眼睛为了解人类意识的奥秘提供了一个窗口

哈尔·布卢门菲尔德 (Hal Blumenfeld) 从小就对人类意识的本质感到好奇。

“正是它让我们成为人，让生命变得有价值，”Blumenfeld 说，他现在是耶鲁大学的 Mark Loughridge 和 Michele Williams 神经病学教授。“这仍然是现代科学的一个谜。”

在最近的一项研究中，Blumenfeld 和耶鲁大学的一组同事发现了一些重叠的神经机制，有助于阐明这个谜团。

他们在Nature Communications杂志上撰文，描述了人脑如何能够通过大量外部刺激(其中大部分从未到达人类意识)进行分类，从而产生对个人周围环境的意识。

“事实证明，有意识思维的神经机制涉及一系列非常美丽和丰富的活动，”布鲁门菲尔德说，他也是神经科学和神经外科教授以及耶鲁大学临床神经科学成像中心主任。

研究意识的科学家面临的挑战之一是测量人们实际意识到的事情所带来的内在不确定性。通常，这些研究人员会在向人们展示物体或事件的图像时对他们进行大脑成像，然后被问到一些问题，比如“你知道一张脸吗?” 或者“你知道一个事件吗?” 然而，一个关键的悬而未决的问题是究竟测量了什么?是大脑对物体或事件的实际感知，还是仅仅是对问题的反应?

为了回答这个问题，Blumenfeld 与前博士生 Sharif Kronemer 合作。耶鲁大学的学生，现在是国立卫生研究院的博士后研究员，以及一大批专家合作者 - 使用人工智能，数学的组合，并仔细检查个人的眼球运动，因为他们看到了人们的图像面孔。

事实证明，他们发现眼神中透露出重要的线索。当人们看到清晰的图像时，他们的眼球运动会显示出一种明显的模式，表明他们意识到了周围的环境。然而，随着向受试者呈现逐渐变暗的面部图像，眼球运动的模式发生了变化。Blumenfeld 说，跟踪这些变化可以让研究人员在不询问的情况下辨别受试者是否真的看到了这张脸。

“眼睛确实是我们灵魂的窗户，”他说。“我们可以通过简单地看他们的眼睛来判断人们是否意识到了某些事情。”

眼动追踪工具使研究人员能够探索意识和无意识之间无定形的分界线，这是我们从睡眠中醒来时最明显的状态。随着睡眠的减少，人们对周围环境的意识逐渐增强，这一过程由大脑中称为丘脑的区域控制。

耶鲁大学的研究人员发现，当人们醒来时，丘脑会释放出一个短暂的脉冲，从而启动向意识的转变。然而，他们发现，这项活动只是整个大脑导致全面意识的一系列行动的第一步。例如，来自丘脑的初始脉冲可能无法激活其他神经网络，从而使个体无法感知周围的大部分刺激。然而，脉冲也可以激活额叶皮层中参与处理视觉线索的神经元，这反过来又放大了涉及唤醒和注意力的回路。同时，与事件无关的信号被关闭。

Blumenfeld 说，最终，相关信号会被处理，形成一种有意识的体验，可以存储在我们的记忆中。

他说，了解这些过程可能有助于为一些以缺乏对周围环境的意识为特征的精神健康障碍的治疗提供新的见解——包括阿尔茨海默病、精神分裂症和创伤性脑损伤。

此外，它还可以帮助医生更好地评估无法说话或处于昏迷状态的患者的意识。

Blumenfeld 希望这些发现也能让人类更接近于理解关于人类意识本质的古代哲学问题，以及他一直想知道的奥秘。

“研究从大脑深处到表面的优雅重叠信号可能最终会为意识提供一个令人满意的解释，”他说。

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