我们的大脑如何产生意识并失去它

时间：2022-06-11 00:13:34 来源：网络整理

在麻醉期间，医学上引起的意识丧失(mLOC)与解剖学宏观尺度上的大脑连接性破坏相关 - 跨越皮质区域 - 然而脑微电路在LOC中发挥的作用仍然不清楚。

我们的大脑如何产生意识并失去它

我们的大脑如何产生我们的意识?为什么我们在麻醉期间失去了它?有影响力的理论认为，意识取决于大脑区分特定感官输入和大量替代方案的能力，类似于能够在众多方法中选择一种结果。

实际上，一些使用功能磁共振成像的人类研究已经在解剖学宏观尺度上确定了一组丰富的皮质活动静息状态，即在大脑区域的水平。然而，由哥伦比亚大学领导的一个研究小组假设一个人在任何时刻区分一组替代方案的能力应该植根于局部神经元集合水平的微观活动模式或微观状态 - 功能性神经回路的构建块。

哥伦比亚Rafael Yuste实验室的研究人员首次在小鼠体内使用细胞解析体内双光子钙成像来研究麻醉期间神经元微状态局部谱的变化。研究小组发现麻醉通过减少皮质中的网络微观状态和神经元集合来破坏神经模式的数量，并证实了他们在两个人类受试者的微电极阵列记录中的发现。今天发表在“细胞系统”杂志上的研究结果表明，在mLOC期间大脑的功能连接在微观和宏观解剖学范围内分解。

“这项研究很重要，因为它将意识的本质问题带到神经回路水平，”Yuste实验室主任兼哥伦比亚生物科学和神经科学教授Rafael Yuste说。“它提供了一个知识分子线程，可以解释如何通过病理学或麻醉剂改变小组神经元的协调可能导致意识的改变，”Yuste补充道，他也是哥伦比亚数据科学研究所的成员和发起人大脑倡议。

一个流行的观点认为，虽然mLOC与功能连接的宏观尺度分解有关，但本地网络仍然保持与清醒状态相似的动态，但是处于孤立和孤立的状态，该论文的第一作者迈克尔·温泽尔说。“虽然这表明LOC来自大脑区域神经活动的不协调，但我们发现局部网络动态在mLOC期间发生了显着变化。我们的研究结果表明，意识丧失可能是由局部微电路的改变引起的，而这种改变会产生二次产生。在宏观连接方面存在缺陷“Wenzel在研究期间担任Rafael Yuste实验室的副研究员。

这项研究“降低了医学微观状态和神经元系统在医学上引起的意识丧失的所有方法”，为理解局部神经元集合的动力学如何促成意识状态的丧失或出现提供了基础。作者指出，关于局部电路在意识丧失或获得中的作用的机械研究仍然具有挑战性，他们希望他们的研究能够增加神经回路的基础科学。

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