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或许,我们真的没有自由意志?准备电位 爬虫脑、哺乳脑和皮质脑

2015-02-28  青衣问道


大脑是如何放电的?


1、人身上都有磁场,但人思考的时候,磁场会发生改变,形成一种生物电流通过磁场,而形成的东西,我就把它定位为“脑电波”。

2、 生物电现象是生命活动的基本特征之一,各种生物均有电活动的表现,大到鲸鱼,小到细菌,都有或强或弱的生物电。其实,英文细胞(cell)一词也有电池的含义,无数的细胞就相当于一节节微型的小电池,是生物电的源泉。

3、人体也同样广泛地存在着生物电现象,因为人体的各个组织器官都是由细胞组成的。对脑来说,脑细胞就是脑内一个个“微小的发电站”。

我们的脑无时无刻不在产生脑电波。



大脑的放电其实是一个很值得吐槽的问题…查查神经的电位和离子泵就会知道其实那货其实是通过搬运离子从而使得细胞内外的电位发生变化…

其结果是将这种电位差(离子浓度差)沿着神经传递…

换句话说就是像长城那样沿途放信号… 长城用的是狼烟…神经用的是粒子浓度差产生的电位差…



脑电实验,也就是所谓的ERP(Event-related Potentials事件相关电位)。这基于脑电放大器探测大脑自发放电情况的实验手段。

一般认为,我们心理活动的生理依据就是大脑神经网络不同神经元的互相联系。这种联系的发生就是通过电来传递的(当然也会有化学传递)。当某一心理活动发生时,某一或某些脑区的部分神经纤维就会放电,微弱的电位会由此产生,并传导到头皮。





群组细胞的突触后电位的总和(EPSP或者IPSP)以及靠近头皮的神经元本身方向一致的垂直排列导致了我们记录到的脑电信号。










利维坦按:如果你打算相信人早在自己大脑意识到之前就已经做好了决定”——那么为什么我们会进化出思考的能力,而不是直接进化出一个丧尸脑呢?

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文/George Dvorsky

译/keep_beating、朱鹮


人 类到底有没有自由意志这个问题我们已经讨论了上千年。不过,在研究这个问题的人群中,神经系统科学家所占的比重越来越大,这不光只是一个哲学问题了,它也 是科学问题,是关于人类如何感知世界的问题,是我们从怎样的规模和层面看待世界和宇宙和“更大的世界”的问题。每一个哲学流派都有不同的世界观,宇宙观和 视角,你也可以说,宇宙只是一场幻影秀,所谓的自由意志,甚至可能连因果链,输入与输出结果都没有关系——它可以是完全形而上的。


的确,从历史的角度看,哲学家在这个问题上很有发言权。正是他们的思考导致宇宙决定论(Determinism)的产生。决定论认为人类的认知,举止,决定和一切行动都是因为先前的事儿引起的,这个因果链从原始宇宙时期就存在着,并且从未间断发生,所以在这个因果的宇宙中,自由意志是不可能的。所以,以时间为线索,则所有的事件都可以被预知,因为它们只是众多选项中的一个;非决定论(Indeterminism) 作为与决定论对立的观点,认为人所作出的选择在不同情况下不尽相同,就像昆虫对刺激的反应一样是不经思考而随机的,虽然很多百科词条认为非决定论是对自由 意志的绝对肯定,不过如果是非决定论的,即随机而没有模式可循的,那么自由意志的定义也会改变;剩下的也就是妥协的产物,自由主义(Liberalism)和相容论(Compatibilism)了,它们认为自由意志是存在的,而决定论和自由意志在宇宙中相容,即“弱决定论”。


上面几条就是目前关于这个问题在哲学上的几大论点,不过对于哲学无感的人来说,自由意志的执行过程和大脑不无关系,所以要解决这个问题,我们也需要一些实实在在的科学证据——比如那些可行可试验。


诚然,此类试验也不在少数。早期的一些大脑实验显示,“人早在自己大脑意识到之前就已经做好了决定”——有时候这一点十分明显。这个结论的出现让很多科学家和哲学家都感到很忧虑——我们甚至得不到对自己大脑的完全控制。


