互动科普

意识的感知

Christof Koch认为在大脑的某个角落．存在一些神经元的集簇，它们可以解释为什么你是你，而非他人

Julie Wakefield

在Christof Koch的桌上非常醒目地放着一个白瓷做的颅相学半身像。半身像的头颅被光滑的黑线随意分为多个区。这位特立独行的神经科学家使我相信不必为任何测量考试而着急，他和我们大多数人一样对于19世纪Lorenzo Fowler的颅相学宣传感到迷惑。Lorenzo Fowler认为脑皮质区对应于某些个性，如爱国、保密等。但是Koch认为早期的脑图会为他寻找一系列离散的神经元提供线索。这些离散的神经元可能分布在20个不同的地方，但有一些共同点：他们参与意识的产生。

Koch 44岁，在加州理工学院主持运算与神经系统项目．他1986年加入加州理工学院，那时人们认为从事意识研究即使对于著名的脑研究工作者来说部无异于职业自杀。但是两位诺贝尔奖获得者Gerald M. Edelman和Francis Crick对该领域的高度关注，以及脑功能成像系统的改进使得这个领域及其研究人员受到了尊重。尽管Koch去年夏天在他的胳膊上纹上了苹果计算机的图标，以表示他对Macintoch机的热爱（甚至比苹果公司首席执行官Steve Jobs还狂热），但神经生物学家不认为Koch非常怪异。这位神经科学家大约领导着20个研究人员，宣称他们的任务是阐明意识这一现代科学还未解决的重大问题之一。

Koch生于美国，是一位德国外交家的孩子，他从小就过着大使随员的生活，足迹遍及堪萨斯城、阿姆斯特丹、波恩、渥太华和摩洛哥。起初他想成为一个宇宙学家，但他意识到自己的天分：不在高等数学方面。他对神经系统运算的兴趣源于两本书的启发，其中一本描述了一位物理学家眼中的大脑。该书的作者Valentino Braitenberg成为Koch在德国蒂宾根马克斯普朗克生物控制论研究所的指导老师。1982年Koch在该所获得了物理学博士学位。

1989年夏天由于牙疼，Koch开始认真思考意识问题。他想为什么一束神经元传递信息可以导致痛觉？为什么电子在晶体管中的传递不能让计算机有这样的主观感受？当时，他和DNA的发现者之一Crick就这些问题讨论了几次（他们是在欧洲偶遇的，并成了朋友）。之后不久他们就合作撰写了有关意识的第一篇论文。

视觉感知是Koch研究意识这个黑匣子的主要途径，选它做研究对象，不但是因为视觉容易控制，并是最易理解的感觉，而且从果蝇到人等各个物种的视觉都有些基本的同点。这些共同点对于Koch是非常重要的，因为他认为意识的各个方面，如视觉、嗅觉、语言甚至自我都是生物进化的精细性的结果（这是令许多哲学家懊恼的事情）。Koch用灵长类的电生理记录和脑圈探寻了支撑视觉的神经元活动。

用这样的方法，他的视觉研究有助于阐明神经元是怎样进行运算的。Koch是少数几个敢对把大脑纤维比作计算机电路这种流行观点提出挑战的人。他认为单个的神经元就可以执行复杂的运算，而不赞成成千上万的神经元协同作用产生意识这种观点。事实上，越来越多的证据表明神经细胞不但以线形开端的网络方式发挥作用（无论中继电脉冲与否），而且可以以个体的方式自由地、适应性地发挥作用。神经元可以对信号做加、减、乘、除，还可以过滤、平衡信号，还有其他一些功能。Koch说：“单个神经元的运算工具箱可以使今天的电子线路设计者的元件缩小。”

在Koch和Crick的不断的台作中，他们努力在神经水平上理解视觉感知。迄今为止他们已经提出一些大胆的、有争议的假设，这些假设描述了怎样可以鉴定出和意识相关的神经元。在l990年提出的第一个假设认为，在视觉刺激时，神经元群体间存在有振动和同步的模式。近些年来．研究人员再次描述了这个假设、认为神经元表现出两种活性。它们都可以导致行为，但是只有一种能引起主观感受。正是这种状态与神经元同步有关。

为证实这一观点，Koch研究了啮齿动物的谨慎小心的意识。他的小组希望可以通过使某些神经元亚群失活，造成动物的意识和行为分离产生“怪异”动物。通过这种方法有关意识的神经元可能会分离出来，（但是该小组首先要通过实验证明啮齿动物是有意识的，这个实验以一种更复杂的巴普洛夫条件作用——痕迹条件作用为基础。）Koch认为，分开神经元的基本关联一定能回答婴儿有没有意识这类问题。

谈到意识和大脑大统一理论（Koch将其简称为GUMBAT)，Koch和Crick认为还是谦虚一点好。Koch说：“从苏格拉底、柏拉图和亚里士多德时代开始，过去的2400年表明发展宏大理论徒劳无用，现在我们感觉缺乏支持这种理论的基础。”他认为追寻整体模式就像在亚里十多德时代发展完美的遗传学理论一样难。

并不是所有权威的意识研究人员都认为定位特殊的神经元簇是问题的关键。Edelman和他的长期合作者Giulio Tononi（现在威斯康星一麦迪逊大学）发现了其缺陷。Tortoni说：“即便我们会发现一小部分神经元，但是我们还是不明白为什么一些神经元参与意识的产生，而其他则不会。这种明显的区别好像不足以解释形而上学上的差别。”Tononi和Edelman喜欢刻画出更广阔的神经活动的特性来解释意识的特性，即分化（神经的复杂性）和结合（功能集簇）。也就是说有一大群意识状态存在，每一个部是统一的整体，不能被分割。他们认为这两个特性可以用来评价一群神经元是否参与意识活动。神经系统复杂性和功能集簇共同形成了他们所谓的动态核心假设的基础。

然而，亚利桑那大学的David Chalmers所领导的一些哲学家认为，会有一个科学的理论来解释意识，但它不会仅仅是神经生理学理论。Chahners说，意识理论将采用何种形式，还未有定论。Chalmers和牛津大学的Roger Penrose认为，在提出站得住脚理论之前，需要发现新的物理学规律或原理，因为意识就像空间、时问和重力那样，是不可分割的现象。

Koch承认提出主观感受的神经生理学解释有难度，但他认为神经科学最终会揭开这个谜团。他说：“我们是否会有一个令人满意的还原论解释，仍然是个尚未解决的问题。就像我们对生命的解释那样。”然后他又提到了英国著名的生物学家J.B.S. Haldane的一些至理名言。Koch解释：“宇宙不只是一个奇怪的空间，而且比我们的想象还要奇怪。”

【菅金龙／译 冉隆华／校】