重新审视全球工作空间，协调人类大脑的层级组织

如果没有赫伯特·冯·卡拉扬精彩的表演指挥贝多芬令人难忘的交响曲，路德维希·凡·贝多芬诞辰250周年的庆祝活动就不会一样。演奏任何交响曲都是一项艰巨的任务，对每一位音乐家都要求非常高的技巧——但也许最困难的任务在于指挥，他必须协调好音乐家们，使音乐凝聚地生动起来，表达我们最深刻的情感。

在很多方面，人类的大脑就像一个管弦乐队，不同的区域执行非常不同类型的处理，例如在管弦乐队的单个音乐家需要能够读懂音乐，演奏他们的乐器，并听到产生的音乐。然而，指挥的作用是不同的，即协调和编曲每一个音乐家的输出成为一个有凝聚力的整体。没有指挥，音乐总是失败的——就像费里尼的权威电影《音乐彩排》中所完美展现的那样。

有人提出，人类的大脑类似于管弦乐队，它是分级组织的，但不可能只有一个指挥家。相反，心理学家伯纳德·巴尔斯在1988年提出了“全球工作空间”的概念，在这个概念中，信息被整合到一小群“指挥者”中，然后再向整个大脑传播。这一著名的理论提出了一种优雅的解决方案，解释了层级组织如何通过组织信息流和生存所必需的基础计算，让大脑协调功能和行为。正如神经科学家Stanislas Dehaene和Jean-Pierre Changeux所指出的，这是一种意识理论，他们提出了“整体神经元工作空间”假说，即联想知觉，运动，注意，记忆，价值区域相互连接，形成一个更高层次的统一空间，在那里信息被广泛共享，并发回给较低层次的处理器。通俗地说，大脑的全局工作区类似于负责一个组织的人的小型核心集合;换句话说，就像一群冯·卡拉扬领导的管弦乐队。

然而，到目前为止还不知道这种协调在人类大脑中发生的位置和方式。它只是与新论文“重新审视全球工作空间编排的层次组织人类的大脑，发表了领先的开放获取期刊自然的人类行为2021年1月4日星期一，研究人员发现大脑区域存在一个“丰富俱乐部”，体现了这种“全球工作节奏”。这一突破性的新发现是Gustavo Deco和Morten L Kringelbach教授与西班牙巴塞罗那庞贝法布拉大学大脑与认知中心、英国牛津大学精神病学系以及奥胡斯大学大脑音乐中心的国际合作的结果。基于超过1000个人类参与者的大型数据集功能性核磁共振成像(fMRI)记录，这些发现为意识的本质提供了新的线索。

德科教授说:“为了识别全局工作空间，我们通过一种适用于大量健康参与者的多模态神经成像数据的标准化定向传输熵框架，确定了大脑区域之间的信息流。这首次揭示了一套独特的大脑区域协调来自知觉、长期记忆、评估和注意系统的信息跨越许多不同的任务。此外，我们通过系统损伤生成性全脑模型，证实了我们的结果的因果意义和稳健性。”

克林巴赫教授补充道:“我们的发现揭示了神经科学中一个尚未解决的重大挑战问题。虽然这里的结果是关于意识任务处理的全局工作空间，但未来的工作可以利用我们的框架来研究其他状态，如睡眠和麻醉，允许与其他意识理论进行直接比较。同样，我们的框架可以用来研究不平衡大脑神经精神疾病的状态，并被用来扰乱和重新平衡模型，以确定新的最佳的，健康的因果路径"