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意识与脑:注释

2020年8月18日  来源:意识与脑:一个还原论者的浪漫自白 作者:(美)科赫 提供人:naike39......

2004年,我出版了《意识探秘》。在书中我总结了弗朗西斯·克里克和我的研究进路,并描述了对意识至关重要的神经生物回路和心理过程。这本著作包括遍布于单倍行距的400页中的数百个脚注和接近1000条对学术文献的参考。自白时的步态要更轻松一些。若你想找到在本书中提到的技术和实验,请查阅Quest(Laureys和Tononi编辑成册(2009))、众多资料来源、最新的维基百科(Wikipedia)或随后的少量注释。我在为Scientific American Mind写一个专栏,名为Consciousness Redux,它描述了当代令人瞩目的意识研究。

第1章

Ridley(2006)所著的弗朗西斯·克里克的简短传记出色地描述了弗朗西斯的个性。大部头的著作Olby(2009)则更具权威性,它对弗朗西斯的科学贡献做了阐述。Olby(2009)的倒数第二章记述了弗朗西斯与我的合作。

查阅Chalmers(1996)关于术语“难问题”(Hard Problem)的起源和意义。

第2章

Koch和Segev(2000)概述了单个神经元的生物物理学。

Mann和Paulsen(2010)描述了(由数万个神经元产生的)局部场电位对于这些神经细胞发放的影响。Anastassiou和Perin(Anastassiou et al.,2011)的实验直接表明神经元的发放如何因微弱的外电场而得以同步化。

经济也没有遵循守恒定律:一个公司某一天可能的市值数为10亿美元,但第二天就仅值几百万美元,即使当时没有什么变化发生。相同的人在具有相同基础设施的相同建筑中工作。钱去了哪里?答案是市场对公司未来的信任——即对它的期望突然消失了,而随之消失的是市场的估价。与能量不同,货币可以被创造和被消灭。

第3章

尽管有些年头了,但是弗朗西斯对意识及其生物学基础的扼要介绍仍然是精湛的(Crick,1995)。

Gibson(2010)等人描述了克雷格·文特尔(Craig Venter)的生物有机体的合成。

这个对廷德尔(Tyndall)的引用取自1868年他在英国科学促进会(British Association for the Advancement of Science)的数学和物理分会上的主席报告,名为“科学物质论”(Scientific Materialism)(Tyndall,1901)。

当然,对唐怀瑟·盖特( )的引用来自《银翼杀手》(Blade Runner)的最后一幕。它由雷德利·斯科特(Ridley Scott)执导,是有史以来最伟大的科幻片。它大致以稍后会简要提及的Do androids dream of electric sheep?为基础。由菲利普K.迪克(Philip K.Dick)写于1968年的这本卓越小说预示了一种“神秘谷”(uncanny valley)效应,即这个心理学观察:一个机器人或一个几乎但不是完全完美的计算机动画图形的复制品会引起一种强烈反感。

这个对赫胥黎(Huxley)的引用来自他1884年对16年前聆听廷德尔演讲的那个英国科学促进会所发表的非凡演讲。赫胥黎就笛卡尔认为动物仅仅是没有意识感觉的机器或自动装置的信念展开争论。他认为,因为生物的连续性,某些动物与人类共享了意识的一些方面,但当提到意识的功能时,他似乎也所知不多。

对动物意识最好的介绍是Dawkins(1988)的短文Through Our Eyes Only?另外,也可参见Griffin(2001)的渊博论述。Edelman和Seth(2009)关注鸟类和头足类动物的意识。

对神经解剖学的一个简明的现代介绍参见Swanson(2012)。

这个对克拉考尔(Krakauer)的引用出自其1990年以来论爬山的出色随笔集。

Hasson等(2004)对在一个磁扫描仪内部观看The Good,The Bad and the Ugly做了报告。

Goldberg,Harel和Malach(2006)处理了与自我相关脑区的失活。

第4章

我们对意识神经相关物的思考一直在发展。(Crick和Koch,1990,1995,1998,2003)哲学家大卫·查默斯(David Chalmers)在Chalmers(2000:亦参见the essay by Block,1996)中雄辩地概述了作为意识相关物观念基础的形而上学和概念的假定。Tononi和Koch(2008)对相关实验研究做了补充更新。

Rauschecker和其同事(2011)在神经外科环境中对视皮层表面进行电刺激从而诱发视觉运动的知觉印象。

Macknik和其他人(2008)最早指出了来自心理学和神经科学舞台魔术的这些丰富洞察力的来源。

Tsuchiya和Koch(2005)开发出将眼前的物体隐藏几分之一分钟或更长时间的连续闪烁抑制(CFS)技术。

最近用CFS探寻无意识心智的一个精妙的例子是Mudrik和其同事(2011)。其掩蔽方法的概要可以在Kim和Blake(2005)中找到。Jiang和其他人(2006)要求志愿者注视不可见的裸体男人和女人的图片,而Haynes和Rees(2005)对正在注视不可见光栅的志愿者的脑部施行fMRI。McCandliss,Cohen和Dehaene(2003)对视觉词形区以及它与阅读的关系进行了描述。

Logothetis(2008)在破译底层的差异的神经元反应时恰当地总结了fMRI的承诺和局限。他关于双眼竞争的神经基础的经典研究可参见Logothetis(1998),Leopold和Logothetis(1999)。

一个日本和德国的联合团队(Watanabe et al.2011)在人类初级视觉皮层中分离了视觉注意与意识——正如通过刺激的可见性所验证的那样。无论被试是否看到他们正在注视的东西,V1区血液动力学的信号几乎没有任何差别,尽管注意会对它施以强有力的调节。