同时,不是每个人都被这个实验说服了。要证明自由意志只是幻影,还有更多的科学实验要做。


准备电位(Bereitschaftspotential/BP


早在上世纪60年代,神经学家就意识到在大脑中存在着一些奇怪的现象。


德国科学家汉斯·赫尔穆特·科恩休伯和吕德尔·德克发现了一个现象,他们将该现象命名为“准备电位”,英文是“readiness potential”。这个现象就是,大脑会先于我们的意识进入一种特殊的状态。这个发现开创了一个全新的研究领域。



在要求实验对象移动他们的手指(自发性行为)后,科恩休伯和德克的脑电图(EEG)扫描显示,在运动皮质区有缓慢的负电势势移,而势移的发生早于实验对象的身体移动。根据这个现象,他们不得不得出结论,潜意识决定了移动手指的行为——这完全就在他们的意料之外,也是违背常理的。


当然,他们的发现另科学界很不安。自弗洛伊德的时代起,很多认知科学家,医学家就接受了人类在做决定时体现出的“命运决定性”(deterministic),只不过他们对这个理论并不十分重视,甚至在做研究的时候会有意忽略它。


上世纪80年代,一个叫本杰明·里贝特的科学家做了一些后续的实验,更加巩固了科恩休伯和德克的工作成果。他采用的是相似的“动手指”实验,只不过在实验中加入了时间的观测。后来他所得到的数据是,人脑的准备电位比人类的意识还要快0.35秒。


根据这些数据和现象,本杰明·里贝特总结出人类没有自由意志。我们所认为的自由意志,或许只是一种类似“否决权”的存在,即我们并没有能力决定开始某个行为,只是在它被实施之前,大脑能够提出否定的意见,在最后一步决定行为是否能够有效。


从脑神经学的角度来说,里贝特和其他学者的研究结果主要归咎于大脑前方的辅助运动前区(Pre-SMA)、后方固有区(SMA)以及前扣带运动区:这些区域让我们意识到自发性行为并且决定是否执行。


现代检测手段显示相同结果


新近的神经科学家运用了更多的先进技术来研究这一现象,其中包括使用功能磁共振(fMRI)和植入式电极,不过加上了这些最新的科技之后,准备电位(BP现象)凸显得更加明显了。



举个例子,一项2008年由约翰-迪恩·海恩斯带头进行的研究结果与里贝特在实验中所收集到的数据和得出的结论很类似。在让参与者进入磁共振扫猫仪后,海恩斯告诉参与者们在闲暇时用左手食指或右手食指按下一个按钮,不过他们必须要记住自己按按钮的具体时间点和按了按钮之后屏幕上所显示的一个数字。


实验结果相当惊人。海恩斯的数据显示,BP比参与者的自觉意识(conscious awareness)快了整整一秒——而在其他几次相同的实验中,这个时间差甚至达到过10秒。随着自己研究报告的发表,他在《自然新闻》杂志上说


我们的第一反应就是'得去检查下这个数字是不是出错了’。在这个研究中,我们做了很多合理性检查(sanity checks),比其他任何实验都要多。


他 说,所谓的“认知延迟”,可能是由大脑中一个更加高级的控制区网络造成的,它在做决定和判断进入自觉意识之前就已经提前做好了准备。基本上,大脑的这一部 分会在无自觉意识的状态下提前进入准备状态,一旦某种特定组合的情况或条件出现,并满足大脑中的一种“备案”,就会传达给意识,随后行为被实施。


在另一个研究中,神经学学者伊扎克·弗里德暂时抛开了功能磁共振仪,希望能更直接地“挖掘大脑深处”。最后,他在参与者的大脑中植入电极,用于记录单个神经元的状态——这种操作能够为他提供精确到惊人的数据,具象化大脑作出决定的整个过程。


