我們習慣將大腦想像成一個巨大的神經元網絡，資訊通過突觸從一個細胞傳遞到另一個細胞。但這樣的圖景可能並不完整。麻省理工學院皮考爾研究所的研究人員建議在此基礎上增加另一個層次：大腦可能通過沿著皮層傳播的電波來處理資訊。
在2026年八月，厄爾·米勒、斯科特·布林卡特和傑斐遜·羅伊在 The Journal of Neuroscience 上提出了類比認知與意識的理論。根據該理論，運行的大腦波能夠快速將數百萬個神經元整合成工作群組，並重新調整它們的互動，而無需每次都改變突觸連接本身。
突觸仍然是腦部運作的基礎。但它們相對穩定，而我們周圍的情況每秒都在變化。大腦必須即時整合視覺、聲音、身體感覺、記憶和當前目標。作者認為，正是波使得大腦能夠快速改變現有神經網絡的功能配置。
這個想法與神經元很少只有單一功能的觀察結果相吻合。同一個細胞可以根據任務的不同而加入不同的群組。因此，重要的不僅是哪個神經元活躍，還有它此刻與誰一起工作。
這種協調的機制之一可能是腦節律之間的相互作用。較慢的α波和β波振盪能夠影響與感覺資訊處理相關的快速γ波活動。同時，節律可以以運行波的形式沿皮層傳播，沿途依次改變神經元的工作條件。
這個理論最不尋常的部分始於這些波相遇的地方。
就像普通的物理波一樣，它們可以相互疊加：在某些地方增強，在另一些地方減弱。這就產生了一個複雜的時空圖案。米勒和他的同事認為，這種干涉可能不僅僅是大腦運作的副產品，而是計算過程本身的一部分。
可以把它想像成水面上的漣漪。如果向池塘中投入幾塊石頭，波會交叉並產生新的圖案，儘管池底和岸邊保持不變。同樣地，大腦可以快速創建新的功能配置，而無需物理性地重建整個神經網絡。
更有趣的是反向影響的可能性。神經元產生電場，但這些電場反過來又能影響其他神經元的活動——這種現象被稱為“神經元間直接電場作用”。這就形成了一個封閉的動態系統：神經元形成波，波組織神經元，而改變後的活動又產生新的波。
正是在這裡，這個理論觸及了意識問題。
作者認為，運行波有助於將大腦的局部過程整合為大規模的協調狀態。那麼，意識可能不僅取決於神經活動中包含哪些資訊，還取決於這種活動在時間和空間上是如何組織的。
支持這一觀點的證據包括全身麻醉的研究。不同的麻醉劑作用於不同的分子靶點，但意識喪失伴隨著大腦波大規模組織的破壞。這並不能證明波產生意識，但表明它們的協調動態可能是意識狀態的重要條件。
目前這還只是一個理論，而不是已被證實的意識機制。研究人員仍需證明大腦波的干涉確實執行類比計算，而不僅僅是伴隨神經網絡的運作。
但如果這個假設得到證實，它將顯著改變我們對大腦的看法。屆時，要理解思維，僅研究神經元、突觸和皮層的各個區域將是不夠的。我們還必須考慮神經組織本身的物理特性——電場、節律和波的運動。
而且，也許意識科學的主要問題將逐漸改變。研究人員將不再尋找意識在大腦中的位置，而是越來越常問：什麼樣的動態圖案能使數十億個細胞在瞬間成為一個整體？
在這種圖景中，大腦不僅僅是一個傳遞信號的網絡。它更像是一個不斷變化的波景觀，其中電活動本身的動態可能成為計算的一部分。
