DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0342770
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41739818
تاريخ النشر: 2026-02-25
المؤلف: Matilda Gibbons وآخرون
الموضوع الرئيسي: دراسات علم النفس العصبي والسلوكي
نظرة عامة
تتناول هذه الفقرة مبادرة بحثية تهدف إلى تحديد العلاقات العصبية للوعي (NCC) من خلال بروتوكول تعاون تنافسي. تسعى الدراسة لاختبار التنبؤات المستمدة من نظريتين بارزتين للوعي: نظرية مساحة الخلايا العصبية العالمية (GNWT) ونظرية المعلومات المتكاملة (IIT). نظرًا لمستويات التفاصيل المختلفة في هذه النظريات، تهدف الأبحاث إلى تقديم مقارنة منظمة من خلال فحص الموقع، والتوقيت، والترابط الوظيفي لـ NCC في كل من الرئيسيات غير البشرية (NHPs) والفئران.
يتضمن التصميم التجريبي تقديم محفزات بصرية وسمعية فوق العتبة للموضوعات في مهمة “اذهب-لا تذهب”، مما يقلل من التداخلات في التقارير. سيتم تسجيل الاستجابات العصبية باستخدام أقطاب كهربائية من نوع Neuropixels من مناطق قشرية مختلفة، بما في ذلك المناطق البصرية، والسمعية، والجداري الخلفي، والمناطق الجبهية. لاختبار العلاقات السببية التي تقترحها النظريات، ستقوم الدراسة بالتلاعب في نشاط القشرة الجبهية من خلال التحفيز الكهربائي في NHPs وإسكات الضوء الجيني في الفئران. يوضح البروتوكول المنهجيات، والتحليلات، والنتائج المتوقعة، مما يوفر إطارًا شاملاً لتفسير النتائج في سياق النظريات المتنافسة.
مقدمة
تناقش المقدمة “المشكلة الصعبة” للوعي، التي تسعى إلى ربط التجارب الذاتية بالنشاط الدماغي الموضوعي. لهذه القضية آثار كبيرة عبر مجالات مختلفة، بما في ذلك العلوم، والأخلاق، والقانون، حيث تثير تساؤلات حول وعي الكيانات المختلفة، من المرضى غير المستجيبين إلى الأنظمة الاصطناعية. على مدار الثلاثين عامًا الماضية، ركز الباحثون على تحديد العلاقات العصبية للوعي (NCC) وتمييزها عن العوامل الضرورية الممكنة للوعي. لقد بدأت مؤسسة تمبلتون الخيرية العالمية تعاونات تنافسية لاختبار النظريات المتنافسة للوعي، وبشكل خاص نظرية المعلومات المتكاملة (IIT) ونظرية مساحة الخلايا العصبية العالمية (GNWT)، التي تقترح آليات مختلفة للوعي.
تقترح IIT أن جودة التجربة الواعية مرتبطة بهيكل السبب والنتيجة للنظام، الذي يتم قياسه بواسطة مقياس يسمى Φ، بينما تقترح GNWT أن الوعي ينشأ من المعلومات المذاعة عالميًا في الدماغ، والتي يتم تمييزها بإشارة “اشتعال عالمي”. تقدم كلتا النظريتين فرضيات قابلة للاختبار بشأن موقع NCC، وتوقيته، وترابطه الوظيفي. تهدف الأبحاث إلى تقييم هذه التنبؤات تجريبيًا من خلال قياسات اتساق الطور الثنائي عبر مناطق الدماغ المختلفة أثناء تقديم المحفزات، باستخدام طرق إحصائية لتقييم قوة الأدلة لدعاوى كل نظرية.
الطرق
تتناول فقرة “المواد والطرق” في ورقة البحث التصميم التجريبي والإجراءات المستخدمة للتحقيق في سؤال البحث. توضح المواد المحددة المستخدمة، بما في ذلك أي مواد كيميائية، ومعدات، وعينات بيولوجية، مما يضمن إمكانية تكرار الدراسة. تشمل المنهجية العمليات خطوة بخطوة المتبعة خلال التجارب، بما في ذلك أي تحليلات إحصائية تم إجراؤها لتفسير البيانات.
بالإضافة إلى ذلك، قد تصف الفقرة الظروف التجريبية، مثل درجة الحرارة، والمدة، وأي ضوابط تم تنفيذها للتحقق من النتائج. من خلال تقديم نظرة شاملة على المواد والطرق، تهدف المؤلفون إلى تسهيل فهم وتكرار نتائجهم داخل المجتمع العلمي.
المناقشة
في قسم المناقشة من ورقة البحث، يوضح المؤلفون مصالحهم المتنافسة، مشيرين بشكل خاص إلى أن اثنين من المؤلفين لديهم روابط مالية مع شركة Intrinsic Powers Inc.، التي تقوم بتطوير جهاز لتقييم الوعي. يقدم القسم أيضًا جدول توقعات مفصل يوجه تحليل الفرضيات المتعلقة بالوعي، مع التركيز على أدوار القشرة الجبهية (PFC) والقشرة الجدارية الخلفية (PPC) في تمثيل المحتوى الواعي، والتوقيت، والترابط الوظيفي. يؤكد المؤلفون على استخدام طرق إحصائية بايزيانية لتفسير نتائج تجاربهم، التي تتضمن فك تشفير النشاط العصبي استجابةً للمحفزات الواعية في كل من الرئيسيات غير البشرية (NHPs) والفئران.