他的实验显示,在实验者有意识地作出决定按下按钮之前1.5秒钟,神经元就已经做出了反应。在700微秒的时间内,伊扎克·弗里德和他的同事们根据大脑中神经元的信号对实验者即将作出的决定作出了预测,准确率达到80%。一些特定情况下,这个数字甚至还能上升到90%。


各种实验,得出的都是类似的结果。


弗里德推测,当由大脑内部产生的神经元交合的信号发射速度变化,并且上升到一个临界点时,人类的“决断力”就产生了——即是说,内侧额叶皮层(medial frontal cortex)能在一个人意识到之前就做好决定。


“在某个时间,这些被预先决定好的事会被'准许’进入到意识层,”在《自然新闻》上他说道。


而在另一个由斯特凡·波特带头的实验中,他详细精确的功能磁共振实验显示,在决定最终到达人的意识层中的前几秒钟,他们就能根据大脑中的信号来“破译”和预测所谓的自由意志。



这项实验中有一点被斯特凡·波特明确指出,他称团队在实验中发现了前额极皮层的行为模式——它第一个,并且暂时性地搭载着与做决定相关的信息,因此前额极皮层理所当然地被算作产生“无意识的自由决定”的候选区域之一。这样的结果让先前的研究的完整性遭到质疑。


批评和争议


并不是每个人都赞同上述实验所得出的结论。自由意志存在与否是一个怀疑论的讨论,而这个讨论离结束还远得很。


在2010年时,W.R.克莱姆发表了一篇分析文章,在文章中他对近期神经学实验中对数据的解析方式表示了不满,在他看来这些声称得出了结论的实验不过是被过度简化了的实验法。


还有一些批评家对实验中“掐时间点”这一点颇有微词,认为用一些微小的时间差多少有些扭曲和误解了数据。


同样,主要被研究的大脑区域,也就是前运动辅助区/运动辅助区(pre-SMA/SMA),和前扣带回运动区(anterior cingulate motor area),而这两个区域仅仅只负责运动计划(motor planning)的后期部分;可以想象,应该还有一个更高级的大脑系统在发挥着意志和决断力的作用,而候选区域或许在上述两个部分之外。


另外就是实验对象——因为实验的方式已经被这样设定好——他们可能会被其他一些“预测决定”的信号所干扰或影响;研究者们也并不是在测量与实验直接相关的大脑活动。


总之,众人的意见在自由意志是否存在上仍然摇摆不定。虽然脑科学家、神经学家和认知科学家已经揭示出了越来越多关于人类思考和做决断的过程细节,但是要让大多数人信服还有更多的工作需要完成。


简单地说,如果说上面所提到的那些神经学家能够在让实验对象面临复杂决定时,在意识作出决定之前就能根据大脑内部活动准确预测出结果,那么再得出这个理论可能能够得到更多人的认可。不过这对于所有人类来说,从来就不是能够坦然面对和承认的事——自由意志只是一场幻影。


除了准确预测之外,神经学家还需要描绘出不同类型的做决定行为,并不是每一种“决定”都是相同的情况;动左手食指还是右手食指这样的决定和离婚还是继续,升学还是求职这样的人生重大决定性质完全不同——这是目前所做的研究的缺陷太专注于生理活动,但也为以后的更多研究提供了更多材料和广度。


科学,哲学与道德的模糊界限


实际上,(就算上述结论是正确的,)要将科学/哲学理论融入到人类的日常生活中也是一大问题。假设我们没有自由意志,那么人类所处的环境是不是只提供了运算的条件?我们到底能不能,该不该为自己的行为负责?


