研究表明,意識可能來自我們大腦最古老的部分

是什么產(chǎn)生了人類意識?大腦的某些部分是否比其他部分更重要?

大約 35 年前,科學家們開始更深入地解決這些問題。研究人員已經(jīng)取得了進展,但意識的奧秘仍然非?;钴S。

最近發(fā)表的文章,我回顧了 100 多年的神經(jīng)科學研究,看看某些大腦區(qū)域是否比其他區(qū)域?qū)σ庾R更重要。我的發(fā)現(xiàn)表明,研究意識的科學家可能低估了人腦中最古老的區(qū)域。

意識通常是由神經(jīng)科學家定義作為擁有主觀體驗的能力,例如品嘗蘋果或看到其皮膚發(fā)紅的體驗。

領(lǐng)先的意識理論表明人腦的外層稱為皮層(圖 1 中的藍色部分)是意識的基礎(chǔ)。這主要由新皮層組成,這在我們的進化史上是較新的。

人類皮層下層(圖1,棕色/米色)在新皮層下方,在過去的 5 億年.它被認為就像電視的電一樣,是意識所必需的,但是不夠它自己。

大腦的另一部分是一些神經(jīng)科學意識理論所說的無關(guān)緊要為了意識。這是小腦,它也比新皮質(zhì)更古老,看起來像一個藏在顱骨后部的小大腦(圖 1,紫色)。

圖1,人腦(在AI的輔助下制作)。(彼得·科波拉/CC BY SA 4.0)

大腦活動和大腦網(wǎng)絡(luò)在無意識中被破壞(如昏迷)。這些變化可以在皮層、皮層下和小腦中看到。

腦刺激揭示了什么

作為我分析的一部分,我查看了研究表明,當大腦活動發(fā)生變化時,意識會發(fā)生什么變化,例如,通過施加電流磁脈沖到大腦區(qū)域。

這些在人類和動物身上的實驗表明,改變大腦這三個部分中任何一個部分的活動都可以改變意識.改變新皮層的活動會改變你的自我意識,讓你產(chǎn)生幻覺,或影響你的判斷力。

改變皮層下可能會產(chǎn)生極端影響。我們可以誘發(fā)抑郁癥,將猴子從麻醉中喚醒,或?qū)⒗鲜蟠驎灐?a>甚至刺激小腦,長期以來被認為無關(guān)緊要,可以改變你有意識的感官知覺。

然而,這項研究并不能讓我們就意識的來源得出強有力的結(jié)論,因為刺激一個大腦區(qū)域可能會影響另一個區(qū)域。就像從插座上拔下電視插頭一樣,我們可能會改變支持意識的條件,但不會改變意識本身的機制。

所以我查看了一些患者的證據(jù),看看它是否有助于解決這個困境。

身體創(chuàng)傷或大腦缺氧造成的損害可能會破壞您的體驗。新皮質(zhì)損傷五月讓你思考你的手不是你的,沒有注意到視野一側(cè)的東西,或者變得更加沖動。

出生時沒有小腦他們皮層的前部,仍然可以顯得有意識并過著相當正常的生活。然而,損害小腦晚年可以引發(fā)幻覺或徹底改變你的情緒。

對我們大腦最古老的部分的傷害會直接導(dǎo)致失去知覺(雖然有些人康復(fù)了)或死亡。然而,就像電視的電一樣,皮層下可能只是讓較新的皮層保持“在線”,這可能會引起意識。因此,我想知道是否有證據(jù)表明最古老的地區(qū)足以產(chǎn)生意識。

在極少數(shù)情況下,兒童出生時沒有大部分或全部新皮質(zhì)。根據(jù)醫(yī)學教科書,這些人應(yīng)該處于永久植物人狀態(tài)。然而,那里是報告這些人會感到不安、玩耍、認出人或表現(xiàn)出對音樂的享受。這表明他們正在進行某種有意識的體驗。

這些報告是驚人的證據(jù),表明大腦中最古老的部分可能足以維持基本意識?;蛘?,也許,當你出生時沒有皮層時,大腦的較老部分會適應(yīng)以承擔大腦較新部分的某些角色。

有一些動物的極端實驗可以幫助我們得出結(jié)論。在哺乳動物中——從老鼠到貓再到猴子——通過手術(shù)切除新皮層會留下它們仍然有能力數(shù)量驚人。他們可以玩耍、表達情感、梳理自己、養(yǎng)育幼崽,甚至學習。竟然即使是成年動物接受這種手術(shù)的人表現(xiàn)出類似的行為。

總而言之,這些證據(jù)挑戰(zhàn)了皮層是意識所必需的觀點,正如大多數(shù)主要的意識理論所表明的那樣。似乎大腦最古老的部分足以容納一些基本的意識形式。

大腦的新部分——以及小腦——似乎可以擴展和完善你的意識。這意味著我們可能不得不審查我們的意識理論。反過來,這可能會影響患者護理以及我們對動物權(quán)利的看法。事實上,意識可能比我們意識到的更普遍。

彼得·科波拉,劍橋神經(jīng)科學訪問研究員,劍橋大學

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