​文 / 李恒威（浙江大学人文学院意识科学与东方传统研究中心）

意识是人性的核心，没有意识，生命的意义既无从彰显也无从繁荣。不解开哲学家叔本华所谓的意识这个“世界之结”（world knot），科学就不完整。

英国心智哲学家和心理学家汉弗莱（N. Humphrey）说，“有意识的感觉是我们存在的核心。倘若未曾触及这一奇迹，我们不过是居于索然无味世界中的可怜生命而已”。我们现在知道，要理解意识这一奇迹，就必须理解脑。

2005年7月1日，《科学》（Science）杂志为纪念其创刊125周年出版了一期专辑，列出今后25年内科学界将致力研究和解决的125个最具挑战性的科学问题，其中第二个问题就是“意识的生物学基础是什么”。如果说阐明心智的生物学基础是神经科学的最后疆界，阐明意识的生物学基础似乎就是神经科学在阐明心智问题时的最后一个秘密。那么科学是如何开展对意识的生物学研究的？这些科学研究对人类理解意识的本质带来了哪些根本推动？关于人作为具身存在（embodied being）的现象学理解与生物学研究之间将形成怎样的对话和互动？

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要研究阐明意识的神经生物学，首先要明确：意识是什么？意识的神经生物学问题是什么？

睡眠是人类最基本的经验之一，它好似一把锋利的剃刀，将你一天的生活划分为两个迥然不同的世界：一个是清醒状态下的有意识的世界，这时你有一种作为主体在场的、隐默但明确的自我感（a sense of self），构成你的是一个充满影像、声音、气味、味道、感触、思想、情绪、行动的主观世界；另一个是熟睡状态下的无意识的世界，这时即使你没有死亡，也不会有任何体验，你的自我感消失了，就像灯光熄灭了一样。

如果说，睡眠是一扇让我们理解“意识是什么”的自然的、正常的窗口，那么像意识丧失型癫痫（absence seizure）这类神经病理学状况就是一扇更加醒目的、异常的窗口。认知神经科学家、意识科学家达马西奥（A. Damasio）就对意识丧失型癫痫的表现做过细致的现象学描述。他在《感受发生的一切：意识产生中的身体和情绪》（The Feeling of What Happens: Body and Emotion in the Making of Consciousness）这部意识研究杰作中这样描述一个男子癫痫发作前后的状况：

32 年前，在一间观察室里，一名男子坐在我对面；当我们安静地交谈时，这名男子突然停住不说了，他的脸上失去了生气，他的嘴张着，却一动也不动，他的眼睛茫然若失地盯着我身后的墙面，在好几秒钟的时间里他一直都没有移动；我叫他的名字，但他却没有回答；接着他开始动了一下，咂了咂嘴，他的眼睛转向我们之间的那张桌子，似乎看见了一杯咖啡和一个小金属花瓶；他一定是看见了，因为他拿起了那个杯子并且把咖啡喝了。我又对他讲话，他还是没有回答，但却触动了一下那个花瓶，我问他想要做什么，他没有回答，他的脸上没有表情，连看都不看我一眼；现在他抬起了腿，而我却感到紧张了；我不知道会有什么事情发生；我叫他的名字，他没有回答；这种情况什么时候结束呢？现在他转过身来，慢慢地向门口走去；我站起身来又叫了他一声，他停了下来，看了看我，某种表情又回到了他的脸上，但他看上去很困惑；我又叫了他一声，他回应道：“干嘛? ”

达马西奥事后写道，他的意识观念很可能就是在那次经历中开始形成的——“当我看到一些可以进行比较的案例时，关于自我感是有意识心智不可或缺的一部分的这个观点才算获得了力量”。他认为，在癫痫发作及随后的癫痫自动症期间，尽管那个人是清醒的，仍有部分注意力和在环境中行动的能力，但他的觉知（awareness）或知道（knowing）能力和自我感却暂时停止了。

那么，从神经生物学的观点来看，意识是什么？达马西奥认为，意识问题是由两个紧密相关的问题构成的。一方面，意识总是对某物的意识，即意识总有意识到的内容。因此，意识的第一个问题是脑如何在神经回路中产生表征特定体验内容的神经模式。

