導(dǎo)語意識是一個十分重要而復(fù)雜的問題,近年來,意識科學(xué)和意識心理學(xué)取得了許多重要的實(shí)質(zhì)性研究成果。本文通過研究裂腦人實(shí)驗(yàn)、自由意志等實(shí)驗(yàn),帶你入門并展望這一研究領(lǐng)域。 如果你希望入門或深入研究復(fù)雜系統(tǒng)、人工智能、計(jì)算社會科學(xué)等跨學(xué)科前沿領(lǐng)域,請登錄集智斑圖網(wǎng)站,這里有豐富的探索路徑: https://pattern./
什么是意識科學(xué) 有關(guān)意識的研究可以分為三個層面:形而上學(xué)層面、現(xiàn)象學(xué)層面、以及實(shí)證科學(xué)層面。
從認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)視角,意識可以分為三個水平或維度的研究(Stanislas Dehaene,2017),這種區(qū)分有利于劃定人與機(jī)器的智能水平。
C0:無意識加工 (Unconscious processing),包括知覺恒常,意義提取,無意識控制、決策、學(xué)習(xí)等C1:總體可用性 (Global availability),對無意識模塊整合,通過注意力篩選,進(jìn)入意識的全局工作空間 C2:自我監(jiān)控 (Self-monitoring),反身表征自我,包括元認(rèn)知、信念推理、誤差檢測、元記憶和現(xiàn)實(shí)監(jiān)控等 以上 C0、C1、C2級的意識大體對應(yīng)心靈哲學(xué)中的取用意識(Access consciousness)、現(xiàn)象意識(Phenomenal consciousness)和自我意識(Self-consciousness)或敘事意識(Narrative consciousness)。注意后面層級的意識往往會包含前者。 本入門路徑會忽略諸多心靈哲學(xué)探討,主要基于神經(jīng)科學(xué)和認(rèn)知心理學(xué)介紹意識的科學(xué)實(shí)證研究情況。 綜述盡管現(xiàn)代心理學(xué)先驅(qū)之一的威廉·詹姆斯(William James)在《心理學(xué)原理》中曾經(jīng)將意識作為心智研究的核心問題,并闡述了大量有價值的研究見解。但限于 20 世紀(jì)的科學(xué)發(fā)展水平和人們對意識的認(rèn)知水平,意識科學(xué)研究在相當(dāng)長一段時期都被視為禁區(qū)。 例如,在 20世紀(jì)60年代中期,雖然主導(dǎo)心理學(xué)研究的行為主義正在退潮,全新范式的認(rèn)知科學(xué)正在興起,科學(xué)家們得以研究在外在刺激和行為反應(yīng)之間作為中介的內(nèi)在精神狀態(tài)。但是試圖解釋意識依然在很大程度被視為禁區(qū)。其中包括認(rèn)知科學(xué)發(fā)起者之一、短時記憶的發(fā)現(xiàn)者喬治·米勒(George Miller,1962)。英國心理學(xué)家 Stuart Sutherland 看法最為典型:「意識是一種難以捉摸的現(xiàn)象,不可能說明它是什么,能做什么,從哪里來。在它上面沒有寫著任何能值得讀出來的東西」(Stuart Sutherland,International Dictionary of Psychology,1989)。 裂腦人實(shí)驗(yàn) 第一次對意識實(shí)證研究的突破,是認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)之父邁克爾·加扎尼加(Michael Gazzaniga)和 R. W. Sperry 在 1950 年代做的有關(guān)裂腦人研究。他們的第一次實(shí)驗(yàn)是新澤西州進(jìn)行,對一些受傷的二戰(zhàn)老兵進(jìn)行了胼胝體切除術(shù)。實(shí)驗(yàn)表明,被切開后每個大腦半球都能獨(dú)立感到視覺刺激,但只有左半球大腦能夠提供口頭報(bào)告。 圖1:裂腦人研究
后續(xù)研究顯示,軀體感知系統(tǒng)、運(yùn)動系統(tǒng)以及許多其他感知和認(rèn)知系統(tǒng)都可以被類似進(jìn)行分割,但除此之外的系統(tǒng)——例如情緒,則保持不變。
單一大腦能容納獨(dú)立意識主體的程度仍在激烈爭論中,(Gazzaniga,2014;Pinto,2017;Sasai,2016)??赡苁且?yàn)檫@一觀念挑戰(zhàn)了我們最深的認(rèn)知信念之一:意識必然是統(tǒng)一的。
病人H.M. 、遺忘癥與情節(jié)記憶 意識的統(tǒng)一性在另外的研究中也受到了微妙的挑戰(zhàn),例如內(nèi)側(cè)顳葉的精神外科損傷治療,這是為了減輕頑固性癲癇的一種方法。其中最著名的例子就是對 Henry Moliason,即簡稱 H.M. 病人的治療。1953年,在包括中間顳葉在內(nèi)的雙側(cè)海馬都被切除后,H.M. 治愈了癲癇,但留下了嚴(yán)重的順行性遺忘以及逆行遺忘癥。
