新數(shù)據(jù)表明，前額葉皮層點燃了支持意識的網(wǎng)絡(luò)。
意識的機(jī)制是21世紀(jì)科學(xué)中最基本、最令人興奮和最具挑戰(zhàn)性的追求之一。雖然意識領(lǐng)域的研究吸引了各種各樣的思想者，他們把無數(shù)的物理或形而上學(xué)的基礎(chǔ)置于經(jīng)驗之中，但意識必須有一個生物神經(jīng)基礎(chǔ)。
問題是，大腦中的意識體驗是在哪里產(chǎn)生的呢？鑒于神經(jīng)科學(xué)之技術(shù)與實驗技能的非凡時代，我們將尋找那些產(chǎn)生具體經(jīng)驗的腦回或精確的神經(jīng)元亞群。
相反，粗略的說，與意識有關(guān)的神經(jīng)元到底是位于大腦的后部還是前部，仍然存在著激烈的爭論。
van Vugt等人提供的證據(jù)表明，前額葉皮質(zhì)是調(diào)節(jié)視覺意識的腦區(qū)之一。此外，Joglekar等人提供證據(jù)表明，前額葉皮質(zhì)對于點燃視覺信號處理的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有重要的作用。這兩項研究都支持一種與跨越皮層的分布式交互作用有關(guān)的意識模型。
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van Vugt等人對非人靈長類動物的調(diào)查受到了信號檢測理論和全局神經(jīng)元工作空間理論的共同推動。
信號檢測理論試圖解釋了位于感知閾值周圍區(qū)域刺激的加工，以及為什么我們有時能感知到這種刺激，而其他時候卻不能的原因。
最初，全局工作空間是一個意識的心理框架，在過去的十年里，它變得更加神經(jīng)生物學(xué)化了。全局神經(jīng)元工作空間理論假定，皮層中的興奮性神經(jīng)元和皮層的長束，非常明顯的，和認(rèn)知處理的參與、放大、維持有關(guān)，并且廣播了特定的表征。
意識的處理過程
視覺處理（左側(cè)）在額葉皮層“點燃”后，意識就可以訪問了（右），由此導(dǎo)致的相互作用使得刺激表現(xiàn)成為自我維持并被廣泛傳播。
前饋視覺過程（左側(cè)）
視覺在前饋方向上的處理是潛意識的，或者對于進(jìn)一步的處理而言，至少是不可用于的。
激活的全局神經(jīng)元工作空間（右側(cè)）
一旦信號激活了前額葉皮層，那么，網(wǎng)絡(luò)回響既允許視覺在意識上得到表征，又可用于其他認(rèn)知系統(tǒng)。
Van Vugt等人假設(shè)，信號檢測所需的閾值和通過神經(jīng)元工作空間廣播信息所需的神經(jīng)活動值很可能是相同的。
Van通過對清醒猴子的視皮層（V1區(qū)、V4區(qū)，后腦區(qū)）和背外側(cè)前額葉皮層（在大腦前部）的神經(jīng)元活動的測量，建立了與視覺刺激有關(guān)的神經(jīng)關(guān)聯(lián)性，這些刺激在特定的眼動中被感知、被報告。被報告的刺激與前額葉皮層活動的程度和持續(xù)性有關(guān)，而未報道的刺激與弱的和短暫的前額葉活動相關(guān)。
研究者還評估了未報告刺激信息是在哪兒丟失的，并且發(fā)現(xiàn)，傳播失敗可能發(fā)生在前往大腦前方的前饋路徑中的各個階段。得出的結(jié)論是，當(dāng)用于廣播的關(guān)鍵觸發(fā)器（或“點火器”）發(fā)生在前額葉皮層時，刺激超過了可報告信號檢測的閾值。這一實證結(jié)論支持了一個模型，在這個模型中，額葉和頂葉皮質(zhì)之間的相互作用使信號成為一種自我維持的表征。
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但是，全局神經(jīng)元工作空間的長程興奮性神經(jīng)元，是如何在不破壞它們的情況下放大感覺信號、或引導(dǎo)大腦進(jìn)入無約束的激活狀態(tài)呢？
Joelkar等人研究了非人類靈長類動物大腦網(wǎng)絡(luò)中的前饋（從后往前）和反饋（從前往后）處理的模型。他們表明，興奮性反饋連接可以放大信號，但被局部抑制過程平衡。
