人類意識--

大腦和小腦皮質、迷走神經傳入及其以外的作用

人類意識水平是皮質和皮質下結構以及可能的其他相互關聯的生物和天體物理系統的廣泛雙邊聯絡區域的集體活動。由於意識起源和維度的複雜性，將意識侷限在皮層、皮層下維度的討論過於非現實，因為這是複雜生物和非生物網路相互作用和聯絡的產物。雖然人們關於參與意識的神經解剖學結構已經瞭解了很多，但這些認識始終需要建立在這些網路、結構和維度中產生意識的生理和物理機制。本文將詳細闡述“大腦相關意識系統”，包括皮層成分，以及由上腦幹、丘腦、下丘腦和基底前腦、小腦中的多個平行喚醒系統組成的皮層下成分，以及感覺和運動成分和神經遞質通路，其中的互動作用將決定警覺性、注意力和意識的程度。

意識體驗仍然比簡單理解可能的結構或網路功能更復雜。特定時間段的意識內容依賴於在此期間啟用的結構和網路的基礎，以產生特定的意識體驗。

儘管在過去二十年中意識領域有了發展，但尚不清楚任何物理過程（如神經活動）如何產生主觀現象，如對經驗的意識意識。因此，對於意識神經生物學領域的研究人員來說，非常重要的觀察是瞭解神經元啟用的客觀檢測與意識體驗的主觀意識之間的因果關係是不確定的。神經科學家提出了意識神經元相關物（NCC）的概念，以便能夠研究意識知覺或外顯記憶的可能最小模型或可能最小的構建成分。

40 Hz左右的伽馬頻帶振盪被認為是作為與意識處理相關的頻帶。文獻中記錄的NCC示例有：丘腦的層核心、丘腦皮質系統中的重入環、擴充套件的網狀丘腦啟用系統、由N-甲基-D-天冬氨酸（NMDA）結合的神經元件、顳下皮質，視覺皮層與前額葉皮層的連線和視覺流中的視覺處理。隨著行為科學和計算工程意識科學家的進步，innovate正在研究如何將意識的神經元相關性（NCC）與意識的行為相關性（BCC）和意識的計算相關性（CCC）結合起來，以促進我們對人類意識更全面視角的理解。透過對計算模型的新理解來構建有意識的機器，設計人工智慧和認知機器人。

2. 提升網狀啟用系統和意識（ARAS）

經過幾十年的研究，我們知道所謂的（ARAS）本身不是腦幹核的結構，而是控制覺醒的複雜網路和路徑中的一組特殊節點。該網路包括上腦幹和基底前腦的膽鹼能核、下丘腦後部組胺投射和去甲腎上腺素能核，尤其是藍斑。來自腦幹的多巴胺和血清素通路被認為是ARAS的一部分。丘腦是大多數感覺和腦內通路的關鍵突觸中繼，戰略性地位於（ARAS）的頂端，並對其大部分活動進行主要控制。丘腦爆發放電是透過廣泛的抑制性軸突側支產生的，由特殊的丘腦、ARAS協調產生。這些放電負責門控特定的網狀資訊，這些資訊反過來被傳輸回皮層，這將資訊恢復回腦幹。慢波睡眠和麻醉期間的正電子發射斷層掃描（PET）研究透過研究正常人睡眠的功能性神經成像和研究麻醉引起的無意識的神經生理學基礎，記錄了選擇性丘腦和ARAS代謝低下。

