弗朗西斯·克里克（Francis Crick）和合作者克里斯托夫·科赫
（Christof Koch）认为绝大多数意识研究的认知和神经科学工作都和意识毫不相干[88]。他们基于伽马波波段振荡，提出了视觉意识理论，旨在揭示‘意识神经关联物’（Neural Correlates of Consciousness， NCCs），即足以产生一个有意识感知的最小神经元集群[88]。
科技的发展使对 NCC 的研究产生了实质性进展。神经科学家们不再为意识体验是如何从单纯的物质中产生的而感到困难[89]，而是可以继续寻找与特定意识体验可靠相关的大脑区域进程。研究发现，初级视觉皮层区域的神经元响应与视觉的物理刺激相关，而不是与视知觉相关；而在更高级的区域（例如颞下皮层），神经元的反应与知觉相关，而不是与物理刺激相关[90,91]。关于知觉转变背后的神经机制，是在视觉信息流初期，还是在更高阶的区域，如顶叶或额叶皮层，目前争论仍在继续[92]。
意识科学研究中还有一种被称为‘掩蔽’（masking）的思路。这些研究方法允许我们比较不同感知方式下超过感知阈值和低于感知阈值的刺激呈现方式，可报告的意识知觉会引发额顶网络的活动[93]。
与此同时，围绕意识状态转变的研究包含可逆的（如睡眠和麻醉状态）[94]和脑损伤后的[95]，在这方面研究的挑战在于识别支持产生意识的神经机制。举例来说，脑干损伤可以永远让意识消失，但是也有人认为脑干只是触发了意识的产生 [96]。