這是

“里程碑式的”

“非常有趣、原創和有影響力”

“令人激動的發現”

4月4日

Science發表題為

“Human high-order thalamic nuclei gate conscious perception through the thalamofrontal loop”

的研究論文

贏得了國際同行審稿人的盛贊

這項研究由北京師范大學張鳴沙教授團隊

中國人民解放軍總醫院趙虎林教授團隊

琶洲實驗室李小俚教授團隊

共同完成

該研究成果不僅幫助人們

更好地理解人類意識的神經基礎

還為臨床上意識障礙患者（如植物人）

的診斷和治療提供新的思路

意識體驗如何產生？

作為人類思維活動的基礎與核心

意識體驗是如何產生的？

它的本質和物質基礎是什么？

這些問題的探究對理解人類心智、

治療臨床意識障礙患者及

指導人工智能系統進一步發展等

均具有重要作用

因此，探究人類意識的生物學基礎成為了

現代科學中最前沿和最重要的問題之一

當前關于意識的生物學基礎（即神經機制）研究主要分為兩種，分別關注意識的兩個最重要的方面：全局意識狀態和特定意識內容。雖然很多研究報道了全局意識狀態（如清醒、睡眠、麻醉、昏迷等）轉換背后的神經基礎，但這類研究難以回答日常生活中如何產生特定的意識體驗。

因此，另一部分研究者通過結合心理學、行為學與腦成像的方法來探索特定意識體驗的神經基礎。視覺意識則是此類研究最廣泛使用的方法。

基于數十年的實驗和理論研究，研究者發現了諸多意識相關的腦活動，并據此提出了不同的意識理論（如全局神經元工作空間理論、整合信息理論等），來理解和預測人類意識的本質與原理。然而，基于來自解剖學與神經影像研究的證據，近期有新的學說對上述主流理論提出了挑戰，提出丘腦的高階核團可能通過丘腦-皮層環路直接貢獻于特定意識體驗。

但是，由于無創腦成像技術的時間和空間分辨率限制，這種理論難以在人腦中進行直接驗證。

突破傳統觀點偏差與研究技術限制

為解決這一難題，研究團隊

除了為患者設計了一項巧妙的視覺任務

更重要的是采用了立體定向腦電圖技術

和腦節律分析技術

記錄和分析他們大腦中

多個丘腦核團和前額葉皮層的數據

發現了有意識和無意識條件下的

不同神經核團活動

幫助研究者區分出

哪些腦活動和意識感知直接相關

具體來說，受測試的患者需要注視屏幕中央的一個固定點，然后在其一側會出現一個短暫的視覺刺激，刺激的清晰度會根據受測試者的感知閾值進行調整。隨后，固定點的顏色會變化，并出現兩個眼跳目標，受測試者則需要根據是否看到刺激以及固定點的顏色來決定看向哪個目標。實驗設置了不同對比度的刺激條件，以此來評估受測試者對任務的理解和執行情況。

研究發現，在意識體驗產生期間，丘腦板內核和內側核呈現出更早、更強的和意識體驗相關活動。這一結果表明，丘腦板內核和內側核在產生視覺意識體驗的過程中，起調控前額葉皮層意識相關活動的“門控”作用。這些發現對精神心理疾病的發病機制研究、意識障礙患者的喚醒和麻醉監測提供了理論指導。

李小俚教授介紹道：

此項成果表明

先進的神經信號檢測技術進步

推動了意識神經科學的新發現

下一步，團隊將做好

基礎研究的成果轉化

爭取早日在意識障礙的診療方面實現臨床應用

李小俚教授參加海外學術交流

該研究主要得到了

李小俚教授主持的

中國科技創新2030-腦科學與類腦研究

重大項目的資助

“該論文的發表，

預示我國在人類意識領域的研究成果

得到了國際同行的認可

并走在了人類意識領域研究的世界前沿”

張鳴沙教授在接受采訪時這樣說

人工智能與數字經濟廣東省實驗室（廣州）（簡稱：琶洲實驗室，Pazhou Lab, Guangzhou）是廣東省為落實國家創新驅動發展戰略所設立的省實驗室，于2020年4月成立，位于廣州人工智能與數字經濟試驗區琶洲核心區，是由廣東省人民政府主導，廣州市人民政府舉辦，華南理工大學為依托單位，多方協同組建的獨立法人機構。

琶洲實驗室瞄準人工智能與數字經濟領域國家重大戰略需求，以“突出基礎、原創技術、驅動產業”為宗旨，重點聚焦人工智能基礎理論與核心算法、人工智能軟硬件平臺與關鍵技術、數字經濟重點行業示范應用等研究，以提升我國人工智能基礎理論與關鍵技術原創能力、應用轉化能力，為我國特別是粵港澳大灣區數字經濟發展提供源動力與技術支撐。其目標是建設成為具有國際影響力的人工智能基礎理論研究基地、產業賦能與孵化樣板平臺、數字經濟技術創新策源地、高端人才培養基地。

引領現代科學前沿

點贊我國科研工作者

華南理工大學　學生記者團

信息來源：琶洲實驗室 中國科學報

微信編輯：司小平 曾億

初審：冀早早

二審：盧慶雷

終審：鄒浩

華工原創，版權所有

若需轉載，敬請聯絡

郵箱：hgxcb@scut.edu.cn

“分享”“點贊”“在看”，記得一鍵三連哦