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◆ 前言 >> 意识是生命的本质，我们通过意识才认识自己。意识是感觉的堡垒，是思想的熔炉，是情感的家园——不管这种情感给我们带来的是痛苦还是安慰。正因为有了意识，我们的生命才有意义。 >> 对意识来说，没有客观性，也无所谓多种观点。意识只有一个观点，即个人的观点。 >> 我认为最合理的观点是：意识是大脑的产物，而大脑就是一台计算机。 >> DNA是一种储存稳定的内在信息的理想介质，这无疑也是它成为“生命奥秘”的普遍承载者的原因。 >> 一旦我们掌握了某一技能（如走路），无意识就会接替意识运作。从上述例子看出，那些古板无趣的信息由无意识处理，而意识则处理新的、有难度的信息。 >> 人类一个明确的特性是对事实永不满足的追求。 >> 意识的精神空间是经过精心选择的，意识致力于创新，它的一个关键要素是发现信息的深层结构。 >> 在大脑皮层这个最高级的、具有多功能的脑区，还有一个网状结构，直接从专门区域收集各类内容。这是个核心结构，不仅内部紧密相连，而且与整个大脑的主要区域都密切相关。在这个内核中，有意义的、高度结构化的信息源通过超快速的大脑运作相互联结。从神经学上来说，意识就是在这里产生的。 ◆ 笛卡尔与身心二元论 >> 在笛卡尔证明身心二元性的主要论据中，其中一个论据的正确性很值得怀疑。这个论据看似简单也很有说服力：我们很容易就怀疑自己身体的存在，但却从来没有怀疑心灵的存在；由此可见，心灵是完全独立于身体存在的，与身体无关。 >> 莱布尼茨指出：笛卡尔实际上只是表明，他可以思考他的意识与身体无关。显然，笛卡尔没有证明任何事情。 >> 到目前为止，所有的大脑扫描实验都显示：即使是最细微的意识变化，都是由大脑活动的变化引起的。 >> 所以比起那种认为意识独立于物质世界的观点，另一种观点——认为意识是大脑活动的结果，是一种物质的处理过程——显然更有道理。 ◆ 幽灵离去的现代 >> 从19世纪中期开始，医学和新兴的神经科学领域内越来越多的证据表明笛卡尔的二元论站不住脚。 >> 英国哲学家吉尔伯特·赖尔（Gilbert Ryle）于1949年出版了著作《精神的概念》 指出，笛卡尔认为心灵独立于身体存在是犯了“范畴错误”。 >> 蚂蚁是至今已知的唯一能教导同类的非哺乳动物：当一只蚂蚁领着另一只蚂蚁寻找食物源时，第一只蚂蚁会不时地停下来等另一只蚂蚁跟上。 >> 在一个科学的、以物质为基础的框架中，我赞同这样的想法：大脑的功能比它各部分功能相加的总和要大得多，而意识可能是大脑最耀眼、最让人着迷的产物。 ◆ 感觉的不可穿透性 >> 直到20世纪中期，哲学家们逐渐认同神经科学家的观点，认为精神是大脑的产物，而思想和感觉是脑细胞不断运作的结果。 ◆ 程序有感觉吗 >> 我们对红色的感知不仅来自眼睛接收到的波长，还包括色彩的鲜艳程度，与周围颜色的对比度，明亮度，色彩所包含的意义及所属的类别等。所有这些与我们的情绪、感觉在一个极其复杂的信息网络中相互作用，比如“蓝调”音乐表达的是黑人阶层的情感。这些都很好地反映了大脑的结构，它就像一张互相连接的高度密集的网，改变任何一个区域都会引起其他区域功能的变化。 >> 事实上我们对任何东西（如“紫红色”或“忧郁”）的感觉都包含了我们自身及外在世界的丰富信息，这些信息在这一刻是独一无二的。尤为重要的是，它们不是孤立的，而是一个由很多知识相连形成的网络，与我们其他各种各样的经验形式形成对比。我们的感觉与情绪尽管很复杂，但绝不是互不关联的。这些感觉与情绪帮助我们理解世界，并使我们与外界沟通。 ◆ 已知世界中最为复杂的对象——人类大脑 >> 尽管几乎所有的神经科学家都认为大脑类似于计算机，但他们都清楚大脑和计算机的运行方式是根本不同的。二者存在两大不同点，即一个事件或者只有一个原因和结果（基本上是串行结构），或者有很多原因和结果（平行结构）；一个事件必然导致另一个事件（决定性框架），或是一个事件可能导致另一事件（可能性框架）。 >> 现代计算机慢慢开发出一些平行结构，但至少之前的计算机几乎都是以串行结构运作，一种运算推出另一种。另外关键的一点是，计算机的硅片是以决定性方式运行的：一个指令必定会导致一个结果。人类大脑则完全不同：神经元互相连接并以平行方式运行。而且神经元以可能性方式运作：一个神经元给其他多个神经元发送信息，使其他神经元更加容易（或者不容易）被激活或者“发射”。 >> 串行决定性结构过于简单直接。计算机可以在一秒钟内运行无数的算术，而我们的大脑在同一时间内充其量只能思考几件主要事情。 >> 由于我们的大脑以平行可能性结构运作，我们的信息处理方式比现有的任何计算机更灵活、更微妙。我们更容易产生偏见、个人癖好，更容易受影响。 >> 大脑具有的这一持续的、微妙的更新功能，意味着我们可以高效率地学习任何事情。 >> 辨认动物对我们来说是基本技能，但事实上这项技能非常复杂，隐藏在意识底下，需要运用大量的平行计算结构，而我们人类的大脑就具备这种结构。 >> 串行决定性的处理方式适合在短时间内处理大量的简单任务，而平行可能性的处理方式在处理少数几个极其复杂的任务时很有效。 >> 我们大脑约有850亿个神经元。计算机的中心处理单位的每一个成分可能与一个或者少数几个其他成分相连，但是我们大脑的每个神经元平均与7000个神经元相连。这意味着人类大脑有600万亿个联结，这个数目是银河系所有星球数量的3000倍。 >> 计算机只能在一个地址存储一项信息，这个地址不能存储其他信息；大脑的神经元却完全相反。比如梭形脸部区域（fusiform face area, FFA）的神经元存储了很多不同的脸孔信息，虽然每个神经元只负责存储脸孔的小部分信息，但却能够记住上百甚至上千张脸孔的部分信息。 ◆ 主观性地位的削弱 >> 中最历久不衰、最强有力的哲学观点，也是科学最难回答的问题，是笛卡尔提出的论断：意识必然是主观的。我们不能确切地知道他人的经验，反之亦然。我们可以复制世界上任何物质的东西（如在各大洲生产一模一样的计算机），但是我们不能复制经验，经验被锁定在它的唯一拥有者的头脑中。 >> 加拿大的不列颠哥伦比亚省弗农县生活着一个大家庭，在这个忙碌的家中有一对四岁的双胞胎姐妹——塔蒂亚娜·霍根和克丽丝塔·霍根。她们与众不同之处在于：她们的头和大脑是连着的，如果一个朝向一边，另一个必须朝向另一边。关键的一点是，她们的丘脑之间似乎存在神经连接。丘脑处于大脑中心，是一个极其重要的脑区，起着感觉的中转站的功能。 如果你蒙住其中一个的眼睛而给另一个看泰迪熊，被蒙住眼睛的那个能说出玩具的名字。如果你碰一下其中一个，另一个能指出你碰了哪里。塔蒂亚娜讨厌番茄酱，而克丽丝塔却喜欢，所以当克丽丝塔蘸着番茄酱吃东西时，塔蒂亚娜有时候会去擦自己的舌头，好像自己也吃到了番茄酱。 >> 从根本上说，这些哲学观点是站不住脚的（尽管貌似无懈可击），因为它们不仅忽视大脑的实际运作方式，而且建立在直觉的基础上。 ◆ 大自然的第一课是失败 >> 科学方法与生物进化之间有着令人惊奇的相似性：两者本质上都与信息有关。 >> 科学方法实质上注重的是数据信息。科学思想的发展其实是一个进化的过程。另一个更让人惊奇的观点是：所有的生命体在本质上是一个科学实体——尽管生命体仅仅关注有关生存与繁衍的信息，而科学关注宇宙中任何有趣的信息。 >> 在所有物种中，现今存活下来的只有千分之一。但更为重要的是：生命体为了更有效地存储与改进关于周围世界的假说而进行各种自然实验，最后形成规定生命本质的机制。 >> 意识只是一种信息处理过程，主要处理那些有用的、关于世界模式的信息。 ◆ 进化的本质 >> 物种的特性主要由基因决定，基因是决定有机体性状的独特指令。一种生物的基因会复制给后代，因此后代与先辈有相似性。 ◆ 复制复杂的化学结构与叛逆的后代 >> 生命可能从简单的非生命体进化而来的一个关键是：非生命体不能产生复杂的物质结构，或者说不能进行大量的信息储存，而这些对生命体来说是很简单的。 ◆ RNA与DNA >> 原初生命体发展到某一阶段，很可能通过几个简单的小步骤就进化成由RNA（核糖核酸）构成的早期生命体。RNA是DNA的近亲，与已知的任何非生命体相比，RNA是更高效、更灵活的信息载体。 >> RNA是由碱基组合而成的长链状分子，RNA碱基有4种类型，或者称为4个“字母”。3个字母组成的三联体序列是一种很重要的组合，RNA中的“词”都由3个字母组成。 >> 每个词代表一种氨基酸（共有20种左右的氨基酸）。氨基酸是构成细胞的物质，氨基酸组合形成蛋白质，而几乎所有的细胞活动都离不开蛋白质。细胞根据氨基酸排列顺序制造不同类型的蛋白质，而这种氨基酸序列就是基因。 >> 以A, G, C, U表示，分别代表4种化学碱基：腺嘌呤（adenine）、鸟嘌呤（guanine）、胞嘧啶（cytosine）和尿嘧啶（uracil）。DNA的碱基与RNA相似，只是由T取代U，即由胸腺嘧啶（thymine）代替尿嘧啶。 >> RNA通过制造大量的蛋白质分子承载信息，一个细胞就可能包含上千个蛋白质分子，而每个蛋白质分子的化学结构都要比任何一个简单的非生命复制体复杂得多。 >> RNA的分子结构不稳定，很容易被分解。RNA储存简单的信息没有问题（因为这些信息可以很快被复制），但很难储存那些由上千个字母组成的复杂信息。 >> DNA解决了这一问题。细菌可以说是第一个真正的生命体。 >> 一个DNA链，而这个DNA链由超过100000个字母编码组成。 >> 复制DNA需要更多的能量，但它要比RNA稳定得多，也就是说，DNA在复制时很少会出错。 >> DNA与RNA结构极其相似（主要区别是DNA是双股结构，而RNA是单股结构） ◆ 具有普遍性的基因语言 >> DNA是大量基因信息极其安全可靠的载体，而蛋白质能有效地检索和表达信息。 ◆ 逆境中的革新 >> 在稳定和混乱之间取得一个平衡点有助于有机体进行高效率的学习：一方面可以保持原有的DNA的“想法”；另一方面，经过几代的演化，DNA编码改变从而产生新的“概念”。 ◆ 保持基因活力的三种方式——基因突变、性繁殖与死亡 >> 由于动物基因的形体要比细菌大很多，结构也更为复杂，动物进行自我复制的速度比细菌慢50万倍，这就导致动物基因的创造力远远不如细菌基因。 ◆ 激发基因活力的其他途径 >> 流感病毒特别聪明，特别有创造力，但这仅仅是因为流感病毒基于RNA的基因组极不稳定的原因。 ◆ 合作和不同层次的信息处理 >> 信息处理是所有生命体的本质特性，其主要任务之一就是反映细胞的结构及不同层次的意义。 ◆ 大脑的计算功能 >> 大脑的主要任务是感知外在世界，获取信息数据，在此基础上做出反应。 >> 我们对自身的感知能力太习以为常，很少去探究这些感知的本质。感知只是获取环境信息的渠道。 >> 各种感知能力给我们带来完全不同的感受，但关键的一点是，所有感知到的都是信息。 >> 盲人阅读盲文，主要在大脑的视觉区域处理文字信息。盲人的视觉区域没有视觉输入，但这部分的大脑皮层承担起了阅读盲文的任务。这些例子说明，所有的感觉处理对大脑来说只是信息，大脑的每个区域都能处理各种类型的信息，即使该区域原本是处理某一特定类型的数据的指定区域。 >> 仅仅让感觉器官装满信息是没有意义的。如果只是一味地囤积信息，而从来不运用这些好不容易得来的知识去做有意义的事情，那么储存信息会变得毫无意义。真正需要做的是将信息与行为联系起来。换句话说，要行动起来。 >> 从根本上说，即使是人类的大脑，其主要的任务还是以最佳的方式控制躯体的运动。认识到这一点很重要。运动的首要机制是本能行为，这是所有动物都具备的。 >> 回到线虫（特别是秀丽隐杆线虫）的例子：这种只有1毫米长度的小虫，只有302个神经元。然而附近食物源发出任何气味，即使很淡，线虫都能闻到，并且马上向气味的方向爬去（大概以为跟随气味很快就能找到食物）。 >> 果蝇比线虫复杂，非常聪明，但却仅仅由20万个神经元构成。像线虫一样，果蝇也是通过简单联系的方式学习。果蝇会睡眠，有短期记忆和长期记忆，甚至拥有类似于注意力的能力，所有这些都由罂粟籽大小的大脑控制。 >> 简单的动物会遵照这套价值体系活动：接近有利的东西（如食物或性），远离有害的东西（如捕食性动物）。 >> 对很多动物来说，学习的速度和持久性与利益或危险的程度直接相关。 ◆ 广阔的内在世界 >> 在大自然中，模式无处不在。很多病毒的形状是圆的，因为圆形需要的遗传指令最小、最有效。花瓣以及花的种子都是对称的（数学家立刻会认出这种模式），而蜜蜂发现花瓣秩序井然，就会被吸引。 >> 鸽子似乎相信旋转的动作会产生食物。斯金纳指出鸽子的旋转行为很像人类的迷信行为，如祈雨舞、占星术信仰。我们一些非理性的信念（如宗教信仰，以及相信外星人劫持的说法）之所以很普遍，原因之一是我们坚持不懈地在信息的洪流中寻找结构和意义。 >> 多数动物都有反复实践过的关于世界的模型，一些模型是由基因决定的，一些来自遗传，还有一些是经过后天学习和经验积累形成的。 >> 贝叶斯推理。这种推理归结为一点，就是根据过去相关事件，调整目前和将来的模型。 ◆ 大脑的进化过程 >> 脑干部分（爬行动物脑）最原始，位于中间。边缘系统（早期哺乳动物所具有）围绕着爬行动物脑分布。新皮层（晚期哺乳动物所具有）位于最外面一层。 >> 脑干是联结大脑与躯体的通道，我们身体所有的感觉信号（如恋人轻轻抚摸脸部的感觉，针刺手臂的感觉等）都是通过脑干传给大脑的其他部分。相应地，较为复杂的大脑区域的命令（如跳探戈、踢足球）会经过脑干，传向脊髓，再传到身体的其他部分，以顺利执行运动命令。脑干还控制着其他基本功能，如呼吸和心率。 >> 脑干是大脑的关键区域。脑干受损的话，后果会很严重，死亡的几率很高，就算还活着，也会永久地失去意识。由于所有的运动命令都要经过脑干，脑干受损还可能导致一种被称作“闭锁综合征”的病。 >> 围绕脑干的部分是边缘系统（limbic system），这是人类与最早的哺乳动物共同拥有的区域。这一区域可以称作本能中心，决定了我们的性取向和性嗜好。边缘系统影响饥饿和口渴的感觉，能调节体温，而边缘系统神经元有节奏地运作使我们的生物钟具有规律。另外，像愤怒、恐惧这些原始的情绪，以及逃离危险或挺身而战的本能反应，都是由边缘系统决定的。 >> 丘脑是大脑的中转站，将大脑各个部位联结起来。如果丘脑的某些部分受到损伤，而其他部位完好无缺，患者也会变成植物人，几乎没有意识。丘脑是影响我们感觉的重要结构，能使信息在大脑内顺畅流通 >> 大脑皮层最晚出现，是包裹在大脑其他部分的外壳（“大脑皮层”这个词源自拉丁语，原意是“树皮”的意思），只有高级哺乳动物才具有大脑皮层。