全脑神经工作空间

细胞集群、鬼蜮、互相竞争的联合体、吸引子、有折返的聚合区……每一个假设似乎都有一定的道理，我自己提出的全脑神经工作空间理论也在很大程度上借鉴了这些理论 ⁴⁰ 。工作空间理论提出，意识状态由稳定激活的神经元所编码，整个编码过程持续十分之几秒。这些神经元是工作空间中被激活的神经元的子集，分布在脑的多个脑区，为同一个心理表征的不同方面进行编码。意识到《蒙娜丽莎》的过程，涉及和物体、语义片段、记忆相关的数以百万计神经元的联合激活。

在意识通达中，多亏了工作空间神经元的长轴突，所有这些神经元才可以以大规模平行的方式相互交换信息，以获得一个统一的、同步的解释。当所有信息汇聚时，意识知觉也就产生了。编码这个意识内容的细胞集群遍布整个大脑，由不同脑区提炼的相关信息的碎片之所以能够整合，是因为所有神经元通过长轴突神经元以自上而下的方式保持着同步。

神经元的同步可能会是一个关键因素。越来越多的证据表明，相距遥远的神经元通过其锋电位与背景电振荡的同步来形成巨大的细胞集群 ⁴¹ 。如果这个图景是正确的，那么编码我们每一个想法的脑网络就像一群萤火虫，可以依据整组神经元的节律进行放电。在无意识状态下，中等大小的细胞集群可能仍然保持局部的同步——例如，我们左颞叶的语言网络会无意识地编码字词含义。但是，由于前额叶皮质没有接收到相应的信息，使其不能被广泛地共享，因此，这些信息仍然处于无意识状态。

想象你大脑皮质中的160亿个皮质神经元。它们中的每一个都各自接收小范围的刺激。它们的种类多得惊人，仅在视觉皮质，就可以发现加工面孔、手、物体、透视、形状、直线、曲线、颜色、3D深度等很多的神经元。每个神经细胞只表达关于知觉到的场景的少量信息。然而，它们集合在一起就能够表征包含大量元素的思想。全脑工作空间模型主张：在任何既定的时刻，一个思维对象可以从这个具有无限潜力的集合中被选出并成为意识的焦点。 这时，在前额叶皮质神经元的一个子集的支持下，所有相关的神经元以一种局部同步的方式激活。

在这类编码范式中，我们需要理解的至关重要的一点是，“未被”激活的沉默神经元也对信息进行了编码。它们的沉默向其他神经元暗示了它们所关注的特征在当前的心理图像中没有出现或者与之并不相关。意识内容由沉默神经元和激活神经元共同决定。

说到底，我们可以把意识知觉比作雕刻一座雕像。以一块大理石为原材料，凿去多余的大部分石料，艺术家才能逐步表现出他的设计想法。同样，从数以亿计的工作空间神经元开始，它们最初毫无目的，只是在各自的基线水平被激活，而后大脑抑制了大部分神经元，只保持其中小部分的激活，从而使我们可以知觉到这个世界。毫不夸张地说，激活的神经元集群所描绘的是意识思维的轮廓。

激活和未激活的神经元波形可以解释第二个意识标志，那就是第4章中提到的P3波，一个位于头顶的正电波峰。在意识知觉中，工作空间神经元中的一小部分被激活，并定义了我们当前的思维内容，其余部分均受到抑制。活跃的神经元沿着长长的轴突传递锋电位，以此将信息传播到整个皮质。但是在大多数情况下，这些信号到达的是抑制性神经元。它们作为消音器使整组的神经元沉默：“请保持沉默，你们的特征无关紧要。”一个意识想法是由一小丛激活并同步的神经细胞以及大量被抑制的神经元共同编码的。

在激活的神经元中，细胞的几何布局是这样的：突触电流从树突传递到细胞体。由于这些神经元都是彼此平行的，所以它们的电流可以叠加起来，并且在头皮的表面，它们产生的慢负波会对意识刺激进行编码 ⁴² 。但是，受抑制的神经元才是主导，它们的活动叠加起来产生了一个正电位。由于受抑制的神经元数量多于激活的神经元，所有这些正电位最终会形成一个强波——P3波，只要意识通达出现，就可以很容易地检测到它 ⁴³ 。至此，我们已经解释了第二个意识标志。

该理论能很好地解释为什么P3波如此强大而普遍，并且可重复产生：它主要表明了当前的想法不是什么。正是集中的负电位活动决定了意识的内容，而非分散的正电位。在这种观点的前提下，俄勒冈大学的爱德华·沃格尔（Edward Vogel）和他的同事们发表了一篇论文，出色地展示了顶叶皮质上的负电压是怎样记录我们当前对于空间图形的工作记忆的 ⁴⁴ 。当记忆一系列的物体时，缓慢的负电位可以精确地表明我们看到的物体数量以及它们的位置。我们意识到这个物体的时间有多久，电压就会持续多久；当我们将物体储存在记忆中时，电压会增加，当我们记不住物体时电压就会饱和，当我们遗忘时电压会减弱，它会真实地记录我们所记住的物体的数量。在爱德华·沃格尔的研究结果中，负电位直接勾勒了意识的表征——这也正是我们的理论所预测的。