解码意识的神经信号

意识使得哲学家和科学家占领了几个世纪。崇高的思想与人性,机构和责任都与我们叫“意识”;然而,我们仍然不明白这个提升的概念在个人扮演了机械化的水平。是否可以确定何时以及如何意识发生吗?

根据心理学家Stanislas Dehaene(法兰西学院和INSERM-CEA认知神经成像单元,法国),答案或许是肯定的。在他的主题演讲心理科学的国际公约在阿姆斯特丹,荷兰,Dehaene表明新工具的出现,使我们比以往任何时候都更破解意识的神经代码。

开裂的一个重要组成部分的代码是能够识别和跟踪阶段的大脑中处理。在1800年代,荷兰科学家Franciscus Donders表明我们对环境刺激的反应不是瞬时——我们需要时间刺激感,意识到它,然后制定和执行一个响应。虽然这个过程通常发生在张成的空间半秒钟或更短的时间内,这种快速反应掩饰重大的心理过程。

自从Donders,心理科学家一直致力于开箱精神处理。能够分解心理活动不仅可以帮助我们了解不同阶段如何我们处理事情也为什么处理一个特定的序列,或者没有铅、意识。

不幸的是,我们的标准方法的调查没有提供太多的帮助解包。测量反应时间可能会提供一个基本的工具来衡量心理过程所涉及的工作,和脑成像工具可以告诉我们的大脑区域参与处理给定的刺激,但没有方法提供了足够的信息来说明如何以及为什么我们回应的方式。

但是如果我们结合高时间分辨率的脑成像工具,如脑磁图描记术(MEG)和脑电图(EEG)——机器学习程序,Dehaene指出,我们终于可以打破信息处理,看着它展开。

使用一个数学技术称为“多元解读”,机器学习程序可以识别的大脑活动模式,学会把这些模式在时间与刺激的表示。程序可以识别哪些梅格或脑电图传感器能够“恢复”参与者的信息处理在给定的时间。

这样的高度敏感的工具,我们不限于要求激活发生;我们可以获得一个更详细的个人回应有关心理方面的刺激。

Dehaene说,换句话说,我们可以“回到刺激空间和问,刺激的身份是什么?它在屏幕上在什么地方?主题注册,这是一个数字吗?等等。”

解码可以告诉我们,例如,处理是否短暂或持续,是否发生或快或慢,甚至是否重新激活后的信息。

和技术传达了另一个好处,它可以应用到梅格或脑电图数据从个体参与者,从而避免个体差异的消除反应发生在数据分析前平均。

Dehaene解码方法,和他的同事们已经能够展示一个清晰的分离两个类似的神经反应与新奇,不匹配相关消极和P300脑电波。离解明显甚至没有一个公开的行为反应,和工作与莱昂内尔Naccache巴黎ICM大脑和脊柱的研究所表明的P300作为有意识的处理的一个标志,而消极不不匹配。

这些发现表明,解码P300反应的能力可以提供一个有用的临床工具来帮助区分,例如,一个病人是否最小意识或持续性植物状态。尽管P300是一个潜在意识的标志,工作在这一领域帮助描绘的无意识和有意识的处理,通知一个包罗万象的理论意识。

根据Dehaene的“全球神经工作区”理论,意识对应于一个系统,破坏了当地的模块化电路,使电路相互交流和分享信息。当有足够的信息超过某个阈值,在高度互联系统的信息,获得所谓的全球空间——一个过程称为“点火”。

实验使用掩蔽范式与不同长度的延迟显示这点火现象很明显,甚至在婴儿:解码早期处理产生的线性模式激活,但在某些时候,译码器突然产生一个非线性模式,表明点火。

因此,我们的经验意识,Dehaene解释说,“实际上是一个全球可用性的信息。”

“这也许是最好的照片我们已经有意识的处理到目前为止,“Dehaene说,但它仍然让许多开放式问题。例如,尽管这些方法让我们看到处理信息的展开,孤立的确切时刻信息转换从无意识到意识是一个更艰巨的任务。

许多实验室现在使用多元解码来解决这些问题,和Dehaene鼓励观众参与的项目,指出免费和开源的代码处理梅格和脑电图数据是可用的。

Dehaene最近的书,意识和大脑:破译大脑如何规范我们的思想,提供了进一步了解他的工作意识。