科学家研究意识时，可能低估了最古老的脑区

人类的意识是如何产生的？某些脑区是否真的比其他脑区更为关键？大约35年前，科学界开始更深入地探讨这些问题。现在，每年都有大量关于意识的神经科学的研究论文发表，虽然已经取得了一些进展，但意识之谜依然未被破解。

在一篇新发表的综述论文中，神经科学家Peter Coppola回顾了一个多世纪以来的神经科学研究。他发现，研究意识的科学家可能低估了人脑中最古老的区域。

意识研究的挑战

科学家通常把意识定义为“拥有主观体验的能力”。主观体验的例子包括：感受到苹果的味道，或者看到它红色的表皮。换言之，这个概念探讨的是：作为一种特定生物、在特定状态下“是什么感觉”。

研究意识一直是科学界所面临的一大挑战，原因在于，主观体验只能由体验者自己知道，别人无法进行直接的可观测量。这让意识研究变得极为困难。

尽管如此，在临床中判断意识是否存在却是至关重要的。例如在麻醉时，医生需要确认病人是否真的“失去意识”；另外，对于脑损伤或昏迷患者的意识状态（如植物人、最低意识状态），也需要明确诊断。临床上，医生主要通过一些可观测的行为来推断是否有意识，例如运动、语言、视觉功能等，这些行为通常被归类为“意识的行为指标”。

然而，这些指标并不完全可靠。有时，人们表现出行为却并没有真正的意识——例如盲视患者虽然说自己看不见，却能正确避开障碍。而有时，人们明明有意识却表现不出行为——例如闭锁综合征患者具有意识，但全身无法动弹。

正因为行为和意识并非完全一致，临床上就容易出现误判。

寻找意识的神经相关集合

1990年，生物学家弗朗西斯·克里克（Francis Crick，DNA双螺旋结构发现者之一）和克里斯托夫·科赫（Christof Koch）提出：在任何一个时刻，脑中有些神经活动与意识相关，而另一些没有。关键问题在于：它们之间的差别是什么？

这推动了对意识的神经相关集合（NCC）的探索，NCC指的是足以产生某种特定体验的最小神经机制集合。过去几十年里，随着脑成像和神经刺激等技术的进步，科学家已经开展了大量复杂的实验，并通过国际大规模合作来检验各种意识理论——尤其是那些强调脑的外层，即皮质在意识中的作用的假说。

皮质主要由新皮质构成，它在我们的进化史上是较新的产物。相比之下，位于新皮质下方的皮质下结构在过去5亿年里几乎没有发生太大变化。它常被比作是电视的电源，是意识不可或缺的条件，但本身不足以产生意识。

人脑。（图/Peter Coppola）

还有一个长期被认为与意识无关的区域——小脑。它比新皮质更古老，隐藏在颅骨后方。在无意识状态下（如昏迷），脑的活动和网络会被破坏，这种变化可以在皮质、皮质下以及小脑中被观察到。

重新审视皮质、皮质下和小脑

在新的分析中，研究人员综合了大量实验和神经学证据，还纳入了一些此前在意识研究中尚未受到足够重视的发现。他的目标是探讨产生任何意识体验所需的最低条件，也就是足以生成意识的神经机制。

他想回答一个核心问题是：脑的哪些部分足以让我们产生“有感觉”的体验？ 更直接地说，就是：皮质、皮质下，或者小脑，是否能单独或共同支撑意识？

他从在人类和动物身上进行的实验中发现，改变脑中的这三个部分中任何一个的活动，都可以影响意识：

• 改变新皮质的活动，会改变自我意识，诱发幻觉，或影响判断。

• 改变皮质下的活动，可能会产生极端的影响，它能诱导抑郁、让猴子从麻醉中苏醒，或让小鼠失去意识。

• 即使是长期被认为“无关紧要”的小脑，刺激它也能改变感官知觉。

不过，这些实验并不能直接揭示意识的源头，因为刺激一个脑区可能会间接影响其他脑区。就像拔掉电视电源插头，改变的可能只是支持意识存在的条件，而不是意识本身的机制。

于是，研究人员又转向病人的临床证据，看是否能发现能解决这一困境的新线索。他发现，创伤或缺氧导致的脑损伤会干扰人的主观体验：

• 新皮质受损的人，可能觉得自己的手不是自己的，无法注意到视野某一侧的物体，或变得更冲动。

• 出生时缺失小脑或额叶皮质的人，依然能够表现出有意识的行为，并过着相对正常的生活。但小脑若在后天受到损伤，则可能引发幻觉或彻底改变情绪。

对于脑的最古老部分，损伤往往会直接导致无意识（尽管部分人能恢复）甚至死亡。然而，皮质下可能就像电视的电源一样，仅仅是让较新的、可能真正产生意识的皮质保持运转。因此，研究人员想知道，是否可能这些古老区域本身就足以支撑意识？

颠覆常识的证据

很少有儿童天生就缺失大部分甚至全部新皮质。按照医学教科书，这样的人应当处于永久性植物人状态。但报道显示，这些人仍会表现出不安、会玩耍、认人，甚至享受音乐。这意味着他们实际上拥有某种形式的意识体验。

这类案例表明，最古老的脑区可能足以产生基本的意识。或者说，当天生缺失皮质时，脑中的更古老部分会“接管”部分新脑区的功能。

在动物实验中，研究者切除了一些哺乳动物（比如鼠、猫、猴）的大部分新皮质后，发现它们依旧能做出许多复杂行为：它们可以玩耍、表达情绪、梳理毛发、照顾幼崽，甚至学习。令人惊讶的是，即使成年动物接受了此类手术后，也能表现出类似行为。

总结与启示

所有证据综合起来，对“皮质是意识必要条件”的主流理论提出了挑战。看来，脑的最古老部分足以维持一些基本形式的意识。

而较新的脑区，以及小脑，似乎更多是扩展和精细化了我们的意识。这意味着我们可能需要重新审视现有的意识理论。这一认识不仅会影响对患者的护理方式，还可能改变我们对动物权利的理解。事实上，意识可能比我们以为的更为普遍。

#参考来源：

https://theconversation.com/major-theories-of-consciousness-may-have-been-focusing-on-the-wrong-part-of-the-brain-264609

https://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2025.106333

#图片来源：

封面图&首图：TheDigitalArtist / Pixabay