意識如旋律:人類與微小線蟲有何共通之處

作者: Elena HealthEnergy

意識如旋律:人類與微小線蟲有何共通之處-1

我們生命中的每一刻都匯聚著無數事件:聲音化為言語,面孔被辨識出來,記憶甦醒,而我們感受到自身存在於世間。從這種動態的交互作用中,湧現出完整的體驗——彷彿個別的音符匯聚成一段旋律。安德烈亞·盧皮及其同事的新研究,讓我們得以一窺那些將大腦中零散訊號凝聚為一體、並造就意識連續性的神經機制。

這項研究於29月2026年發表於期刊 Nature Neuroscience,提出了一項雄心勃勃的比較:研究人員分析了六種動物的神經活動——人類、獼猴、狨猴、小鼠、斑馬魚幼魚,以及微觀的圓形線蟲 Caenorhabditis elegans。他們追蹤了清醒時與麻醉作用下大腦中發生的變化,處理了六千多個神經活動訊號的特徵。這項分析的規模前所未有:從高等靈長類到僅有數百個神經元的生物。

在如此龐大的神經系統多樣性背後,隱藏著一種出人意料的秩序。麻醉減緩了神經活動的內在節律,並削弱了大腦不同區域之間的協調性。在如此迥異的生物體中,竟出現了驚人相似的狀態:活動變得更加孤立,彷彿每個神經元都開始依循自身的法則運作,失去了與整體的連結。

可以透過一段簡單的對話來想像這一點。當對話者彼此傾聽時,話語與對先前語句的記憶交織在一起——交談因而獲得了深度與意義。神經活動中也存在類似的過程:每一刻的訊號都承載著此前所發生之事的迴響。這種在物理學中稱為系統記憶的特性,維繫著意識的連續性。在麻醉作用下,這道痕跡會更快地被抹去——神經元「遺忘」了自己的過去。與此同時,大腦的不同部分失去了協調性:如果清醒的大腦像一支配合無間的管弦樂團,那麼在麻醉狀態下,每件樂器都開始演奏自己的聲部,與其他樂器毫無連結。

最鮮明的證據來自一項獼猴實驗。當研究人員以電刺激丘腦中央中核——一個與覺醒相關的大腦深層結構——時,動物儘管仍在持續接受麻醉劑,卻重新開始對周遭環境作出反應。此時神經活動也發生變化,趨近於清醒時的模式。這項發現凸顯了丘腦的關鍵作用:這個豆子大小的微小結構,扮演著主要的交換樞紐,將大腦中分散的部分連結為一個整體。

但在解讀上,這裡必須保持誠實。該研究揭示了在施用麻醉與喪失行為反應性時出現的相似變化。然而,所有受研究的生物體是否經歷主觀體驗,以及所發現的過程與意識究竟有何關聯,這些問題仍然懸而未決。線蟲可能只是對化學物質敏感,而沒有任何內在世界。理解這條界線,是現代神經科學最大的謎團之一。

儘管如此,這項研究揭示了一個深刻的真理:意識建立在兩大支柱之上——神經系統將事件在時間中連結起來的能力,以及協調其各部分活動的能力。從這個角度來看,旋律的比喻不再只是美麗的意象。每個音符各自鳴響,但它們之間的關係創造出音樂。正是這些相互關聯,這張神經元之間的關係之網,使我們得以成為自己——完整、連貫、存在於世間。

4 浏览量

來源

  • Comprehensive profiling of brain dynamics during anesthesia across phylogeny

  • State‐specific Regulation of Electrical Stimulation in the Intralaminar Thalamus of Macaque Monkeys

留言

阅读更多关于此主题的文章:

发现错误或不准确的地方吗?我们会尽快处理您的评论。