在一系列的研究中,神經(jīng)心理學(xué)家 Suzanne Corkin 和 Brenda Milner 發(fā)現(xiàn),盡管 H.M. 生活在所謂的「永久的當(dāng)下狀態(tài)」中(Corkin,2013)中,他卻仍可以學(xué)習(xí)新的運(yùn)動技能,擁有完整的工作記憶和語義記憶,并且通常能夠獲得一系列內(nèi)隱的(無意識)記憶。他受到影響的只是獲得新的外顯的、有意識的記憶的能力。
這些發(fā)現(xiàn)不僅描繪了有意識和無意識記憶的新地圖,還展示了我們表面的自我意識是怎樣統(tǒng)一的——其中起關(guān)鍵作用的情節(jié)記憶(episodic memories)——是如何分裂的,以及為什么一部分持續(xù)存在,另一些部分卻丟失了。 自由意志實(shí)驗(yàn)自我意識的另一個中心特征是自由意志體驗(yàn),或者更準(zhǔn)確地說,是意志(去做這或那的意圖)和主體感(是事件的起因)的體驗(yàn)。 在這方面,Benjamin Libet 在20世紀(jì)80年代做了一系列直到今天仍富有爭議、并持續(xù)激發(fā)新研究的實(shí)驗(yàn)。在研究中為了測出志愿者從意識到?jīng)Q定到行動的神經(jīng)活動時間,他設(shè)計(jì)了一個非常簡單的示范裝置。 圖2:志愿者從意識到?jīng)Q定到行動的神經(jīng)活動時間示范裝置
Libet 首先在前面描述的實(shí)驗(yàn)中觀察到,在進(jìn)行運(yùn)動前神經(jīng)放電活動會有一個預(yù)先積累階段——即所謂的「準(zhǔn)備電位」
圖3:意識電位圖 他的關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)在于,這種放電積累活動是在參與者意識到他們的移動意圖之前幾百毫秒就開始了,從而挑戰(zhàn)了有意識的「意圖」是驅(qū)使手指運(yùn)動原因的假設(shè)。 從那時起,對這個實(shí)驗(yàn)的解釋就一直爭論不斷,并引發(fā)了許多引人入勝的新實(shí)驗(yàn)研究:
Libet 本人對有意識的意圖是隨附現(xiàn)象(Epiphenomenalism,即精神現(xiàn)象只是大腦事件副產(chǎn)品,沒有反向因果能力)這一觀點(diǎn)感到不舒服,并解釋為這表明在有意識的「意圖」和實(shí)際行動之間的時間里,足以讓此時的意識行使某種「否決」生效。 然而,任何有意識的「否決」也可能具有某些可識別的神經(jīng)先兆——因此,這個解釋本身并不能解決 Libet 所遇到的形而上困境。
而在神經(jīng)實(shí)證研究之外,理論神經(jīng)科學(xué)家埃里克·霍爾(Erik Hoel)從復(fù)雜系統(tǒng)和信息論方面進(jìn)行研究,認(rèn)為宏觀系統(tǒng)狀態(tài)(如大腦的心理狀態(tài))可以涌現(xiàn)出新的因果能力,從而作用于系統(tǒng)的未來。這種否定意識作為隨附現(xiàn)象的還原論解釋的觀點(diǎn)雖然尚有爭議,但至少支持了法國著名神經(jīng)科學(xué)家對意識的研究,即意識是有相當(dāng)大作用的,例如抽樣解釋、延續(xù)思維、社會分享等(Consciousness and the Brain,ch3)。
克里克和科赫:最小神經(jīng)關(guān)聯(lián)物 標(biāo)志意識研究在神經(jīng)科學(xué)真正復(fù)興的事件,是發(fā)現(xiàn) DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)的著名生物學(xué)家弗朗西斯·克里克(Francis Crick)和合作者克里斯托夫·科赫(Christof Koch)于 1990 年發(fā)表的一篇里程碑式的論文:《邁向意識的神經(jīng)生物學(xué)理論(Towards a neurobiological theory of consciousness)》。該論文以這樣一句話「令人驚訝的是,絕大多數(shù)意識研究的認(rèn)知和神經(jīng)科學(xué)工作都和意識毫不相干」開始。在這篇論文中,他們基于伽馬波約40Hz波段振蕩,提出了視覺意識的專門理論。 盡管這一特定理論現(xiàn)在已不再被關(guān)注,但一個新的研究思路從此迅速發(fā)展:旨在揭示所謂的「意識神經(jīng)關(guān)聯(lián)物」(NCCs):「足以產(chǎn)生一個有意識感知的最小神經(jīng)元機(jī)制集合」。
如今無處不在的磁共振成像(MRI)掃描儀,以及老式腦電圖和非人靈長類動物研究中的侵入性神經(jīng)設(shè)備的出現(xiàn),使得對 NCC 的研究產(chǎn)生了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。神經(jīng)科學(xué)家們不用擔(dān)心所謂的「困難問題」,即意識體驗(yàn)是如何從「單純的」物質(zhì)中產(chǎn)生的(Chalmers,1996),而是可以繼續(xù)尋找與特定意識體驗(yàn)可靠相關(guān)的大腦區(qū)域進(jìn)程。
在過去四分之一世紀(jì)里,至少在視覺或聽覺意識的研究背景下,在確定候選 NCC 方面取得了相當(dāng)大的進(jìn)展:
