万书网 > 心理哲学 > 人类的终极命运 > 第十篇 深入心智

第十篇 深入心智

    认知心理学的奠基人之一乔治·米勒在1951年的著作《语言与交流》中写道:“‘意识’这个说法脍炙人口,也许我们应该在10—20年中禁用这个词汇,等到我们有了更精确的术语取代‘意识’这个词多种模糊的说法。”[1]他关于在科学研究中禁用“意识”一词的说法,自18世纪以来就屡屡被人提起。科学在笛卡儿精神实体与物质实体的区分之下繁荣兴旺,一直以来都关注着物质实体,关注着物质与现象的世界,把精神的世界留给了牧师和哲学家。然而尽管米勒曾有此名言,他还是对改变成见当机立断。他质疑了行为主义这一20世纪心理学曾经的主流理论,这个理论把心智当作黑箱,对它毫无兴趣,只专注于可观察的行为。以人工智能的观点,米勒试图将行为解释为一系列刺激反应的过程,此时米勒就引入了心理过程或者心理功能的概念。人类心智的黑箱突然打开供科学研究。类似于什么心理事件导致了记忆、信念、欲望或者感觉的问题,如今可以研究了。结合计算机理论、香农的信息论和语言学,米勒创造了新的领域:认知心理学。这一新领域中发展了一系列实验技术供意识的研究者使用。但是直到20世纪90年代初,笛卡儿的幽灵依然在大学的心理学系和神经生理学系游荡,将两个专业隔绝开。来自两个阵营的学者没人敢去认真研究意识的课题。

    于是在1995年,DNA分子结构的共同发现者和科学的标志性人物弗朗西斯·克里克出版了一本一夜之间改变一切的著作。克里克用了一个非常亚里士多德的说法:对于灵魂的科学探索。他写道:“意识完全来自细胞、神经胶质细胞以及组成它们和影响它们的原子、离子和分子。”[2]针对数个世纪以来对于心智柏拉图式的、二元论的观点,这一物质主义的观点十分具有革命性,因此克里克感到有必要将这本书命名为《惊人的假说》。

    克里克的书将精灵从瓶子里放出来了。尽管心灵哲学家试图捍卫自己的地盘——一些人现在还在这么做——严格的科学研究已经多了起来,并且已经攻占了不少过去神秘的心智领域看似坚不可摧的堡垒。过去的20年里,神经生物学家、神经科学家和认知心理学家团结起来,将意识带到了科学实验室。他们发现的东西比克里克能想象到的还要惊人。

    意识进入科学研究领域有三个基础:对意识简洁的定义,对主观体验的实验操作,以及强大的观察工具的出现。

    被解放的意识

    回应上文引用的米勒的名言,禁止使用意识这个字眼,科学家最终把意识从混淆的含义中“解放”出来,并且确定了更好的定义。这个定义更精确,更利于实证研究。如今,大多数研究者都会区分三种不同的意识状态。

    第一种状态可以叫作“觉醒的程度”,或者叫“警觉程度”。这一状态随着我们入睡和醒来变化。当我们醒着的时候,我们的意识进入了第二种状态“注意”,将我们的心理资源聚焦于特定的刺激上。然而我们已知我们可以拥有不经意识的注意。在醒着的时候,我们的大脑接收了大量的感觉信息,然后通过过滤决定哪些对于我们的目标来说更重要。大脑会放大这些刺激,并让我们注意到它们。为了让这个过程生动一点儿,请想象自己身处一个喧闹拥挤的派对,试图和一个你见到的有趣的人谈话。当你谈话时,会专注于对方,你的大脑依然处理感官接收到的各种信息,你对所处环境依然可以注意到,但又不会过于觉察到。但是,如果有人突然大喊“着火了”,你的大脑会立刻将这一信息从嘈杂的环境、对话、音乐、气味等之中分离,并且立刻将这一信息带入你的觉察,并可以报告给他人。这也就是意识的第三种状态,客观变为主观。意识就是信息变成了故事,我们的故事。

