在2000年，以色列科学家卡莱特·格里尔－斯佩克特（Kalanit Grill-Spector）在特拉维夫市的魏茨曼科学研究所（Weizmann Institute of Science）做了一个简单的掩蔽实验 2 。她让图片快速闪现，只停留非常短的时间，呈现时间在1/15秒与1/18秒之间变化。图片呈现完后，紧接着出现一个杂乱图像。结果有的图像被试可以觉察到，而有的图像则完全看不见——这些图片分布于意识知觉的阈限之上和阈限之下。被试的报告数据呈现出一条完美的曲线：呈现时间低于50毫秒的图像很难被看见，然而呈现时间为100毫秒甚至更长时间的图像可以被看见。
随后，格里尔－斯佩克特扫描了被试的视觉皮质，那时扫描全脑还不是非常容易就能够做到的。她观察到一个明显的区别：在早期视觉加工区域里，神经活动与意识无关。不论掩蔽时间有多长，所有的图像都可以激活初级视觉皮质和周围的区域，然而在梭状回和外侧枕颞叶区域的高级视觉皮质中枢，脑活动和意识报告紧密相关。这些区域参与图片分类的任务，比如和面孔、物体、词汇和地点相关的图片，并对它们的外观形成一个稳定不变的表征。这似乎表明，当脑激活达到这种水平时，图像就很有可能被意识到。
差不多在同一时间，我也正在进行一项类似的词汇掩蔽知觉实验 3 。当被试观看闪现时间在阈限之上或阈限之下的词汇时，我的扫描装置可以扫描全脑中被激活的脑区。结果非常明显，甚至梭状回等较高级的视觉区域也能在没有任何意识的时候被激活。实际上那些颞叶和顶叶高级区域参与的相当抽象的脑运算，也能够在阈下执行。例如，识别出“piano”和“PIANO”是同一个单词，或者数字3和单词“three”表示相等的数量 4 。
然而，当超过意识知觉的阈限时，我同样在较高的视觉中枢发现了巨大的变化。这些区域的活动大幅度增强了。在对于字母识别至关重要的区域——视觉词形区，脑激活增强了12倍。此外，额外的一整片区域也被激活了，而这些区域在单词被掩蔽、处于无意识状态时并没有激活。这些区域广泛地分布在顶叶和额叶，甚至深入到位于大脑两半球中线的前扣带回（见图4-1）。
意识知觉的第一个标志是脑区强烈的放电活动，这些脑区包括双侧前额叶和顶叶。经过掩蔽形成的阈下词汇激活了特定的阅读回路，如图a所示，但是当同样的词汇被看见时则会引起活动的大幅度增强，并激活顶叶和前额叶。类似地，听觉区域也可以被无意识的旋律激活，如图b所示，但是当同样的旋律被意识检测到时，就会引起下顶叶和前额叶皮质等大面积区域的活动。
图4-1 意识知觉放电过程的信号变化
通过测量这些脑活动产生的振幅，我们发现了那些能够区别意识加工和无意识加工的放大因素，在视觉输入通路的各个连续区域间都有所不同。在第一个皮质阶段，即初级视觉皮质，由快速闪过而没有看到的单词引起的激活非常强烈，很容易被检测到。然而当这种活动在大脑皮质中继续传送时，掩蔽效应使反应逐渐衰弱。因此，我们可以把阈下知觉比作海浪。海浪在地平线处赫然耸立，但是当它到达海岸时仅仅舔了一下你的双脚 5 。相比之下，意识知觉更像是一场海啸，或者用雪崩来比喻它更好。因为意识活动似乎在传播过程中积聚力量，就像一个小小的雪块不断聚集着雪，最终形成一场雪崩。
为了证明这一点，我在实验里使单词仅仅呈现43毫秒，因此在视网膜中只留下了最小的痕迹。然而激活会持续传递，在有意识条件的试次中，激活还会被不断放大，直到引起许多区域产生主要激活。远距离脑区也紧密关联起来，传入的脑波在所有区域同时达到顶峰又同时开始减弱，这表明它们在交换和强化彼此的信息，直到激活转变为一场势不可挡的雪崩。相比无意识目标，有意识目标中的同步性更强，这也表明关联活动在意识知觉中是一个非常重要的因素 6 。
因此，这些简单的实验揭示了意识活动的第一个标志，即大脑感官活动放大，并且不断积聚力量，最终侵入顶叶和前额叶的多片区域。这个标志模式已经得到重复验证，甚至除了视觉之外，其他感觉形式也是如此。比如说，想象你正躺在嘈杂的功能性磁共振机器里面，通过耳机，你时不时会听到额外的短暂脉冲声。你不知道这些脉冲声已经经过仔细处理，你只能听到其中的一半。这是一种用于比较意识知觉和无意识知觉的理想方式，而且这次是听觉形式上的。结果同样相当明确：无意识的声音仅仅激活了初级听觉皮质周围的皮质，而在有意识条件的试次里，脑活动产生的雪崩放大了早期的感觉激活，并闯入下顶叶和前额叶区域（见图4-1） 7 。
我们再举一个运动动作方面的例子。假设你被要求无论何时看见一个目标就做出反应，而如果在目标出现前看见“别动”的提示就要抑制反应 8 。这是一个典型的反应和抑制任务，你需要在这个以“动”为主导的实验的“别动”试次里用意识去控制自己，来抑制做出“动”反应的强烈倾向。
现在想象一下，一半的试次中“别动”提示出现在意识知觉的阈限之下。你怎么可能对一个没有知觉到的命令做出反应呢？令人惊叹的是，你的大脑勇敢地面对了这一不可能的挑战。即使在阈下试次中，被试的反应也稍稍变慢了一些，这表明大脑无意识地部分调配了抑制的力量（正如第2章所见）。脑成像表明，这种阈下抑制依赖于两个跟运动命令控制相关的区域——前辅助运动区和前脑岛。然而，意识知觉再一次引发了巨大的变化：当看得见“别动”提示时，这两个运动控制区域的活动差不多翻倍了，并扩散到顶叶和前额叶更广泛的神经网络中（见图4-2）。到目前为止，我们对这片顶叶和前额叶的回路应该很熟悉了，回路突然被系统性激活是意识思维的标志，并 且可被重复验证 9 。
一个看不见的“别动”信号被传送到一些特定的脑区，比如前脑岛和前辅助运动区，这些脑区监控和约束我们的动作（右纵列）。当这些同样的信号可以看见时，会激活与自动控制相关的顶叶和前额叶中更多的区域。
图4-2 有意识控制和无意识控制的行为依赖于部分不同的脑回路