這種“全局平衡放大”符合當(dāng)前的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，并且是新穎的，因為它集成了局部、前饋和反饋處理以及（適當(dāng)約束網(wǎng)絡(luò)的）抑制性神經(jīng)元制動器。此外，JogLekar等人模擬了視覺皮層V1區(qū)域中的感官輸入模型，并發(fā)現(xiàn)，弱信號激活了局部皮層，而較強(qiáng)的信號則導(dǎo)致前額葉皮層的激活和皮層網(wǎng)絡(luò)的混響，所有這些都與全局神經(jīng)元工作空間理論一致。這些建模數(shù)據(jù)支持Van Vugt等人的假設(shè)，信號檢測的閾值與激活前額葉皮層和點燃相互連接的皮層網(wǎng)絡(luò)的閾值是相同。
“這些研究有助于解釋一個長期存在的相關(guān)科學(xué)問題，即全身麻醉劑的機(jī)制?！?/span>
這些數(shù)據(jù)如何形成了現(xiàn)如今與意識相關(guān)的神經(jīng)元之位置有關(guān)的爭論呢？為了回答這個問題，有必要考慮現(xiàn)象意識和取用意識的區(qū)別。
現(xiàn)象意識是經(jīng)驗的純粹定性的面向，而取用意識與其他認(rèn)知系統(tǒng)分享了體驗，以獲得進(jìn)一步的行動（例如，記憶、運(yùn)動活動或報告）。Van Vugt等人的經(jīng)驗數(shù)據(jù)明確地集中在可報告的意識事件之上，并為前額葉皮層對取用意識的重要性提供了進(jìn)一步的支持。
這項研究并沒有直接說明現(xiàn)象意識的問題，但是作者間接提到了前額葉皮層神經(jīng)元即使在沒有報告的情況下，也能表現(xiàn)出與有意識視覺刺激感知有關(guān)的證據(jù)。此外，最近一項關(guān)于夢的研究發(fā)現(xiàn)，盡管現(xiàn)象意識的神經(jīng)相關(guān)性似乎主要位于后皮質(zhì)，但是快速眼動睡眠期間做的夢也與額葉和額葉皮層的高頻活動有關(guān)。換言之，前皮層也有助于形成構(gòu)成現(xiàn)象意識的純粹體驗。
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Van Vugt和Joglekar等人的研究也有助于解釋一個長期存在的相關(guān)科學(xué)問題，即全身麻醉的機(jī)制。認(rèn)為模型中相互作用的額葉和頂葉皮層是取用意識所必需的條件，這與不同的全身麻醉劑抑制了額葉和頂葉網(wǎng)絡(luò)的代謝和/或連通性的發(fā)現(xiàn)相一致。
事實上，有證據(jù)表明，不同的全身麻醉藥，優(yōu)先抑制來自人類額葉皮層的反饋連通性，可能代表了點火失敗。全身麻醉藥也對局部和長程處理有依賴性，這是全局平衡放大的兩個關(guān)鍵因素。
在較低劑量下，局部網(wǎng)絡(luò)連通性得到了增強(qiáng)，而全局神經(jīng)元工作空間的遠(yuǎn)距離連接被破壞；較高的麻醉劑量可抑制局部和長程連通性。因此，一般麻醉劑可以防止前額葉皮層的點燃，同時減輕信號強(qiáng)度，這取決于劑量。對無意識神經(jīng)關(guān)聯(lián)性的這種獨(dú)立調(diào)查，進(jìn)一步支持了這兩項研究結(jié)論的證據(jù)。
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需要解決的問題仍然很多。Van Vugt和Joglekar等人的研究如何才能應(yīng)用于視覺系統(tǒng)之外的感知加工，或根本不需要外部感官輸入的內(nèi)源性體驗（如夢）？在非人靈長類動物中的這項工作如何轉(zhuǎn)化為人類或前額葉皮質(zhì)不發(fā)達(dá)的動物？
此外，這些與意識相關(guān)的假設(shè)如何告知意識的實際原因？解決或化解與與神經(jīng)有關(guān)的爭議需要透明的（取用、現(xiàn)象）意識的定義和精心設(shè)計的（報告的、無報告的）范式，以因變量為原則的因果操作神經(jīng)回路的技術(shù)，以及可能與行為無關(guān)的意識測量。
只有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)纳窠?jīng)科學(xué)研究才能揭示大腦能否最終解釋自身及其最寶貴的功能。
