研究表明,意识可能来自我们大脑最古老的部分

是什么产生了人类意识?大脑的某些部分是否比其他部分更重要?

大约 35 年前,科学家们开始更深入地解决这些问题。研究人员已经取得了进展,但意识的奥秘仍然非常活跃。

最近发表的文章,我回顾了 100 多年的神经科学研究,看看某些大脑区域是否比其他区域对意识更重要。我的发现表明,研究意识的科学家可能低估了人脑中最古老的区域。

意识通常是由神经科学家定义作为拥有主观体验的能力,例如品尝苹果或看到其皮肤发红的体验。

领先的意识理论表明人脑的外层称为皮层(图 1 中的蓝色部分)是意识的基础。这主要由新皮层组成,这在我们的进化史上是较新的。

人类皮层下层(图1,棕色/米色)在新皮层下方,在过去的 5 亿年.它被认为就像电视的电一样,是意识所必需的,但是不够它自己。

大脑的另一部分是一些神经科学意识理论所说的无关紧要为了意识。这是小脑,它也比新皮质更古老,看起来像一个藏在颅骨后部的小大脑(图 1,紫色)。

图1,人脑(在AI的辅助下制作)。(彼得·科波拉/CC BY SA 4.0)

大脑活动和大脑网络在无意识中被破坏(如昏迷)。这些变化可以在皮层、皮层下和小脑中看到。

脑刺激揭示了什么

作为我分析的一部分,我查看了研究表明,当大脑活动发生变化时,意识会发生什么变化,例如,通过施加电流磁脉冲到大脑区域。

这些在人类和动物身上的实验表明,改变大脑这三个部分中任何一个部分的活动都可以改变意识.改变新皮层的活动会改变你的自我意识,让你产生幻觉,或影响你的判断力。

改变皮层下可能会产生极端影响。我们可以诱发抑郁症,将猴子从麻醉中唤醒,或将老鼠打晕。甚至刺激小脑,长期以来被认为无关紧要,可以改变你有意识的感官知觉。

然而,这项研究并不能让我们就意识的来源得出强有力的结论,因为刺激一个大脑区域可能会影响另一个区域。就像从插座上拔下电视插头一样,我们可能会改变支持意识的条件,但不会改变意识本身的机制。

所以我查看了一些患者的证据,看看它是否有助于解决这个困境。

身体创伤或大脑缺氧造成的损害可能会破坏您的体验。新皮质损伤五月让你思考你的手不是你的,没有注意到视野一侧的东西,或者变得更加冲动。

出生时没有小脑他们皮层的前部,仍然可以显得有意识并过着相当正常的生活。然而,损害小脑晚年可以引发幻觉或彻底改变你的情绪。

对我们大脑最古老的部分的伤害会直接导致失去知觉(虽然有些人康复了)或死亡。然而,就像电视的电一样,皮层下可能只是让较新的皮层保持“在线”,这可能会引起意识。因此,我想知道是否有证据表明最古老的地区足以产生意识。

在极少数情况下,儿童出生时没有大部分或全部新皮质。根据医学教科书,这些人应该处于永久植物人状态。然而,那里是报告这些人会感到不安、玩耍、认出人或表现出对音乐的享受。这表明他们正在进行某种有意识的体验。

这些报告是惊人的证据,表明大脑中最古老的部分可能足以维持基本意识。或者,也许,当你出生时没有皮层时,大脑的较老部分会适应以承担大脑较新部分的某些角色。

有一些动物的极端实验可以帮助我们得出结论。在哺乳动物中——从老鼠到猫再到猴子——通过手术切除新皮层会留下它们仍然有能力数量惊人。他们可以玩耍、表达情感、梳理自己、养育幼崽,甚至学习。竟然即使是成年动物接受这种手术的人表现出类似的行为。

总而言之,这些证据挑战了皮层是意识所必需的观点,正如大多数主要的意识理论所表明的那样。似乎大脑最古老的部分足以容纳一些基本的意识形式。

大脑的新部分——以及小脑——似乎可以扩展和完善你的意识。这意味着我们可能不得不审查我们的意识理论。反过来,这可能会影响患者护理以及我们对动物权利的看法。事实上,意识可能比我们意识到的更普遍。

彼得·科波拉,剑桥神经科学访问研究员,剑桥大学

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