    注意是第三种意识的门卫,我们称第三种意识为“觉察”。例如,当寻找特定事物时,我们可以有意地让我们的注意集中在一组刺激中。想象石器时代的猎人在欧洲茂密的森林中追踪一头鹿,注意听着各种声响,用眼睛寻找着灌木丛中移动的线索。

    将意识重新定义为这三种本能的状态:觉醒、注意和觉察,帮助神经科医生将闭锁综合征(病人有意识,却无法移动)与植物人状态区分开来。觉醒和注意对于觉察是必要的,却不是充分的。例如,一些中风病人视觉皮层受损,变成了色盲。他们觉醒着,也注意了,但意识中缺乏颜色的体验。尽管大多数人的“真实”包含着颜色,但色盲病人无法获取这部分真实。

    但是自我觉察呢?这个说法中的“我”是指谁?对于意识的研究揭示,自我觉察和对颜色、香味的意识没有什么不同,都是大脑中发生的神经生物过程。实际上,自我觉察没有我们最初设想的或者类比的那么特殊。有许多例子可以说明,我们的意识达到某种状态时自我变成了背景噪声,或者彻底消失。思考一下性高潮、热恋或者聆听美妙的音乐,注视至美的夕阳。按照佛教冥想修行者的定义,“正念”是一种心理状态,觉察着世界,忘却了自我。不用说,他们的冥想方法以及其他宗教的方法都得到了科学的研究。[3]

    第二点同样重要,意识可以变成科学研究的对象,在于人们发现了意识可以被实验手段影响。一旦被科学攻坚,“意识的难题”就变得简单直接了。主观体验(感质),也可以被转化为客观的数据。回到意识的三种状态,科学家如今可以观察、测量从无意识的注意到有意识的觉察之间的转变。这种从主观的感知中区分出客观的物理刺激的过程就是意识。意识是大脑中的物理过程。认知心理学家研究的心理过程和神经活动相符。因此,定义主观体验的研究也可以看作研究神经元处理事务特性的研究:当信息进入我们的大脑,被觉察并变得可以主观报告时,究竟发生了什么?

    使用现代脑成像方法,神经学家可以观察和记录无意识的刺激如何影响大脑,例如信息在哪些脑区逗留,以及这些刺激引发了什么样的神经活动模式,和哪些意识过程相关。他们可以在神经过程和主观体验之间建立起因果的联系。事件导致意识觉醒的物理过程,被克里克称为“意识的神经关联”,如今被认知神经科学家斯坦尼斯拉斯·迪昂称作“意识的签名”。[4]他们的研究得以成立,有赖于现代测量仪器可以深入大脑之中并且有效地读取思想,或者在很多时候读取幻觉。

    心智测量器[5]和消失的大猩猩

    1990年,日本物理学家小川诚二及其团队[6]发明了功能性核磁共振成像,一种可以将脑功能可视化的技术。有了这种神奇的机器,我们如今可以拍摄大脑思考时的彩色照片。这怎么可能呢?功能性核磁共振成像可以探索大脑中的细胞和血管。当一个神经回路变得活跃时,围绕在神经细胞周围的神经胶质细胞通过突触的活动感知到神经活动的增强。为了应对日益增多的能量消耗,胶质细胞会开启动脉让富含氧的血流流入。两三秒后,活动的神经通路周边的血流就会增加,带来氧和葡萄糖。小川诚二颇具远见,意识到这是一个利用磁场追踪血流的机会。像是旧时代着迷于动物磁场的人,他把强磁场加载到大脑周围,并且测量大脑内磁场的扭曲。这种扭曲来自血红蛋白,一种在血细胞中携带氧气的蛋白质。当血红蛋白携带着氧时,就像是一个小小的磁体。当不携带氧时则没有磁性。现代磁共振仪利用这一简单的原理,可以在毫米分辨率上一秒内多次测量大脑中的神经活动。如今意识的研究者可以深入大脑,追踪心理活动如何开始和扩散。然而,技术依然存在局限,功能性核磁共振成像不能在神经元等级观察大脑,例如无法观测突触上的发放有多长时间,测量神经元发放的时间同样重要。如果意识是一种生物学现象,那么我们就应该从引发它的基本生物单元开始:神经元。

