意識是真實存在的嗎，抑或只是幻覺？它以何種方式起源自何處？我們又為什麼需要擁有意識？世界各地的科學家們都在對大腦進行研究，試圖解開關於意識的諸多謎題。
最近一項刊載於《科學進展》（Science Advances）上的研究表明，對意識至關重要的兩個大腦網絡間存在明確關聯。
在該研究中，來自密西根大學的團隊發現：默認模式網絡（DMN）和背側注意網絡（DAT）是反相關的——當一個活躍時，另一個的活動就受抑制。對於無意識狀態的人來說，這兩個腦網絡沒有一個是活躍的。
大腦網絡之間的切換會不斷發生，就算同時使用多個腦網絡的時候，情況也如此。例如，我們會同時使用額頂網絡（用於較高級別的信息處理）和視覺網絡（用於觀察）來分析和響應所看到的圖像或正在閱讀的單詞。
而此項新發現的關鍵意義就在於通過實證確認了DMN和DAT這對無法同時活躍的合作夥伴——當然，神經科學家早就開始懷疑此二者無法同時運轉了，不過一直沒找到實證。
內外切換
設想一下：
你在一個陽光明媚的下午愜意散步，腦中思索著不久前參加的聚會，聚會上的你跟朋友有一段關於榮格人格理論的深入探討。這時，轟隆聲傳來，汽車鳴笛——一個騎著自行車下班的老大爺撞上了汽車，距離你不到十步。看起來沒有人受傷，不過你還是急忙衝到他身邊詢問情況。
從回憶人格理論到關心出事大爺，頃刻之間，你所使用的大腦網絡就從DMN切換到了DAT。
當我們專注於自己的內部世界，思考、內省，調用記憶，發揮想像力之時，DMN，也就是默認模式網絡，會處於活躍狀態；而當我們關注周圍環境時，DMN便安靜了，背側注意網絡DAT則被激活。
DMN和DAT的相互作用通過允許我們與周圍環境進行交互，然後迅速地將這些交互內化——將經歷轉化為思想和記憶——進而支撐意識的存在。
不過由於二者的反相關，交互與內化又是動態交替無法並立的，所以可以這麼說：
人類無法同時做到沉浸於內部世界，又積極與外部聯繫；但這二者通過DMN和DAT開閉分明的切換來交替實現，幫助我們實現自我與環境的互動，便有了意識。
其實細琢磨一下，這相當符合生活經驗。我們確實很難在與街坊鄰居談笑風生的同時，兼顧對自我內心幽微處的探尋。
另外，像賽洛西賓（psilocybin）或D-麥角酸二乙胺（LSD）這樣的致幻劑能夠抑制DMN而激活DAT，這樣往往可以幫助服用者建立與物質世界、其他人或周圍環境強烈的聯繫感。
由於DMN是我們的自我流動和消極思想循環的地方，因此有越來越多的研究選擇使用致幻劑來治療抑鬱症、創傷後應激障礙、成癮和其他神經系統疾病，起效方式就是抑制DMN。
該研究的主要作者黃子瑞說道：「這一發現為理解意識的神經元機制提供了新的科學視角。它或許可以制定腦疾病患者的意識狀態指標。」
逐秒拍攝的動態分析
黃等人使用功能性核磁共振成像（fMRI）技術研究了98名參與者的大腦。
fMRI通過檢測血流變化來測量大腦活動。在這個過程中，部分參與者清醒，其他一些則輕度鎮靜或全身麻醉，另外還有一部分存在意識障礙。
研究團隊建立了一個機器學習模型，以分析參與者大腦的不同部分會在何時同時被使用。以往研究者在進行分析時都會使用fMRI數據在幾分鐘內的平均值，但黃等人對大腦活動進行了逐秒拍攝。
麻醉學教授、密西根大學意識科學研究中心主任安東尼·休德茲（Anthony Hudetz）說道：「大腦每秒都在變化，如果只是計算平均值，我們可能會錯過它的實際動態變化，無法看到從思維到想像的全部大腦功能的基礎。」
除了DAT和DMN，黃等人還觀察了8個主要的大腦網絡——從更高級別的大腦信息處理到視覺處理和整個大腦的活動。
他們基於前98名參與者的數據，創建了這些大腦網絡活動模式的模型，其中包括哪些網絡被同時激活，激活多長時間以及隨後又激活了哪些網絡。
有了可靠的模型後，黃等人便在另外248名參與者中進一步評估了他們的結果。這些參與者都是有意識的，但其中一些人患有會改變其大腦網絡功能的精神疾病。
無意識者的轉換頻率很低
研究人員發現，大腦會以有規律的模式迅速轉換活躍腦網絡；這種意識的轉換會以結構化的模式隨著時間循環進行，其中就包括DMN與DAT之間的頻繁轉換。
不過對於失去意識的患者（無論是服用了鎮靜劑還是患有腦部疾病），此類轉換的頻率要低得多。
這很關鍵：儘管失去意識患者的大腦網絡將因其失去意識方式的不同而以不同方式重組，但他們DMN和DAT的各自孤立狀態是差不多的。
關閉有意識者的DMN部分（致幻劑就會帶來這種情況）會導致這個人無法進行深度的自我反思；關閉DAT則可能使他無法感知並響應周圍環境。正是有這兩個網絡間的切換，我們才能夠有意識地與他人互動。
黃希望接下來可以確定大腦調節這些活躍腦區轉換的動態過程：「這些大腦變化的結構化模式對於意識很重要。」
科學家們對大腦的學習、探測、成像和分析已有數十年積累。基於此，我們或許能在幾十年後破解意識的密碼。但畢竟大腦作為意識的基礎，作為人類所有思想、記憶、情感和感覺的基礎，內部原理應該會極其複雜。
資料來源：
Scientists Just Proved These Two Brain Networks Are Key to Consciousness