其中一個典型的方法是,在保持感覺刺激以及盡可能其他一切條件的恒定前提下,比較「有意識」和「無意識」情況下的大腦活動。例如,在雙眼競爭實(shí)驗(yàn)中,每只眼睛看不同的圖像,即使這樣感覺輸入保持不變,有意識的感知到的圖像也是交替出現(xiàn)的。 這些研究發(fā)現(xiàn),初級視覺皮層區(qū)域的神經(jīng)元反應(yīng)——特別是 V1 ——跟蹤的是視覺的物理刺激而不是視知覺,而在更高級區(qū)域的神經(jīng)元反應(yīng)——如顳下皮層(IT)——則跟蹤知覺而不是物理刺激
不過,隨后的人類神經(jīng)影像學(xué)研究發(fā)現(xiàn),初級視覺皮層的神經(jīng)元活動確實(shí)與知覺控制有關(guān)。
關(guān)于知覺轉(zhuǎn)變背后的神經(jīng)機(jī)制,是在視覺信息流初期,還是在更高階的區(qū)域,如頂葉或額葉皮層,目前爭論仍在繼續(xù)。
除了競爭實(shí)驗(yàn)之外,被稱為「掩蔽」(masking)的思路也被廣泛應(yīng)用于意識科學(xué)研究中。這些研究范式能夠通過各種感知方式比較超閾刺激和閾下刺激的不同呈現(xiàn)。許多研究表明,可報(bào)告的意識知覺中激活了額頂網(wǎng)絡(luò)
這兩個例子代表了許多研究結(jié)果;如 Boly 等(2017)Odegaard 等(2017),以及最近結(jié)果相互沖突的研究綜述。
與此同時,另一方面研究集中于意識狀態(tài)的轉(zhuǎn)變,包括可逆的(如睡眠和麻醉狀態(tài))(Masmini,2005) 和腦損傷后(例如昏迷和植物狀態(tài))(Owen,2009)。在這方面研究的挑戰(zhàn)在于識別支持產(chǎn)生意識的神經(jīng)機(jī)制,而不是與意識相關(guān)的神經(jīng)區(qū)域。
主要困難就在于,這種全局性的變化會對大腦和身體產(chǎn)生非常普遍的影響,因此很難將意識本身的神經(jīng)機(jī)制隔離開來。此外在區(qū)分意識的「啟動」條件和實(shí)際支持意識狀態(tài)的神經(jīng)機(jī)制方面,還有額外的困難。例如,某些腦干損傷可以永遠(yuǎn)消除意識,但是許多人認(rèn)為腦干僅僅是能促使意識狀態(tài)出現(xiàn),而真正的意識「發(fā)生器」可能位于其他地方。(Dehaene & Changeux,2011;Merker,2007)。
意識開關(guān):屏狀核 弗朗西斯·克里克和科赫在很早就認(rèn)為,大腦的意識狀態(tài)轉(zhuǎn)換很可能和屏狀體(Claustrum)有關(guān)。因這個區(qū)域和與大腦皮層多個區(qū)域有雙向連接。
在 2014年,有研究人員意外發(fā)現(xiàn),對屏狀體進(jìn)行電脈沖刺激,似乎能夠開/關(guān)意識,一名女子癲癇女患者失去了意識。
2015年的另一項(xiàng)實(shí)驗(yàn),也支持屏狀核是意識開關(guān)。科學(xué)家們檢查了171位有創(chuàng)傷性腦損傷的退伍軍人,查看了他們的屏狀體損傷對意識的影響,發(fā)現(xiàn)屏狀體的損傷與意識喪失的持續(xù)時間有關(guān),而與頻率無關(guān)。因此認(rèn)為屏狀體在意識恢復(fù)中扮演重要的角色,而與意識的維持關(guān)系不大。
在 2017 年,美國艾倫腦科學(xué)研究院 (Allen Institute for Brain Science)的科學(xué)家們在小鼠大腦的屏狀核中發(fā)現(xiàn)了3個巨大神經(jīng)元(Giant Neuron),這種神經(jīng)元的軸突環(huán)繞了整個大腦的外周。使得屏狀核更加可能成為大腦意識開關(guān)候選
全局空間理論 一些新的理論伴隨著這些研究發(fā)展起來。最有影響力的理論之一是 Bernard Baars 在1988提出的「全局工作空間」(global workspace)理論。 該理論提出,在大腦中有模塊化和特定的處理進(jìn)程競爭訪問「全局工作空間」,當(dāng)他們在這個工作空間中進(jìn)行廣播時,精神狀態(tài)就變得有意識,這樣他們就可以影響其他過程,包括口頭報(bào)告和行動。 最近,該理論的「神經(jīng)元」版本,將全局工作空間與高度互聯(lián)的額葉-頂葉聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系了起來,將有意識的感知與這些網(wǎng)絡(luò)活動中的非線性「點(diǎn)燃」聯(lián)系了起來。這一立場與許多神經(jīng)影像研究結(jié)果一致(Dehaene & Changeux,2011;Dehaene,2003)。
工作空間理論傾向于用「訪問」來解釋有意識的感知,也就是說,只有當(dāng)某種感知可用于口頭報(bào)告或以其他行為呈現(xiàn),以及抵達(dá)其它認(rèn)知過程(如記憶、注意力等)時,這種感知才被定義為是有意識的。這種觀點(diǎn)的一個優(yōu)點(diǎn)是,意識狀態(tài)在實(shí)驗(yàn)中很容易評估,因?yàn)楦鶕?jù)定義,意識內(nèi)容是可報(bào)告的。 然而,人們另一種常見的直覺是,知覺或現(xiàn)象意識,在任何時候都比我們能報(bào)告的都「更豐富」,因?yàn)閳?bào)告能力受到尤其是記憶瓶頸的限制。有關(guān)現(xiàn)象意識和取用意識之間的區(qū)別(Block,2005)仍然是新實(shí)驗(yàn)展開和各種爭議的主要來源(Tsuchiya,2015)。
