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研究人员刺激了猴子大脑中对于意识至关重要的区域

神经科学的中心问题之一是弄清楚在大脑意识中何处出现,这是体验内在和外在感觉的能力。2月12日在《神经元》杂志上,研究人员报告说,大脑的特定区域,即中央外侧丘脑,似乎起着关键作用。在麻醉下的猴子中,刺激该区域足以唤醒动物并引发正常的清醒行为。

先前的研究,包括对人的EEG和fMRI研究,表明大脑的某些区域,包括顶叶皮层和丘脑,似乎与意识有关。威斯康星大学麦迪逊分校的助理教授尤里·萨尔曼(Yuri Saalmann)说:“我们决定一次超越一个区域的传统录音方法。”“我们同时从多个区域进行记录,以了解整个网络的行为。”

研究人员以猕猴为动物模型。通过研究清醒,睡眠和麻醉的动物,他们能够将与意识有关的大脑区域缩小到比其他研究更加具体的区域。他们还能够排除先前意识相关的神经相关研究中提出的某些领域。他们最终集中在前脑深处的中央外侧丘脑。

一旦研究人员确定了该区域,他们就测试了在麻醉状态下激活侧丘脑中央时发生的情况,以50 Hz的频率刺激该区域。萨尔曼说:“我们发现,当我们刺激这个小小的大脑区域时,我们可以唤醒动物并恢复您通常在清醒时在皮质中看到的所有神经活动。”“它们的行为就像醒着一样。当我们关闭刺激时,这些动物立刻变得失去知觉。”

觉醒的一项测试是他们对奇数球听觉刺激的神经反应-一系列的哔哔声散布在其他随机声音中。动物的反应方式与清醒动物的反应方式相同。

萨尔曼说:“我们的电极设计非常不同。”“它们更适合我们想要刺激的大脑结构的形状。它们还更接近地模仿了在健康,正常系统中看到的电活动。”

“这项研究的首要动机是帮助有意识障碍的人们过上更好的生活,”第一作者,威斯康星大学麦迪逊分校心理学系的研究生米歇尔·雷丁博说。“我们必须首先了解意识所必需或足够的最小机制,以便可以在临床上靶向大脑的正确部位。”

她说:“这项工作有许多令人兴奋的含义。”“有可能我们能够使用这种深脑刺激电极使人们摆脱昏迷。我们的发现对于开发新的方法来监测临床麻醉下的患者以确保他们安全无意识也可能是有用的。”

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