科赫对此表示赞同。“好像每个人都有自己中意的意识理论，但其中很少是定量或者有预测性的。”他说。他相信全局工作空间理论和整合信息理论都可以检验对错。“逻辑上讲，它们可能是错的，也可能两者都在一定程度上捕捉到了真相。”但我们怎么检验它们呢？
让我们走进邓普顿世界慈善基金会，该机构已经拨款2000万美元以供彻底检验意识理论。这一项目以波特希特所谓的涉及IIT和GWT的“有组织对抗合作”为开端，因为这两种理论能做出可检验但又截然相反的预测。计划是，两种理论各自的拥护者事前商定一套实验方案，它将能辨别两种理论是否错误。“条件是，两种理论的带头人要同意这套方案，这意味着他们承认各自理论作出的预测准确地代表了该理论（的精髓）。”波特希特说。（他对迪昂和托诺尼表示了赞扬，他们乐于“承担风险挑战自己的理论”，这是让全局工作空间理论和整合信息理论被选为第一批接受检验的理论的理由之一。）
邓普顿世界慈善基金会的戴维·波特希特负责协调即将落地的实验项目，该项目将同时检验两种意识理论。图源：邓普顿世界慈善基金会
不论期间发生什么情况，此次合作的实验结果都将由一份顶级期刊发表。本研究还会包括重复实验。“这个项目基本就是开放科学，”波特希特说，“如果我们能用开放科学中最佳的实践手段在一个少有人涉足的领域取得进展，就能说明开放科学是种有用的方法。”
他说，研究人员已经有了最终的实验设计，可以面对面地检验全局工作空间理论和整合信息理论互不兼容的预测。虽然细节还未公布，但已知他们会部署一系列大脑监测技术，如功能性磁共振成像（fMRI）、皮层脑电图和脑磁图技术。波特希特补充说，本实验似乎是“首次在神经科学领域内确定并开展如此大胆的对抗性合作”。如果项目得到批准，他希望实验工作能在夏季之后开始，持续约三年，涉及10~12个实验室。
这些实验会检验不同理论之间的哪些区别呢？其中之一是大脑中产生意识的位置。根据全局工作空间理论，“意识的神经关联”——反映意识状态的神经元活动模式——应该位于大脑皮层顶叶和额叶区域。顶叶处理触觉和空间感等感官数据。额叶则与“高级”功能的认知处理有关，例如记忆、解决问题、决策和情感表达等。
但科赫说，那些切除了大部分额叶的人——这是治疗癫痫常见的神经外科手段——看起来非常正常。根据整合信息理论，意识的所在地则很可能位于大脑后部的感觉呈现区域，该处的神经连接结构和特征似乎很符合理论。“我敢打赌，总的来说，大脑后部的神经连接产生了高的Φ值，而大脑前部的大部分区域和它无关。”托诺尼说。
“几乎所有的意识理论都是如此模糊、松散、边界不清，这导致它们必然会以错误告终。”——斯科特·阿伦森，德克萨斯州大学奥斯汀分校
托诺尼说，我们可以比较有意识和被麻醉失去意识的人大脑产生活动的位置。他承认，假如这类测试能够证明大脑后部的Φ值确实较高，但和意识无关，“那么整合信息理论就有大麻烦了。”
最近，包括迪昂在内的一组研究者对清醒或全身麻醉的志愿者的大脑活动进行了功能性磁共振成像研究，两种状态下各自显示出明确的脑活动模式，且彼此截然不同。在无意识阶段，脑活动只存在于解剖构造上有着直接连接的区域，但在有意识活动时，复杂的远距离互动似乎不受大脑“线路”的限制。
（advances.sciencemag.org/content/5/2/eaat7603）
图源：Wikipedia
然而，这项研究的发表作者之一，物理学家出身的神经科学家恩佐·塔利亚祖基（Enzo Tagliazucchi）强调说，这些发现还没有明确支持任何特定的意识理论；塔利亚祖基任职于布宜诺斯艾利斯大学和巴黎皮提耶-萨尔佩特尔医院（Pitié-Salpêtrière Hospital）。“将我们的研究成果框定到某种理论里还为时过早，”他说，“它不会打破任何平衡，我们也无意用它打破平衡。”
全局工作空间理论的另一项预测是，大脑在受到刺激后300-400毫秒间会产生一个特征性电信号，它应该就是信息“广播”的过程，正是它让我们对信息产生意识；之后信号很快就会消失。但根据整合信息理论的预测，只要体验持续存在，意识体验的神经关联就会持续存在。科赫说，要检验这一区别，可能会让志愿者看着某种刺激物，比如屏幕上一个持续几秒的场景，然后看看这一体验的神经关联是否和体验本身一样持续存在于意识中。
“有意识也就意味着有了一段体验。”威斯康星大学麦迪逊分校的神经科学家朱利奥·托诺尼说。因此，他建立的意识整合信息理论的模型以询问能产生意识体验的系统必须具备何种特征为开端。图源：John Maniaci/UW Health
对于能否找到严格、明确的方法来检验、判断这两种理论的真伪，并非所有人都抱持乐观态度。“眼下这个项目是相信这条路走得通的前提下的一次尝试。”心灵哲学家弗朗西斯·法伦（Francis Fallon）如是说道，他任职于纽约皇后区的圣约翰大学，也参与了邓普顿项目。但他指出，由于两种理论都是在现有的经验证据基础上确立的，不太可能发现和两者都产生根本性矛盾的新数据。