意識測量認(rèn)知科學(xué)家與心理學(xué)家 Tam Hunt 和 Jonathan Schooler 提出了一個意識測試框架,將各種可行的測定方法分為三大類,并命名為意識的可測量相關(guān)性,簡稱 MCC(Measurable Correlates of Consciousness)。
MCC 包括意識的神經(jīng)相關(guān)性、意識的行為相關(guān)性、意識的創(chuàng)造力相關(guān)性。 圖5:MCC 對意識的神經(jīng)相關(guān)性測量,著眼于意識的神經(jīng)基礎(chǔ)即意識神經(jīng)關(guān)聯(lián)物(NCCs),可以通過腦電圖(EEG)、腦磁圖(MEG)、功能性磁共振成像(fMRI)以及經(jīng)顱磁刺激等技術(shù)進(jìn)行測量。在這方面法國神經(jīng)科學(xué)家Stanislas Dehaene 做出了重要貢獻(xiàn),他基于全局空間理論,找到了四個意識相關(guān)顯著標(biāo)志:
另一方面,基于 Tononi 的整合信息理論, 意大利米蘭大學(xué)的西爾維亞·卡薩洛托(Silvia Casarotto)和同事對102名健康受試者和48名腦損傷但有基本反應(yīng)能力和清醒的患者也進(jìn)行了意識測量,分別在受試者有意識和無意識狀態(tài)下,用磁脈沖刺激大腦、并用腦電圖記錄腦電活動,接著再用“zip”壓縮算法,將腦電反應(yīng)轉(zhuǎn)換成一個確定的數(shù)字,即擾動復(fù)雜度指數(shù)(PCI)的值。在參考參與者面談了解心理狀態(tài)后,研究人員確定,要斷定一個人有意識,PCI值至少應(yīng)在 0.31 以上,而無意識受試者的PCI得分應(yīng)低于0.31。 以這個值為參考,研究人員又對嚴(yán)重意識障礙患者進(jìn)行了大腦刺激-壓縮測試(結(jié)果未顯示),結(jié)果發(fā)現(xiàn),有一些個體其實(shí)是存在意識的:
意識的行為相關(guān)性對測定意識程度的對象無法直接與人進(jìn)行交流,或者無法應(yīng)用專用測試儀器設(shè)備,甚至沒有通常意義的頭部的情況,可以通過觀察意識的行為相關(guān)性找到某些線索,并推斷測試對象的意識程度,判斷它們具備哪一種意識。比較著名的測試方法有鏡子測試(The mirror test):
意識的創(chuàng)造力相關(guān)性在無法直接觀測對象的神經(jīng)活動,又無法觀察其行為特征,那么就只能觀察測量對象創(chuàng)造的產(chǎn)物,即意識的創(chuàng)造力相關(guān)性。把被測定對象完成的創(chuàng)造性產(chǎn)物視為某種信息,則可以根據(jù)這些信息評估對象的意識程度??梢酝ㄟ^對對象造物進(jìn)行類似圖靈測試(Turing Test)。 當(dāng)前研究進(jìn)展現(xiàn)在是意識科學(xué)中最令人興奮的時代,最后這里展望一下前景光明的研究方向。 就意識水平研究而言,基于「神經(jīng)復(fù)雜性」(neuronal complexity)和「整合信息論」(integrated information)等一系列新理論給出了測量方案。
圖6:整合信息理論 其基本思想是,有意識的場景既是高度整合(每種意識體驗(yàn)都是一個不可分割的整體)的,又是高度信息化(每一個有意識的體驗(yàn)都是從眾多備選可能場景中選擇出的一種)的。這推動了歸納出相同屬性,對意識進(jìn)行數(shù)學(xué)度量研究的發(fā)展。令人驚異的是,一些實(shí)際測量結(jié)果的數(shù)值顯示,在腦損傷后依然有可量化的「殘余」意識,它不依賴于患者明顯的行為。
對意識內(nèi)容的研究,則繼續(xù)集中在區(qū)分意識和非意識感知的大腦區(qū)域或過程上。針對 NCC 方法的重復(fù)改進(jìn),新的實(shí)驗(yàn)范式正在完善我們對意識感知背后的神經(jīng)機(jī)制與行為報(bào)告之間相互作用的理解。 例如所謂的「無報(bào)告范式」('no report’ paradigms),可以從自動眼球轉(zhuǎn)動中間接推斷出意識知覺之間的轉(zhuǎn)換。盡管有相反證據(jù),「無報(bào)告范式」依然挑戰(zhàn)了大腦前額葉腦區(qū)與意識感知本質(zhì)相關(guān)的觀點(diǎn):
與此同時,信號檢測理論(Green & Sweets,1966)等分析方法的進(jìn)步也使得研究人員能夠在感知的客觀和主觀方面之間做出更嚴(yán)格的區(qū)分,并量化元認(rèn)知(關(guān)于認(rèn)知的認(rèn)知)中可能與意識相關(guān)的個體差異(Barrett,2013;Fleming & Dolan,2012)。