    还好,还有一种技术正好可以用来做这件事:脑电图(EEG)。它漫长的历史可以追溯到19世纪,在那时人类发现了大脑的放电现象。第一个人类脑电图出现于1924年,由德国生理学家、精神病学家汉斯·伯格(1873—1941)记录。伯格同时发明了脑电仪,这个著名装置的照片经常登上报纸杂志,看起来就是人头上戴上大量的电极。现代脑电仪有256个电极,能在毫秒级精度上高质量地记录。

    另一个技术利用了大脑活动电流引发的磁场,叫作“脑磁图”(MEG)。通过记录皮层外层神经元在进行电生理活动时产生的微弱磁场,脑磁图可以比脑电图更为精确。利用以上两种方法,再加上功能性核磁共振,在意识中浮现主观感受时,研究者可以在单个神经元精度上研究,也可以研究一组神经元如何交流和在脑内传播信息。难以置信,就在20年前,测量方法与技术打开了人类心智的一扇窗。

    要给意识下一个准确的定义,聪明的实验策略是使用有微小差异的刺激,一部分是引发觉察的刺激(大脑觉察到了刺激,进入了意识),一部分是不可觉察的刺激(刺激没有进入意识,只是引发了注意)。[7]实验者会制造成对的实验刺激,二者仅有微小的差别,其中只有一个可以被意识觉察。脑电图、脑磁图和功能性核磁共振成像可以用来记录在两种刺激的情况下大脑的不同变化。研究者已经找到了不少方法,通过实验设计影响意识,就像魔术师一样。

    在利用上述策略的实验中,最著名的一个实验展示了注意和觉察之间的关系,其中有一个隐形大猩猩。哈佛大学的心理学家丹·西蒙斯和克里斯托弗·查布里斯为此赢得了2004年的搞笑诺贝尔奖[8]。他们拍摄了一个短片,片中很多人在互相传球。[9]你作为观察者,要数清楚片子里的人传了多少次球。实验只会持续数秒。[10]之后会有人问你,数出了多少次传球,以及是否注意到了一只大猩猩。大部分参与实验的人都没有注意到有个人穿成大猩猩的样子,站住捶胸顿足,之后穿过了这些传球的人走下台。

    这个实验展示的是,虽然我们的大脑可以感知到大猩猩,但是它没有引起我们的觉察(即进入我们的意识),因为我们将意识注意到了另一件事上(数传球的次数)。这和我们开车时发生的一样,只有发生一些非常特殊的事件时,我们的大脑才唤起意识,让我们做出回避动作。从事件被我们的感官获取到意识唤起的过程大约需要1/3秒,开车的同时干别的事情(例如发短信)是很要命的。就像隐形大猩猩,正在过马路的小孩对于开车打电话的人来说可能是完全隐形的。

    另一个实验利用了两眼的竞争:如果两只眼睛各看到一幅不同的图景,我们的直觉就会在它们两者之间依次选择。利用功能性核磁共振成像、脑电图和脑磁图,当我们的知觉交替处理两幅图像时研究者可以追踪整个大脑的活动,从单个神经元到整个一组神经元,视觉刺激从视网膜蔓延到额叶。在克里克“惊人的假说”提出30年后,神经心理学家终于让大脑吐露了更多秘密。意识不再如此神秘。

    意识到它

    斯坦尼斯拉斯·迪昂是法兰西学院实验认知心理学教授,也是意识的神经机制这一领域顶尖的研究者之一。通过一系列先进的测量技术和创新的实验方法,他和团队发现了4个最重要的“意识的签名”[11],当信息进入意识时,这些签名就会在大脑中出现。

