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我们的大脑如何产生意识并失去它

文章作者:www.cs-vaccine.com发布时间:2019-09-18浏览次数:1381

在麻醉期间,医学上引起的意识丧失(mLOC)与解剖学宏观上的脑连接破坏 - 跨越皮质区域 - 但LOC中脑微电路的作用仍不清楚。

我们的大脑如何产生我们的意识?为什么我们在麻醉期间失去它?有影响力的理论认为,意识取决于大脑区分特定感官输入和大量替代方案的能力,类似于能够选择多种方法中的一种。结果。

事实上,一些使用功能性磁共振成像的人体研究已经在解剖学的宏观尺度上,即在大脑区域的水平上确定了一组丰富的皮质活动静息状态。然而,由哥伦比亚大学领导的一个研究小组认为,一个人在任何时候区分一组替代方案的能力应该植根于局部神经元集水平的微观活动模式或微观状态 - 功能神经元的构建块电路。

哥伦比亚Rafael Yuste实验室的研究人员首次使用细胞分辨的体内双光子钙成像来研究麻醉期间神经元微观状态局部光谱的变化。研究小组发现麻醉通过减少网络微观状态和皮层神经元的收集来破坏神经模式的数量,并在两个人类受试者的微电极阵列记录中证实了他们的发现。今天发表在Cell System杂志上的结果表明,在mLOC期间大脑的功能连接性在微观和宏观解剖范围内分解。

“这项研究很重要,因为它将意识的基本问题带到了神经回路的水平,”Yuste实验室主任兼哥伦比亚生物科学和神经科学教授Rafael Yuste说。 “它提供了一个智能线程,可以解释如何通过病理学或麻醉协调组神经元如何导致意识的改变,”Yuste补充说,他也是哥伦比亚数据科学研究所的成员和赞助商大脑倡议。

一种流行的观点是,尽管mLOC与功能连接的宏观分解有关,但本地网络仍然保持动态,类似于清醒状态,但是被隔离和隔离,本文的第一作者Michael Wenzel。 “尽管这表明LOC来源于大脑中神经活动的不协调,但我们发现局部网络动力学在mLOC期间发生了显着变化。我们的结果表明,意识丧失可能是由局部微电路的变化引起的,这就是变化会产生二次生产。宏观联系存在缺陷。“Wenzel在研究期间担任Rafael Yuste实验室的副研究员。

这项研究“减少了医学微观状态的所有方法和医学上引起的神经元系统意识丧失”,为理解局部神经元集的动力学如何促成意识状态的丧失或出现提供了基础。作者指出,局部电路在意识丧失或获得中的作用的机械研究仍然具有挑战性,他们希望他们的研究能够增加神经回路的基础科学。