我们之前提到的实验远不是真实的神经活动事件。功能性磁共振成像和头皮上的脑电记录只展现了潜在大脑活动的冰山一角。尽管如此，最近对意识启动的探索有了新的进展：电极被直接植入癫痫患者脑中，这使我们可以直接观察皮质的活动。在这个方法变得可行后，我的团队便使用它来追踪看得见和看不见的单词在大脑皮质中的命运 34 。我们的成果以及许多其他证据，有力地支持了导致全脑激活的这个雪崩概念 35 。
在一个研究中，我们结合了来自10名患者的数据，勾画出单词一步步进入皮质的过程 36 。通过放置在视觉通路上的一个个电极，我们可以通过连续的阶段来监视刺激传递的过程，并以患者反馈是否看见了单词的报告对其进行分类。最初的激活非常相似，但看得见和看不见试次的发展很快产生了不同。大约300毫秒之后，差异变得非常巨大。在看不见试次中，激活迅速消散，以至于前额叶几乎没有激活。但是在看得见试次中，激活则被大大增强。在1/3秒内，大脑就从只有微小的差异变化为全或无的激活方式。
利用焦点电极，我们可以评估一个有意识的信息能在脑中传播多远。我们所选用的电极位置仅仅是以监控癫痫为目的，因此与研究目标没有特定的关系。尽管如此，大约70%的电极受到了意识知觉单词的显著影响——相比之下，只有25%的电极受到了无意识知觉单词的影响。因此我们可以得出一个简单的结论：无意识信息仅局限于狭窄的大脑回路内，而有意识感知到的信息则广泛分布于皮质的多个区域内，并且会持续较长时间。
颅内记录也为研究皮质活动的时间模式提供了一个独特的视角。电生理学家通过脑电图中的信号区分出不同的波形。清醒的脑产生各种各样不同的脑波，这些脑波一般通过其频率进行大致分类，传统上用希腊字母表示。脑波可以分为α波（8～13赫兹）、β波（13～30赫兹）和γ波（30赫兹以上）。当一个刺激进入大脑时，它会扰乱现有的脑波，可能会减少或者改变现在的脑波，也可能将刺激本身的新频率加入脑波中。分析数据中脑波的变化，又为我们研究意识启动的标志打开了新的窗口。
当给被试呈现一个单词时，不管他们是否看得见，我们都发现大脑中γ波的活动有所增加。在单词出现后最开始的200毫秒内，大脑在这个高频波段的电波活动增强，这反映了典型的神经元放电活动。但是当单词看不见的时候，这一股γ波随后消失了，而在单词看得见的时候却持续了下去。在300毫秒时，一个全或无的区别出现了。拉菲·马拉克（Rafi Malach）和他的同事们在魏茨曼研究所也观察到了同样的现象（见图4-5） 37 。在刺激呈现之后大约300毫秒左右的时间里， γ 波大幅增加，这成了意识知觉的第三个标志。
有意识地知觉到一张闪现的图片，从而产生的一长段高频活动，便是第三个意识标志。在极少的癫痫患者案例中，电极被放置在皮质表面，在此收集到了由闪现图片产生的雪崩式活动。当观察者没有看见图片时，只有短暂的高频波穿过腹侧视觉皮质。但是一旦他们看见图片，雪崩式的激活则自我放大，直到产生一个全或无的启动。意识知觉的特征是一段持续的高频电活动，它标志着局部神经回路的强有力激活。
图4-5 颞叶的高频活动电波变化
这些结果进一步揭示了一个古老的假设，即40赫兹波段在意识知觉中起着作用。早在20世纪90年代，已故的诺贝尔奖得主弗朗西斯·克里克，与克里斯托夫·科赫都推断40赫兹，即每秒25下脉冲的波段可以反映意识活动，这个波段反映了皮质与丘脑之间的信息流动和交流。现在我们知道，这个假设是很有力的，即使是无意识的刺激也能产生高频活动，而且不局限于40赫兹，而是整个γ波段 38 。确实，我们也不必为有意识和无意识加工都伴有高频活动而感到惊讶，因为这样的激活普遍存在于任一组活动的皮质神经元中，只要存在抑制信号，神经元便会放电，进而产生这种高频率的波动 39 。但我们所做的实验表明，这种活动在有意识状态下被大大增强了。意识知觉的标志不是γ波，而是后期这一波段信号强度的放大。