另一方面，体验总是“我”的体验。因此，意识的第二个问题是，与表征某一体验内容相并行，脑是如何将“我”与每个特定的体验内容关联在一起、从而形成自我感的。事实上，任何意识体验都是包含三种成分的统一结构，即“我”—觉知—X，其中X表示体验内容。为了便于理解意识体验的统一结构，我们不妨以读书为例做一番现象学的描述和分析。你正在读一本书，一边读，一边理解每句话的意思。但对文本意思的关注并不是你心智中发生的全部。除了文本表征的意思之外，你的阅读体验还一刻不停地昭示正在阅读和理解文本意思的是你而不是其他任何人。也就是说，“我”始终是意识体验从未缺席的一部分。你的在场与体验内容始终处在一种统一的关系之中。如果没有这种在场，体验内容怎么会属于你呢？体验总是在“我”这个私人的而非某种公共的观点中形成的，这也就是为什么意识体验总是第一人称视角的和主观的。

概括来说，达马西奥认为，意识——从最基本到最复杂的层次——就是将体验内容与自我聚集在一起的一个统一的神经模式。

感受发生的一切

[美] 安东尼奥·R. 达马西奥 / 著

杨韶刚 / 译

教育科学出版社，2007-01

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大量的科学研究表明，人类的许多心智功能是无意识地完成的，它们并没有被我们有意识地觉知到。因此，无论采取什么样的研究技术或手段——EEG、PET、fMRI或光遗传学技术，意识的神经生物学的核心问题都是：通过研究有意识与无意识的脑状态之间的差别来研究支撑和调控意识状态的神经机制。长久以来，睡眠都是研究者窥视无意识与有意识之间转换的一扇自然窗口。如果我们在对无意识的熟睡状态与有意识的清醒或梦境状态的独特的神经生物学轮廓的认识上取得进展，将有助于回答“脑是如何产生意识体验的”这个问题。

人类有不同类型的睡眠障碍，梦游症就是非常典型的一种。丘奇兰德（P. Churchland）在《触碰神经：我即我脑》（Touching a Nerve: The Self as Brain）一书中就探讨了梦游症研究对意识研究的价值。

触碰神经：我即我脑

[美] 帕特里夏·丘奇兰德 / 著

李恒熙 / 译

机械工业出版社，2015-08

丘奇兰德在书中介绍了一位名叫司考蒂（Scotty）的梦游症患者的状况。20多岁的司考蒂每个月都会出现几次梦游的症状。晚上睡觉时，要是卧室的门没有锁上，他也许就会走下楼梯，走出前门，径直走到谷仓——但他对自己的行动和意图几乎没有觉察。在梦游期间，他可以完成相当复杂的事情，但他却从来记不住。但有一点毋庸置疑，即司考蒂在梦游期间对周边环境有足够的感知，他才能分辨道路，解开绑着自己的绳索，甚至打开锁上的门。

研究者认为，在梦游状态中有某种形式的清醒状态介入到了熟睡状态中。而在正常情况下，熟睡与清醒这两种脑状态是泾渭分明的。在无梦的睡眠中，人的意识是关闭的。在这种状态下，人既不会有任何知觉和思想，通常也不会做出任何有目的的行动，尽管可能会被强烈的刺激惊醒。在熟睡中，脑电图的波纹低长而缓慢；而在有意识的清醒或梦境状态时，它们则尖锐而迅速。研究表明，司考蒂的梦游行为并不是发生在梦境期间，因为他梦游期间的脑电记录显示他在此期间并没有做梦。司考蒂在梦游期间的意识与他在梦境状态中的意识不同，与他处于完全清醒的状态时的意识也不同。正因为这些有趣的差别，研究者可以通过研究造成这些脑状态的差别来探究意识的神经基础。

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对意识神经机制的研究有力地推动了当代意识理论的发展。20世纪80年代末，是意识理论发展的非常活跃的时期，其间出现了一些较为综合的意识理论，像克里克（F. Crick）和科赫（C. Koch）的神经相关物理论、埃德尔曼（G. Edelman）的神经元群选择理论和动态核心假设、里贝特（B. Libet）的时控理论、迪昂（S. Dehaene）基于巴尔斯（B. J. Baars）的全局工作空间理论发展起来的神经全局工作空间理论、托诺尼（G. Tononi）的整合信息理论、达马西奥的生命理论、汉弗莱的感觉演化理论等。这些意识理论展现了当代全面意识研究的最高水平，其中，神经全局工作空间理论的影响尤为显著。

