大脑的几何形状，思维的维度:研究人员发现了表征意识状态的新方法

有意识意味着什么不仅仅是一个哲学问题。研究人员继续研究意识体验如何从人脑的电化学活动中产生。这个答案对理解大脑健康的方式有着重要的意义——从昏迷(一个人活着，但不能移动或对他或她的环境做出反应)，到手术麻醉，再到精神分裂症的思维过程改变。

最近的研究表明，大脑中没有一个位置可以引起意识，这表明了一种网络现象。然而，追踪大脑网络中引起意识和清醒的区域之间的各种联系一直是难以捉摸的。

一种使用功能性核磁共振成像的新方法，这种成像技术可以让你通过血流随时间的变化来观察和测量大脑活动，为我们如何描述和研究意识状态提供了新的见解。

密歇根大学医学院麻醉学研究助理教授黄子睿博士说:“意识是复杂的，研究它就像解决一个打乱的魔方。”“如果你只看一个表面，你可能会对它的组织方式感到困惑。你需要从各个方面着手解决谜题。”

当涉及到意识时，这些维度可以包括1)唤醒性;也就是大脑保持清醒的能力;2)意识，或者我们实际体验到的东西，比如玫瑰的红色;3)感官组织，即视觉、声音和感觉如何交织在一起，创造我们无缝的意识体验。

然而，几十年来，这些维度只是在概念上被考虑，没有任何与大脑活动本身的映射。在黄教授、麻醉学教授兼系主任、意识科学中心创始人乔治·马舒尔(George Mashour)医学博士和意识科学中心主任安东尼·胡德兹(Anthony Hudetz)的研究中，研究人员试图在大脑的几何结构中找到心灵的那些维度。

通常，脑成像研究评估的是离散的、定义明确的大脑区域。要理解这一点，请考虑美国地图上的科罗拉多州。它几乎呈矩形，边界非常清晰。

然而，例如，科罗拉多州和怀俄明州的边界是任意的。相比之下，查看横跨科罗拉多州和怀俄明州的山脉的拓扑结构，可以为您提供更丰富的信息，更自然的视图。研究人员在这项神经成像研究中做了一些非常相似的事情:他们没有观察清晰定义的大脑区域，而是研究了大脑区域的拓扑结构或梯度。

为了绘制这些所谓的意识皮层梯度图，研究小组使用了来自研究参与者的功能磁共振成像数据，这些参与者有清醒的、麻醉的、昏迷的，也有患有精神分裂症等精神疾病的。

然后，该团队能够将来自400个不同大脑区域的记录排列成梯度，并比较它们与这些状态或诊断之间的变化。他们发现了三种似乎与意识维度一致的皮层梯度，包括唤醒性，意识和感觉组织。

该研究的资深作者胡德兹说:“过去只能作为有意识状态的有用图表来绘制的东西，现在可能会被绘制在大脑本身。”

黄教授说:“我们的研究为意识和大脑之间的联系开辟了新的视角。”此外，他指出，研究结果有发展的潜力大脑基于神经系统病人的诊断或评估。

这篇文章是对科学的重要贡献意识并与我们的使命保持一致，即在推进临床护理的同时实现更深入的了解，”马舒尔说。