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意识与大脑活跃度有什么关系

2020年6月24日  来源:大脑的故事 作者:(美)大卫·伊格曼 提供人:paoji68......

意识与大脑活跃度有什么关系

当我想到自己是什么人时,还有一个更为重要的方面不可忽视:我是有感知的人。我能体验到自己的存在。我感觉自己置身此地,通过眼睛往外看世界,从我这一中央舞台感知世界呈现的这场五光十色的演出。这种感觉,我们称为意识或觉知。

科学家经常争论意识的具体定义,但用一个简单的对比就足以明确我们说的是什么:你醒着的时候有意识,处于深度睡眠状态则无意识。这种区分引出了一个简单的问题:在这两种状态下,大脑的活动有什么区别呢?

有一种测量方法,那就是使用脑电图,它通过捕捉颅骨外围的微弱电信号,获取数十亿神经元激活放电的综合活动情况。这是一种有点笨拙的技术,类似于拿着传声器站在棒球场外面,试图了解棒球的规则。尽管如此,脑电图仍可对清醒和睡眠状态的脑活动差异提供即时的分析。

清醒的时候,脑电波显示,数十亿神经元彼此之间参与着复杂的交流,不妨把这种交流想象成体育场内不同观众正在进行的数千场对话。

睡觉的时候,身体似乎关机了。所以,人们自然觉得神经元体育场平静下来了。但1953年,人们发现这样的假设并不正确:夜晚的大脑和白天时同样活跃。只不过,睡眠期间,神经元互相协同的方式不同,进入了一种更为同步的、有节奏的状态,就像体育场里的观众们一圈一圈地做着墨西哥人浪。

神经元彼此之间采用复杂、微妙、基本独立的节奏进行协调时,意识会浮现。在深度睡眠中,神经元彼此间更为同步,意识便消失了。

你可以想象,当体育场内同时进行着上千场互不相干的对话时,讨论的复杂度就很高。相比之下,当人群一起做人浪、喊口号时,就不需要过多思考。

所以,在特定时刻你是什么人,取决于神经元放电的具体节奏。白天,意识从复杂的神经元集群中浮现。晚上,神经元的互动稍微改变了一点点,你就消失了。要等到第二天早上,你的神经元让慢波消失,重新采用复杂的节奏工作,你才能重新回来。

研究生毕业后,我得到机会,跟我最敬佩的科学英雄之一弗朗西斯·克里克(Francis Crick)共事。我见到他的时候,他正在调整研究方向,想要解决意识的问题。他办公室的黑板上写着许多东西,黑板中央有一个单词写得比其他单词要大很多。那个词一直拷问着我。那个词是“意义”(meaning)。对神经元、神经网络和大脑区域的机制,我们有许多了解,但并不知道那些奔涌的信号到底有什么意义。大脑的物质怎样令我们对事物产生兴趣呢?

意义问题尚未解决。但我想,我们可以这样说:某件事情对你的意义,就寓于你基于整个人生体验史建立起来的联系网之中。

想象一下,我拿起一块布,往上面泼了些彩色颜料,然后展示给你的视觉系统。这有可能引发回忆,点燃你的想象吗?好吧,也许不能,因为它只是一块布,对吧?

但现在,想象这块布上按照国旗的图案来涂色。我几乎可以肯定,这会触发你内心的某种东西,但根据你的个人体验史,其具体含义是独特的。你不再把它们视为纯粹的物体,你按自己的方式去感知它们。

心身问题

意识觉知是现代神经科学中最令人困惑的难题之一。我们的精神体验和我们的实体大脑之间到底有着什么样的关系呢?

哲学家勒内·笛卡尔(Rene Descartes)认为,非物质的灵魂脱离大脑,单独存在。他猜测,感官输入进入松果体,松果体是通往非物质的灵魂的门户。(他选择松果体很可能只是因为它位于大脑中线,而大多数其他大脑功能部位都是成对的,左右脑各一个。)

非物质的灵魂的想法很容易想象,但是它很难与来自神经科学的证据达成一致。笛卡尔从来没有参观过医院的神经内科。如果他有,他就会看到,当大脑发生变化时,人的性格也会改变。有些脑损伤让人抑郁;有些变化让人狂躁;有些能让人改变宗教观、幽默感,甚至赌博欲望;而有的大脑损伤让人举棋不定,产生妄想,或鲁莽好斗。故此,在这样的知识框架下,精神和身体很难分离开来。

如我们所见,现代神经科学致力于梳理出神经活动与特定意识状态的具体关系。要完整地理解意识,很可能需要新的发现和理论,这个领域仍然相当年轻。

所以,你是什么人,取决于你的神经元每时每刻正在干什么。

我们每个人都走在自己的轨迹上,依靠我们的基因和经验来导航,故此,每一颗大脑都有着不同的内部生活。大脑就像雪花一样,每一片都有着独特的纹样。

随着数万亿的连接不断形成和重组,其独特的模式意味着不曾有和你一样的人存在,以后也不会有。在此刻,你的意识觉知体验对你而言独一无二。

因为身体物质不断变化,我们也在不断变化。我们不是固定不变的。从摇篮到坟墓,我们是不断发展的作品。

大脑

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