多巴胺3D结构（图片来源：Wikimedia Commons）
意识可以说是最重要的科学话题了。毕竟，没有意识就没有科学。我们都知道有意识是什么样的：我们有自我认知并能对我们周围的环境做出反应。然而，要精准地解释我们的大脑如何产生意识似乎是不可能的。这被称为研究意识的“大难题”。
科学界对这个难题充满了好奇心。但迄今为止，我们甚至未能解决比这更“简单”的问题：人类或其他动物的意识是从哪个大脑系统产生的。研究意识具有重大的临床价值。意识障碍，包括昏迷和植物人状态，是严重脑损伤的常见后果。更普遍的，每个人做手术时一旦处于麻醉状态也会暂时失去意识。
一项发表于《美国国家科学院院刊》的研究表明，大脑的有意识活动似乎与“快乐化学物质”多巴胺有关。
导致意识障碍的神经机制很难被形容；这一事实使得与意识障碍相关的病症难以被诊断和治疗。脑成像技术已经证实，一个称为默认模式网络（default mode network）的神经网络参与了自我意识的形成。还有研究表明，这个网络在麻醉和导致意识障碍的脑损伤后皆会受损。值得重视的是，此网络似乎对意识体验至关重要。
然而，有些患者可能只是表面看起来无意识。在2006年一项具有里程碑意义的研究中，一组研究人员发现，一名因交通事故遭受严重颅脑损伤并被认为处于植物人状态的23岁女士出现了意识的迹象。在一次脑部扫描（fMRI）中，他们让这位患者想象自己在打网球。随之，他们看到参与运动过程的脑区被激活的反应。
fMRI功能性磁共振成像（图片来源：Flickr）
相似的，当她被要求想象自己在穿过自家房间时，参与空间导航的脑区，如后顶叶皮层，变得活跃。她的大脑表现出了与正常人相似的激活方式，于是她被认为具有意识，尽管这一迹象在经典临床评估（不涉及脑部扫描）中并不明显。
其他研究在别的植物人患者中也发现了相似的反应。今年，一组科学家在《大脑》杂志上撰文提醒道，可能有五分之一的植物人患者拥有足够的意识使其在脑部扫描期间去听从指示，尽管对此科学界尚未达成共识。
大脑中与意识相关的化学物质
那么我们如何帮助这些人呢？大脑不单是各个脑区的集合，脑细胞还依赖多种化学物质来与其他细胞交流，从而实现多种大脑功能。在我们的研究之前已经有一些证据表明多巴胺这个以奖励作用闻名的物质也在意识障碍中发挥作用。
例如，一项研究表明，低意识患者大脑中的多巴胺释放功能有所受损。此外，一些小规模研究表明，作用于多巴胺的药物能提高他们的意识。
大脑的多巴胺源叫做腹侧被盖区(ventral tegmental area,VTA)。多巴胺正是从这个区域被释放到大部分皮质区域。我们在近期的研究中表明，有意识障碍的患者和使用麻醉剂后的健康人VTA功能都有受损。
多巴胺通路（图片来源：Wikimedia Commons）
我们发现，健康人群的VTA功能在镇静剂药性消退后恢复正常。随着时间的推移，意识较弱的人也能恢复一部分VTA功能。此外，多巴胺的功能紊乱与默认模式网络的功能障碍有关联，而后者又是我们已知的意识形成的关键因素。这表示多巴胺可能真的为维持我们的意识发挥着核心作用。
在剑桥大学麻醉科进行的研究还表明，作用于多巴胺的药物的运用无论是现在还是未来，都应该能增进我们对麻醉的理解。令人惊讶的是，尽管乙醚麻醉首次使用是在马萨诸塞州总医院1846年的一场手术中，全麻是如何在多个部位起麻醉作用的具体机制仍然是个谜。
但这项研究最振奋人心的地方是：它展示了作用于多巴胺的药物对治疗意识障碍的潜力，从而为研发出更有效的疗法带来了希望。
撰文：Barbara Jacquelyn Sahakian；Christelle Langley；Emmanuel A Stamatakis；Lennart Spindler。
翻译：李松蔓
审校：殷姝雅
引进来源：theconversation
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