这个脑细胞是你的“心灵之眼”吗?

没有人知道是什么将意识(意识的状态)与其内容(即思想和经验)联系起来的。现在，研究人员提出了一种优雅的解决方案:字面上的、结构上的联系。

该理论称，大脑皮层内的“内容回路”与分配意识的“总机回路”相连皮层细胞称为L5p神经元。

写在系统神经科学前沿，一个小组提供了证据，并提出了警告。他们对实验主义者的挑战是:如果意识需要L5p神经元，没有它们的所有大脑活动都是无意识的。

意识的状态与内容

大多数研究意识的神经机制的神经科学家都把注意力集中在意识的内容上，测量大脑在思考一种特定事物时的变化——一种气味，一种记忆，一种情绪。另一些人则分别研究大脑在不同意识状态下的行为，如清醒、做梦、深度睡眠或麻醉。

大多数人认为这两者是不可分割的:你不可能在无觉知的情况下思考、感受或体验任何事情，也不可能“无觉知”。但是，由于研究方法的分歧，“没有人知道意识的内容和状态是如何以及为什么如此紧密地结合在一起的，”柏林洪堡大学的神经科学家、新理论的主要作者jan Aru博士说。

单独的电路

意识的状态和内容之间的划分是解剖学上的。

我们的意识状态被认为取决于所谓的“丘脑-皮质”回路的活动。这些是皮层神经元和丘脑神经元之间的连接，丘脑是大脑中部拇指大小的中继中心，控制来自感官(嗅觉除外)的信息流入。丘脑皮质回路被认为是全身麻醉的目标，肿瘤或中风对这些神经元的损伤通常会导致昏迷。

相比之下，功能性脑成像研究将意识的内容主要定位在皮层内，即“皮质-皮质”回路。

缺失的一环?

Aru和他的同事们认为L5p神经元是唯一能够弥合这一鸿沟的神经元。

“丘脑-皮质和皮质-皮质回路通过L5p神经元交叉，”阿鲁解释道。“在显微镜下追踪这些细胞的研究表明，它们通过与丘脑和皮层交换连接，参与了两种回路。”

大脑功能研究表明，这些细胞确实可以将意识的状态和内容结合起来。小鼠的细胞水平脑成像显示，L5p神经元对感觉刺激有反应(向腿吹气);当动物清醒时，这种反应会增加;到目前为止，当动物对刺激做出反应(移动腿)时，它的力量是最强的。

“我们不知道老鼠在想什么，”阿鲁承认。“但如果我们假设它只有在意识到刺激时才会做出反应，那么这项研究就证明了L5p神经元中意识的状态(清醒)和内容(感官体验)之间的相互作用。”

这一假设与一项类似的小鼠研究是一致的。这项研究更进一步，表明直接激活刺激反应性L5p神经元(例如用药物)会使动物对较弱的感觉刺激做出反应——有时甚至没有任何刺激。

“这就好像老鼠经历了一个虚幻的刺激;就好像L5p刺激能创造意识一样，”阿鲁补充道。

检验理论

阿鲁强调，这个理论是第一次迭代，需要进一步完善。

“我们的目标是说服其他人，未来关于意识机制的工作应该专门针对L5p神经元。”

然而，这种普遍的安排可以解释一些众所周知的意识怪癖。

例如，这种从皮质-皮质回路到丘脑-皮质回路，再通过L5p神经元返回的长时间继电器的处理延迟，可以解释为什么刺激的快速变化经常逃避有意识的感知。(想想把潜意识信息拼接到视频中。)

这种现象的一个特征是“后向掩蔽”:当两幅图像快速连续出现(50-100毫秒)时，只有第二幅图像被有意识地感知。阿鲁假设，在这种情况下，“当刺激完成l5p -丘脑- l5p的传递时，第二幅图像已经接管了早期的皮层表征，并抢了第一幅图像的风头。”

该理论还可以帮助解释为什么我们通常对一些事物没有有意识的洞察力大脑过程，比如计划移动甚至语法。

“所有大脑的活动不(充分)涉及L5p神经元仍然没有意识，”阿鲁预测道。

这就是检验这一激动人心理论的关键所在。

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