意识，这个神秘而又迷人的话题，长久以来一直吸引着哲学家和科学家们的目光。我们每天都会经历各种主观体验，比如看到绚丽的彩虹时内心的惊叹，或是感到疼痛时身体的不适。但这些主观感受究竟是如何从大脑的物理活动中产生的呢？这就像一个隐藏在重重迷雾中的谜题，困扰着无数研究者。目前，关于意识的理论众多，其中全球神经元工作空间理论（GNWT）和整合信息理论（IIT）备受关注。然而，这些理论各自积累了一些证据，却从未被直接比较过。而且，对某个理论的实证支持往往还受到研究方法选择的影响，存在确认偏差的问题。在这样的背景下，开展一项能够直接对比这些理论的研究显得尤为重要。
为此，来自多个研究机构的研究人员组成了一个国际团队，通过大规模的开放科学对抗性合作开展研究。该研究旨在通过严格的实验，直接对比 GNWT 和 IIT，以检验这两种理论对意识的解释是否正确。最终，研究结果发表在《Nature》杂志上。
为了开展这项研究，研究人员采用了多种关键技术方法。他们招募了大量的参与者（n=256），并使用了功能磁共振成像（fMRI）、脑磁图（MEG）和颅内脑电图（iEEG）三种神经成像技术，从多个维度测量参与者观看不同刺激时的神经活动。同时，运用了多种数据分析方法，如解码分析、表征相似性分析（RSA）、功能连接分析等，来探究大脑在意识过程中的活动规律。
研究结果如下：
- 解码意识内容：研究人员通过解码分析，评估刺激类别和方向在理论相关区域的解码准确性。结果发现，在面部 - 物体解码任务中，后皮质和前额叶皮质区域都有显著的跨任务泛化，但后皮质区域的解码更稳定持久，而前额叶皮质区域的解码时间较短。在刺激方向解码上，后皮质区域能有效解码面部方向，而前额叶皮质区域则表现不佳。此外，添加前额叶区域的活动并没有提高解码准确性，这挑战了 IIT 中关于前额叶区域作用的预测。
- 维持意识内容：从神经激活和信息内容两方面进行评估。在 iEEG 数据中，后皮质区域仅有少量电极表现出持续的与刺激持续时间相关的活动，且仅部分电极具有类别选择性和持续跟踪特性，这与 IIT 的预测不完全相符。在前额叶皮质区域，没有电极呈现出 GNWT 预测的刺激 onset 和 offset 时的点火模式。通过 RSA 分析发现，后皮质区域在 1.5 秒持续时间试验中，对物体身份信息有持续的表征，而前额叶皮质区域则缺乏这些信息。
- 区域间连接性：计算了类别选择性时间序列与 V1/V2 或 PFC 时间序列之间的相位一致性（PPC）和动态功能连接（DFC）。iEEG 和 MEG 数据显示，IIT 预测的后皮质区域内持续的 gamma 波段连接并未出现，观察到的连接是早期且短暂的，且主要在低频段。GNWT 预测的类别选择性区域与 PFC 之间的阶段性连接也未得到证实。不过，fMRI 数据显示，在某些区域存在与理论预测相符的连接模式，但也有部分结果不支持理论预测。
研究结论和讨论部分指出，这项研究对 IIT 和 GNWT 都提出了挑战。对于 IIT，后皮质缺乏持续同步性，且没有证据表明能持续表征方向信息，这与该理论中关于神经网络状态决定意识程度和内容的观点相矛盾。对于 GNWT，刺激 offset 时缺乏点火现象，且前额叶皮质对某些意识维度的表征有限，这使得该理论对意识维持和内容表征的解释受到质疑。此外，该研究的结果不仅影响这两种理论，还可能对其他相关意识理论产生影响，为整个意识研究领域提供了新的思考方向。它推动了认知神经科学通过有原则、理论驱动的合作研究向前发展，强调了建立定量框架进行系统理论测试和构建的必要性。这一研究成果如同在意识研究的迷雾中点亮了一盏明灯，为后续的研究指引了方向，让我们朝着揭开意识神秘面纱的目标又迈进了一步。
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