人脑视觉意识的神经机制.pdfVIP

生物化学与生物物理进展 Progress inBiochemistry andBiophysics 2016, 43(4): 297~307 人脑视觉意识的神经机制* ** ** *** 回佳菡 施立楠 张 朋 何 生 (中国科学院生物物理研究所，脑与认知科学国家重点实验室，北京100101) 摘要 意识的存在决定了人类生命的意义．意识问题被认为是21 世纪科学要回答的一个最重要问题．意识科学正在成为认 知和心理科学的皇冠，成为基础科学的顶峰．近20 年来，随着认知科学、心理科学、神经科学和脑成像技术的发展，人们 开始通过实验科学地研究意识问题，特别是与视觉意识相关的研究工作取得了很多重要进展．在这篇综述中，我们对以往的 视觉意识研究工作进行了总结，并对未来的研究方向进行了展望． 关键词 视觉意识，双眼竞争，功能磁共振，皮层下通路 学科分类号 B845.1，Q42 DOI: 10.16476/j.pibb.2016.0118 对于 “意识问题”的研究被认为是21 世纪生 在面对模棱两可或相互矛盾的视觉信息时，我们的 命科学最重要的科学问题，人脑视觉系统在大脑中 大脑往往陷入两难抉择的境地(图1)．在面对这类 所占比重最多，研究对视觉信息的加工处理被认为 矛盾的视觉信息时，虽然来自视网膜的输入是恒定 是研究 “意识问题”最重要的突破口．随着无创伤 不变的，而我们的视觉知觉或者 “视觉意识”会在 性活体脑成像，特别是磁共振功能成像(functional 两种甚至多种状态下进行切换，这类视觉现象一般 magnetic resonance imaging，fMRI)的发展，我们已 称之为双稳态或多稳态视觉现象．通过双稳态视觉 经能够在一定程度上 “看到”意识活动对应的脑活 现象，可以在视觉输入不变的情况下，研究视觉意 动，但距离完全了解意识的神经机制还有相当大的 识变化时大脑哪些神经活动和视觉意识相关，从而 [1-3] 距离．近年来，人们通过双稳态视觉现象等实验范 揭示与视觉意识相关的神经机制 ． 式，可以在保持视觉输入不变的情况下，研究视觉 1援1 与视觉意识切换相关的神经活动 意识变化时大脑活动的变化，从而帮助了解视觉意 在各种双稳态视觉现象中，科学家们对双眼竞 识相关的神经机制．另一方面，通过研究无意识情 争(binocular rivalry)这种视觉现象研究最多．双眼 况下大脑对视觉信息的处理，可以了解大脑对哪些 竞争是指，当两眼视网膜所对应位置呈现的图像不 信息的处理是需要意识的，而哪些信息可以在无意 一致时，我们的视知觉会在两只眼睛的图像之间随 识的情况下自动加工，这些研究可以帮助我们理解 机地切换．例如当左眼呈现房子，右眼呈现面孔 意识的功能和意义．在这篇文章中，我们将从这两 时，我们会一会儿看到房子，一会儿看到面孔(图2). 个方面综述以往的意识相关的研究工作，并对今后 的研究进行展望． * 中国科学院战略性先导科技专项(XD、优秀青年科学 1 人脑中与意识相关的神经活动 基金项目和中国科学院百人计划资助项目. ** 并列第一作者. 意识研究中最受关注的问题是，什么是意识的 *** 通讯联系人. 神经表达？换句话说，我们是否能够找到和意识对 Tel: 010 E-mail: zhangpeng@