摘要：大脑不断受到视觉、声音和其他刺激的轰炸，但人们只意识到周围世界的一小部分——例如一块巧克力的味道或某人的声音。研究人员很早就知道，大脑的外层，称为大脑皮层，在这种感知特定想法的体验中发挥着作用。

如果不进行手术，大脑的内部结构很难研究。图片来源：K H Fung/科学图片库

神经科学家首次观察到，当大脑意识到自己的想法时，大脑深处的结构是如何被激活的，这被称为有意识感知1.

大脑不断受到视觉、声音和其他刺激的轰炸，但人们只意识到周围世界的一小部分——例如一块巧克力的味道或某人的声音。研究人员很早就知道，大脑的外层，称为大脑皮层，在这种感知特定想法的体验中发挥着作用。

更深的大脑结构的参与要难得多，因为它们只能通过侵入性手术才能进入。设计实验在动物身上测试这个概念也很棘手。但研究人员表示，研究这些区域将使研究人员能够将他们的意识理论扩展到大脑的外层之外。

“意识研究领域引起了很多批评和怀疑，因为这是一个很难研究的现象，”以色列特拉维夫大学的神经科学家利亚德·穆德里克 （Liad Mudrik） 说。但她说，科学家们越来越多地使用系统和严格的方法来调查意识。

在今天发表在《科学》杂志上的一项研究中1，北京师范大学的神经科学家 Mingsha Zhang 专注于丘脑。这个位于大脑中心的区域参与处理感觉信息和工作记忆，并被认为在有意识的感知中发挥作用。

参与者已经在接受严重和持续性头痛的治疗，为此，他们将薄电极注射到大脑深处。这使 Zhang 和他的同事能够研究他们的大脑信号并测量有意识意识。

参与者被要求以特定方式移动他们的眼睛，具体取决于他们是否注意到图标闪到他们面前的屏幕上。该图标的设计使参与者仅在大约一半的时间里知道它的外观。

在任务期间，研究人员记录了大脑多个区域的神经活动，包括丘脑和皮层。澳大利亚悉尼大学（University of Sydney）的系统神经科学家克里斯托弗·怀特（Christopher Whyte）说，这是第一次在执行与意识科学相关的任务的人身上进行这种同步记录。他说，这项工作“真的非常了不起”，因为它使团队能够观察不同区域神经活动的时间是如何变化的。

当参与者意识到图标的外观时，丘脑和前额叶皮层的活动与不知道时的活动明显不同。当他们意识到图标时，活动出现得更早，丘脑部分比皮层部分更强，并且似乎在两个区域之间协调一致。这表明丘脑起着过滤器的作用，控制哪些想法进入意识，哪些没有，悉尼大学（University of Sydney）的系统神经科学家麦克·希恩（Mac Shine）说。

以前的动物研究支持这些发现。在 2020 年的一篇论文中，研究人员使用磁铁移动单个小鼠的胡须，刚好足以让小鼠注意到大约一半的时间2。这些动物被训练在感觉到运动时从喷水口舔一口。研究人员发现，当小鼠注意到胡须甩动投射到更深的大脑区域（包括丘脑）时，大脑皮层中的细胞被激活。

穆德里克说，这项最新研究是“对丘脑在意识中的作用的最详尽、最广泛的调查之一”。但她说，仍然存在一个问题，即该任务是否真正捕捉了与有意识体验相关的神经活动，或者只是跟踪了对不一定有意识感知的刺激的注意力。

张计划在人类身上进行更多实验，并详细研究猕猴的大脑活动。

doi： https://doi.org/10.1038/d41586-025-01021-2

来源：人工智能学家