3.杏仁核對意識的貢獻

杏仁核是大腦的情緒中樞，在與工作記憶、長期記憶和注意力有關的神經學和生物學研究中佔據重要地位。它與大腦中的社交區域，即眶皮層密切相關。緊密的三方網路構成了從杏仁核到丘腦神經元的強大通路，而丘腦神經元又直接連線到眶皮層。從杏仁核到眶皮質和丘腦的通路是雙重的，並且在功能、形態和神經化學方面是不同的。這一高度複雜和專門的通路提供了強有力的證據，表明情緒影響與情感推理有關的更高皮層區域。此外，研究執行功能的神經生物學基礎表明，杏仁核在杏仁核和認知系統之間的挑戰性任務中促進認知表現。因此，多巴胺和去甲腎上腺素等神經遞質可能在杏仁核和高階認知之間發揮重要作用。在我們看來，杏仁核在情感中的既定作用和與認知的附加關係都是彼此不可分割的，並支援建立綜合智慧情感模型，作為人類意識體驗的基石。

4.小腦及其對意識的貢獻

與運動、步態、姿勢和平衡相關的功能是與小腦相關的傳統功能。在過去二十年中，人們發現小腦具有與情緒處理、認知、行為和集體意識體驗有關的調節功能。小腦的認知作用可以透過觀察其傳入和傳出連線來理解。最重要的中樞傳入迴路是來自運動和感覺皮質區的皮質-小腦通路。橋小腦束與橋核連線，然後以軀體感覺方式（表示感覺或意識體驗）與對側小腦半球連線，即身體某個區域與皮質上某個特定點的點對點對應。外周小腦通路起源於腦幹。小腦透過丘腦的紅核和腹外側核將其大部分輸出施加到腦幹和大腦運動皮層。小腦傳出通路有四條，最終連線到以下關鍵結構：橋腦、延髓a、網狀結構、基底節、皮質脊髓和網狀脊髓通路以及邊緣皮質（扣帶回和海馬旁回）。在這些複雜的傳入（皮質-小腦）和傳出（小腦-大腦皮層）通路網路和連線中，小腦可以發揮高度複雜的調節作用，並將資訊整合到與認知和最終意識體驗有關的皮質-大腦區域。遺傳學、神經心理學研究、結構和功能性腦成像研究等不同學科正在收集的資料將為小腦在意識中的整體作用提供更好的視角。

5.丘腦及其對意識的貢獻

丘腦是一對巨大的卵形器官，構成人類第三腦室的大部分側壁。幾乎所有指向皮層的資訊首先到達丘腦。丘腦傳遞這一資訊，並相互接收來自大腦皮層的更多連線。因此，丘腦被認為是包括意識在內的所有前腦功能的主要參與者。丘腦傳遞意識的內容，並透過專門的電路控制其水平，這些電路充當喚醒水平的調節器，對選擇性注意至關重要。特定的丘腦中繼核與大腦皮層就每個感覺和運動功能進行通訊。因此，丘腦及其廣泛的核連線被認為是負責所有個體意識內容的。

6. 額頂回路及其在意識中的作用

除了由於腹側視覺皮層的活動而產生的視覺感知之外，頂葉和前額葉區域似乎對意識至關重要。意識相關者的網路節點被認為分為初級和次級。枕葉的早期活動與感知過程相關，這對後期過程，即額頂區的活動是有害的。與主要由感覺區域啟用引起的現象性主觀意識相比，進入意識是指透過推理、報告或行動直接控制經驗。這種更高的功能需要額頂區的參與。

7.前額葉皮層（PFC）和意識

PFC構成額葉的很大一部分，包括中央溝前的大部分皮質組織，中央溝可分為五個主要區域。前額葉皮層（PFC）作為NCC的作用是前額葉理論和後意識理論之間爭論的根源。倡導者的後驗理論最有力的論點是PFC病變患者的意識保護。顯然，他們將意識的定義侷限於警覺和警覺的狀態，這是一個過於欠缺的定義。在我們看來，採用我們前面提到的對意識的全面定義，將使衝突雙方互補而不是競爭。PFC的五個主要區域，即前額葉前部皮質和尾側前額葉皮質；背外側前額葉皮質；腹外側前額葉皮層；內側前額葉皮質與感覺區廣泛相連，這可以想象地表明PFC是意識體驗的重要組成部分，儘管感覺資訊如何變得有意識的確切機制仍不清楚。