تتم مناقشة النتائج من الدراسات السابقة، وخاصة مشروع Cogitate، فيما يتعلق بنظرية المعلومات المتكاملة (IIT) ونظرية مساحة العمل العالمية (GNWT). أشارت النتائج إلى أن المحتوى الواعي يتم تمثيله بشكل أساسي في PPC والمناطق الحسية، مع نشاط عصبي مستمر خلال الإدراك الواعي، مما يدعم IIT بينما يتحدى توقعات GNWT حول “الاشتعالات” القصيرة عند بدء المحفز. يقترح المؤلفون نهجًا عبر الأنواع للتحقيق بشكل أعمق في هذه النظريات، باستخدام تقنيات متقدمة مثل علم كهربائية الدماغ داخل الجمجمة والضوء الجيني للتلاعب وقياس النشاط الدماغي. تهدف هذه الأبحاث إلى تقديم رؤى حول العلاقات العصبية للوعي (NCC) والجوانب التطورية لآليات الوعي عبر الأنواع.
DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0342770
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41739818
Publication Date: 2026-02-25
Author(s): Matilda Gibbons et al.
Primary Topic: Neural and Behavioral Psychology Studies
Overview
This section outlines a research initiative aimed at identifying the neural correlates of consciousness (NCC) through an adversarial collaboration protocol. The study seeks to empirically test predictions derived from two prominent theories of consciousness: Global Neuronal Workspace Theory (GNWT) and Integrated Information Theory (IIT). Given the varying levels of detail in these theories, the research aims to provide a structured comparison by examining the location, timing, and functional connectivity of the NCC in both non-human primates (NHPs) and mice.
The experimental design involves presenting supra-threshold visual and auditory stimuli to subjects in a go-nogo task, which minimizes report confounds. Neuronal responses will be recorded using Neuropixels electrodes from various cortical areas, including visual, auditory, posterior parietal, and prefrontal regions. To test the causal relationships posited by the theories, the study will manipulate prefrontal cortical activity through electrical stimulation in NHPs and optogenetic silencing in mice. The protocol details the methodologies, analyses, and expected outcomes, providing a comprehensive framework for interpreting the findings in the context of the competing theories.
Introduction
The introduction addresses the “Hard Problem” of consciousness, which seeks to connect subjective experiences with objective brain activity. This issue has significant implications across various fields, including science, ethics, and law, as it raises questions about the consciousness of different entities, from unresponsive patients to artificial systems. Over the past three decades, researchers have focused on identifying the neural correlates of consciousness (NCC) and distinguishing them from the necessary enabling factors for consciousness. The Templeton World Charity Foundation has initiated adversarial collaborations to test competing theories of consciousness, specifically Integrated Information Theory (IIT) and Global Neuronal Workspace Theory (GNWT), which propose differing mechanisms for consciousness.
IIT posits that the quality of conscious experience is linked to a system’s cause-effect structure, quantified by a measure called Φ, while GNWT suggests that consciousness arises from globally broadcasted information in the brain, marked by a “global ignition” signal. Both theories present testable hypotheses regarding the NCC’s location, timing, and functional connectivity. The research aims to empirically evaluate these predictions through measures of pairwise phase consistency across different brain regions during stimulus presentation, utilizing statistical methods to assess the strength of evidence for each theory’s claims.
Methods
The “Materials and Methods” section of the research paper outlines the experimental design and procedures employed to investigate the research question. It details the specific materials used, including any reagents, equipment, and biological samples, ensuring reproducibility of the study. The methodology encompasses the step-by-step processes followed during the experiments, including any statistical analyses performed to interpret the data.
Additionally, the section may describe the experimental conditions, such as temperature, duration, and any controls implemented to validate the results. By providing a comprehensive overview of the materials and methods, the authors aim to facilitate understanding and replication of their findings within the scientific community.
Discussion
In the discussion section of the research paper, the authors outline their competing interests, specifically noting that two authors have financial ties to Intrinsic Powers Inc., which is developing a consciousness-assessment device. The section also presents a detailed prediction table that guides the analysis of consciousness-related hypotheses, focusing on the roles of the prefrontal cortex (PFC) and posterior parietal cortex (PPC) in conscious content representation, timing, and functional connectivity. The authors emphasize the use of Bayesian statistical methods to interpret the outcomes of their experiments, which involve decoding neural activity in response to conscious stimuli in both non-human primates (NHPs) and mice.
The findings from previous studies, particularly the Cogitate project, are discussed in relation to Integrated Information Theory (IIT) and Global Workspace Theory (GNWT). The results indicated that conscious content is primarily represented in the PPC and sensory regions, with sustained neural activity during conscious perception, supporting IIT while challenging GNWT’s predictions about brief “ignitions” at stimulus onset. The authors propose a cross-species approach to further investigate these theories, utilizing advanced techniques such as intracranial electrophysiology and optogenetics to manipulate and measure brain activity. This research aims to provide insights into the neural correlates of consciousness (NCC) and the evolutionary aspects of consciousness mechanisms across species.