Cell子刊速递：通过时间、空间和信息透镜揭示意识和大脑功能

Cell子刊速递：通过时间、空间和信息透镜揭示意识和大脑功能

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澎湃

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意识的本质是什么？大脑是如何产生意识的？这些问题一直是神经科学领域的核心问题。近日发表在Trends in Neurosciences上的一项研究通过解构大脑功能为时间、空间和信息这三种基本构成要素，为我们揭示了意识和大脑功能的复杂性。

传统的神经影像学方法通常将认知功能与特定的大脑区域联系起来，但这种方法忽略了大脑功能的空间分布性和多尺度特性。近日发表在Trends in Neurosciences上的这项研究通过解构大脑功能为时间、空间和信息这三种基本构成要素，探讨了脑功能和意识的复杂性，特别是通过药理学和病理学手段引起的意识变化。

研究人员首先通过时域分析方法，研究了大脑在不同时间点的动力学状态，揭示了意识和认知是如何随时间展开的；除此之外，研究者还讨论了大脑在不同空间尺度上的分布性功能，指出某些脑功能依赖于多个重叠的空间模式；最后，从信息的视角，通过信息分解，研究了大脑信息存储、传输和整合的不同形式，揭示了不同信息类型在意识中的作用。研究还比较了不同方式引起的意识变化，包括麻醉、脑损伤和致幻剂等。发现这些扰动方式在大脑功能重新配置上存在共同点，如麻醉和致幻剂都可能导致大脑结构和功能的解耦。

图1. 时域分解揭示了结构-功能耦合中与意识相关的变化

图2. 大脑功能和意识的多尺度分解

图3. 大脑的本征模

图4. 计算建模以整合分解并获得机械性的内在结构

本文原文来自Trends in Neurosciences