在理論進(jìn)展上,「預(yù)測編碼」(predictive coding)或「貝葉斯大腦」(Bayesian brain)方法有助于促進(jìn)我們對意識感知的神經(jīng)基礎(chǔ)的理解。這些方法,將感知建模為:對在附著在我們感官表面上模糊和嘈雜信號的隱藏原因進(jìn)行推斷(可能是貝葉斯式)的一個過程(Frston,2009)。這顛覆了一些關(guān)于感知的經(jīng)典觀點(diǎn),認(rèn)為是大腦自上而下的信號被提出來傳達(dá)真實(shí)的預(yù)測,而自下而上的信號只傳達(dá)主要是「預(yù)測誤差」——大腦在每一級處理中所預(yù)期的和得到的之間的差異。這個理論基于一個更廣闊而普遍的生物-物理學(xué)框架,被稱為自由能量原理(Free energy principle)。 圖7:自由能量原理
這個框架也對一些過去的發(fā)現(xiàn)提供了更有力的解釋,將意識知覺與自上而下信號的完整性聯(lián)系在一起(Pascual-Leon & Walsh,2001);并激發(fā)了進(jìn)一步研究,如明確刻畫了晚期知覺預(yù)期情況,并研究是如何改變認(rèn)知的(DeLange,2018)。令人鼓舞的是,這些想法提供了對某些臨床環(huán)境中異常感知的機(jī)制理解,其中精神病的積極癥狀(如幻覺)就是一個很好的例子(Fletcher & Frith,2009;Powers et al,2017;Teufel,2015)。
自我體驗(yàn)的意識研究也越來越受到關(guān)注,包括身體和身體所有權(quán)的基本體驗(yàn)(Blanke等人,2015),行使意志和主體感的經(jīng)驗(yàn)(Haggard,2008),以及在「更高」的自我的方面,如情景記憶和社會感知。在這方面,虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的發(fā)展(Legenhager,2007;Seth,2013),以及表征內(nèi)在感覺(來自身體內(nèi)部的感覺)(Critchley,2004)的研究,正在預(yù)示著我們明顯的「自我」統(tǒng)一的體驗(yàn)是如何從許多潛在可區(qū)分的子過程即時中構(gòu)建出來的,以及這種構(gòu)建過程中的失敗是如何導(dǎo)致各種精神疾病的。
意識的跨學(xué)科研究意識科學(xué)是一門經(jīng)驗(yàn)實(shí)證科學(xué),對意識的科學(xué)解釋最佳層級是意識的神經(jīng)理論,然而正如心靈哲學(xué)和意識的認(rèn)知理論(心理學(xué)和認(rèn)知科學(xué))都對意識實(shí)證研究都有極大促進(jìn)一樣,從物理學(xué)、信息論、數(shù)學(xué)和復(fù)雜系統(tǒng)科學(xué)等領(lǐng)域?qū)σ庾R的研究,也產(chǎn)生了對整個意識研究的更底層的新框架和新方法。例如包括前面卓有成效的意識的信息理論-整合信息論,正在發(fā)展的自由能量原理、以及飽受爭議的意識的量子理論等。 最近,從復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)角度對意識研究,以紐約城市學(xué)院 Francesca Arese Lucini 為首的四名科學(xué)家在arXiv發(fā)表了一篇預(yù)印本論文,得出了有關(guān)意識網(wǎng)絡(luò)的一系列重要結(jié)論。 研究者使用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中k-核滲透方法(k-core percolation)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,觀察了大腦由意識狀態(tài)向無意識狀態(tài)轉(zhuǎn)變時功能網(wǎng)絡(luò)的變化情況,發(fā)現(xiàn)意識狀態(tài)下大腦功能網(wǎng)絡(luò)有最多連接的核心部分(如視覺皮層和左額中回),與潛意識狀態(tài)時保持活躍的區(qū)域重合。 即意識與潛意識的功能網(wǎng)絡(luò)內(nèi)核是完全一致的,核心網(wǎng)絡(luò)Kmax包括左視覺皮層、右視覺皮層以及和左額中回。 圖8:意識與潛意識的功能網(wǎng)絡(luò)
這項(xiàng)研究還表明,意識激活的核心外殼可能并不是一組固定的神經(jīng)元,而是在給定時間根據(jù)特定意識知覺的功能需求而變化狀態(tài)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。這和 Edelman 的“動態(tài)核心理論”(The Dynamic Core)一致的。
