只是找人躺在脑部扫描仪里并让他们盯着红色的东西看，给不了我们答案，因为我们知道视觉刺激会带来许多无意识的脑部活动，确切地说任何感觉刺激都会这样。那么我们该怎样摆脱这个麻烦呢？
一种解决办法是采用一些刚好达到人类感知阈值的刺激，比如，一阵阵微弱的噪声或者快速在屏幕上闪过的单词，这些刺激只是偶尔能被感知到。如果被试不是有意识地留意闪现的单词，那么在他的大脑中就只有直接和感受器官相关的区域会被激活，在这个例子中就是视皮层。但如果这个人意识到了声音或者单词的话，那么大脑里另一些区域就会发挥作用，包括外侧前额叶皮质和后顶叶皮质，后者是另一个涉及复杂高级思考的脑区，它在大脑顶部最后面的位置。让人自豪的是，尽管许多动物都有丘脑，但它们大脑中这两个负责意识的区域都没有人类的这么大和这么发达。和一般人的直觉相符，尽管动物王国中有诸多意识状态，但我们人类的这种意识有其非常独特之处。
人脑里有3个与意识相关的脑区：丘脑、外侧前额叶皮质和后顶叶皮质。它们都有一个显著的特征：不管是彼此的连接还是与脑部其他区域的连接，都远超其他任何脑区。凭着密集的连接，这3个脑区就成了接收、整合和分析来自其余脑区信息的最佳场所。许多神经科学家都推测这种信息汇聚正是意识的标志。比如，当我在酒吧里和一个好友聊天时，我不会只看到他的一个个分割的特征，而是会看到一个整体，结合了他的外貌、声音、名字和最喜欢的啤酒，等等，这些特质融合在一起构成了这样一个人的客体。
大脑如何把一股股来自不同脑区的信息给编织起来呢？主流的假设认为相关的神经元每秒会同步发放很多次，我们在脑电图上看到的脑电波就是这种发放的表现，测脑电波时电极会被放在头颅表面。意识的特征看起来就是一种以超快速度传播的脑电波，从丘脑发出，然后沿着皮质传播。
有许多人尝试将实验数据整理成一个意识理论体系，其中最著名的是“全局神经元工作空间”模型。它提出，眼睛、耳朵等器官传入的信息首先由大脑的感觉区无意识地加工，只有在激活前额叶和顶叶皮质时它们才能进入我们的意识，而这些皮层通过超快的脑电波互相连接。
这个模型将意识和困难任务关联了起来，而困难任务通常需要多股知识的交叉。事实也很好地契合了这个观点：当我们执行新的或者复杂任务时，外侧前额叶和后顶叶皮质会被高度激活；而如果做的是重复任务，比如，在一个熟悉的航线上自动飞行时，这些皮层区的活跃度则会骤减。
与“全局神经元工作空间”模型相对的是一个叫作“整合信息理论”的数学模型，后者认为意识只是将数据整合起来，达到总体超出部分之和的效果。这解释了为什么我在酒吧里和朋友碰面时，综合各种感觉和对他的了解后，感受到的远远超出这些原始感觉信息的叠加。同样，这个模型也适用于互联网：它的创立者们曾经大胆宣称，我们能够计算出任何一个信息网络的“意识程度”（见图6.2），不管它是人脑、大鼠的脑还是电脑（计算机），我们所要知道的只是网络的结构，尤其是它的节点数和节点之间的连接方式。
图6.2 理论上我们可以计算出任何事物[人脑、大鼠的脑或电脑（计算机）]的“意识程度”
不幸的是，这个模型涉及太多艰深的计算，并且计算量会随节点数的增加呈指数级增长，即使最先进的超级计算机也无法在可见的时间内对哪怕简单如线虫的区区300个神经元完成计算。不过，未来计算或许能大大简化，那时这个模型会更可行些。
这个数学模型（见下文“phi因子”部分）可能看似和“全局神经元工作空间”模型差异巨大，因为它从一开始就忽略了大脑的解剖结构，不过，令人欣慰的是，这两个模型都认为意识的作用在于整合信息，且二者都关注信息处理网络中连接最密集的部分。两者的共同基础反映了这个领域正在取得显著的进步。
我们或许还没能解决意识这个难题：一束神经元是如何让我有了看见红色这样的体验的。不过在很大程度上，对这个难题的担心就像是另一个版本的二元论，将意识看成某种十分神秘的问题，认为我们无法通过研究大脑而解释它。此前，我们也一次次觉得有超自然力量在支持着一些神秘现象，比如，精神疾病乃至面团的发酵膨大，不过每一次我们都找到了科学答案。所以如果我们能持续不断地攻破一个个“简单的问题”，那么最终应当会发现：根本没有所谓的难题。
