2023年8月10日，北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室张鸣沙课题组与其合作者，在国际期刊《eLife》在线发表了题为“The involvement of the human prefrontal cortex in the emergence of visual awareness”的研究论文。该论文利用新的视觉意识实验范式和立体定向脑电图记录（sEEG），阐明了人类前额叶在意识感知产生中的作用。

探索人类意识的神经机制是认知神经科学的一项基本任务。 而目前关于前额叶皮层（PFC）在意识出现中的作用一直存在争议，部分原因是由于对意识的神经机制研究通常需要被试者主观报告以确定不同的意识状态，而这会引入报告运动相关活动与意识相关活动的混淆，如运动计划和运动执行等，而额叶与这些功能紧密相关。

         

为了解决这个问题，本研究设计了一个视觉意识任务，可以最小化与报告相关的混淆。我们将此范式应用于植入颅内电极的癫痫患者。结果表明，有意识的试次中眼跳反应时明显短于无意识的试次。 6 名患者的局部场电位 (LFP) 数据一致显示出 PFC 中的早期（200-300 毫秒）意识相关活动，包括事件相关电位和高伽马波段活动。 此外，从早期开始，意识状态就可以通过PFC中的神经活动可靠地解码，并且在意识表征过程中神经模式是动态变化的而不是稳定的。此外，在意识试次的早期阶段，通过低频段相位调制，前额叶皮层和其他大脑区域之间的动态功能连接增强，这可以解释意识通达的机制。 同时，前额皮层中意识相关活动和脑区连接之间的时空重叠表明，意识通达和现象意识可能紧密耦合。综上，本研究表明了前额叶在意识的产生中发挥着重要作用。

 

图1.行为范式

图2.被试行为结果及电极位置

图3. 事件相关电位结果（上）及高频活动结果（下）

图4.通过前额叶神经活动解码视觉意识状态

图5.视觉意识的产生伴随着前额叶与其他脑区间的功能连接改变

该研究于2023年8月10日在《eLife》在线发表。张鸣沙课题组研究生房泽鹏为第一作者，北京师范大学张鸣沙教授、中国人民解放军总医院赵虎林副主任医师和徐欣副主任医师为共同通讯作者。该研究得到了科技创新2030-“脑科学与类脑研究”重大项目、国家自然科学基金等资助。

论文信息：Fang Ze-peng, Dang Yuan-yuan, Ling Zhi-pei, Han Yong-zheng, Zhao Hu-lin*, Xu Xin*, Zhang Ming-sha* (2023). The involvement of the human prefrontal cortex in the emergence of visual awareness. eLife, 12:RP89076.

https://doi.org/10.7554/eLife.89076.1