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研究人员刺激猴子大脑中对意识至关重要的区域,从而唤醒它们

日期:
2020年2月12日
来源:
细胞出版社
简介:
神经科学的核心问题之一是弄清意识(即体验内部和外部感觉的能力)是在大脑的何处产生的。研究人员报告说,大脑中的一个特定区域,即中央外侧丘脑,似乎起着关键作用。在麻醉下的猴子中,刺激这个区域足以唤醒动物并引发正常的清醒行为。
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神经科学的核心问题之一是弄清意识(即体验内部和外部感觉的能力)是在大脑的何处产生的。在2月12日的杂志上神经元,研究人员报告说,大脑中的一个特定区域,即中央外侧丘脑,似乎起着关键作用。在麻醉下的猴子中,刺激这个区域足以唤醒动物并引发正常的清醒行为。

以前的研究,包括对人类的脑电图和功能磁共振成像研究,已经表明大脑的某些区域,包括顶叶皮层和丘脑,似乎与意识有关。“我们决定超越一次从一个区域记录的传统方法,”资深作者、威斯康星大学麦迪逊分校的助理教授尤里·萨尔曼说。“我们同时从多个区域进行记录,以观察整个网络的行为。”

研究人员使用猕猴作为他们的动物模型。通过研究清醒、睡眠和麻醉的动物,他们能够将大脑中与意识有关的区域缩小到比其他研究更具体的区域。他们还排除了之前关于意识的神经相关研究中提出的一些区域。他们最终把注意力集中在位于前脑深处的中央外侧丘脑上。

一旦研究人员确定了这个区域,他们就测试了当动物处于麻醉状态时,中央外侧丘脑被激活时发生了什么,用50赫兹的频率刺激该区域。“我们发现,当我们刺激这个微小的大脑区域时,我们可以唤醒动物,并恢复你在清醒时通常在皮层中看到的所有神经活动,”萨尔曼说。“他们的行为就像醒着的时候一样。当我们关闭刺激时,动物们又直接回到了无意识状态。”

一项关于清醒的测试是他们对奇怪的听觉刺激的神经反应——一系列的哔哔声夹杂着其他随机的声音。这些动物的反应和醒着的动物是一样的。

“我们的电极设计非常不同,”萨尔曼说。“它们更适合我们想要刺激的大脑结构的形状。它们也更接近于模仿健康、正常系统中的电活动。”

“这项研究最重要的动机是帮助有意识障碍的人过上更好的生活,”第一作者米歇尔·雷丁堡说,她是威斯康星大学麦迪逊分校心理学系的研究生。“我们必须从了解意识必需或充分的最小机制开始,这样才能在临床上针对大脑的正确部分。”

“这项工作有许多令人兴奋的启示,”她说。“我们有可能使用这种脑深部刺激电极将人们从昏迷中唤醒。我们的发现也可能有助于开发新的方法来监测临床麻醉下的患者,以确保他们处于安全的无意识状态。”

这项研究由美国国立卫生研究院、美国-以色列两国科学基金会和威斯康星州国家灵长类动物研究中心试点资助。

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故事来源:

提供的材料细胞出版社注:内容可能会根据风格和长度进行编辑。


期刊引用

  1. Michelle J. Redinbaugh, Jessica M. Phillips, Niranjan A. Kambi, Sounak Mohanta, Samantha Andryk, Gaven L. Dooley, Mohsen Afrasiabi, Aeyal Raz, Yuri B. Saalmann。丘脑通过皮层的层特异性控制调节意识神经元, 2020;DOI:10.1016 / j.neuron.2020.01.005

引用此页

细胞出版社。“研究人员刺激猴子大脑中对意识至关重要的区域——这将唤醒它们。”《科学日报》。《科学日报》,2020年2月12日。< www.koonmotors.com/releases/2020/02/200212111440.htm >。
细胞出版社。(2020年2月12日)。研究人员刺激猴子大脑中对意识至关重要的区域,从而唤醒它们。《科学日报》。2023年6月17日检索自www.koonmotors.com/releases/2020/02/200212111440.htm
细胞出版社。“研究人员刺激猴子大脑中对意识至关重要的区域——这将唤醒它们。”《科学日报》。www.koonmotors.com/releases/2020/02/200212111440.htm(2023年6月17日访问)。

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