美国哲学家、作家及认知科学家丹尼尔·丹尼特


丹尼尔·丹尼特最近一直致力于将自由意志的大讨论从历史的垃圾桶里拯救出来,他认为人类的自主能动性在某种限度下仍然有施展的空间——不过仍然有一些科学问题需要被证实。丹尼特意识到,经典定义中的“自由意志”几乎没有存在的可能性,而他正在做的就是重新为自由意志定义,并且证明它不仅存在,并且在很多情况下仍然能够发挥作用。他写道


直 到现在,很多科学家关于自由意志的想法仍然十分天真。这个问题我思考得很多,并且我在尽我最大的努力纠正一些科学家所引发的错误理解。目前我已经取得了一 些小的进展,不过这是一条很漫长的路。人类文明存在以来所诞生的,至少好几百万个哲学假设和问题,对于科学家来说都是一种诱惑。他们将这些哲学问题搬到自 己擅长的领域上来,用自己的方式来解读它们,最后得出了一个“科学”的理论。我不能说这些结论都是假的。


不 过它们的确都不是真的。我觉得这些研究的目的都是好的。他们想要阐明这些困扰我们一生的问题,只是他们错误地忽略掉了很多重要的点。关于人类与自由意志的 讨论,我想要的是一个博物学的最终理论,就像我们之中的每个人一样,但是如果你试图得出这个结论,你必须花上比那些科学家多得多的心血来进行全方位的思 考,你要比他们做得更多。从好的角度想,我们再次将这个人类的重大问题放到了哲学家的面前,给他们些真正“有点意义”的工作。


丹尼特最近和著名的无神论学者,哲学家、作家、神经学者萨姆·哈里斯有很多交流。不过学界有不少人抱怨丹尼特看问题的角度并非纯科学,而是偏向认识论(epistemological)的。


萨姆·哈里斯的《自由意志》


的确,萨姆·哈里斯和他的著作所传达的是一种“是的,我们还没有最终结论,但是这又如何呢”的信息,以及(他认为)愈演愈烈的,关于自由意志的愚蠢信仰和浅显之见是时候停止了


一 个人的意识思维,目标,以及努力,不管在哪一个瞬间,都是由他/她甚至不曾注意到的前因造成的。另外,就算是这一些前因,都是更大的起因所造就的——基 因,儿时的经验,等等——这些背后的重大力量,就算对于一个罪大恶极之人,也是无法对其负责任的。关于上述两项事实的无知,造成了人类的道德错觉。当今, 有很多人感到担忧,他们不知道是否有必要去相信自由意志的存在,尤其是在抚养后代的时候。


哈 里斯并不认为这场“自由意志幻影秀”是人们所说的“丑陋的真相”,也不认为这个问题就应该被“降级”到一个抽象的层面,供哲学家进行讨论。这是科学,他 说,这是人类必须掌握的东西。“承认我们的意志是处在一条灌满了前因的河流中顺流而下,并不代表我们的思考,目标和行动对快乐的人生就不重要了——或者不 快乐的人生,这不是重点。”他写道。


不过他指出,作出这些思考,并不就是说,让我们来尽快解决这个问题然后给出一个定论吧。毕竟少数人宣称的“自由意志的幻影”从科学的角度说,都还处在实验论证的阶段,更不用说还有更多的工作需要哲学家,进化生物学家,甚至是量子物理学家来完成。


举个例子:如果说我们的心智,所有的思考都不能自主地作出决定,那么为什么我们会进化出思考的能力,而不是直接进化出一个丧尸脑呢?而从量子物理学的角度看,生活在一个由无数可能性组成的,我们无法看清也无法掌握的宇宙中又有什么意义呢?


所以说,还有更多的工作需要人类完成。






爬虫脑、哺乳脑和皮质脑


有些人所有的思维模式和行动纲领只有恐惧二字。——他们只是大脑没进化好[蜡烛]

   作者:sonictt


爬虫脑

大脑第一阶段的演化,发生在2.5亿年前,我们称其为爬虫脑或脑干。

爬虫脑在2.5亿年前便停止进化,因此人体的爬虫脑,和所有爬虫类的大脑,在本质上,是不受意志控制、冲动,并带有强迫性,其中包含的程序,是写入死板的回应。爬虫脑执着于自我防卫,在防备敌人,或是在现代社会过马路时闪躲车辆,都可发挥保护自己的功能。另外,爬虫脑也不会从经验中学习,而是倾向一再重复已经写入大脑的反应。

