意识的理论和性质 (上) 作者: 比天空更广寛的作者是杰拉德‧埃德尔曼 (1972医学/生物诺贝尔奖)

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1 意识的理论和性质 (上) 作者: 比天空更广寛的作者是杰拉德‧埃德尔曼 (1972医学/生物诺贝尔奖)

2 有没有可能用简短的文字总结意识的理论? 我认为不太可能, 除非这个总结是针对那些和我们一路走过来的人。我会为这些读者尝试一下。
我的第一项假设是意识的生物学理论必须建立在全脑理论的基础上。这是因为我们必须面对高级大脑极大的变化性和差异性以及其对价值系统的依赖性。变化性必须用发育和进化的原理来解释。

3 第二项假设建立在承认物理学原理必须被严格遵守和物理学约束的世界是因果封闭的基础之上。违反热力学定律的神秘力量必须排除。我的论点是, 大脑和心智的计算器或机器模型不成立, 这个论点与物理学不抵触。如果放弃对数字计算器的运作必要的逻辑和时钟, 我们就必须为大脑的时空秩序和连续性提供组织原则。这个原则的奥秘就是折返过程。

4 所有这些观点都包括在大脑功能的选择理论――神经元群选择理论――之中。根据这个理论, 大脑的变化性和差异性不是噪声。相反, 它们提供了构建由各种神经元群所组成的神经元库藏的必需因素。这些库藏之间所折返式互动保证了时空协调和同步, 库藏间的组合则是由发育选择和经验选择决定。由于神经回路的简并性是作为选择过程的结构动态出现, 这样就保证了关系型互动。

5 意识的理论需要提供感知分类和价值范畴记忆的组织原则。根据神经元群选择理论, 感知分类通过全局映像的方式产生, 全局映像连接各模块区域, 并通过非折返式连接将它们连接到运动控制系统。根据这个理论, 记忆是非表征性的, 其必需的关联是简并式网络互的产物。

6 有了神经元群选择理论作为前提, 就可以提出一个更广义的理论来解释意识的神经根源。初级意识是调控价值范畴记忆和感知分类的大脑区域之间折返式互动的产物。这种互动导致场景的构建。这种互动的主要来源是动态核心, 动态核心主要位于丘脑皮质系统。核心极为复杂, 但是动态折返使得一些特定的亚稳态简并状态能产生一致的输出, 并具有高维感质空间分辨各种模式组合的能力。这种在系统一场景中进行辨识的能力正是初级意识背后的过程所具有的。感质就是这种过程所蕴涵的辨识。意识是有差异性、主观性和秘密性的部分原因是, 身体不仅是感知分类和记忆系统的最早来源, 而且贯其一生都是主要来源。

7 广义神经元群选择理论试图回答两个问题: 1, 个体的感质是如何产生的. 2,个体产生的神经和心理状态的因果关联是怎样的
广义神经元群选择理论试图回答两个问题: 1, 个体的感质是如何产生的? 2,个体产生的神经和心理状态的因果关联是怎样的? 广义理论认为所有意识状态C背后都有一组神经状态C’。根据世界的因果封闭性, 是C’而不是C具有因果效力。但由于C是C’所蕴涵的属性, C就成了对主体来说唯一能得到的C’的信息。

8 必须认识到, 从严格意义上说, C’并不导致C―在C’的发生到C的呈现之间没有时间差。不过前面提出了一种机制, 说明C’如何诱发C这样的属性, 其中就包括有随着神经动态变化持续展现的时序改变。这项机制还包含其他动态作用的特性。当皮质映像图通过折返的运作彼此绑定, 这些动态作用就随之出现。其中包括填充(filing-in, 例如我们都对盲点熟视无睹的经验), 以及各种完形 (gestalt) 现象。这种种特性都反映出意识场景的统一本质。但是, 每一个统一的场景都旋即带出另一场景, 并且还有记忆和感知之间的循序自举导致的一系列分化的核心状态。

9 如果具有高级意识, 就能意识到具有意识, 拥有社会界定的可指名的自我, 以及对过去和未来的概念。高级意识来自额外的折返能力的进化。当与初级意识有关的概念形成区域通过折返式回路与调控语义能力的回路连接起来, 这个过程就发生了。高级意识出现于高级灵长类, 在人类达到了最高级的表现形式, 人类拥有真正的语义能力。用语法将词汇符号连接起来的能力表明折返的范围获得了极大地扩展。高级意识的涌现仍然需以初级意识为基础, 但具有了标记等手段之后, 人们就从记忆的当下的时间藩篱中解放了出来。

