我们的大脑如何产生意识？为什么我们在麻醉期间会丢失呢？有研究表明，意识取决于大脑区分特定的感觉输入和大量其他选择的能力，就像能够在众多结果中选择一个一样。
确实，多项研究已经在解剖学宏观尺度上，即在大脑区域的水平上，确定了丰富的皮质活动静止状态。但是，由哥伦比亚大学领导的研究小组假设，一个人在任何时候区分一组备选方案的能力，都应植根于局部神经元集合水平的活动或微观状态的模式，即功能结构神经回路的块。
哥伦比亚大学拉斐尔·尤斯特(Rafael Yuste)实验室的研究人员，在此类研究中使用了小鼠体内的细胞分辨率体内双光子钙成像，以研究麻醉期间神经元微状态的局部组成变化。研究小组发现，麻醉会通过减少皮层中的网络微状态和神经元集成，来破坏神经模式的数量，并在两名人类受试者的微电极阵列记录中证实了这一发现。他们的研究结果近日在《细胞系统》杂志上发表。
“这项研究很重要，因为它将意识的本质带到了神经元回路的水平，” Yuste实验室主任，哥伦比亚生物科学与神经科学教授Rafael Yuste说。哥伦比亚大学数据科学研究所成员，发起人尤斯特(Yuste)补充说：“它提供了一种智慧的线索，可以解释由于病理或麻醉药而导致的小神经元群的协调改变如何导致意识改变。”
论文的主要作者迈克尔·文泽尔说，一种流行的观点认为，尽管mLOC与功能连接的宏观崩溃相关，但仍显示出类似于清醒状态的动态，但以孤立和孤立的方式显示。“尽管这表明LOC源自大脑各个区域的神经活动失调，但我们发现在mLOC期间，本地网络动态发生了巨大变化。我们的结果表明，意识丧失可能是由于局部微电路的改变而引起的，其次是在宏观连通性上产生缺陷。”在研究时曾是拉斐尔·尤斯特实验室(Rafael Yuste Lab)副研究员的温泽尔补充道。
这项研究“在医学上引起的意识丧失中减少了皮质微状态和神经元集合的库”，为理解局部神经元集合的动力学如何有助于意识状态的丧失或出现提供了基础。作者指出，关于局部回路在意识丧失或获得中的作用的机理研究仍然具有挑战性。
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