刘克顽（Hakwan Lau）是一名心理学家，在加州大学洛杉矶分校研究行为神经科学，他甚至不认同整合信息理论是一个真正的科学理论。“整合信息理论是纸上谈兵的理论。”他说。他觉得整合信息理论的拥护者所认为的“意识可能的存在位置”并不见得必然是从理论本身推断而来，而可能只是他们自己的主观臆断。“要想让该理论的经验预测能够用现有手段来检验，”他说，“还需要做许多额外的假设和估算。”
刘说，在他看来，整合信息理论和全局工作空间理论“截然不同，我都不知道从哪里开始比较二者”。塔利亚祖基却持相反观点，他认为这两者可能本质上是同一种理论，但“分别从第三人称和第一人称视角生发而来”。
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英国萨塞克斯大学的认知科学家阿尼尔·塞思（Anil Seth）同样认为邓普顿计划距离成功可能还有一段路要走。他说，要得到“明确的驳斥或证实”似乎不太可能，因为这些理论“做出了太多不同的假设，可验证性各不相同，甚至可能连试图解释的事情都不一样。全局工作空间理论似乎主要是关于功能和认知途经，但整合信息理论主要基于现象学而非功能，因此难以验证。”
托诺尼和他的合作者会反驳说，他们多年来一直在开发整合信息理论的实验测试——并已开发出一种用于评估脑损伤患者意识的工具，它虽然粗糙但很有效。但就连托诺尼也承认，因为两种理论都尚未完成，且至今“相距甚远”，要想得到一个明确的结果可能是个奢望。“它们做出的预测不像物理学那样精确。”他说。
尽管如此，他认为“要想取得进步，你就得从手头现有的开始”。不仅如此，这一过程“逼迫理论给出一些明确结论”。不论结果如何，托诺尼确信这些测试会教给我们一些有关大脑的有用新知识。
其他理论
没人觉得排除了全局工作空间理论或整合信息理论就能揭开意识之谜。因为首先，还有其他的严肃理论。
其中，两个常见的类别被称为一阶理论和高阶理论（HOTs）。刘解释道：“一阶理论认为，对大脑来说最重要的是感官信息的基本认知处理。”一阶理论的拥趸说，虽然还不确定是什么将感官信息带入意识中，但它一定是意识在脑中的表现形式本身所固有的某种东西——比如大脑神经网络的各个元素之间的互动动态。
【另外两类意识理论：左—一阶理论：感官数据输入→感官数据的认知处理（意识）；右—高阶理论：感官数据输入→额外处理（意识）】一阶理论认为意识只是感官信息认知处理的产物。高阶理论则提出意识要通过在感官体验的认知呈现上再进行额外加工才能获得。图源：Lucy Reading-Ikkanda/Quanta Magazine
刘说，与之相反的是，“高阶理论的支持者称，大脑要对认知的呈现进行加工才能生成意识。”在高阶理论中，意识体验不仅仅是记录下相关的感知，还涉及某些依赖于此种呈现的额外机制。不同于全局工作空间理论的观点，这种高阶状态不一定在信息处理过程中起到了什么作用，它只是存在于脑中。
“和其他现有理论相比，高阶理论能更容易地解释复杂的日常体验，如情感和片段记忆等。”最近，刘和他的同事——拉瓜迪亚社区学院（LaGuardia Community College）的哲学家理查德·布朗（Richard Brown）和纽约大学的神经科学家约瑟夫·勒杜（Joseph LeDoux）——如是写道。
邓普顿世界慈善基金会已经提供了更多拨款，以像检验全局工作空间理论和整合信息理论一样检验这些理论。“我希望能在未来五年里主持召开大约九次会议，汇集两种或更多互不相容的理论，并尝试在这些理论之间找到解决办法。”波特希特说。他承认，“有可能所有现有理论都是错的。”
事实也有可能证明，对于这样一个问题，没有任何科学实验能够成为唯一和最终的仲裁者。“哪怕只有神经科学家能够给出这个问题的答案，这场辩论也会是哲学性的，”法伦说，“当（对问题的）解释变得如此棘手时，让哲学家参与进来是有意义的。 这个领域内有许多神经科学家已经在引入哲学，其中一些进行得相当出色。”
图源：Ecosia
波特希特希望其他重大问题也能通过这种对抗性的方法取得进展，比如意识最初是如何产生的，又或者生命本身是如何产生的。他说：“对于任何一个重大问题，只要出现一大堆各自都很有说服力、但彼此对立的理论来解释它，我们就会试图通过打破它们之间的壁垒来取得进展。”
“我认为这是一个极好的创举，应该更加频繁地应用在科学领域，”托诺尼说，“它迫使各方理论的支持者集中精力，取得一些共识。 我相信我们都会或多或少地取得收获。”
原文/www.quantamagazine.org/neuroscience-readies-for-a-showdown-over-consciousness-ideas-20190306/
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