    为了理解迪昂研究意识的方法,我们必须首先了解现代神经科学的基本思想:大脑是一个自动系统。这意味着大脑可以在没有外部刺激的情况下思考。我们可以在一个黑暗、隔音的房间中待着,但依然有思想和感觉。[12]这是因为有不间断的、自发的全脑神经活动不断在大脑中发生。神经元以一定的随机状态发放,然后在大脑系统完成自组织。这就是我们如何达到美国“心理学之父”威廉·詹姆斯所说的“意识流”的:一条不被打断但松散的思想连接,主要由我们的内部动机组织,只是偶尔才从感官获取信息。

    迪昂的实验运用了视觉刺激。视觉是很多神经科学家最喜欢的感官。它在大脑中涉及的解剖结构和神经通路已经完全地绘制出来了,不论是隐形的大猩猩、两眼对立的视觉刺激还是色盲,通过视觉检测从无意识到有意识的转化是非常合适的。迪昂发现,当足够多的脑区“认同”从感官进入的信息的重要性,它们就会协同起来,进入大范围联系的状态。此时高强度神经活动突然发生。如果我们的大脑是个大型交响乐队,大部分时间都只有刺耳的声音,每一个音乐家都以不同的方式演奏自己的乐器。当一部分音乐家开始去找齐某个音符,越来越多的音乐家就会和他们配合,最后,某一音符的声响就会放大如飞涨的波浪一样,将波涛传递到每一个地方。这一神经活动自我放大的过程最终会一起点亮多个脑区。这就是迪昂的第一个“意识的签名”:神经活动跨过了阈值,将活动传递到更多脑区,直到突然点亮了顶叶和前额叶脑回路。大脑的顶叶皮层位于头部最上方,负责接收和联系感官信息。它是意识的录音师。前额叶皮层是音乐家,它让我们的思想和行动依据内部目标一起合作。于是我们心智的交响乐队就会一起开始演奏。

    意识觉察的体验是一个全脑事件,由多个紧密相连的特殊神经网络驱动,这些网络的神经元将前额叶皮层和其他相关的皮层长距离连接在一起。这些神经元是人体内最大的细胞,神经元之间的相连的“电缆”——轴突,可以延伸数厘米之长。它们发放的时间和方式在我们的意识体验中扮演了重要角色。当一个刺激进入大脑中时会减弱或调整现有的神经活动,并且制造全新的发放频率。使用脑电图,迪昂测量了知觉瞬间的脑活动,并确定了第二个“意识的签名”:全脑高频振动。他称之为“P3波”。[13]这种波形构成了正反馈,加强了大脑的活动。以植入脑内的电极跟踪脑活动还可以观察到另外两个签名:一个稍晚的、突然爆发的高频神经活动,和一个多脑区之间神经信息的协同活动。协同活动看起来加快了信息的传递。就像唱诗班总会比一个人唱的声音大,信息快速地在脑内扩散,我们就觉察了它。迪昂认为:“意识状态在刺激出现后大约300毫秒开始,大脑的额叶皮层以自底向上的方式接收到了感官输入。这些区域于是向相反的方向传递大量的信息,自顶向下,到达多个脑区。最终同步活动的区域构成网络,产生了‘意识的签名’:分布式的神经活动、P3脑电波、伽马波增强,最终是大量远程脑区的同步。”[14]

    理解和控制意识可以产生巨大的医学和社会利益。在发达国家,衰老导致的神经退行性疾病(例如阿尔茨海默病和帕金森病)的患病人口一直在显著增长。用于医疗和社会支持的消费在21世纪接下来的几十年中会高得惊人。长远来看,高龄人群花费更多的钱用于医护意味着增加国家赤字,也意味着对正在缩小的青壮年劳动力人口征收更多的税金,逐渐撕裂不同代际间的社会联系,也会引发社会不稳定。为了应对这一情况,药品企业和政府已经投入几十亿美元研究脑科学。幸亏脑成像技术和解决大脑疾病的社会经济压力,如今大脑研究吸引的政治关注不亚于核能、基础物理和太空探索。这带来了公共基金支持的超大规模科学协作,人们建立一系列组织,类似于欧洲核子研究中心(CERN)[15]、国际空间站(ISS)[16]和国际热核聚变实验堆(ITER)[17],许多国家和机构聚集到一起投入人才和资金解决长期、复杂的科学问题,并建立基础设施。“大科学”正在对大脑疾病攻坚,于是也就涉及了意识问题。

