Фінські, американські і шведські дослідники виявили мозкові відділи, які з високою ймовірністю відповідають за перебування людини у свідомості або без свідомості. Ними виявилися деякі ключові структури мозку, активність яких, як з'ясувалося, відіграє фундаментальну роль у регуляції свідомості незалежно від методів впливу на нього. Результати роботи опубліковані в.
Розуміння біологічної основи людської свідомості являє собою одне з головних питань нейронаук. Як правило, для пошуку відповіді використовують загальну анестезію (наркоз) і природний сон, порівнюючи активність різних відділів мозку під час пильнування і передбачуваної відсутності свідомості. Подібний підхід має два фундаментальних недоліки. По-перше, несвідомий стан зазвичай визначають поведінково, тобто як відсутність осмисленої відповіді на зовнішні стимули. Останнє, однак, не обов'язково передбачає відсутність внутрішніх суб'єктивних переживань і, таким чином, не відповідає повній втраті свідомості. Другий недолік полягає в тому, що картину активності мозку при наркозі безпосередньо трактують як виявлення структур, що контролюють свідомість. При цьому спектр дії відповідних препаратів на мозок значно ширший, як і зміни мозкової активності під час сну.
Щоб уникнути зазначених недоліків, група вчених під керівництвом Гаррі Шейніна (Harry Scheinin) поставила два експерименти за участю одних і тих же добровольців. Перед їх проведенням всім учасникам виконали магнітно-резонансну томографію мозку, щоб уточнити розташування різних структур та індивідуальні особливості. У самих експериментах картину мозкової активності отримували за допомогою позитронно-емісійної томографії (ПЕТ).
Під час першого експерименту 39 учасникам вводили наростаючі дози одного з препаратів для загальної анестезії (пропофолу або дексмедетомідину) до досягнення плато, при якому учасники не реагували на зовнішні стимули. У цьому стані їх будили і негайно докладно опитували про можливі суб'єктивні переживання безпосередньо перед цим (наявність подібних переживань свідчила про перебування у свідомості без контакту із зовнішнім світом). Під час пильнування, наркозу та інтерв'ю після примусового пробудження піддослідним виконували ПЕТ.
У другому з експериментів 37 осіб з тієї ж групи піддавали депривації сну протягом 30 годин, після чого реєстрували ПЕТ і дозволяли заснути в томографі, реєструючи фази сну шляхом електроенцефалографії і повторюючи ПЕТ під час повільного сну. У різні його фази учасників будили і опитували так само, як у першому експерименті, знову виконуючи ПЕТ. В обох експериментах більшість учасників змогли поділитися переживаннями, тобто перебували у свідомості, «відключеній» від зовнішнього світу.
Зіставляючи всі отримані дані, дослідники виявили відділи мозку, активність яких була чітко пов'язана зі свідомістю незалежно від типу і дози препарату для наркозу, фази сну і «напрямку» зміни стану (від несвідомого до свідомого або навпаки). Ними виявилися взаємопов'язані мозкові структури - таламус, поясна кора і кутові звивини, що відповідають за деякі когнітивні та інші функції. Більшість попередніх досліджень пов'язували свідомість з активністю різних зон кори мозку і/або їх зв'язків з таламусом. На думку авторів роботи, виявлені ними мозкові структури формують мережу, що відіграє ключову роль у «включенні» свідомості.
Перелічені структури не слід плутати з відділами мозку, що відповідають за «зміст» свідомості. Відносно останнього існує кілька конкуруючих теорій, що зв'язують його з певними зонами кори. Так, у моделі глобального робочого простору (Neural Global Workspace) це «далекобійні» будь-які темні зв'язки, в теорії поворотної обробки інформації (Recurrent Processing) - локальна активність, що повторюється, у вентральній потилично-скроневій корі, у моделі задньої гарячої зони (Posterior Hot Zone) - теменні, затилочні та задилинні і.