超过四分之一的中风患者经历了单侧忽视，失去了一半的视觉知觉，尽管他们可能仍然对整个场景有情绪上的反应。研究人员可能已经确定了在感知过程中保留持续视觉图像的大脑区域，这一发现可能对理解和治疗意识障碍有未来的意义。

超过四分之一的中风患者患上了一种奇怪的疾病——他们失去了眼睛所感知到的一半的意识。

例如，在中风影响到右脑后，一个人可能只吃盘子右边的食物，因为他们不知道另一半。同样，他们可能只注意到照片的右半部分，而忽略左边的人。

然而，令人惊讶的是，这些中风患者可以对整个照片或场景做出情感反应。他们的大脑似乎接受了一切，但这些人有意识地只意识到世界的一半。

这种令人费解的痛苦被称为单边忽视，它凸显了脑科学中一个长期存在的问题:感知某物与意识到或意识到某物之间的区别是什么?当你浏览Instagram时，你可能没有意识到你经过了一家鞋店，但你开始在网上搜索鞋子销售。你的大脑会记录下你没有意识到的事情。

现在，来自耶路撒冷希伯来大学和加州大学伯克利分校的神经科学家们报告说，他们可能已经找到了大脑中在我们感知到这些持续视觉图像的几秒钟内保留这些图像的区域。他们最近在《细胞报告》杂志上发表了他们的研究结果。

“意识，尤其是视觉体验，是每个人从早上醒来睁开眼睛到入睡的那一刻都能感受到的最基本的东西，”希伯来大学研究生、该论文的第一作者Gal Vishne说。“我们的研究是关于你的日常经历。”

耶路撒冷希伯来大学(Hebrew University of Jerusalem)和加州大学伯克利分校(UC Berkeley)的研究人员在给癫痫患者看各种图像的同时，记录了他们大脑中的电活动，试图找出持久图像在大脑中的存储位置，以及我们是如何有意识地访问这些图像的。图片来源:皇家艺术学院哈达尔·维什尼

虽然这些发现还没有解释我们是如何不知道我们所感知的东西的，但这样的研究在未来可能会有实际应用，也许可以让医生从昏迷病人的大脑活动中判断这个人是否仍然意识到外部世界，以及是否有可能改善。了解意识也可以帮助医生找到治疗意识障碍的方法。

希伯来大学心理学教授、埃德蒙和莉莉·萨弗拉大脑研究中心成员、资深作者里昂·德威尔说:“我整个科学生涯的灵感来自于患有单侧忽视的中风患者，他们忽视了世界的一半。”“这实际上激发了我对意识问题的全部兴趣。为什么你可以有信息，但仍然不承认它是你主观体验的东西，不采取行动，不移动你的眼睛，不抓住它?什么东西不仅能被大脑感知，而且能让你有主观体验?了解这一点最终将帮助我们了解患有这种综合症的患者的认知系统和大脑中缺失的东西。”

加州大学伯克利分校心理学教授、海伦·威尔斯神经科学研究所成员、资深作家罗伯特·奈特补充说:“我们正在为意识之谜增添一块——事物是如何留在你的脑海中供你采取行动的。”

大脑有一个短暂而持续的反应

Deouell指出，大约60年来，对人类大脑的电学研究几乎完全集中在感知事物后最初的活动激增上。但这种峰值在大约300或400毫秒后就会消失，而我们通常会在几秒钟或更长时间内观察并有意识地意识到事物。

他说:“这留下了大量的时间，无法用神经学的术语来解释。”

为了寻找更持久的活动，神经科学家们获得了对10个人进行测试的许可，他们的头骨被打开，这样电极就可以放在大脑表面，追踪与癫痫发作有关的神经活动。当研究人员在电脑屏幕上向患者展示不同长度的图像(最长1.5秒)时，他们记录了电极上的大脑活动。研究人员要求患者在偶尔看到一件衣服时按下按钮，以确保他们确实在注意。

大多数用于记录人类神经活动的方法，如功能性核磁共振成像(fMRI)或脑电图(EEG)，只能让研究人员对大脑活动发生的地点或时间做出详细的推断，而不是两者兼而有之。通过在颅骨内植入电极，希伯来大学/加州大学伯克利分校的研究人员能够弥合这一差距。

在使用机器学习分析数据后，研究小组发现，与早期的研究相反，当感知到新事物时，大脑中只有短暂的活动爆发，大脑的视觉区域实际上以低水平的活动保留有关感知的信息的时间更长。神经活动的持续模式与最初的活动模式相似，当一个人看到不同的图像时就会发生变化。

Deouell说:“这种稳定的表征表明，尽管活动水平在变化，但随着时间的推移，稳定的感知存在神经基础。”

与早期的一些研究不同，他们发现大脑前部的前额叶和顶叶皮层只有在感知到新事物时才会变得活跃，即使是更长的刺激，信息也会在半秒(500毫秒)内完全消失。

大脑后部视觉皮层的枕颞区也会短暂变得非常活跃——大约300毫秒——然后下降到持续但较低的水平，大约是最初峰值的10%到20%。但这种活动模式并没有消失;实际上，只要一个人看到一张图片，它就会保持不变。

Deouell解释说:“额叶皮层参与检测新事物。”“但你也会看到在更高层次的感觉区域有持续的表现。”

大脑中事件的顺序可以用不同的方式来解释。Knight和Vishne倾向于这样一种观点，即当前额叶皮层接触到视觉皮层的持续活动时，有意识的意识就产生了。Deouell怀疑意识产生于大脑许多区域之间的联系，前额叶皮层只是其中之一。

该团队的发现已经得到了一个自称为“思考联盟”的组织的证实。尽管该联盟的研究结果仍在等待同行评议，但它们已在今年6月于纽约市举行的一场活动中被描述为两种“领先”的意识理论之间的对峙。《细胞报告》的结果和未发表的结果都符合任何一种意识理论。

Deouell警告说:“这种对抗性的合作涉及到目前22种意识理论中的两种理论。”“很多理论通常意味着我们不理解。”

然而，这两项研究和其他正在进行的研究是由邓普顿基金会发起的对抗性合作的一部分，它们可能会导致一个真正的、可测试的意识理论。

“关于我们能够测试的两种理论的预测，都是正确的。但从更广泛的角度来看，目前的理论都不成立，尽管我们发现每种理论都有一定的道理。”Vishne说。“由于意识的神经基础还有很多未知之处，我们认为，在之前的理论灰烬中重生之前，应该收集更多的数据。”

Deouell和Knight计划的未来研究将探索大脑其他区域与意识相关的电活动，比如处理记忆和情感的区域。

参考文献:“持续有意识视觉知觉中不同的腹侧流和前额叶皮层表征动力学”，Gal Vishne, Edden M. Gerber, Robert T. Knight和Leon Y. Deouell, 2023年7月7日，Cell Reports。DOI: 10.1016 / j.celrep.2023.112752

Edden Gerber也是这篇论文的合著者。该研究由美国-以色列两国科学基金会(2013070)和美国国立卫生研究院神经疾病和中风研究所(R01 NS021135)资助。