    2013年4月,奥巴马总统宣布BRAIN计划(推进创新神经技术脑研究计划)[18],一个以人类基因组计划为范本的协作项目。尽管具体的研究时间表在本书写作时还很模糊,但计划已经对很多有趣的想法进行了讨论。这些想法包括用纳米探测研究大脑活动的新颖方法和大尺度模拟神经连接的计算模型。但是最具野心的计划无疑是人类大脑计划,由欧盟提供资金,瑞士洛桑联邦理工学院领导。人类大脑计划旨在建立一个大脑功能完备的计算机模型。这是一个真正的全球化计划,来自13个国家的数百名研究者和几十个机构参与其中。[19]

    人类大脑计划的工作相当于设计和建造一个人工大脑。许多研究已经开始探索这一领域。例如,大脑解剖图就是一个为期10年左右的研究计划,由美国西雅图的爱伦脑科学研究所提供资金。这一机构的科学家试图绘制老鼠大脑的“连接组”——第一个哺乳动物全脑级别的神经连接图。这一研究极有价值,可以引导人类大脑计划的研究者,因为他们正计划建立人脑研究的模型。然而,搜集和整理过去大脑研究的各种信息挑战巨大,在计算机中建立神经元或者设计神经元模型的工作也同样浩大。

    人类大脑计划的运行同样困难,处理数据、存储空间乃至仅仅冷却计算机就是个大工程。人类大脑由大约890亿个神经元构成,并且通过百万亿级的突触相连,这些元素必须被编程才能计算。这将是对自底而上的还原论科学的终极挑战:使用神经生物学的基本单元构建一个全功能的大脑。如果成功,人类大脑计划将对药品研发产生不可估量的影响。在计算机中的人脑上测试新药将会比在生物实验室中或者对人类参与者耗时、高风险的测试好许多。

    当然,即便不考虑明显的医学收益,人类大脑计划也提出了一个深刻的哲学问题:数字模拟的人脑可以拥有意识吗?如果这种模拟是建立在一个“人”之上,他是否会具有人格?他会有内在的动机、需求和愿望吗?他会和我们说话,讲述他的梦境、恐惧和希望吗?如果这些真的发生了,人类大脑计划的科学家可算完成了非凡的成就。他们巧妙地配置了巨量的硅基芯片、光纤和铜线。他们让没有生命的物体活了过来,历史将会记住这个反讽的、哥特式的,以及非常霍夫曼式的巧合,人类大脑计划的机构位于日内瓦湖北岸,离玛丽·雪莱写就《弗兰肯斯坦》的别墅并不远。

    关于意识的理论

    人类大脑计划制造的人工脑究竟真有意识还是没有意识,这一问题只有意识的理论能够回答。但这个理论究竟是什么?像迪昂这样聪明的科学家发现的意识的神经签名还不够吗?

    在科学上,一个理论是对于事实或者观察的可验证(或者可证伪)的解释,要去回答进一步的“为什么”。之后,一个科学理论可以预测还未观察的现象。因此,仅仅知道和测量从无意识到有意识时大脑的活动信息是不够的,我们必须解释为什么会如此。让我们以物理学举例:人类已经观察星星数千年了。天文观测的详细地图在古代美索不达米亚、古代埃及和哥伦布之前的美洲都有发现。很有可能这些天文数据在农业革命的黎明之前就已经被搜集和系统地分析了。但是历经数万年,直到牛顿以及爱因斯坦,才发展出了引力的科学理论,解释了为什么天体会如此运动。而且,引力理论(或称“广义相对论”,如之前的称呼)不仅解释了星球的运动,它还解释了整个宇宙,并且预言了黑洞、暗物质和暗能量的存在。同样,一个意识的理论不仅能解释为什么大脑用这样或那样的方法获得了意识,还需提供其他和意识有关的现象的预测,例如可以解释梦、幻觉、动物的意识、精神分裂症、闭锁综合征,等等。最终,我们需要知道作为一只蝙蝠是什么感觉,以及成为你是什么感觉。

