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人类意识，即我们体验生命的镜头，在大脑中是一件很难的事情 - 尤其是那些经历过创伤性脑损伤并且不能告诉我们他们的大脑仍在执行这种基本功能的人。
周三发布的新研究报告 科学进步 在识别大脑模式方面向前迈出了一大步，这些大脑模式可以作为某人是否仍然能够体验意识的线索，即使他们无法告诉我们自己。
科学家希望通过识别这些大脑模式，他们可能有一天能够帮助反应迟钝的患者恢复意识。
本文由认知和临床神经科学家Athena Demertzi博士首创，基于现有关于大脑如何产生意识的理论。在某种程度上，意识似乎与之相关 大脑连接 。当我们失去知觉时，先前的研究表明，大脑区域向内转，减少了与其他遥远地区的沟通努力。当我们绊倒LSD时，大脑产生不同类型的连接，在区域之间发送大量信号，这种现象有些人解释为“意识改变”。
但在简单，清醒的意识中，大脑稳定地在大脑区域之间发出信号，并创造出远远超过其各部分总和的生命体验。
本文确定了与意识相关的大脑活动的不同模式，这可能有助于阐明无反应的患者实际在有意识和无意识状态之间切换的情况：
“这些年来我与家人和患者的照顾者一起工作，我意识到人们一直需要关于他们心爱的人发生的事情的信息，”Demertzi说道。 逆。 “我认为我们目前的研究结果的临床相关性有望提供有关患者意识状态的信息，但我发现在我们将它们用作临床生物标志物之前，它们值得进一步验证。”
Demertzi在比利时Liége大学工作，她开始调查来自159人的fMRI图像，其中包括健康人，麻醉下的人以及无反应的觉醒综合症患者 - 一个人的眼睛是开放的植物人状态，但他们没有表现出来意识的迹象。 Demertzi分析了42个不同大脑区域的活动和连通性，以阐明模式。总的来说，她确定了四种不同的模式，但发现两种模式似乎对确定意识最有用。
第一个是模式一，她将其描述为“区域内相互沟通方式丰富程度最复杂的模式。”她解释说，模式一是健康大脑的意识。她注意到的另一种模式是模式四，一种“低相干”模式，这意味着她跟踪的42个区域没有很好地沟通。她建议，模式四显示出无意识（这在麻醉下的人群中常见） - 这与之前的研究结果非常吻合。
关于Demertzi研究的新部分是，她注意到一些反应迟钝的患者倾向于从无反应的模式4转变为高度敏感的模式 - 即使是最短暂的几秒钟。
“我们的研究表明，无反应的患者，虽然他们主要表现出很少退出的低相干模式4，但他们也有复杂模式1的实例，”她解释说。 “因此，我们想知道有一天我们是否能够按时发现这些瞬间的大脑配置，因此我们通过刺激并因此保留这些大脑配置的基础，以更具体的方式选择干预措施。”
简而言之，她看到了某个人的大脑从无反应模式四转变为潜在健康模式的那一刻，这是一个独特而重要的机会。如果医生可以在那一刻进行干预，她希望我们能够帮助处于不受欢迎状态的患者 坚持，稍等 与意识相关的大脑活动模式。
Demertzi承认，这是否真的有助于他们完全恢复到一个清醒的，参与状态仍然很难说。她还补充说，一些试图决定如何在这些州与亲人一起行动的家庭可以不同地解释她的发现。 “一些家庭可能会认为'意识的存在'是有希望的，他们会加强恢复它的努力，”她补充说。 “虽然其他人可能会认为这是一个严重受损的国家，所以生活不值得过。”
在任何一种情况下，这项研究都提供了其他人可能在恢复过程中建立的基础 常驻 意识到那些失去它的人。
抽象：
采用大脑动力学框架作为人类意识的基石，我们确定动态信号协调是否提供了与脑损伤后的有意识和无意识状态相关的特定和可推广的模式。协调和反协调的功能磁共振成像信号的动态模式表征健康个体和最低限度意识的患者。无反应的患者的大脑主要显示出低的实际相位相干性模式，主要由结构连接性介导，并且在模式之间转换的机会较小。复杂模式在具有隐性认知的患者中得到进一步证实，他们可以执行神经成像心理图像任务，验证这种模式在意识中的意义。麻醉增加了较不复杂的模式达到相同水平的可能性，验证了其在无意识中的含义。我们的研究结果表明，意识依赖于大脑维持丰富大脑动力学的能力，并为确定有意识和无意识状态的特定和一般指纹铺平了道路。