研究揭示了一个微妙的舞蹈动态变化的有意识的大脑

想象一下你在工作:你关注任务,突然你的头脑开始游荡周末版的想法,直到你发现你的老板走过的角落你的眼睛。这种意识来回发生自然和自动两个大脑状态的结果:背侧注意网络(DAT),这符合我们意识到我们周围的环境,静息状态网络(静),符合内在的专注于自己。

大脑研究者认为这些国家是反关联,这意味着当一个是主动的,另一种是抑制。密西根州医学研究意识提供了证明这一现象使用fMRI和说明,使用一个独特的方法,大脑不断变化的性质,即使麻醉或反应迟钝。

科学家们猜测,DAT和静高阶脑功能与意识有关,他们压抑在无意识的状态。但这些国家依赖于方法的研究一直未能明确表明他们是反关联。

为首的研究小组Zirui Huang博士研究调查员在密歇根大学麻醉学系,使用常见的麻醉药物来看看会发生什么这两个重要的大脑网络。“我们想要确定哪些网络与意识有关,”黄说。“通过抑制意识,我们开发了一个更好的了解网络是重要的意识,消除的过程。”

大多数以前的研究这些网络依赖的功能磁共振成像数据平均超过几分钟。

”但我们知道大脑是改变第二第二与不同的网络参与合作,”安东尼说Hudetz, DMB,博士,教授,麻醉学和中心主任意识科学,以及这篇论文的主要作者。“时间平均能的实际动态小姐大脑和什么构成大脑的一切,从我们的思想我们的想象力。”

研究小组的方法,这一秒一秒的大脑活动图像,避免了一项有争议的处理技术名为“全球信号回归,用于降低噪音在大多数其他研究这种类型的功能磁共振成像数据。

在他们的研究中,研究小组98名参与者清醒相比,一般轻度镇静或麻醉以及脑部疾病患者的意识来分析都在他们的大脑活动模式。通过机器学习,他们发现了八个主要的大脑活动功能网络:上述DAT静,frontoparietal网络(参与更高层次的处理),感觉和运动网络(参与感觉和运动),视觉网络(参与的景象),腹侧关注网络(参与关注相关显著的刺激),和全球网络的激活和解除激活整个大脑本身的(活动)。

团队发现大脑很快转换从一个网络向另一个在常规模式。的转变轨迹构成的时序电路的,有意识的大脑的动态循环通过结构化模式的状态。在病人镇静和脑部疾病患者,过渡到DAT静,高阶的大脑功能,显著降低。他们还发现,转换的模式在网络取决于主题是无意识的。“例如,克他命下,除了视觉和腹侧关注网络,有一个数量的增加过渡到全球的激活和解除激活网络,这是有关精神病症状,像幻觉,”黄说。

最重要的是,然而,反关联DAT和静基本上是孤立的时序电路网络当患者反应迟钝的无意识(大概)无论路径,让他们(药物或受伤)。

黄希望明年确定大脑如何调节这些即时的变化从一个网络向另一个。

“我们正在提供一个新的大脑的图片,通过时序电路动态变化。这些结构化的大脑变化模式对意识很重要。”

”大规模动态时序电路大脑人类活动支持意识“已经发表在科学的进步。