意识的神经机制(NCCs)-破解意识之谜

时间:2024-07-01 15:53:08

意识的神经机制(NCCs)

人人都有疼痛的体验。疼痛令人恐惧。它让人痛苦,因此没有人喜欢它。但疼痛是什么呢?在研究意识的神经机制,即与主观体验相关联的大脑活动这个问题上,疼痛是一个绝佳的例子。

意识的神经机制(NCCs)-破解意识之谜

从主观上说,疼痛本质上是个人的一种体验。我们无法向其他人描述自己的痛苦;除了观察他们的行为,我们也无法知道别人的疼痛究竟有多厉害。即使看到了,我们也可能认为他们是在虚张声势,虽然我们永远不能肯定。当疼痛消失后,我们甚至记不起它曾经有多疼。实际上,人们常说,如果一个女人记得生第一个孩子时的痛苦,没有人会再要第二胎。归根结底,只有当我们正在受苦时才能真正知道什么是痛苦。

从客观角度说,疼痛在比如身体受伤时就会产生。受伤部位会发生各种化学变化,然后信号通过专门化的叫做C-纤维的神经元传导至脊髓,然后再传至脑干、丘脑、体感皮层(它包含着与身体各个部分相对应的中枢)以及扣带回皮层。脑部扫描显示,人们经受的痛苦程度与上述脑区的活动强度有很大的关系。换句话说,我们对疼痛的一些神经机制有所了解。

现在重要的是要记住:“相关并不意味着因果关系”。正如这个简单的例子所显示的那样,我们很容易从相关性出发,作出错误的因果推论。假定弗雷迪(Freddie)有一个走进客厅就要打开电视的习惯。他几乎每次这样做的时候,辛普森一家很快就会走进来。当其他人走进客厅和按下电视开关时,则会发生完全不同的事。如果相关隐含着因果关系,我们就会断定弗雷迪的动作导致了辛普森一家的出现。在这个例子中,我们当然不会相信这样的结论。但我们却可能会在其他很多例子中误判误信。

我们要记住这样一个经验法则:如果A和B存在可靠的相关性,有3种可能的因果解释,即A导致B、B引起A或A和B均由其他事物引起。此外,A和B事实上可能是相同的东西,即使它们看起来不一样(如同水和H2O,或晨星和昏星)。

那疼痛属于哪种情况呢?也许是身体上的变化引起了疼痛,这种情况下我们必须解决那个困难的问题。也许疼痛才是身体变化的原因,如果是这样,我们需要一个超自然的理论。也许是别的原因同时导致了疼痛和身体上的变化,如果是这样,那么我们就不知道这个别的原因是什么。或许疼痛和身体上的变化本身就是一回事。许多唯物论者都赞同最后一种解释,但如果这种说法正确,我们完全无法证明它为什么是正确的。我大脑里那可怕、难堪和讨厌的感觉怎么可能是由几个C-纤维的放电而产生的呢?

这个问题清楚地表明我们目前对意识是多么的无知,但我们不应该绝望。科学已经习惯于解决看似不可能解决的问题,在这个问题上也是如此。因此,让我们来看一个非常巧妙的实验,看设计者如何用它来探究意识(本例是视觉意识)的神经机制。

请看图5中的内克尔立方体。当你盯着它看时,立方体将在两种不同的图像中切换;你甚至可以有意控制它。感觉好像一个图像首先进入意识,接下来是另外一个,就像两种图像在争夺意识。

此类两歧图像为研究特定体验的神经机制提供了一个理想机会。例如,我们或许能够确定当体验发生切换时大脑的哪些部分发生了改变;这就可能意味着我们找到了感知进入意识的地方,或是找到了特殊的意识神经元,或视觉意识的中枢。

在20世纪80年代,希腊生物学家尼克斯·罗格西特斯(Nikos Logothetis)设计了一系列猴子实验来检验这种观点。他用的是另一种叫做双眼竞争的两歧图形,也就是给双眼呈现不同的画面。与内克尔立方体类似,本例中的两个画面也会争夺意识。猴子的反应显然跟我们一样,因为它们能够通过按压杠杆告诉我们它们当时看到的画面。然后罗格西特斯在猴子大脑的不同部位插入电极,包括初级视觉皮层(V1)、次级视觉区(V4)以及颞下皮层的部分脑区——视觉信息经过初步加工后传导的目的地。结果表明初级视觉皮层的神经元活动一直保持不变,但是当猴子的体验改变时,颞叶皮层的神经元活动发生了变化。最近,用大脑扫描技术对人进行的实验也得到同样的结果。

这是否意味着问题已经解决,并且我们已经找到了大脑中意识产生的地方?有些研究者似乎就持这样的观点。例如,邱玛斯认为意识就产生在这些脑区。美国神经心理学家V.S.拉玛钱德朗认为这些脑细胞承载感质,而其他脑细胞则没有。诺贝尔奖生理学奖获得者弗朗西斯·克里克(Francis Crick,1916—2004)也得出类似结论:我们无法意识到初级感觉区的信息加工,只知道这些加工后的结果。

但根本问题依然存在。说一些神经运算“承载感质”,或者说意识“产生”在某个脑区,而不是别的脑区,这一切都意味着什么?我们对此全然不知。在我们找到相关的脑细胞后,我们一定还会问:怎么产生的?为什么是它们?其中有什么神奇的差别?为什么有些细胞能产生主观体验而另一些却不能?

了解这些过程的发生地点固然重要,但仅仅具有相关性并不能解开意识之谜。事实上,这些相关性只会更清楚地表明:意识仍旧是一个谜。