10 这个简要的总结与许多关系到意识状态的重要特征相一致。与其继续展开, 将它们包含进来, 不如简要评价一下广义神经元群选择理论的可检验性, 然后看一看它的解释能力。意识的生物学理论必须能从分子层面到行为层面都是可检验的。最有效的检验就是首先揭示意识的神经关联。前面曾讨论过, 最近在神经科学研究所 (Neurosciences Institute) 用脑磁图描记术测量了人在意识到视觉对象时的大脑反应, 实验揭示了这种关联。实验结果最让人印象深刻之处也许是发现了当受试者意识到对象时, 皮质中范围广泛的折返活动的增加。其它实验室进行的实验还在不断扩展我们对于意识的神经关联的知识。

11  除了可检验性, 一个完整的理论还必须帮助我们理解或揭示已知的意识状态的性质。这些性质分为三类, 下面依次讨论。第一类是所有意识状态所共有的性质, 我称之为一般或基本性质。第二类是与意识的信息功能有关的性质。第三类是与情感和自我观念有关的主观性质。

12 意识状态的性质 一般性质 意识状态具有统一性、整合性, 而且由大脑构建 意识状态具有极大的多样性和分化性 意识状态具有时序性和可变性 意识状态反映出各种模态的绑定 意识状态具有建构性, 包括完形、封闭和填充现象

13 意识状态表现出内容广泛的意向性 意识状态具有广泛的获取和联想性 意识状态有中心―周围、外围和边缘区域 意识状态受注意力调控, 可集中也可分散
 信息性质 意识状态表现出内容广泛的意向性 意识状态具有广泛的获取和联想性 意识状态有中心―周围、外围和边缘区域 意识状态受注意力调控, 可集中也可分散

14 主观性质 意识状态反映出主观情感、感质、现象性、情绪、快乐和不快 意识状态与在世界中的置身之处有关 意识状态产生熟悉或生疏的感觉

15 我在这里的目标证明前面总结的广义神经元群选择理论与这些性质相一致, 并且为它们提供了生物学基础。至于这些性质的互动所衍生的信念、欲望、情感、思想等状态, 这里不再详细讨论。一旦清楚了如何解释各种性质, 就不难解释与这些组合状态的关联, 哲学家们称这些命题态度 (propositional attitudes)。

16 首先考虑一般性质。所有意识状态都具有统一性――对其的体验不能分割为独立的部分。在任何时候, 意识场景都有统一性。不可能故意或是通过高度集中注意力来将意识限制在场景中某个特定部分, 而排除其他部分。然而我们却有可能体验到大量的意识状态或场景, 而且意识状态会一个接一个出现。神经元群选择理论认为作为复杂系统的折返式动态核心正好能产生这种性质: 它具有功能区隔的部分, 但是在很短时间内就会整合。随着不同的回路被环境、身体或大脑激活, 核心状态在几百毫秒之内就会转换。

17 只有特定的状态才会稳定, 从而被整合, 正是这种整合导致了C的统一性。由于核心负责感知分类输入与价值范畴记忆之间的折返式互动, 既然两者都不断变化, 核心状态也就会跟着变化。核心的准稳定状态表示不同皮质区各种组态的绑定, 而这是折返式互动所导致的。束缚态来自回路的简并集合: 在回路中所有神经元群的贡献都是同步的, 但彼此相继、异步的不同回路的子集仍然有可能涌现出类似的输出。意识的时间特性就出自这些过程。

18 这些神经活动解释了C状态统一、整合却又分化的特性。但也有必要指出, 根据神经元群选择理论, 大脑必然是建构性的。折返式选择网络的整合特性的一个表现就是填充和完形。折返式动态过程涉及皮质映像之间优势的转移。由于这个, 再加上选择单元是具有不同特性的神经元群, 于是某一特性取得优势地位或与另一特性合并这样的高级整合才会涌现。在各种视觉、听觉或躯体感觉的错觉中都可以看到这种现象。

19 事实上, 神经科学家和心理学家为突出某些特性精心设计的错觉输入, 与平常环境中更均衡的信号输入流比起来, 就更有可能倾向于某些特定的折返映射。意识本身是由内部建构现象。我这样说的意思是, 虽然感知输入在最初很重要, 但很快大脑就会超越所得到的信息, 甚至在没有外界输入或不向外界输出的情况下创造意识场景 (就像在快速眼动睡眠期那样)。这种场景受参与感知和概念形成的大脑区域的折返式连接调控。

20 这些观察引出了一个重要的问题。相继发生C’状态导致基本平滑的C状态, 为何会没有停滞或产生干扰
这些观察引出了一个重要的问题。相继发生C’状态导致基本平滑的C状态, 为何会没有停滞或产生干扰? 我只能给出一个推测: C’状态的链接与循环连锁的折返式互动有关, 即便是简并性回路, 这样“环链”和重叠的互动也会优于线性连接的动态回路。虽然目前我们还没有办法验证这个假说, 不过还是值得考虑一下。 待续…