也就是可以初步得出結(jié)論,意識網(wǎng)絡(luò)有兩個核心,一個是三個腦區(qū)潛意識網(wǎng)絡(luò),另一個是多腦區(qū)的外圍動態(tài)核心,后者是意識科學(xué)迫切關(guān)注并正在尋求的圣杯。 結(jié)語與展望從英國神經(jīng)科學(xué)協(xié)會恰好誕生50周年的今天來看,可以說對意識的科學(xué)研究已經(jīng)重新獲得了應(yīng)有的地位。 作為思維和腦科學(xué)的中心主題,一個很大進(jìn)展是我們現(xiàn)在已經(jīng)知道了具身化和和嵌入式大腦是如何形成的,并產(chǎn)生多種意識水平、意識內(nèi)容和意識自我的。當(dāng)然,更多方面還有待發(fā)現(xiàn)??傊?,激動人心的種種新理論、新實(shí)驗(yàn)、新模型的結(jié)合,正在幫助對意識科學(xué)純粹相關(guān)性研究,轉(zhuǎn)為包括從神經(jīng)機(jī)制到現(xiàn)象學(xué)的全景解釋。 伴隨這些研究展開,在神經(jīng)病理學(xué)和精神病學(xué)中的臨床應(yīng)用,以及在嬰兒時期、其他非人動物、甚至在未來機(jī)器中意識探索依然還存在深刻挑戰(zhàn)。 不管所謂的困難問題(Hard problem of consciousness)是否會影響到這些研究的發(fā)展,未來意識研究 50 年的依然將會令人無限神往。 參考文獻(xiàn) [1] Stanislas Dehaene; Hakwan Lau;Sid Kouider;What is consciousness, and could machines have it? ,Science,2017 [2] M. S. Gazzaniga; J. E. Bogen; and R. W. Sperry;Some functional effects of sectioning the cerebral commissures in man ,PNAS,1962 [3] Michael S. Gazzaniga;The split-brain: Rooting consciousness in biology ,PNAS,2014 [4] Pinto Y; Neville DA; Otten M;Split brain: divided perception but undivided consciousness. ,2017 [5] Shuntaro Sasai; Melanie Boly; Armand Mensen;Functional split brain in a driving/listening paradigm ,PNAS,2016 [6] William Beecher Scoville;Brenda Milner;LOSS OF RECENT MEMORY AFTER BILATERAL HIPPOCAMPAL LESIONS ,1957 [7] Corkin; Suzanne;Permanent present tense: The unforgettable life of the amnesic patient, H. M. ,2013 [8] Libet B; Gleason CA; Wright EW;Time of conscious intention to act in relation to onset of cerebral activity (readiness-potential). The unconscious initiation of a freely voluntary act ,1983 [9] Hans H. Kornhube, Lüder Deecke;Hirnpotential?nderungen bei Willkürbewegungen und passiven Bewegungen des Menschen: Bereitschaftspotential und reafferente Potentiale ,1965 [10] Haggard P,Clark S,Kalogeras J;Voluntary action and conscious awareness. ,2002 [11] Aaron Schurger; Jacobo D. Sitt; Stanislas Dehaene;An accumulator model for spontaneous neural activity prior to self-initiated movement ,PNAS,2012 [12] Brass M;Haggard P;To do or not to do: the neural signature of self-control ,2007 [13] Haggard P;Human volition: towards a neuroscience of will ,2008 [14] Crick; Francis;Koch;Towards a neurobiological theory of consciousness ,1990 [15] David Chalmers;The Conscious Mind: In Search of a Fundamental Theory ,1996 [16] Koch C;Massimini M;Boly M;Neural correlates of consciousness: progress and problems ,2016 [17] Thomas Metzinger;Neural Correlates of Consciousness ,2000 [18] Brian Odegaard;Robert T. Knight;Hakwan Lau;Should a Few Null Findings Falsify Prefrontal Theories of Conscious Perception ,2017 [19] Leopold DA;Logothetis NK;Activity changes in early visual cortex reflect monkeys' percepts during binocular rivalry ,1996 [20] Logothetis NK;Schall JD;Neuronal correlates of subjective visual perception ,1989 [21] Polonsky A;Blake R;Braun J;Neuronal activity in human primary visual cortex correlates with perception during binocular rivalry ,2000 [22] Blake R;Brascamp J;Heeger DJ;Can binocular rivalry reveal neural correlates of consciousness? ,2014 [23] Dehaene S;Changeux JP;Experimental and theoretical approaches to conscious processing ,2011 [24] Brian Odegaard;Robert T. Knight;Hakwan Lau;Should a Few Null Findings Falsify Prefrontal Theories of Conscious Perception ,2017 [25] Owen AM1;Schiff ND;Laureys S;A new era of coma and consciousness science ,2009 [26] Massimini M1;Ferrarelli F;Huber R;Breakdown of cortical effective connectivity during sleep ,2005 [27] Merker B;Consciousness without a cerebral cortex: a challenge for neuroscience and medicine ,2007 [28] Crick FC1;Koch C;What is the function of the claustrum? ,2005 [29] Mohamad Z. Koubeissi;Fabrice Bartolomei;Abdelrahman Beltagy;Electrical stimulation of a small brain area reversibly disrupts consciousness ,2014 [30] Chau A;Salazar AM;Krueger F;The effect of claustrum lesions on human consciousness and recovery of function ,2015 [31] Sara Reardon;A giant neuron found wrapped around entire mouse brain ,2017 [32] Stanislas Dehaene;Claire Sergent;Jean-Pierre Changeux;A neuronal network model linking subjective reports and objective physiological data during conscious perception ,PNAS,2003 [33] Block N;Two neural correlates of consciousness ,2005 [34] Tsuchiya N;Wilke M;Fr?ssle S;No-Report Paradigms: Extracting the True Neural Correlates of Consciousness ,2015 [35] Tam Hunt;Jonathan W. Schooler;The Easy Part of the Hard Problem: A Resonance Theory of Consciousness ,2019 [36] stanislas dehaene;Consciousness and the Brain ,2014 [37] Jacobo Diego Sitt; Jean-Remi King; Imen El Karoui;Large scale screening of neural signatures of consciousness in patients in a vegetative or minimally conscious state ,2014 [38] Casarotto S;Comanducci A;Rosanova M;Stratification