进化不需要更新我们天生的恐惧情绪，因为我们有大脑皮层这一强大的信息处理机制。 >> 我们最为复杂、灵活的精神活动发生在大脑皮层这一区域。大脑皮层能够复制、甚至可能改变或控制大脑其他两个较为原始的区域的功能，但是同一种功能发生在大脑皮层会比发生在其他两个区域更为复杂。 >> 大脑皮层由四部分（或者称为四叶）组成（见图4），大脑左右半球各有四叶，呈对称分布。 >> 枕叶（the occipital lobes）位于大脑皮层最后部，离眼睛最远，却负责处理视觉信息。颞叶（temporal lobes）位于大脑中间底端，处理听觉信息，并具有部分语言功能（尤其是左脑）和识别物体的高级视觉功能，还有长期记忆功能——存储我们见过的脸孔的信息，经历的事情以及对意义的感知。顶叶（parietal lobes）位于大脑后部顶端，处理空间信息和触觉信息。 >> 顶叶还具有集中注意力、关注细节的能力。顶叶的后部负责处理复杂的思想，如智商测试。 >> 额叶不参与任何感觉信息处理（尽管额叶靠近位于大脑前部下端的嗅觉中枢）。移除一个大脑半球大部分的额叶，不会造成明显的损伤（除了主要运动区所在的额叶后部之外——我们暂且忽略这一部分）。 >> 失去大部分右半脑额叶的患者，可能还可以正常行动，感觉也没受任何影响，几乎没有丧失任何记忆。 >> 额叶的其他部分负责处理我们最为抽象的思想。这一部分与智商直接相关，负责处理复杂或新奇的任务。 >> 额叶外侧的中间部分称为外侧前额叶皮层（the lateral prefrontal cortex），与意识的关系最为密切，许多功能与后顶叶皮层（the posterior parietal cortex）相同。 ◆ 无意识状态下神经元的同步性 >> 无意识状态下（如全身麻醉后的状态）的神经元以整齐、缓慢、沉重的方式在运作，只能处理最低限度的大脑信息。 >> 只有神经系统内信息之间进行积极的转移与混合，才能产生意识。 ◆ 无意识状态下能学到什么 >> 一个词有很多特征，如发音、语法结构、与其他词汇的各种语言学关系以及词的意义。意义是我们大脑建构信息的第一步，因为意义的产生要求厘清在一个密集的网络中各种事物之间的关系、各种类别的等级关系，等等。从这个角度看，不仅信息处理需要意识，连信息建构都离不开意识。 ◆ 在不知不觉中掌握知识 >> 任何复杂的学习形式都需要意识的参与，但是在掌握了一种知识或技能后，只需自动执行就可以了；在下次执行这种任务时，意识的参与反而会碍事。 >> 研究表明，无意识无法处理大多数的逻辑运算，不能进行因果推导，无法识别几乎所有的序列。除了靠机械背诵记住的数学运算（如乘法表），其他任何数学运算，无意识都无能为力。 ◆ 无意识掌控大局 >> 意识的作用是进行重大革新，揭示深层的模式，但在做决定时只是起辅助作用，而不是起支配作用。从生物学上来说，人类的目的是为了生存和繁衍，无意识为这个目标尽一切努力，而意识是协助无意识达到目标的高级助手。 ◆ 我们有选择的自由吗 >> 无意识无法进行这些具有结构性的、高级的思考，因此在做这些重要的复杂决定时，意识起了不可忽视的作用。 ◆ 注意汇集原始数据以建构经验 >> 我关注的事情一定是我意识到的事，而在我注意范围之外的事，就算被处理，也是由无意识处理。 >> 人类的眼睛有大约1亿个光感受器，每个光感受器在1秒钟能获取10个视觉信息，因此，我们的眼睛在每秒钟能接收到10亿个信息。除了视觉，大脑还接收来自其他感觉的信息。 ◆ 一个更明亮、更富生气的世界 >> 注意会引导我们看感兴趣的物体，使视觉区域的中心——视网膜中央凹集中到物体上。视网膜中央凹聚集了大量的光感受器，比周边视觉（peripheral vision）更灵敏。 ◆ 思维的原子 >> 如果两个神经元相互之间进行频繁的发射，就会加强这两个神经元之间的联结，在今后它们很可能会一起发射。“一起发射的神经元联结在一起。”这句名言被称为“赫布定律”，以唐纳德·赫布（Donald Olding Hebb）的名字命名（赫布是计算学习理论的先驱，研究神经元网络如何影响学习）。这种有着相似行为的神经元之间轻松地进行信息传送的现象，被认为是学习和记忆的主要的微观机制。 ◆ 意识的层次 >> 一种较为朴实的定义是，自我意识只是一种状态，在这种状态里，一种动物意识到自己与周围其他有生命及无生命的物体是不同的，而且这种动物根据这个基本的想法进行思维与行动。 ◆ 每个意识隔间都能处理极其复杂的对象 >> 有规律可循的“组块”比仅仅靠记忆记住的“组块”有效得多。 >> 下棋技巧充分说明记忆、逻辑和策略会以结构性信息为中心，互相交织在一起。 ◆ 组块与意识 >> 意识的主要目的是在工作记忆内部寻找这些具有结构性的信息组块，有效并自动地利用这些组块，达到以最少量的意识完成任务的效果。 >> 人类和其他动物不同，我们一直追寻模式。而且，不管是在富于创造性的活动中还是在某些爱好中发现模式，都成为我们快乐的源泉。 ◆ 组块的作用及自我意识的尴尬处境 >> 意识的主要任务是发现一些潜在的重要机会，从而使我们的精神世界更高效地运作。 >> 基因与意识处理方式的相似性不只是表面上的。 >> 在一切顺利的情况下，力求稳定；但生命受到威胁时，则倾向混乱、革新。 >> 意识在开始的时候对复杂的学习来说是必需的，但是在经验获取后，意识反而会阻碍自动的处理过程。 >> 如果不具备发现隐藏结构的能力，最有才华的艺术家、作家、音乐家都不可能取得任何成就。这些领域的天才不仅靠天生的能力，还通过多年集中注意、刻苦训练，发现并建立比其他人更为深刻的意识组块。 ◆ 打开意识的闸门 >> 研究发现，属于人类大脑最原始的爬行动物脑的一部分的小脑（cerebellum），与意识的产生关系甚少。小脑缺失不会对意识造成明显损害。 >> 如果神经元的数量与觉知水平成正比，那么拥有大脑近80%神经元的小脑应该是意识活动最为活跃的区域。然而，事实并非如此。 >> 实际上，意识产生最为关键的区域是脑干网状结构（the reticular formation）。脑干网状结构属于大脑最为原始的区域——脑干的一部分，即爬行动物脑的组成部分。网状结构通过一系列复杂的分区控制着睡眠与觉醒周期，这些分区分别参与化学活动和神经元活动。通过这些活动，我们进入不同模式的睡眠或是从睡梦中醒来。 >> 网状结构对意识的形成不可或缺，并不等于说意识是在网状结构这一原始的部位发生。 >> 丘脑是与意识形成关联更为密切的区域。 >> 丘脑是脑干网状结构的主要输出区，位于脑干上方，处在大脑的中间，地位特殊，是大脑的中枢，其神经元可以从其他脑区接收信息，也可以向所有脑区发送信息。 >> 丘脑是意识产生的关键部位，有两方面主要功能：信息处理和分配注意。 ◆ 盲视——意识神经科学的死胡同 >> 威斯克朗兹与几个同事（其中包括阿拉什·萨拉伊）于1997年对一位盲视患者做了功能磁共振成像扫描的实验，结果发现被激活的大脑区域是外侧前额叶皮层。 其功能与大脑的工作记忆及其他一些复杂的认知过程紧密相关。 >> 但是，需要强调的是，当患者感觉到物体移动时，大脑最为活跃的区域是具有多种功能的非感觉区域，是这些脑区共同发挥功效，完成当前任务。 ◆ 通往意识的视觉通道 >> 没有初级视皮层，我们会失去大部分视觉，但这仅仅是因为初级视皮层是大脑皮层第一个、同时也是主要的一个视觉信息中转站，而与它是否有意识无关。 >> 高级的视觉区域能够在眨眼的瞬间，延长我们对周围事物的感知，从而产生一种视觉连贯性，因为这些区域的主要任务不是反映看见的事物，而是解释、预示所看见的事物。 >> 初级视皮层对视觉产生所起的作用不大，但却承担着从外界挑选天然原材料进行处理加工的任务，它将眼睛所见到的外部世界条理化。 >> 在视觉系统中越是靠前、越是远离初级视皮层的神经元，就越能在更广的空间提供更精炼的信息， ◆ 前额叶-顶叶网络与意识的关系 >> 这个结果并不局限于视觉实验。在触觉、听觉甚至是几种感觉综合的实验中，高级感觉区域与“前额叶-顶叶网络”的活动都会被激活。 >> 进化使我们学到了一个重要的经验：拥有什么并不是最重要的，关键在于如何运用拥有的东西。 ◆ 忽视现象 >> 假设患者的右半脑受损，那么有些时候左边的空间对他来说是不存在的（由于大脑以交叉方式运作，所以右脑受损会影响左边空间的感知）。 ◆ 前额叶-顶叶网络受损导致意识水平下降 >> 左右半脑后顶叶皮层的顶部都受到严重损伤的患者，会进入一种罕见的状态，称为巴林特氏综合征（Balint's syndrome）。这种病症的患者完全没有空间感，他们失去了对整个外部世界的空间体验，对他们来说，无所谓这里和那里。 ◆ 前额叶-顶叶网络的功能 >> 研究者用脑成像扫描的方法研究前额叶-顶叶网络的功能，结果发现，前额叶-顶叶网络与工作记忆及注意的运作密切相关。 >> 前额叶-顶叶网络是大脑内最抽象、最高级的部分。研究发现，我们完成任何一件复杂的或新的任务，不管这项任务涉及短期记忆、长期记忆、心算还是其他高难度的认知活动，前额叶-顶叶网络都会被激活。因此，这个区域与智商关系最为密切。 >> 这种活动模式反映了我们思想和意识的两个主要特性。第一，我们的认知活动是相互影响的。第二，这些高级的精神活动与意识密不可分。 >> 意识是一系列紧密联系的处理过程的集合，其主要活动区域是前额叶-顶叶网络，注意和工作记忆是其两大显著功能。 ◆ 和谐的经验 >> 克里克一个广为人知的观点是，当神经元以某种方式和谐地运作时，意识随之产生。神经元之间亲密合作的频率是γ波频率，平均40赫兹，这是神经元运行的最高频率之一（也是注意运作时的频率）。 ◆ 狡猾的乌鸦 >> 灌丛鸦隐瞒藏食物地点的行为反映了它具有一系列清醒的意识。首先，它懂得利用别的鸟的辛勤劳动，偷走它们的食物，使自己多了一个食物来源；然后，它认识到如果自己可以偷走别的鸟的食物，那么其他的鸟也能偷自己的食物；最后，当它发现另一只鸟在偷看，它会认为那只鸟想偷它的食物，于是想办法换个地方藏食物，以迷惑那只鸟。 >这样，皮埃尔只用了两件工具（而不是三件）就获取了食物。乌鸦能够灵活地使用工具，这说明它们具有清晰的概念，还会进行筹划。另外一个鸦科动物使用工具的例子，来自《伊索寓言》中乌鸦和水罐的故事。 >> 鸦科动物和类人猿在非人类动物中是最聪明的，它们的创新才能表明它们应该是有意识的。 ◆ 动物有自我意识吗 >> 人类的婴儿一般在18～24个月大的时候才能通过镜像识别测试。通过这个测试的其他动物有黑猩猩、红毛猩猩、大猩猩、大象、猪（通过了一个经过改进的测试），甚至有一种鸦科动物——喜鹊也能通过测试。我认为，通过镜像识别实验足以证明这种动物具有意识。 ◆ 根据赌博性选择判断有无意识 >> 观察猴子在完成赌博性选择任务的过程时大脑的运作情况，能进一步证明猴子与人类有某些相似性。 >> 如果猴子做这些选择是有意识的，我们就可以观察到猴子大脑内与意识相关的区域内的神经元活动，这些神经元活动的激烈程度直接反映出猴子对自己决定的自信程度。到目前为止，我们只观察到猴子前额叶-顶叶网络后部即后顶叶皮层的神经元活动，与猴子对决定的自信程度直接相关。 ◆ 动物的组块能力 >> 人类不是唯一能进行结构化学习的动物，连老鼠都具有简单的组块能力。 ◆ 婴儿的意识 >> 20个月大的时候是意识发展的重要阶段，人类的经验开始变得丰富、复杂，学习能力也剧增。 >> 胎儿不大可能有意识，因为母体的胎盘和胎儿本身都在积极活动，使胎儿在子宫内处于一种安全、安静的状态。实际上，胎儿在出生之前一直处于睡梦状态，虽然胎儿受到的刺激很少，他们的梦和我们的梦不一样，他们的梦里几乎没什么具体内容。胎儿只有在出生的那一刹那才真正苏醒过来。 >> 在观察女儿成长的过程中，我不禁产生一种直觉，人在出生后不久就会有强烈的意识。如果意识关注的是新奇的事物和出人意料的事件，那么我女儿在出生后头两个月，对打嗝表现出强烈的好奇，这可以成为早期意识存在的很有意思的证明。在她将近3个月大的时候，我做了什么可笑的事情，她就会大笑。 ◆ 以大脑生理特征衡量动物的意识水平 >> 以这种迂回的行为观察法来判断其他生物的意识非常有趣，但这种方法有局限性。首先，正如前文所述，很难得出一个肯定的结论，因为动物不可能告诉我们它具有意识。 >> 行为评估法的另一个局限性是：无法准确测量动物的意识水平。 >> 计算大脑与身体的比例很复杂，在所有动物中，人类的大脑与身体的比例居于首位。相对于我们的体型来说，我们的大脑还是相当大的。 >> 现在只有间接证据表明，我们的大脑占身体的比例较大，才使我们拥有丰富的意识。我们也不清楚意识与大脑占身体比例之间的关系 ◆ 章鱼的意识水平 >> 所有脊椎动物都有丘脑，只是形状有所不同，但是并不是每一种脊椎动物都有类似前额叶-顶叶网络这样的大脑皮层。人类的近亲——类人猿，有与我们相似的前额叶-顶叶网络，由此可以推论，类人猿与人类的意识水平最接近。其他灵长类动物（如猴子），也有前额叶-顶叶网络，但根据它们的前额叶-顶叶网络的结构可以推断，它们的意识水平要比人类低。大部分哺乳动物都有大脑皮层，可能会有一定程度的意识。非哺乳动物没有前额叶-顶叶网络，很可能根本不具备任何意识。 >> 这种方法有其合理性，但只能提供间接的证据。而且，这种方法排除了一种可能性，即大脑结构与我们人类完全不同的动物也可能会有意识。 >> 章鱼虽然属于无脊椎动物，没有丘脑和大脑皮层，但是它的行为却表明，它完全不是我们想的那么原始、低级。章鱼有近5亿个神经元，与猫科动物的神经元数量差不多。 >> 但章鱼的大脑非常奇特，具有平行结构（parallel architecture）。对大脑而言，平行结构从来都具有优势。章鱼的大部分神经元不是存在于大脑中，而是在腕足上。考虑到章鱼腕足上具有神经元这个事实，我们可以说章鱼其实有9个半独立的大脑，这点在动物界独一无二。 >> 章鱼还是海洋生物中的天才，有高度发达的记忆力和注意系统。这使章鱼能够变换各种外形，模仿其他动物、岩石甚至是植物的形状。经实验观察，章鱼可以辨认形状、颜色，能够在迷宫中穿行，懂得打开拧紧的盖子，甚至会学习其他章鱼的行为——之前我们认为只有高度群居动物才具备这项能力。 >> 大卫·埃德尔曼（David Edelman）和格拉齐亚诺·费利多（Graziano Fiorito）致力于章鱼认知能力的研究。 >> 有一次他刚进入实验室，所有的章鱼马上游过来，将脸贴在水箱壁上，专注地观察这个闯入者的一举一动。这种持续的关注一般只出现在智力较高的动物身上。 >> 如果章鱼具有意识这个结论是真的，通过比较大脑结构的方法是得不出这个结论的，因为章鱼的大脑和人类的大脑，甚至是所有哺乳动物的大脑完全不同。 ◆ 量化意识 >> 朱利欧·托诺尼的信息整合理论。通过研究大脑神经元的数量，神经元之间如何联结以及如何作用，得到一个意识水平的准确数值。根据这个理论，清醒的人有100个单位意识，昏迷患者有2个单位意识，黑猩猩有50个单位意识，老鼠有10个单位意识，等等。该理论一个明确的结论是：每一种动物的意识水平都有一个数值。例如，蜜蜂有近100万个神经元，自然具有一定的意识水平。即使是简单的线虫——秀丽隐杆线虫（只有302个神经元），也会有一个意识水平数值， >> 托诺尼的信息整合理论与另一个观念相符，即计算机和机器人具有一定程度的意识。人造生物具有某些网络结构，功能相当于人类大脑，从原则上讲，我们可以根据人造生物网络的性能来评估它们的意识水平。 >> 这个理论以及目前所有将意识与网络信息相联系的理论，都把细菌和植物排除在外。其实，细菌和植物具有基本的计算处理能力，只是它们不具备信息网络，也不能将低级的信息组合起来，形成有意义的组块。 >> 托诺尼和他的同事马塞洛·马西米尼想出一个很有趣的方法，可以粗略地计算出意识水平：用脑电图仪和经颅磁刺激仪（TMS）记录脑电波。经颅磁刺激仪包含一个蝶形线圈，只有书本大小，将其放在头皮上。经颅磁刺激仪是一个强力电磁体，磁铁在瞬间通上电，就会激活蝶形线圈正下方的头皮下面的大脑皮层神经元，使其发射。被试只是感到头部被轻轻拍打了一下（我试过好几次）。隔几秒钟就有脉冲传递到大脑皮层，此时被试要做的就是打瞌睡。如果被试是清醒的，受经颅磁刺激仪刺激而形成的脑电波会在几百毫秒内传遍大脑；如果被试迷迷糊糊地入睡，又没有做梦，虽然最初的脑电波会更强烈，但很快就会消失，并且停留在仪器刺激到的范围内。这项研究表明，在清醒的时候，信息会在整个大脑皮层表面自由传递；而在睡眠状态，尽管神经元还在发射，但只是在附近神经元之间进行传递，而且信号微弱。马西米尼和托诺尼由此得出结论：当我们清醒时，大脑皮层组合信息的能力很强，但当我们入睡时，这种能力会变弱。这些数据也适用于其他意识理论。 ◆ 伦理学意义 >> “类人猿计划”（the Great Ape Project）的国际活动的宗旨，但这项计划涵盖的范围有限。这项活动得到知名科学家简·古道尔（Jane Goodall）和理查德·道金斯的支持，并且争取到一份联合国声明。声明指出，所有类人猿（包括黑猩猩、倭黑猩猩、红毛猩猩和大猩猩）都有生存权和免受折磨的自由。我相信，随着目前对动物意识的科学研究取得越来越多的成就，各国政府不仅会接受这一观点，还会认真考虑拓宽保护范围。我的观点是：意识与创新关系密切。 ◆ 经验的质量与数量 >> 承认确实存在一个意识的连续体，从人类到最小、最简单的生物，都包含在这个连续体中；根据各种生物的意识水平层次高低，连续体有各种不同的、有意义的层次。这些层次包括自我意识、怀疑意识，以及建构不同意义层次的能力。 >> 建构不同意义层次的能力只有人类才具备，这可能是我们拥有的语言天赋的基础。这种能力是我们独特的、灵活的工作记忆的反映。 >> 我们复杂的大脑极易受到不可修复的损伤，有时候仅仅被撞了一下也会造成伤害。这样的意外会使我们的意识水平降低，严重的话甚至会完全失去意识。神经系统脆弱性的另一种更微妙、更普遍的形式是：大脑内的基因变异或化学物质异常很容易造成精神紊乱，造成各种潜在的精神疾病。 ◆ 从内部观察意识 >> 欧文最近组织了一项大规模研究，包括41位处于植物人状态或处于微意识状态的病人。欧文及其团队将病人放入功能性磁共振成像扫描仪中，然后让他们通过耳机听取各种声音。这些声音的复杂程度各不相同。 >> 欧文首先观察每种声音激活的是病人大脑的哪一块区域，再将结果与那些身心健全的被试的大脑在处理相同任务后的结果进行对比。由此得出：认知处理可能具有四个水平，这些水平可以通过大脑的活动模式来加以区分：无法处理任何声音、能够处理随机声音、能够处理语音、能够处理单词的含义。令人惊讶的是，两个先前根据行为评分而被归入植物人状态的病人居然达到了最高水平，他们的大脑活动显示，他们可以处理所听到的单词的含义。所以，他们并不属于植物人，而有可能处于微意识或更好的状态。 ◆ 检查意识神经通路的完整性 >> 达维尼亚·费尔南德斯-埃斯帕乔（Davinia Fernandez-Espejo）、阿德里安·欧文及其同事最近采用了较新的磁共振成像扫描技术——弥散张量成像（Diffusion Tensor Imaging），以检查这类病人的丘脑与大脑其他部位的联结情况。结果发现，通过观察这些纤维通路的完整性，可以很好地诊断出病人是属于永久性植物人状态还是微意识状态，其准确率高达95%。 ◆ 破碎的意识 >> 很多精神疾病是由于基因和环境以极其复杂的方式相互作用而产生的。 ◆ 自闭症与意识过度 >> 根据最近的统计数字，大约只有10%的自闭症患者具有某种特殊能力。但是我们逐渐发现，大部分自闭症患者在感知或分析方面具有特殊才能。 >> 从生物学角度看，自闭症与精神分裂症恰恰相反。这两种病症同样源于基因异常，但是精神分裂症是一个特定基因产生变异——缺失一个DNA片段，而自闭症是另外一种变异——复制同一个DNA片段。而且，精神分裂症患者在童年时期大脑发育缓慢，而自闭症儿童的大脑发育速度比正常儿童快。 >> 我们很多人都渴望模式和结构，如我们喜欢玩数独游戏和纵横字谜游戏。但是自闭症患者的渴望更迫切，更持久。关注结构以及习惯性地运用组块，成了自闭症患者的救生艇，为了不被意识信息的海洋淹没，他们拼命地抓住这艘救生艇。同时，寻找模式也成了他们的生活乐趣，给他们带来安全感。 >> 丹尼尔·塔米特在自传《出生在蓝色的一天》（Born on a Blue Day）中用富于诗意的语言写道：“我的书页上满是数字，被数字包围着，让我很开心，就像裹在舒适的数字地毯中。” >> 正常人的大脑内有很多神经递质，一些神经递质鼓励神经元发射，另一些神经递质则抑制神经元活动。而自闭症患者大脑内的神经递质出现失调：加速大脑活动的主要神经递质——谷氨酸过多，而与之相对的γ氨基丁酸（GABA）不够，使神经元发射受到抑制。阿巴氯芬能够调节神经递质失调，使自闭症患者的意识恢复正常，从而快速提高他们的社交能力。 ◆ 睡眠的重要性 >> 精神病学领域内的一些观点开始转变，睡眠紊乱被看作精神疾病产生的重要的潜在因素，而不是精神疾病的一种症状。 >> 精神疾病的治疗开始关注提高患者的睡眠质量以及日常的觉醒程度。 ◆ 神经递质失衡导致意识异常 >> 工作记忆空间缩小是注意缺陷多动障碍和精神分裂症的主要特征。 >> 最近有研究表明，治疗精神分裂症要针对的不是多巴胺，而是谷氨酸。 >> 谷氨酸是大脑内最普通的神经递质，其作用是促使神经元发射并使意识保持在一定水平。 >> 自闭症患者大脑内的谷氨酸过剩，而精神分裂症患者大脑内的谷氨酸严重缺乏，影响了前额叶皮层多巴胺的活动。 >> 注意缺陷多动障碍患者工作记忆的容量萎缩，主要是因为前额叶皮层多巴胺过少，而精神分裂症患者的工作记忆萎缩却是由于谷氨酸失衡，导致意识水平不正常。 >> 氯胺酮是一种全身麻醉药，通过抑制谷氨酸系统而使病人失去意识，大脑活动急剧减弱。给正常人注射低剂量的氯胺酮，氯胺酮一旦传递到大脑，正常人就会产生精神分裂症状，而且工作记忆容量也会缩小。给精神分裂症患者注射低剂量的氯胺酮，会加重患者的症状，使患者退回到最严重的发病状态。所以，低剂量的氯胺酮会抑制神经元活动，但不会使人失去意识。 >> 精神分裂症的根本原因是谷氨酸活动异常。 ◆ 压力与意识的对抗 >> 众所周知，几乎所有的精神疾病都是由压力过大引发的。 >> 持续的压力或焦虑会使前额叶-顶叶网络停止活动，工作记忆不能正常运作，从而降低意识水平。 >> 在这种情况下，大脑会做出恐惧的反应，产生负面效果。杏仁核的活动变得越来越肆无忌惮，而前额叶-顶叶网络的活动经常被抑制。 ◆ 冥想的作用 >> 冥想确实有助于改善任何精神方面的问题，不管是精神疾病还是由日常生活压力带来的痛苦。 >> 我们可以通过两种方式关注世界：一种方式是集中注意在各种想法、思想、事实或我们感觉到的事情上；另一种方式是直接关注我们的感觉，没有任何想法，静静地沉浸在对某事的体验中。 >> 如果坚持冥想长达几年，会永久改变前额叶-顶叶网络，使其更高效地运作。 >> 有证据表明，长期冥想可以使前额叶皮层变厚；而人年纪大了后，前额叶皮层会变薄，长期冥想能够防止出现这种情况。 >> 长期冥想可以使一个人需要的睡眠时间缩短，这可能是由于神经活动加强的缘故。 >> 菲德尔·泽丹（Fadel Zeidan）和同事发现，只要经过4个时间段的冥想，就足以减少疲倦感，并提高工作记忆能力。 ◆ 恢复意识的不同方法 >> 自闭症与其他精神疾病不同，是由于意识过剩造成的，而其他精神疾病则是由于永久的或暂时的意识萎缩造成的——患者的工作记忆能力降低，注意不能过滤掉无用的思想和感觉，这使患者思维结构出现异常和混乱，加重了精神疾病。 >> 认知训练和冥想是提高工作记忆能力和注意的辅助手段。 ◆ 结语 >> 随着年纪增大，意识水平会下降。防止意识水平下降的一个有效方法是培养怀疑精神。 >> 意识的主要目标是革新，通过革新改善我们的生活，而养成一种习惯，怀疑进入意识范围的每一个精块的方法可以建立超级组块（superchunk）。这是一种更高级的习惯，使我们不停地探寻任何具有创造性的东西。 >> 冥想的时候，我们又恢复了丰富、直观的视觉、听觉、嗅觉。 2019.2.26
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