Giáo sư Giulio Tononi thuộc Đại học Wisconsin đang làm việc để tìm ra
câu trả lời chính xác cho câu hỏi đó. Ông đã đề xuất một định nghĩa có tính
định lượng về ý thức. Ông cho rằng sẽ là không đủ nếu chỉ có các mảnh ghép
và bộ phận tương tác với nhau. Thay vào đó, phải có một tổ chức nhất định
nằm dưới những tương tác này.
Để nghiên cứu ý thức trong phòng thí nghiệm, Tononi sử dụng xung TMS
để so sánh hoạt động trong não khi thức và khi ngủ sâu (khi ý thức của bạn
biến mất, như trong Chương 1). Bằng cách đưa dòng điện chạy vào vỏ não,
ông và nhóm của mình có thể theo dõi hoạt động này lan truyền ra sao.
Khi một chủ thể thức dậy, và nhận thức một cách có ý thức, một mô hình
phức tạp của hoạt động thần kinh trải ra từ trọng tâm của xung TMS. Các gợn
sóng kéo dài của hoạt động lan rộng đến các vùng vỏ não khác nhau, làm bộc
lộ khả năng kết nối lan rộng khắp mạng lưới thần kinh. Ngược lại, khi người
đó ngủ sâu, vẫn xung TMS đó chỉ kích thích một khu vực rất cục bộ, và hoạt
động này sẽ tắt nhanh. Mạng lưới thần kinh đã mất nhiều kết nối. Kết quả
tương tự cũng xuất hiện khi một người đang trong tình trạng hôn mê: hoạt
động lan truyền rất ít, nhưng khi ý thức người đó xuất hiện trở lại sau vài
tuần, hoạt động này lan rộng hơn.
Tononi tin điều này là bởi vì khi chúng ta tỉnh táo và có ý thức, có sự giao
tiếp rộng rãi giữa các khu vực vỏ não với nhau; ngược lại, sự thiếu giao tiếp
giữa các khu vực đó đặc trưng cho trạng thái vô thức khi ngủ. Trong hình dung
của mình, Tononi đề xuất một hệ thống có ý thức đòi hỏi một sự cân bằng
hoàn hảo của sự phức tạp, đủ để đại diện cho các trạng thái rất khác nhau
(được gọi là sự biệt hóa) và kết nối đủ để các phần ở xa của mạng liên lạc chặt
chẽ với nhau (gọi là liên hợp). Trong hình dung này, sự cân bằng của biệt hóa
và liên hợp có thể được định lượng, và ông đề xuất rằng chỉ có những hệ
thống nằm trong phạm vi này mới xuất hiện trải nghiệm ý thức.
