反馈也是必要的，这表明需要双向处理。反馈成分不仅在清醒状态下特定的意识内容丧失时消失，而且在意识经验普遍丧失的无意识状态下也消失，如全身麻醉、睡眠和植物人状态。”他还解释称，不管你看的是人、猴子、老鼠、鸟还是苍蝇，处理的双向性都是是至关重要的。

研究人员使用小鼠连接组和计算技术来测试他们的想法。连接组是大脑中连接的详细地图。首先，他们开发了一种有效的算法来提取大脑中具有强大双向连接的部分--被称为复合体。然后，他们将该算法应用于小鼠的连接组。

“我们发现，提取的双向性最强的复合体并没有均匀地分布在所有主要区域中，而是集中在皮质区域和丘脑区域，”Kitazono说道，“另一方面，其他主要区域的区域具有较低的双向性。特别是，小脑中的区域具有低得多的双向性。”

这些发现跟科学家们长期以来认为的意识在大脑中的位置一致。位于大脑表面的大脑皮层包含感觉区域、运动区域和联想区域，这些区域被认为对意识体验至关重要。位于大脑中部的丘脑也同样被认为跟意识有关，特别是丘脑和皮层区域之间的互动，称为丘脑皮层回路，被认为对意识非常重要。这些结果支持这样的观点，即大脑网络中的双向性是确定意识位置的一个关键。

研究人员强调，他们仍在为确定意识的位置而努力。

作为下一步，Oizumi称团队目前正在分析各种类型的神经记录中基于活动的大脑网络。

“我们实验室的最终目标是找到意识和大脑之间的数学关系，”Oizumi说道，“在这项研究中，我们试图将大脑的网络属性跟意识的位置联系起来。我们将进一步研究意识和大脑之间的关系并朝着我们的最终目标前进。”