迪昂认为，要使意识成为适合严格、精确的科学研究的对象，就必须将它收敛到一个明确的点上。他认为，“当代意识科学区分出了三个基础概念：警觉，即清醒状态，它随睡着或醒来而变化；注意，即将我们的心智资源集中到某个特定事物上；有意识通达（conscious access），即某些受到注意的信息最终会进入觉知并可向他人报告”。而在上述三个基本概念中，可真正算作意识的就是有意识通达——它是“这样一个简单的事实：通常只要我们是清醒的，我们决定关注的任何事物都可能成为有意识的”。

全局工作空间理论的一个基本前提是：承认信息加工系统中存在大量的无意识加工单元，这些无意识加工单元是高度模块化的，且以自动化的方式应对惯常的熟悉事件。而面对新信息，单个无意识加工单元无法处理或彼此发生矛盾时，就需要某种机制能够超越无意识的模块化的功能结构，使无意识单元之间的信息处理结果能够被整合，从而实现信息在无意识单元之间的交流。

正是基于意识与无意识的对比，迪昂认为在意识与无意识之间存在一个自然的劳动分工：大量的无意识处理器繁忙地审查成堆的数据；同时，一个被挑选出来的执行董事会，即“全局工作空间”，为功能固化的无意识处理器交换它们无法处理的信息。如果将人脑类比为一台图灵机，那么“它就是一台串并行计算混合的计算机，在大量无意识并行计算的程序中插入了一个有意识的串行的做决定的信息路由程序”。从这个角度看，无意识与意识机制并存代表了生物体同时具有模块化（使生物体行为更快速）与对模块化的超越（使生物体行为更灵活）这两种最佳的机制配置。

脑与意识：破解人类思维之迷

[法] 斯坦尼斯拉斯·迪昂 / 著

章熠 / 译

湛庐文化、浙江教育出版社，2018-11

全局工作空间理论认为，当我们说对某个信息有意识时，意味着该信息进入了一个特殊的存贮空间，即全局工作空间。经由全局工作空间，该信息被其他脑区获取，这样我们意识到的内容就是被全局分享的信息。具体而言，脑的意识机制包括：首先，脑必须具备大量的特化处理器，它们以无意识的方式并行处理着成千上万的信息；其次，在这些局部处理器之间存在一个特殊的交流系统，即全局神经工作空间，它使得局部处理器之间可以灵活地分享信息；再次，在全局工作空间与局部神经集群之间必须存在双向的长程连接，从而能够形成可以维持一段时间的闭合回路。

在任何时刻，全局工作空间选择一小部分处理器，将这部分处理器编码的信息整合成一个统一的表征。这个统一表征可以在任意一段时间内被保留，同时会被传递到其他处理器。例如，它可以到达语言处理器，从而使我们能做出报告；它可以进入长期记忆处理器，从而使我们可以随时提取和利用它；它也可以通达决定和意图系统，从而使我们产生“我决定……”“我想……”的念头。

迪昂认为全局工作空间至少涉及五种神经系统的参与：“知觉系统——感知环境；运动系统——行动准备及执行；长时记忆系统——提取过去全局工作空间状态的信息；评价系统——根据过去经验对当前信息赋予效价；注意系统——选择、过滤一定的信息。（见图1）”其次，认知系统能够监控自己的加工活动并获得关于它自己的信息，即在脑进行感知或做决策的任何时候，它都会根据概率评估对这个感知或决策的信任度。具体而言，认知系统可以进行错误检测（反思自己的错误）、元认知（知道自己知道或不知道）以及现实监控（区分自己产生的与外部驱动的表征）。

图1. 神经全局工作空间理论假定我们所体验到的意识就是被全局分享的信息。图中的小圆圈表示脑内海量的局部处理器，每一个都只进行一种特化的操作。全局工作空间作为一个特定的交流系统，使得局部处理器可以灵活地分享信息。当一个信息进入全局工作空间时，它就从无意识状态进入了有意识状态。

意识被视为一种信息分享机制——这个观点为意识的演化功能提供了论证。意识并非可有可无的副现象，许多认知过程可以在无意识的状态下运行，但并不意味着存在无意识的“僵尸”（zombie）就足够了。按照全局工作空间理论的观点，无意识与意识是功能互补的两种信息处理机制，具体分为以下三个过程：

