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科學(xué)家破解意識(shí)覺知路線圖

發(fā)表時(shí)間:2015-12-14

意識(shí)覺知的路線圖已被破解。既然人們已經(jīng)知道哪個(gè)大腦通路控制一個(gè)人是清醒還是無意識(shí),便有可能將其從植物人或微意識(shí)狀態(tài)中喚醒。

2007年,研究人員利用深度腦部刺激將一名男性從微意識(shí)狀態(tài)中喚醒。“這非常具有標(biāo)志性意義。”來自美國(guó)斯坦福大學(xué)的Jin Lee表示。這名28歲的男性在6年前的街頭搶劫中遭受嚴(yán)重腦部創(chuàng)傷。在接受治療前,他無法交流,并且無法自主控制四肢。隨著醫(yī)生刺激他的丘腦——向大腦周圍發(fā)送信號(hào)的中央樞紐,其語言和行動(dòng)能力逐漸恢復(fù)。

不過,以類似方式治療其他人的嘗試都失敗了,問題在于該方法還不成熟。“深度腦部刺激是在對(duì)其如何改變大腦回路并未有太多了解的情況下進(jìn)行的。”Lee介紹說。

該技術(shù)涉及將電極附著在大腦上,并利用它們刺激下方的組織。不幸的是,電極還會(huì)刺激意料之外的區(qū)域,而這意味著很難闡明人類大腦中到底正在發(fā)生什么。

“丘腦中有很多纖維和不同細(xì)胞,了解大腦中正在發(fā)生什么很困難。”Lee表示,“因此,我們想闡明這種機(jī)制。”

Lee及其團(tuán)隊(duì)利用一種被稱為光遺傳學(xué)的工具刺激了小鼠丘腦中特定細(xì)胞群。這意味著將光敏基因插入細(xì)胞中,以便它們能被光激活。這使研究人員能在完全掌控正在發(fā)生的事情的同時(shí),以類似于深度腦部刺激的方式刺激大腦。他們發(fā)現(xiàn),用10赫茲頻率激活丘腦中的興奮細(xì)胞,會(huì)使老鼠失去意識(shí);用40~100赫茲刺激它們,會(huì)使其再次醒來。

這令人困惑——刺激相同細(xì)胞為何導(dǎo)致如此巨大的差異?為此,該團(tuán)隊(duì)利用功能性磁共振成像研究了大腦中其他地方正在發(fā)生的事情。他們發(fā)現(xiàn),高頻率刺激導(dǎo)致大腦皮層被廣泛激活,而這反過來喚醒了老鼠。低頻率刺激減弱了這種激活,使這些動(dòng)物失去意識(shí)。


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