以色列希伯來大學（Hebrew University of Jerusalem）和美國加州大學柏克萊分校（UC Berkeley）的研究人員在癲癇患者的腦中記錄下腦電活動，試圖找出影像於腦中的持續存儲區以及我們如何有意識地接收這些影像。

超過四分之一的中風患者會得到一種奇怪的疾病：他們會失去一半自己眼睛所感知到的意識。例如，在腦的右半部分發生中風後，一個人可能只吃盤子右半邊的食物，因為他們不知道另外一半也有食物。或者可能只看到照片的右半部分而忽略左側的人。

然而令人驚訝的是，這些中風患者會對整張照片或場景表現出情感反應。他們的腦似乎接收了所有的訊息，但卻只意識到一半的世界。

這種令人困惑的疾病被稱為單側忽視（unilateral neglect），它凸顯了腦科學中一個存在已久的問題：感知某事與意識到感知某事的區別為何？

你可能在滑Instagram時沒有意識到你經過了一個鞋店，但你卻開始上網搜索鞋子特賣。這是因為大腦會記錄你沒有意識到的事情。

以色列希伯來大學和美國加州大學柏克萊分校的神經科學家的最新研究表示：他們可能已經找到了當我們感知時的幾秒鐘內持續保留這些視覺影像的腦區。他們在最近的《Cell Reports》期刊上發表了他們的研究結果。

「意識，特別是視覺體驗，是每個人從早上醒來睜開眼睛到晚上睡覺時最基本的感覺」，希伯來大學研究生也是該論文的作者Gal Vishne說。「我們的研究是關於人們的日常體驗。」

雖然這些發現尚不能解釋為什麼我們不自知已經感知到某些東西，但像這樣的研究在未來有機會找到實際應用，也許可以讓醫生從昏迷患者的腦電活動中分辨出該患者是否仍然意識著外部世界並且有可能可以改善。瞭解意識也可能有助於醫生建立治療意識障礙的方法。

「激發我科學生涯的靈感來自於患有單側忽視症的中風患者，為什麼他們會忽略了一半的世界。」以色列希伯來大學心理學教授Leon Deouell教授，同時也是Edmond and Lily Safra腦研究中心的研究員，受訪時說：「這激起了我對認知這件事情的興趣。你如何能擁有訊息卻仍然不承認它是你主觀經歷的一部分，因而不會採取行動，不會將眼睛移到它上，也不會抓住它？各種事物不僅要被大腦感知，你還需要什麼東西才能產生主觀的體驗？理解這點最終將有助於我們學習這些患者的認知系統和大腦中究竟缺失了什麼。」

美國加州大學柏克萊分校的心理學教授同時也是Helen Wills Neuroscience Institute的成員Robert Knight教授補充說：「我們正在為名為意識的拼圖添加一塊：事物如何在你的腦海中保持原樣，以便你採取行動。」

大腦有短暫和持續的反應

Deouell教授指出在過去的六十年中，人類大腦的電學研究幾乎只集中在感知到某些事物後的初始活動。但這種峰值在約300或400毫秒後便消失，而我們經常看著事物並在幾秒鐘或更長時間後才有意識地意識到它們。

「這留下了很大一段在神經科學上不能解釋的時間」他说。

為了尋找持續時間更長的大腦活動區域，神經科學家獲得了10名患者的同意，在他們的頭骨上開口進行測試，以便在其大腦表面放置電極來追踪與癲癇發作相關的神經活動。研究人員在電腦螢幕上向患者展示了時間長短不同的各式影像，持續時間最長可達1.5秒，並從電極中記錄了患者接收到這些影像時的腦電活動。在這當中患者被要求在當他們看到偶然出現的一件衣服時按下按鈕，以確保他們的注意力確實有集中。人們常用記錄神經活動的方法，如功能性磁振造影（fMRI）或腦波圖(EEG)，只能讓研究人員詳細推斷大腦活動在何處發生或何時發生，但卻無法同時推斷。透過在頭骨內植入電極，以色列希伯來大學美國加州大學柏克萊分校的研究人員能夠彌補這點。

使用機器學習分析數據後，該團隊發現與早期研究中只看到大腦在感知到新事物時出現短暫的活動峰值不同，大腦的視覺區域實際上以低度的活動將有關認知的訊息保留了很長的一段時間。神經持續活動的模式與初始活動的模式相似，並在觀看不同影像時發生變化。

Deouell教授說：「儘管神經活動程度有差異，這種穩定呈現代表了持續感知的神經基礎。」

與早期的研究不同，他們發現大腦前部的前額葉和頂葉皮層在感知到新事物時才會變得活躍，訊息會在半秒（500毫秒）內完全消失，即使是更長的刺激也是如此。

大腦後部屬於視覺皮層的後枕葉區也非常活躍：大約300毫秒，接著持續保持約為初始峰值的10%到20%的低度活動。不過活動模式不會消失；事實上它在人們觀看影像時維持不變。

「前額葉皮層在感知到新事物時發揮作用，但你也看到了高度感知區的持續表現」，Deouell教授解釋說。

事件在大腦中的順序可以有許多解釋。Knight教授和Vishne傾向於認為，當前額葉皮層感測到視覺皮層的持續活動時，就會產生意識。Deouell教授懷疑意識是由大腦許多區域的連接產生的，前額葉皮層只是其中之一。

該團隊的發現也被一個名為Cogitate Consortium（www.arc-cogitate.com）的研究群體所證實。雖然該組織的結果仍在等待同儕評審，但在6月於紐約市所舉行的一個稱為兩個所謂「領先」意識理論對決的活動中被提及並闡述。Cell Reports的結果和未發表的結果都可能符合其中一種意識理論。

Deouell教授謹慎地說：「那種對抗合作（adversarial collaboration）涉及差不多22種現有意識理論中的其中兩種。如果有很多理論存在時，通常意味著我們還不太理解」。

儘管如此，這兩項研究以及其他由Templeton基金會所發起對抗合作的其他正在進行的研究，可能會趨向真正可通過測試的意識理論。

Vishne表示：「關於我們能夠測試的兩種理論的預測，兩者都是正確的。但從更廣泛的角度來看，目前的任何理論都不起作用，儘管我們目前認為每一種理論都包含一些真相。」「在我們對於以神經為根據的意識概念仍處於未知的情況下，我們相信應該收集更多數據，然後才能從以前的理論的灰燼中誕生出全新的理論。」

Deouell和Knight教授計劃在未來的研究中探索其他大腦區域與意識相關的腦電活動，例如處理記憶和情緒的區域。

其他共同作者與研究經費補助單位等資訊，請參考資料來源。

資料來源：

https://campaign.huji.ac.il/news/study-sheds-light-where-conscious-experience-resides-brain