    迪昂和他的合作者让–皮埃尔·尚热已经总结了他们的结论,以便提出这样的理论。迪昂–尚热意识理论假设了大脑中一个能力有限的“全脑神经工作区”。在那里,如表象、记忆和感觉等信息汇集起来,并且通过脑中巨神经细胞遍及皮层的长长轴突向各个脑区广播。意识就是在这样的工作区中涌现的。迪昂–尚热意识理论与人工智能领域的“黑板”架构有很多相似点。在黑板系统中,一个基本的知识库由多种不同的知识源持续更新,直到给定问题的解决方案出现。这一解决方案是计算机的灵机一动时刻,看起来和觉察很像:大脑中多个多样的、无意识的过程处理特定的信息集,最后进行汇总。这个“汇总”的状态有时靠基本的生存需要驱动,有时是靠短暂的欲望或动机驱动。这些目的、欲望和动机需要大脑去解决,使用的工具就是那些长轴突和全脑神经工作区。

    迪昂–尚热意识理论得到了不少赞誉,同样有不少批评。克里斯托弗·科赫是克里克的合作者,也是目前爱伦脑科学研究所的主任,他认为这一理论并没有真的解释为什么,它过于专注于大脑中的电活动。引用俄裔小说家、科学家弗拉基米尔·纳博科夫的话,科赫指出:“能够破浪并不能解释整个大海。”科赫更倾向于另一个理论,这一理论由意大利神经科学家朱利奥·托诺尼创立,目前托诺尼任教于威斯康星大学。托诺尼是睡眠医学的专家,曾经和诺贝尔奖得主杰拉尔德·艾德尔曼合作研究意识。[20]他的“信息整合理论”[21]试图通过香农的信息论,以觉察的语境解释意识。托诺尼认为,在信息和意识之间存在明显的连接。他用希腊字母Φ(斐)作为数值度量这个多模块交互的复杂信息系统。当这个数值高时,系统就处于高度整合的状态,并且展现了各个模块不具备的功能,同时系统也就处于一个高度可识别的特定状态。系统越是整合,Φ值越高,就越能体现出意识。人类大脑就是这样的一个信息系统。托诺尼的理论提供了一个概率上可验证的意识框架,可以用来预测动物大脑、计算机甚至植物的Φ值。无疑,这是它最有价值也是最受欢迎的特点。科赫认为:“长远来看,使用Φ值作为量化指标的框架会被证明是正确的。”[22]于是,今天这一研究领域最著名的学者强烈地支持这个理论。

    经验主义要求我们假设信息与意识之间存在深层的、物质的连接。但是,目前我们离能够有效解释意识的科学理论依然很遥远。尽管意识研究已经有了惊人的进展,但是还是有大量的问题亟待解决。我们还是不知道数百万的神经活动如何在时空中分布以编码意识。换言之,我们还不知道特定的神经活动模式和我们意识到什么的那一瞬间是否存在直接的联系。我们需要新的方法论作为工具,以及超大规模的计算机数据分析来理解以上问题。我们理解之时也就能够回答一系列问题,诸如:为什么存在语言,以及语言是如何诞生的?人类是否演化出了其他办法来编码大脑中的经验?我们能否发明一种测量仪器,不仅能定义意识体验,还可以连接两个人的意识,甚至连接不同物种的意识?我们能否解读通感,解释不同认知通路的直觉为何联系在一起?能否了解大量神经病学问题?

