意识通达的时间进程

虽然功能性磁共振成像是一个用于确定脑活动发生位置的完美工具，但是它不能精确地告诉我们活动发生的时间。当意识到刺激时，我们不能利用磁共振来测量连续脑区激活的速度和顺序。为了准确地测定意识雪崩的时间，时间精确度更高的脑电图和脑磁图是最完美的工具。只要将一些电极黏在皮肤上或者在头上带上磁传感器，就能让我们以毫秒级别的精确度追踪脑活动。

1995年，我和克莱尔·塞尔让（Claire Sergent）设计了一项严谨的脑电图研究，首次将意识通达的时间进程分离出来 ¹⁰ 。我们追踪那些由相同图像引起的脑变化，这些图像有时会被意识知觉到，有时却完全没有被发现（见图4-3）。我们利用了注意瞬脱现象，其本质是在分心时，人们会暂时觉察不到眼前的刺激。我和塞尔让要求被试识别单词，同时我们还在这个单词之前呈现了另一组同样要求被试报告的字母，以此使他们暂时分心。为了确保记住这些字母，他们不得不暂时集中注意力，结果在很多试次里错过了目标词。为了精确地知道被试错过了多少单词，在每一次呈现刺激后，我们都会要求被试通过光标来报告他们看见了什么。他们可以移动光标来报告自己是根本没有看见单词，还是仅仅瞥见了一些字母、一个单词的大部分或者整个单词。

正向慢波提供了意识知觉的第二个标志。在这个实验里，单词在注意瞬脱期间闪现，与此同时观看者被另一项任务分心。结果观看者错过了一半的单词，频繁地报告没看见这些单词。头部表面的脑电波记录追踪了那些他们看见和没看见的单词的去向。最初，两种条件都引发了视觉皮质相同的激活。但是有意识条件和无意识条件的试次在200毫秒附近突然变得不同。有意识的单词激活的脑活动增强，且传播到前额叶皮质和许多其他相关皮质，随后回到视觉区。这个全脑激活在头顶产生较高的正电压——P3波。

图4-3　头顶和头后部产生的正向慢波

我和塞尔让调整了所有的参数，直到相同单词可以随意以有意识或无意识的形式呈现。当一切处于完美平衡的状态时，被试在一半的试次里报告完全看见了单词，然而在另一半试次里，他们声称根本没有看见单词。他们的意识报告以“全或无”的方式呈现出差异，即他们要么可以感知到单词，要么完全没看见，但是很少有人报告看到单词的一部分 ¹¹ 。

与此同时，我们的记录显示，脑也经历了思维的突然变化，间断地从看不见状态跳跃到可知觉的状态。在早期视觉加工系统中，看得见和看不见的单词最初根本不会引起任何大脑活动差异。有意识和无意识的单词在视觉皮质后侧区域引起的脑波和任何视觉刺激所产生的一样，没有任何区别。这些脑波被称作P1波和N1波，前者是正向波，波峰出现在100毫秒附近，后者是负向波，在大约170毫秒处达到峰值。这两种波都反映了视觉信息穿越视觉区的不同层级的过程——这个过程的初始阶段似乎完全不受意识的影响。不论是能够报告单词还是完全看不见它们，被试脑中的激活都同样强烈。很明显，无论后期被试报告看得见还是看不见，单词都进入了视觉皮质。

然而在几百毫秒之后，激活规律彻底发生了变化。在单词呈现之后的200～300毫秒之间，无意识条件下的试次中的脑活动逐渐消失，然而在有意识条件下的试次中的脑活动却逐渐传到了脑的前部。大约在400毫秒时，这种差异变得更大，只有有意识单词才能引起左右额叶、前扣带回和顶叶强烈的激活。半秒钟过后，活动又回归到大脑后侧的视觉区，包括初级视觉皮质。很多研究者已经发现了这种回归波，但是我们还没有真正明白它的意义——也许是维持意识视觉表征的记忆 ¹² 。

鉴于看得见的试次和看不见的试次所用的原始材料完全相同，从无意识到有意识的转换之快令人惊讶。在刺激出现后的200～300毫秒内，少于0.1秒的时间里，我们记录的数据从完全没有差异转变为巨大的全或无效应。虽然当所有单词出现时，在视觉皮质中好像都有相似数量的激活出现，但是在有意识条件的试次里，脑波积蓄力量，冲破额叶和顶叶神经网络的堤坝，突然传播到更广泛的皮质区域。相反，在无意识条件的试次里，脑波被安全地限制在大脑的后侧区域，没有接触到意识思维，因此意识完全不知道发生了什么。

然而，无意识活动并没有立即减弱。大约有半秒钟之久，无意识波在左颞叶持续回荡，这些区域与理解单词的含义有关。在第2章，我们知道了当被试没有看见单词时，单词的含义是如何在注意瞬脱中继续被激活的 ¹³ 。这种无意识的解读被限制在颞叶中。只有当这种解读溢出并进入额叶和顶叶更广阔的区域时，才标志着意识知觉的出现。

意识雪崩产生了一个简单的标志，这种标志很容易通过粘在头顶上的电极获得。只有在有意识的试次里，才会有一束足够大的电压波扫过这片区域。这个波起始于270毫秒左右，并在350～500毫秒中的某一时刻达到顶峰。这个缓慢而重大的事件被称作P3，因为它是刺激出现后第三个显著的正向波峰，或称作P300，因为它一般在300毫秒左右出现 ¹⁴ 。该波仅仅只有几微伏，是AA电池电压的100万分之一。然而，这股电活动很容易通过现代放大器测量。P3波是意识的第二个标志 ，目前各种各样的研究范式已经表明，无论何时，当我们突然有了意识知觉，都能很容易地被记录到P3波 ¹⁵ 。

通过进一步分析电极记录，我们发现P3波的出现也解释了为什么实验被试看不见目标词。在我们的实验中，实际上存在两个P3波。第一个P3波是由最开始的字母串引起的，这些字母串用于转移注意力，并且总是被意识知觉到。第二个P3波是在看见目标词时产生的。有趣的是，这两个事件之间存在系统的权衡关系。当第一个P3波又长又大时，第二个P3波很可能不会出现——在这种试次里被试很可能错过了目标词。因此，意识通达起着一个“推与拉系统”的作用：无论何时，当大脑被第一个字母串占据较长时间，即P3波较长时，它就不能同时关注到第二个单词。意识到其中一个似乎就要排斥意识到另外一个。

勒内·笛卡尔如果知道这个结果可能会很高兴。他是第一个提出“我们不可能同时关注很多事物”这一观点的人，他把意识的限制归因于一个简单的机械事实，即松果体在某一时刻只能倾向于脑的一侧。如果不考虑其脑定位的错误，笛卡尔的说法其实是对的，有意识的脑不可能同时经历两种激活，它只能让我们在某一时刻知觉到一个意识“组块”。每当前额叶和顶叶共同参与加工第一个刺激时，它们就不能同时再次参与第二个刺激的加工。关注第一个事件经常会阻止我们知觉第二个事件。虽然有时候我们的确知觉到了它，但是P3波被极大地延迟了 ¹⁶ 。这就是我们在第1章所看到的“不应期”现象——第二个目标在进入意识之前必须等待，直到意识思维处理完第一个目标。