第一，如果功能特化的无意识处理器能够应对所收集到的信息，它就会按照已经固化的处理机制来解决，此时无须意识的参与。

第二，如果无意识处理器之间收到的信息彼此矛盾，或者该信息完全属于新异信息，无意识处理器就会争相进入全局工作空间，广播自己所表征的信息。而该信息一旦进入全局工作空间，它就从碎片化、易逝状态进入稳定状态，使我们在未来任何时候都可以回想起来，并依据该信息做出行为。

第三，进入全局工作空间的信息，由于不断被重复，无意识模块之间会逐渐形成一种固定的功能连接。当这种连接形成时，该信息就因丧失其复杂性或新异性而无须再进入全局工作空间。这是一个螺旋式上升的循环过程，并非简单的重复。

在过程一中，无意识处理使生物体能够敏捷、快速地应对环境状况；在过程二中，意识的出现使生物体具有一种灵活的生存能力；在过程三中，我们可以看到生物体个体的学习能力在不断的练习中获得了提升。

意识与脑: 一个还原论者的浪漫自白

[美] 克里斯托弗·科赫 / 著

李恒威、安晖 / 译

机械工业出版社，2015-03

结构和功能的关系一直都是神经科学研究的主题。在意识的神经机制领域，这个主题通常被转换为“脑的哪些区域对于意识而言是核心的”。例如，巴尔斯认为与意识体验密切相关的组织是丘脑及其相关的网状结构；彭菲尔德（W. G. Penfield）认为意识位于他称之为“中央脑系统”的皮层下结构；科赫（C. Koch）则认为意识神经相关物应为下颞叶皮层以及脑的更深处。他们的研究都从空间的角度展开，并具有将意识与特定区域关联起来的倾向。

迪昂的意识研究并没有纠结于意识与特定区域间的关系，而是试图从神经层次上发现当某个信息变得有意识时，在神经活动方面必定会出现的和该信息没有被意识到时的不同的活动模式。迪昂从神经激活状态的强度、时间、频率及区域等方面阐述了能够直接指明意识体验的脑状态的标记，即“意识的标记”。

“意识的标记”可谓迪昂意识研究中最卓越的贡献。具体而言，它是指当某个信息从无意识变成有意识时的变化：在强度上，在各个脑区（尤其是前额叶皮层和顶叶皮层中）会出现一个非线性的、自放大的、强烈的神经激活；在时间上，这个神经激活总是出现在刺激脉冲序列的300毫秒左右，该激活在脑电图上会呈现为一个较大的波峰，由于它是较晚出现的第三个高峰值，因此迪昂将其称为P3波（P3 wave）；在振荡频率上，这个神经激活是30赫兹或更高频段的活动；就脑区来看，脑部活动会从专有回路扩展到双侧的顶叶和额叶皮层，形成一个神经元同步振荡的脑网络。迪昂特别指出，这四个标记应当同时满足，不能单凭其中一个判定意识是否出现。例如，无意识处理也会激活前额叶皮层和顶叶皮层，但是这种激活不具有自放大的特征，没有形成同步振荡的脑网络，也就不会产生有意识的通达。

在实践中，“意识的标记”作为判定意识体验是否存在以及意识状态是否稳定的标准，为确认遭受脑损坏的患者（包括具有健全意识但无法做出回应的“闭锁综合征”患者、可能进行一些自主行为的最小意识状态患者以及只有一些生理反应但完全无意识的植物状态患者）的意识水平提供了一个测量指标。按照这个测量指标，我们甚至可以推断婴儿、胎儿、动物所拥有的意识程度。

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在某种意义上，迪昂的神经全局工作空间理论并没有对意识之为感受这个根本的主观体验做出明确回应。意识的根本性质依然是一个尚无法用科学说明的方面。正如汉弗莱所言，问题不在于我们全然不理解意识，它的某些方面还是相对易于解释的，问题在于它还有一个至今仍然让所有人困惑的方面——脑、神经元与意识体验显然有着千丝万缕的关系，但这样的纯粹客体究竟是如何产生出怪诞迥异的主观体验的，这一点似乎完全让人无法理解。事实上，这个问题并不是仅仅通过探究清楚意识体验的神经机制就能解决的，毋宁说，它不是一个纯粹的科学问题，而是一个形而上学问题。因此，意识的形而上学研究是不可或缺的。

灵魂之尘: 意识的魔法

[英] 尼古拉斯·汉弗莱 / 著

李恒威、杨岸婷、李恒熙 / 译

浙江大学出版社，2017-10

（原载于《信睿周报》第18期，有删节。题图来自Unsplash @alinnnaaaa）