新一代脑成像技术如何“点亮”意识的神经基础？

意识的神经基础长期停留在宏观网络层面，微观的神经回路机制仍是未解之谜。Andrew R. Dykstra, Yunkai Zhu 等研究者发表了一篇观点文章，系统阐述了如何利用前沿神经影像技术和计算模型，在人类中检验源于动物研究的核心意识回路理论，旨在连接微观细胞活动与宏观意识体验。
该文聚焦于两大前沿的意识回路理论：顶端放大理论（Apical Amplification Theory, AAT）与树突整合理论（Dendritic Integration Theory, DIT）。这两个理论均认为，大脑皮层第5b层锥体神经元（L5b pyramidal neurons）是意识形成的关键节点，其顶端的树突结构负责接收来自高级脑区或丘脑的反馈信号，并以此“放大”或“整合”来自底层的感觉输入，这一过程被认为是意识体验产生的必要条件。
为了在人类中直接验证这些微观层面的假设，作者提出了一套整合性的研究框架。该框架的核心是结合多种先进技术：利用高精度脑磁图以毫秒级精度追踪皮层不同深度的神经电流；借助超高场功能磁共振成像以亚毫米级分辨率“看清”特定任务中皮层各层的活动变化；并利用生物物理建模搭建从微观回路活动到宏观脑信号的桥梁。通过这套组合拳，科学家们将能够首次在人类被试中直接检验“顶端树突的信号放大是否是意识产生的标志”这类具体的科学问题。作者指出，近期已有部分研究的发现与这些理论的预测相符。这个研究框架为意识科学从宏观描述走向微观机制验证提供了清晰的路线图。研究发表在 Trends in Cognitive Sciences 上。
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“Testing Circuit-Level Theories of Consciousness in Humans.” Trends in Cognitive Sciences, Sept. 2025. www.sciencedirect.com, https://doi.org/10.1016/j.tics.2025.08.012