8.前顱、後內側頂葉與意識

布羅德曼區的前驅或近中範圍是位於頂葉後內側部分的皮質區域。眾所周知，它與皮質和皮質下結構都有廣泛的聯絡。最近在健康受試者中的功能成像發現表明，楔前葉在廣泛的高階功能中發揮著核心作用，包括視覺空間成像、情景記憶檢索和自我處理操作。楔前區和周圍的後內側區是大腦中最熱門的區域，因為它顯示出較高的靜息代謝率。其特點是在參與非自指目標導向動作期間，緊張性活動短暫減少[28]。據認為，楔前葉參與了自我意識神經相關物的交織網路，在休息期間參與自我相關的心理表徵。這一證據支援在有意識靜息狀態下，預大學參與內源性訊號功能。這一假設與廣泛的意識狀態改變（如睡眠、藥物誘導麻醉和植物狀態）中報告的後內側皮質選擇性低代謝相一致。

對人類意識的新的全面理解將有助於使許多科學學科更加接近，以說明科學分支智慧融合的必要性，以解決醫學、科學、哲學和宗教中的歷史人類問題。

參考文獻

【1】Lewis CS. Studies in Words. Cambridge: Cambridge University Press; 1960

【2】Bogen JE. On the neurophysiology of consciousness: An overview. Conscious Cogn 1995;4:52-62

【3】Edelman GM. The remembered present: A biological theory of consciousness. New York:Basic Books; 1989

【4】Newman J, Baars BJ. A neural attentional model of access to consciousness: A global workspace perspective. Cogn Neurosci 1993;4:255-90

【5】Flohr H. An information processing theory of anaesthesia. Neuropsychologia 1995;33:1169-80

【6】Sheinberg DL, Logothetis NK. The role of temporal cortical areas in perceptual organization.Proc Natl Acad Sci U S A 1997;94:3408-13

我猜世界是無數蜻蜓在振翅…這些蜻蜓太小了，於是陶總隨身攜帶的有形的振動棒，與之相諧，發出嗡嗡的聲音…但是頻率區間不在人的五官範圍，於是陶總覺得虎軀大震，卻不曉得為何…或者說，我猜想意識是一場似幻似真的振動，大樓和心都在振動著，互相轉化，以魔法的狀態，您看，那些有形的人物，形成的是什麼？事態，事態和形體是怎樣的？蜻蜓的密度稀薄和濃厚的差別，稀薄處是意念場，濃密處是物形場。～資訊零和資訊壹的無間振動。～麥克斯韋差不多洞悉了世界之源。

人腦（包括動物的大腦）是意識的載體，也是意識的牢籠。當然地，活躍的腦細胞以及大腦的各個分割槽，都在感應著各類資訊並執行著由意識指引的各種行為，就算我們大腦能夠有與意識無關的豐富的想象力，但意識依然如此神秘。

意識是顯而易見的，就算是那種種的深藏不露的潛意識，在每個具體的個體裡其實也是有著其痕跡，同時，也是這些或者那些意識，它或明或暗，或強或弱，或緩或急，默默地引領著我們每一個人、每一個物種的行為，從冥冥中某種類同的伊始，又走到同樣類同的某種最終。需要指出的是，同物種之間的意識包括其潛意識，本質上都如此雷同，這本或許可以成為我們解開意識之謎的突破口，但問題是，我們的大腦又是意識的牢籠，讓我們不得而出，意思是，意識必然在更大的邊界內，去侷限著我們大腦的想法，那無論大腦的想象力有多豐富，都逃不出意識製造的框框，也就限制了我們進一步的探索，讓很多想法和探索又只能戛然而止。

所以，我們受控於意識，又受阻於意識，雖然得益於大腦的想象力，可以讓我們有時沒這麼鬱悶，但也可能因而更加鬱悶。