    如果Φ值是意识的度量,它只可能是很粗糙的一个。我们依然需要探索和学习。人类大脑是40亿年演化的产物。我们还没有完全了解演化的本质。我们了解身体吗?它的目的是什么?也许它只不过是大脑的附属,一个粗陋的、哺乳的工具,用来获取营养和进行繁殖?身体在意识这件事上扮演了什么角色呢?

    心智与身体

    吊诡的是,许多神经科学家认为当研究大脑时,身体只不过是不必要的奢侈品。他们的研究明显受到著名的“缸中之脑”思想实验的影响,这个实验借自心灵哲学。实验认为大脑可以完全脱离身体,也能产生意识。你需要做的就是把大脑放在充满营养液的水缸中,保证它得到足够的氧气存活。之后,你可以把大脑的神经元通过电极接入超级计算机。超级计算机可以用人造的世界取代现实世界。它可以人为制造环境,使用电子刺激制造图像、颜色、嗅觉和听觉,通过电极传输到大脑。如果这个大脑就是你的,实验进行中你将无法分辨真实和虚幻。就如《黑客帝国》里被邪恶的机器当作电池的可怜人,你可能只是活在梦中,还以为一切都是真的。

    神经科学家将大脑看作自动系统,而不考虑身体的其他部分,显然他们认为大脑乃至心智都是一个自给自足的系统。然而,生物学不能接受“缸中之脑”的看法。其他动物的身体以及我们的身体并不是自动的零件。我们如此看待身体是因为这样理解解剖学更容易,也因为我们的医学演进路径是分别研究和治疗不同的解剖区域、系统和身体器官,而不是整体地对待它们。这种对身体的碎片化的观点会阻碍我们更好地理解意识吗?

    20世纪80年代中期,美国神经科学家坎达丝·珀特(1946—2013)宣布在人体内发现了一种新的分子,她命名为“神经肽”。[23]肽是一种分子,参与了神经、激素和免疫系统的运转。它是一种氨基酸短链,可以和细胞表面特定的受体结合。为此,肽可以和多个身体系统交流信息,维护一个心因性的网络。珀特发现的这一类肽同时也是神经递质,叫作“内啡肽”。它近似于阿片类物质,如同鸦片或者吗啡,可以制造欣快的感觉也可以镇痛。内啡肽在脑内负责“感觉好一点儿”,由脑垂体和下丘脑分泌,在锻炼、感到爱、性活动、疼痛,以及有时吃辛辣食品时就会分泌。疼痛和欣快因为内啡肽联系在一起。内啡肽也会由免疫系统产生,[24]可作为另一个证据证明中枢神经和身体其他部分之间存在紧密的连接和双向的交流。很可能意识的生物机制不是只存在于大脑中,而是在身体上分布。

    免疫系统和中枢神经的联系指向了另一个不那么明显的可能:我们的身体是更大的地球生物圈的一部分,是地球上所有生命的集合的一部分。我们主要通过感官觉察世界的信息。在传统的五感(嗅觉、触觉、视觉、味觉和听觉)之外,我们还有一些感受:平衡觉、速度觉、热觉、肌肉知觉,帮助我们感受到自己的身体是否疼痛等各种内部感觉,感受到身体内部正在发生的事情(比如感到窒息、感到脸红)。来自这些感官的信息同时被我们的中枢神经和外周神经处理。但是,我们的免疫系统和神经系统相连这一事实指出,我们还在和侵入的病毒与细菌交互。这种交互如何影响了信息抵达我们意识的觉察?我们能否驱散这些身体内部的交互,去除这些小组织的无关紧要的噪声?或者信息从来不是只在神经层级上处理?人际关系是我们作为“社会性大猿”生存的基础,它起作用了吗?我们的意识在从儿童成长为成人的过程中如何形成和转化?是否受到了社会经济环境的影响?如果我们的大脑是一个自组织的系统,以万亿计的正反馈网络强化信息,产生“意义”,也许我们就需要考虑外部环境和我们的身体是否也影响了神经的递归循环。

    也许关于意识的完整的科学理论需要等待一次科学思想的范式转换。这次转换可以带领我们从还原论进入整体观,从研究某一部分,到研究互相连接的控制论网络。也许神经科学家应该关注控制论的有趣思想和可能的答案。

    [1]Miller,G.A.(1951),Language and Communication.New York:McGraw Hill.

