丘脑高阶核团调控意识体验重要机制被揭示

转自：光明日报

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本报北京4月7日电（记者靳晓燕）作为人类思维活动的基础与核心，意识体验是如何产生的？它的本质和物质基础是什么？这些问题的探究对理解人类心智、治疗临床意识障碍患者（如“植物人”）及指导人工智能系统进一步发展等具有重要作用。因此，探究人类意识的生物学基础成为现代科学中最前沿和最重要的问题之一。北京师范大学与中国人民解放军总医院等单位科研人员合作，揭示出丘脑高阶核团通过丘脑-前额叶环路调控意识体验的重要机制，为理解人类意识的神经基础提供了新的见解。研究成果近日在国际学术期刊《科学》上发表。

北京师范大学教授张鸣沙和博士生房泽鹏，与中国人民解放军总医院赵虎林团队、北京师范大学李小俚团队合作，结合创新的心理学范式、眼动追踪技术及人类立体定向脑电图技术，发现在意识体验产生期间，丘脑板内核和内侧核比腹侧核团发挥着更重要的作用。此外，外侧前额叶与板内核和内侧核之间的相互作用在意识体验中起关键作用，并且这种相互作用起源于板内核和内侧核。

张鸣沙介绍，当前关于意识的生物学基础（即神经机制）研究主要分为两种，分别关注意识的两个最重要的方面：全局意识状态和特定意识内容。虽然很多研究报道了全局意识状态（如清醒、睡眠、麻醉、昏迷等）转换背后的神经基础，但这类研究难以回答日常生活中如何产生特定的意识体验。因此，另一部分研究者通过结合心理学、行为学与脑成像的方法来探索特定意识体验的神经基础。视觉意识则是此类研究最广泛使用的方法。通过呈现相同的视觉刺激，但诱发不同意识体验，然后通过受试者的主观报告确定有视觉意识（“看到”）和无视觉意识（“没看到”），并通过比较两种状态之间的大脑活动差异，分离出和视觉意识相关的神经活动。

采用上述方法，当前意识研究主要聚焦于在大脑皮层中寻找意识体验的神经相关物，但对脑深部皮层下结构的研究较少（如丘脑）。传统观念认为，意识体验产生过程中，丘脑只负责将感觉信息传入大脑皮层进行加工，并不直接参与该加工过程。虽然近期有新的学说提出，丘脑-皮层环路可能在人类意识体验中起关键作用，但意识体验相关信息在丘脑-皮层环路中的处理和传递机制目前仍不清楚。

该成果在理论上加深了对人类意识神经基础的理解，挑战了当前意识体验研究领域以大脑皮层为中心的主流观点，有望助力临床意识障碍患者残存意识的精准检测与干预治疗。