科學可能越來越接近弄清意識在大腦中的位置。新研究證明了某些種類的神經連接對識別意識的意義。該研究的通訊作者、東京大學一般系統研究系的項目研究員Jun Kitazono進行了這項研究，據悉，該研究成果已發表在《Cerebral Cortes》上。
進行這項研究的實驗室負責人、通訊作者Masafumi Oizumi副教授說道：“意識在大腦中的位置一直是科學中的最大問題之一。儘管我們還沒有得出一個結論性的答案，但在尋找足以實現意識體驗的最小機制或意識的神經相關因素的過程中已經積累了許多經驗性的證據。”
研究人員通過這項研究朝着發現大腦中支持意識體驗的最小充分子網絡邁出了一步。
研究人員在大腦的神經網絡中尋找意識的一個特殊標誌即雙向路徑來確定大腦中意識所在的部分。當我們看到一些東西或經歷一些事情時我們的大腦會處理信息。這被稱為前饋信號，然而接收這種信號對意識來說是不夠的。我們的大腦還必須將信息反饋給我們，這就是所謂的反饋。並非大腦的每個區域都能接收和回應前饋信息。研究人員假設，這些雙向連接是負責意識的大腦部分的一個基本標誌。
Kitazono說道：“僅靠前饋處理不足以讓受試者有意識地感知刺激；相反，反饋也是必要的，這表明需要雙向處理。反饋成分不僅在清醒狀態下特定的意識內容喪失時消失，而且在意識經驗普遍喪失的無意識狀態下也消失，如全身麻醉、睡眠和植物人狀態。”他還解釋稱，不管你看的是人、猴子、老鼠、鳥還是蒼蠅，處理的雙向性都是是至關重要的。
研究人員使用小鼠連接組和計算技術來測試他們的想法。連接組是大腦中連接的詳細地圖。首先，他們開發了一種有效的算法來提取大腦中具有強大雙向連接的部分–被稱為複合體。然後，他們將該算法應用於小鼠的連接組。
“我們發現，提取的雙向性最強的複合體並沒有均勻地分佈在所有主要區域中，而是集中在皮質區域和丘腦區域，”Kitazono說道，“另一方面，其他主要區域的區域具有較低的雙向性。特別是，小腦中的區域具有低得多的雙向性。”
這些發現跟科學家們長期以來認為的意識在大腦中的位置一致。位於大腦表面的大腦皮層包含感覺區域、運動區域和聯想區域，這些區域被認為對意識體驗至關重要。位於大腦中部的丘腦也同樣被認為跟意識有關，特別是丘腦和皮層區域之間的互動，稱為丘腦皮層迴路，被認為對意識非常重要。這些結果支持這樣的觀點，即大腦網絡中的雙向性是確定意識位置的一個關鍵。
研究人員強調，他們仍在為確定意識的位置而努力。
作為下一步，Oizumi稱團隊目前正在分析各種類型的神經記錄中基於活動的大腦網絡。
“我們實驗室的最終目標是找到意識和大腦之間的數學關係，”Oizumi說道，“在這項研究中，我們試圖將大腦的網絡屬性跟意識的位置聯繫起來。我們將進一步研究意識和大腦之間的關係並朝着我們的最終目標前進。”