爬虫脑演化是为了生存,因此其控制生命基本功能,如心跳、呼吸、打架、逃命、喂食和繁殖等功能,而不包含感情。

哺乳脑

哺乳脑在5千万年前进行演化。人体的哺乳脑,和所有哺乳类的大脑,在本质上并无二致,包含感觉和情绪,拥有玩乐的欲望,也是母性的来源。哺乳类会照顾自己后代,而爬虫类则不会这样做。

爬虫脑让我们对真正、实在和重要的事情有所感受。但是,爬虫脑无法将这些感觉清楚地传达给显意识,其重要特色,是潜意识:(1)是感觉的来源,并透过感觉取得信息。(2)透过经验建立价值系统,而这样的经验也是对情绪造成影响的经验。

皮质脑

第三阶段演化的脑,称为 皮质脑 ,这就是我们的显意识。根据知名精神分析学家荣格(Carl Jung )指出,皮质脑从4万年前便存在,目前依旧持续演化。不过,某些当代研究者认为皮质脑的年龄更老。显意识的重要特色,是从三岁起才会开始发育,到了20岁以前,都不会发育完全,发育期间则因人而异。

皮质脑的发育时间较迟,是造成许多负面和不良后果的程序写入潜意识的其中一个理由。当大脑的情绪部分,在早期发育阶段时,我们没有理性、成熟的显意识去过滤负面程序,或是选择成人后所需要的正面程序。更糟的是,我们没有感觉到这些负面程序的存在,因为这些程序在年幼时写入,当时我们因为年纪太小, 以致于没有留下任何显意识的记忆。

潜意识透过情绪建立价值系统,而显意识则透过理性分析经验,建立价值系统。因为两者间天大的差异,所以大脑 (The Brain )这本书即说, ..这三个脑往往各自运作,或存在冲突。 ;另一位身兼作家和教师的凯斯(Ken Keys )也提到: 虽然我们的皮质脑具备的处理能力,比任何计算机都强大,不过,新脑并未使用监控反馈系统和旧脑连在一起,也没有加装让大脑达到优化运作的控制电路。

因此,我们的新脑,就是显意识,尽管可以分析问题,产生理性解决方案,却对旧脑,也就是受非理性感觉掌管的潜意识的运作情形一点概念都没有。这就是我们问题的关键所在。新脑和旧脑沟通不良,造成很多日常生活的问题。例如,旧脑会不理会新脑的控制系统,却小题大作,任凭闷在潜意识内数十年的情绪恣意爆发.. 而目前运作的新脑,仅管拥有力量和能力,也知自重,但潜意识却持续扯显意识后腿,开启孩童时期写入的负面程序,以无效不当的反应,响应人生的挑战。

大小

潜意识占据大脑92%的大小。显意识仅占剩下的8%。所以,和潜意识相比,显意识迷你得多。

视力

显意识会透过双眼视物,所以现在你的显意识在阅读印在纸上的文字。而潜意识却无法视物,和外在世界没有联系,只能看到显意识看到的东西。因此,潜意识无法区分实际和想像。刚刚讲过的这句话非常重要,会被一再重复。这可不是猜测,因心理学家已透过实验证明。
潜意识仰赖感官输入信息,因此潜意识会用同样的方式,响应实际和想像。例如,当你梦到怪兽的时候,你身体的反应,和实际看到怪兽的时候一样。遭遇危机的 战、逃 (.ght or .ight )机制启动,让肾上腺素进入血液,导致你的身体出汗和心跳加速等。但实际上却没有怪兽或真实的威胁在你身边。

沟通

显 意识的想法会透过内在或外在的声音传达。想法多半透过声音传达,而声音往往行诸于语言。显意识主要用语言沟通。这就是为什么拥有大量字汇很重要,因为字汇 是传达思想的工具。潜意识拥有的字汇较少,不擅用言词沟通。多数人的梦境不会包含语言(转帖者:0_0啊?真假?!),因潜意识主要用影像和情感沟通。例如,你(的显意识)可能会说: 我很害怕,但是我不知道为什么我害怕。 而你的潜意识表达害怕的方式,可能是让怪兽在梦境追杀你。



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