of unresponsive patients by an independently validated index of brain complexity. ,2016 [39] Pentti O A Haikonen;Reflections of Consciousness: The Mirror Test ,2015 [40] Anil K. Seth;Adam B. Barrett;Lionel Barnett;Causal density and integrated information as measures of conscious level ,2011 [41] Casali AG;Gosseries O;Rosanova M;A theoretically based index of consciousness independent of sensory processing and behavior ,2013 [42] Casali AG;Gosseries O;Rosanova M;A theoretically based index of consciousness independent of sensory processing and behavior ,2013 [43] Fr?ssle S;Sommer J;Jansen A;Binocular rivalry: frontal activity relates to introspection and action but not to perception ,2014 [44] van Vugt B;Dagnino B;Vartak D;The threshold for conscious report: Signal loss and response bias in visual and frontal cortex ,2018 [45] Barrett AB;Dienes Z;Seth AK;Measures of metacognition on signal-detection theoretic models. ,2013 [46] Fleming SM;Dolan RJ;The neural basis of metacognitive ability ,2012 [47] Karl Friston;Causal Modelling and Brain Connectivity in Functional Magnetic Resonance Imaging ,2009 [48] Karl Friston;The free-energy principle: a unified brain theory? ,Nature,2010 [49] de Lange FP;Heilbron M;Kok P;How Do Expectations Shape Perception? ,2018 [50] Fletcher PC;Frith CD;Perceiving is believing: a Bayesian approach to explaining the positive symptoms of schizophrenia ,2009 [51] Powers AR;Mathys C;Corlett PR;Pavlovian conditioning-induced hallucinations result from overweighting of perceptual priors ,2011 [52] Christoph Teufel;Naresh Subramaniam;Veronika Dobler;Shift toward prior knowledge confers a perceptual advantage in early psychosis and psychosis-prone healthy individuals ,PNAS,2015 [53] Blanke O;Slater M;Serino A;Behavioral, Neural, and Computational Principles of Bodily Self-Consciousness ,2015 [54] Seth AK;Interoceptive inference, emotion, and the embodied self ,2013 [55] Critchley HD;Wiens S;Rotshtein P;Neural systems supporting interoceptive awareness ,2004 [56] Francesca Arese Lucini;Gino Del Ferraro;Mariano Sigman;How the Brain Transitions from Conscious to Subliminal Perception ,arxiv,2019 [57] Gerald M. Edelman;Joseph A. Gally;Bernard J. Baars;Biology of Consciousness ,2011
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