    [2]Crick,F.(1995),The Astonishing Hypothesis:The Scientific Search for the Soul.New York:Scribner reprint edition.

    [3]Newberg,A.B.,and Waldman,M.R.(2009).How God Changes Your Brain:Breakthrough Findings from a Leading Neuroscientist.New York:Ballantine Books.

    [4]Dehaene,S.(2014),Consciousness and the Brain.London:Viking.

    [5]我造了这个单词“noometer”,来自nous(νου?,心智)和metron(με′τρον,测量)。

    [6]Ogawa S.,Lee,T.M.,Kay,A.R.,and Tank,D.W(1990),‘Brain magnetic resonance imaging with contrast dependent on blood oxygenation’,in:Proc Natl Acad Sci,Vol.87,pp.9868–72.

    [7]Baars,B.J.(1989),A Cognitive Theory of Consciousness.Cambridge:Cambridge University Press.

    [8]搞笑诺贝尔是一个奖项,每年授予“一开始惹人发笑,之后又发人深思”的研究。

    [9]Simmons,D.,and Chabris,C.(1999),‘Gorillas in our midst:sustained inattentional blindness for dynamic events’,Perception,Vol.28(9):1059–74.

    [10]你可以自己做这个实验,视频见:theinvisiblegorilla。

    [11]Dehaene,S.(2014),Consciousness and the Brain.London:Viking.

    [12]使用隔绝水箱(根据发明人,也被叫作“约翰·莉莉水箱”),已经进行过感觉剥夺的实验,在无光、隔音的水箱中,参与者漂浮在温度和体温一致的盐水里。这种水箱的设想出现在1908年肯·罗素的电影《变形博士》中,以及最近的科幻电视剧《危机边缘》。

    [13]脑电波有多重频率,例如阿尔法波(8—13赫兹),贝塔波(13—30赫兹),以及伽马波(30赫兹及以上)。克里克和他的合作者克里斯托弗·科赫认为意识反应在40赫兹左右的伽马波中(每秒25个波峰),反映了信息在皮层和丘脑间的循环。这一假设已经被修正。迪昂的研究揭示伽马波的增强而非一般状态是意识的标志。而且,已知无意识的刺激也可以激发伽马波高频段的活动(40赫兹及以上)。

    [14]Dehaene,S.(2014),Consciousness and the Brain.London:Viking.

    [15]CERN:欧洲核子研究中心,是一个位于日内瓦的研究机构,主要工作是运行世界上最大的粒子物理实验室。

    [16]ISS:国际空间站。

    [17]ITER:国际热核聚变实验堆,位于法国卡达哈什。

    [18]BRAIN Initiative:高级神经科技研究机构运行的大脑研究。

    [19]截至2014年4月,人类大脑计划包括来自13个国家的32个合作机构。许多国家和机构也准备加入。

    [20]Edelman,G.M.,and Tononi,G.(2000),A Universe of Consciousness:How Matter Becomes Imagination.New York:Basic Books.

    [21]Tononi,G.(2012),Phi:A Voyage from the Brain to the Soul.New York:Pantheon Books.

    [22]Koch,C.(2012),‘A quest for consciousness’,book review In:Nature(488),pp.29–30.

    [23]Pert,C.et al.(1985),‘Neuropeptides and their receptors:a psychosomatic network’,in:Journal of Immunology,Vol.135(2),pp.820–26.

    [24]M?ch,H.,and Pedersen,B.K.(1995),‘Beta-endorphin and the immune system–possible role in autoimmune diseases’,in:Autoimmunity,Vol.21(3),pp.161–71.