自上世纪八十年代末以来，神经科学飞速发展，脑功能成像等无创性实验技术取得突破，在神经科学的基础上研究意识终于成为了可能。经过诺贝尔奖得主、英国生物学家克里克（F. H. C. Crick）以及其他生命科学大师登高一呼，意识研究开始登上科学研究的中心舞台。本文试图简要回顾人类在认识意识过程中所遇到的关键挑战，并选择目前意识科学研究中若干有争议的重大问题加以概述。
意识的神经相关机制涉及全脑还是局部脑？一种观点是，每种意识体验是由全脑的神经元通过同步活动形成协调一致的集群而突现（emerge）的性质；另一种观点是，意识体验是由一些特定脑区的特定神经元集群以特定方式活动而突现的。2007年科赫和英国生理学家格林菲尔德（S. Greenfield）之间的公开论战可作为这方面的代表，格林菲尔德持前一种观点，而科赫持后一种观点。
意识是否是物质的一种普遍性质，并可以度量？大家都肯定我们自己是有意识的，而且由于其他人在类似情况下表现出和我们自己类似的行为，因此相信别人也是有意识的，进而推断我们的灵长类近亲有某种程度意识。这样就自然产生了一个问题：动物界进化到什么程度才开始有意识？人们曾经认为只有灵长类才有意识，但是以后发现大象和海豚等动物也知道照镜子除去自己身上不能直接看到之处的杂物，说明它们已经有了自我意识。
许多人也相信猫、狗等宠物是有意识的，这样就把有意识动物的界限划到了哺乳动物。但是以后又发现，鸦类也能通过镜子测试，尽管它们没有大脑皮层。这样有的人就把这种界限划到了鸟类甚至爬行动物。然而如何判断一个对象有没有意识，除去测试自我意识的镜子测试外，没有其他的客观测试方法。反之，通不过镜子测试未必能说明受测试者没有意识。
因此，如何判断动物是否有意识，及其意识的程度，甚至智能机器是否有意识，就成了争论不休的问题。