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探索未知:自由意志真的存在?还是人的自我错觉…

2019-08-10  一一学习

     超前意志、且可以预测意志的脑部反应

        最早以神经科学方法研究上述问题的科学家,应该是美国加州大学旧金山分校的神经生理学家利贝特(Benjamin Libet)。1983 年,利贝特发表了一项惊人的实验,他要求受试者自由「决定」一个时间点举起左手或右手,并根据一个码表来回报该「决定」在自己心中出现的时间。结果他在脑电图中发现,举手的「意识意志」(conscious will)出现的一秒钟前(就是意识到自己「想要」举手的一秒钟前),大脑就已经出现相关的神经变化。

照理说,如果自由意志真的存在,那「意识意志」发生的时间点应该早于大脑的生理变化才对。然而实验结果却完全相反,大脑的生理变化反而早于「意识意志」发生的时间点。如果「意识意志」的感受只是大脑神经变化的结果,那我们真的有自由意志可言吗?

这个实验结果一出,立刻引起了科学界和哲学界的震撼。科学界对实验方法有许多质疑和讨论,而哲学界则对实验结果的衍生意涵充满兴趣。

在这项研究发表后的过去三十年间,热烈的实验复制和学术讨论从来不曾间断。2008 年,德国马克士普朗克研究所的认知神经科学家孙俊祥(Chun Siong Soon),也利用了功能性磁振造影成功再现了利贝特的实验结果!

这位认知神经科学家孙俊祥和我颇有渊源。我们的第一次见面,是在达特茅斯学院。那时大概是 2005 年,我还是博士班学生,他则是从新加坡来进行短期研究的学生。我们当时就是因为都对意识和自由意志的问题很有兴趣,所以才有机会在相互讨论后结识。孙俊祥后来去了德国,成为海因斯(John-Dylan Haynes)的博士班学生,并发表了上述的研究。

很巧的是,我在几年前来到新加坡,在杜克-新加坡国立大学医学研究院(Duke-NUS Medical School)成立我的实验室,而孙俊祥刚好也在这所学校中担任博士后研究员。2012 年,我们因为研究兴趣相近,他就进到了我的实验室一起合作。能在实验室成立初期,有这么一位实力强大的帮手加入,真的非常幸运!

脑造影否定自由意志?

孙俊祥在这项研究中发现,受试者决定做动作前(十秒前!)出现的神经变化,竟然可以预测他们将会使用左手或右手。2013 年,更在另一项实验中成功预测了受试者的心算选择(可以预测他们即将要在心中进行加法运算或减法运算)!

在其他的决策行为研究中,也可以观察到类似的现象。连我自己也在一系列实验中发现,不管是比较基础的知觉判断、或是较高阶的行为决策,都可能可以透过事前的脑部活动来进行预测。

比方说,我在麻省理工学院进行博士后研究时,就已经发现某些脑区的神经活动可以预测「双眼竞争」的结果。

「双眼竞争」是潜意识知觉研究中最常使用的一个实验典范。十六世纪文艺复兴时期的欧洲学者波尔塔(Giambattista della Porta)是第一个记录下这个现象的人。他发现在左眼和右眼前分别放置一本书时,他只能「见到」其中一本,而且每隔几秒钟,视觉意识内容会在两本书之间转换。

各位读者如果想要体验双眼竞争,可以试试以下这个的方法:首先,闭上左眼,然后把右手大拇指伸出来。接着,把右手大拇指由右至左缓缓移动,慢慢的遮住右下角的书页号码(或者是最右下角的字)。当号码一被遮住时,就立刻停住,不要再继续移动大拇指。好,现在你可以张开左眼了。此时你会发现,你的右眼是看不到书页号码的,但是左眼可以(你可以轮流闭一只眼睛观察看看)。当你确定右眼看不到书页号码,但是左眼可以之后,你就利用双眼同时进行观察。此时你是否发现,有时候你会只看到书页号码,但是过了几秒后,你却只能看见大拇指,并且两种状态会持续轮转。偶尔有些时候,你可能也可以同时看到书页号码和大拇指。这就是双眼竞争现象。

现代实验心理学家进一步发现,即使其中一只眼睛中的内容没有被意识到,大脑仍会处理这只眼睛接收的内容资讯。而我在麻省理工学院进行的一项功能性磁振造影实验中,更进一步发现了可以预测双眼竞争结果的神经活动。在这项实验里,我们让受试者的两眼分别观看不同的视觉刺激(其中一眼观看脸孔、另一眼观看风景),然后要求他们回报自己是否看到脸孔。结果发现梭状脸区(fusiform face area,对脸孔特别有反应的脑区)在视觉刺激出现前两秒钟的神经反应,就已经可以预测受试者是否会看见脸孔。换句话说,在受试者尚未见到任何视觉刺激之前,我们就可以观察到梭状脸区里有一些杂讯般的神经反应,而这些反应似乎可以影响受试者两秒钟后的行为反应。

另外,我目前在杜克-新加坡国立大学医学院的脑与意识实验室也透过功能性磁振造影发现,在受试者做出高阶行为决策的数秒钟前,脑部某些特定区域的活动也可以预测受试者的决定。在其中一个实验中,我们让受试者看许多图画、并一张张询问他们是否喜欢,结果发现,在受试者看到图画的数秒钟前,大脑前额叶的神经活动可以成功预测他们是否会表示喜欢。

在另一个功能性磁振造影实验中,我和来自台湾的黄瑜峰博士合作,让受试者进行赌博游戏,每一局游戏中都会提供两种选项,其中一个低风险选项是 100 %会获得某个数量的金钱(例如有 100 %的机率获得四元),另一个高风险选项则是有较低的机率获得较高的金钱(例如有 50 %的机率获得八元和 50 %的机率获得零元)。我们把两个选项的获得金钱期望值设定得非常相近,并要求受试者在两秒钟之内做出选择。

结果发现, 在受试者看到选项的数秒钟之前, 大脑左侧伏隔核(nucleu saccumbens)和额叶中回(medial frontal gyrus)的神经活动也可以成功预测他们是否会选择风险较高或较低的选项。

这些发现听起来很神奇,但是读者们别把它们和心电感应之类的发现搞混了。我们的发现并不是心电感应、也不是所谓的特异功能。我们的发现只是显示出,人类的行为决策似乎会受到大脑中许多无意识讯息或杂讯的影响。只要透过仪器找出这些关键的讯息或杂讯,我们就有可能可以借此预测人的决策。

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