一项历时七年的前所未有的实验在神经科学领域引起了轰动。研究人员试图回答科学界最令人困惑的问题之一：意识从何而来？经过几十年的推测和辩论，两种主流理论被放在了大规模合作研究中进行对比。结果并没有产生明确的胜者，但却挑战了长期以来的假设，并重塑了专家对心智的理解。
独特的科学联盟
这项研究将两个持有不同意识观的研究小组聚集在一起。一方支持整合信息理论（Integrated Information Theory, IIT），另一方则支持全局神经工作空间理论（Global Neuronal Workspace Theory, GNWT）。这两个团队没有无休止地争论，而是与独立的、中立的科学家合作，通过一个大规模、精心策划的实验来测试他们的观点。
他们就如何进行研究、如何评判结果以及每种理论的预测达成了共识。这些计划在任何测试开始之前都公开分享，以避免偏见。“对抗性合作符合艾伦研究所团队科学、开放科学和大科学的使命，”长期从事意识研究的Christof Koch博士说。
实验涉及256名参与者——对于这种类型的大脑研究来说，这是一个异常大的样本量。每个人在观看清晰的视觉图像时，科学家们记录了他们的大脑活动。为了获得全面的数据，他们使用了功能性磁共振成像（fMRI）、脑磁图（MEG）和颅内脑电图（iEEG）。
两种理论，两种截然不同的观点
整合信息理论认为，意识来自于大脑不同部分之间的深度连接。这一理论认为，当大脑各区域作为一个整体工作，并且系统内高度共享信息时，大脑就会变得有意识。这种整合被称为“phi”，被认为在大脑后部的一个“热点区域”达到峰值——具体位于顶叶、颞叶和枕叶。
全局神经工作空间理论则提出了一个非常不同的观点。它认为，当信息广泛传播到许多区域，特别是大脑前部时，意识就会出现。这个“点燃”过程涉及前额叶皮层，帮助广播信息并使其可用于记忆、决策和注意力等功能。
这两种理论都关注大脑的结构而非意识的具体内容。每个理论还包括一个数学框架，但这项研究主要测试的是生物学细节——即意识在大脑中的位置。
意外的结果动摇了双方
数据显示，某些大脑区域，如视觉皮层和颞叶皮层，始终反映了人们有意识看到的内容。这些反应在一些区域，如枕叶和侧颞叶皮层，根据图像显示的时间长短而持续。研究还发现，前额叶区域的部分与早期视觉区域同步，这表明你所看到的信息与你对其思考之间存在某种形式的交流。
然而，IIT和GNWT在关键方面都未能完全成立。
对于IIT，预测大脑后部应表现出强烈且持久的连接并未完全成立。虽然该区域有一些活动，但并不像理论预期的那样整合或持久。这引发了对该区域是否真正作为意识体验核心的怀疑。
GNWT也面临自己的挑战。预计在图像消失时大脑前部会出现的“点燃”现象大多缺失。此外，并非所有类型的有意识信息都在前额叶皮层显示出强烈的模式，正如GNWT所预测的那样。
苏塞克斯大学的神经科学教授Anil Seth博士表示：“很明显，单个实验无法彻底否定任一理论。这些理论在假设和解释目标上差异太大。”尽管如此，他说，该项目为两种理论提供了有价值的见解，并提供了关于何时何地可以从大脑中读取视觉体验的新数据。
超越胜负
尽管结果并未完全支持任一理论，但这项研究已经产生了重大影响。首先，它表明可以直接测试主要的意识理论——许多人对此持怀疑态度。更重要的是，它展示了如何结合开放科学和健康的分歧可以更快、更公平地推动科学发展。
该项目还具有实际意义。了解意识在大脑中如何及何处出现，可以改善严重脑损伤患者的护理。研究表明，大约25%的看似无反应的患者可能仍然有意识——科学家称之为“隐蔽意识”。知道哪些脑区最重要可以帮助检测这种隐藏的意识，并指导医疗决策。
研究结果还提醒科学家保持谦逊。意识仍然是科学界最大的谜团之一。尽管理论可以提供线索，但大脑往往违背预期。
Christof Koch看到了这种新科学的巨大价值。“对抗性合作是一种强大的社会进程，”他说。“生物医学领域可以通过‘友好’的竞争理论大大受益……但这需要大量的合作和努力。”
这项发表在《自然》杂志上的研究为未来的研究树立了一个典范，不仅在神经科学领域，而且在任何需要大规模合作解决大问题的领域。
下一步是什么？
结果表明，大脑的意识活动可能不限于一个区域或一种机制。相反，它可能是由感知、整合和跨大脑通信共同塑造的。这意味着未来的理论需要在此基础上发展，可能结合IIT和GNWT的元素。
这项研究背后的科研人员希望他们的工作能激发更多基于理论的实验。他们强调需要一个共同的框架来测试想法和共享数据。这样，科学就可以从无休止的争论转向真正的发现。
随着意识研究的继续，这一里程碑式的合作表明，进步是可能的——不是通过选择立场，而是通过选择科学。
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