我在此讨论的有关初级视觉、听觉、体觉皮层中的神经活动与有意识看见之间分离的大量研究可参见Quest第6章。

支持从皮层前部到后部的功能连接以维持严重受损患者意识的研究,可参见Boly et al.(2011)。另请参见Crick和Koch(1995)表1。

哲学家内德·布洛克(Ned Block)对注意与意识之间关系的讨论有巨大影响(Block,2007)。van Boxtel,Tsuchiya和Koch(2010)调查了调节选择性视觉注意与视觉意识分离的大量实验。

第5章

Gallant et al.(2000)描述病人A.R。

我钟爱的神经病学家奥利·弗萨克斯(Oliver Sacks)的最新著作——Oliver Sacks(2011),包含了对面孔失认者和其他神经功能缺损的生动描述。萨克斯是人类状况的热切见证者,在审视人们如何应对疾病的过程中,他展示了他们——和我们——是如何能获得生命智慧的。

皮层电生理学的先驱之一塞米尔·泽奇(Semir Zeki)在(Zeki,2001)中杜撰了“本质节点”(essential node)这个术语。

Squire(2009)总结了失忆症患者H.M.的科学遗产。

Quian Quiroga et al.(2005,2009)在人类内侧颞叶中发现概念细胞,它们对图片、文字、名人或熟悉的人的声音产生反应。这些与所谓的祖母神经元(Grandmother neurons)密切相关(Quian Quiroga et al.2008)。Cerf和其他人(2010)利用计算机反馈使患者能够通过他们的思想控制这些神经元。

当他们报告了用磁扫描仪在几个植物状态患者中探测到意识时,Owen et al.(2006)和Monti et al.(2010)的研究受到国际关注。

Parvizi和Damasio(2001)对40或更多脑干核团与意识之间的联系进行了探索。

Laureys(2005)标示出我们有关死亡、脑与意识之间联系的令人惊异的动力学观点。Schiff(2010)是专门研究大范围脑外伤后意识复苏的神经病学家。

第6章

关于无意识的大量胡话在继续出版。然而,在严格控制条件下对无意识的坚实的、经验实证的研究一直在复兴。Hassin,Uleman和Bargh(2006)以一本书的长度论及了一些最好的后弗洛伊德研究,同时Berlin(2011)则专注于无意识的神经生物学的已知和未知的方面。

Jeannerod在其1997年版的著作中描述了他的研究。

Varki(2009)的信将拒绝死亡的机制看作可能的演化驱动器。

Bridgeman和其他人(1979)以及Goodale和其同事(1986)施行了证明你的眼睛能分辨比你所能看到的更微小细节的实验。Logan和Crump(2009)表明打字员的手知道其心智不知道的事情。Goodale和Milner(2004)回顾了这个有意识知觉和无意识视觉-运动行动的双视觉流理论。

麻省理工学院历史学家John Dower(2010)详尽地分析了珍珠港与“9·11”事件之间的结构相似性和差异性以及机构决策的其他病理学。

启动试验来自于Bargh,Chen和Burrows(1996)。Johansson和其同事(2005)要求男人和女人选择两个女人中的哪一个看上去更有吸引力,然后在大多数志愿者不理解的情况下调换他们的图像。

第7章

我对自由意志的物理学的反思受到Sompolinksy(2005)的影响。

Sussman和Wisdom(1988)证明冥王星的轨道是混沌的。

Maye等(2007)研究了果蝇展示的真正随机性的程度。

Turner(1999)将早期宇宙的量子涨落与今天天空中的星系分布联系在一起。物理学家乔丹(Jordan)在1938年提出了这个(在某些领域)仍然流行的量子放大理论,该理论将基本粒子物理学与自由意志联系起来。Koch and Hepp(2011)讨论量子力学与脑可能的关联性。Collini et al.(2010)提供在室温状态下促进光合作用的蛋白质中令人叹服的电子相干的证据。

Libet和其同事(1983)最先报告了脑活动先于行动意志的感受。Soon和其同事(2008)所进行的最初实验的脑成像研究紧紧抓住了公众眼球。

现在出现了越来越多的关于自由意志神经心理学的文献(Haggard,2008)。Murphy,Ellis,和O’Connor(2009)编辑一本书,试图化解(根植于神学和日常体验中的)自由意志的传统观念与源自现代心理学和生物学的自由意志观念之间的某些紧张关系。

Vyas等(2007)记述了刚地弓形虫如何在鼠脑中搭便车——迫使老鼠改变它的行为以便更有可能被猫吃掉——这个疾病报道。Lafferty(2006)分析了寄生虫感染脑对人类文化的一些可能后果。

Wegner(2003)出色地描述了正常生命和病理条件下自愿行动的心理状态。

两个神经外科研究电刺激脑以启动“自愿”行动(Fried et al.1991:Desmurget et al.2009)。

第8章

Baars(2002)描述他关于意识“全局工作空间”的模型。Dehaene和Changeux(2011)评论了支持全局工作空间模型的神经实现的成像和生理数据。

查默斯关于信息理论和意识的观念在其1996年著作的附录中做了概略的叙述。

对托诺尼的理论和思想最简单的介绍是其2008年的宣言。我热烈推荐朱利奥本人在Phi(2012)中对相关事实和理论所进行的高度文学性和小说性的处理方式,在书中弗朗西斯·克里克、阿兰·图灵和伽利略以巴洛克风格进行了一次发现之旅。对于实际的数学微积分,查阅Balduzzi和Tononi(2008,2009)。Barrett和Seth(2011)获得了计算整合信息的启发。

参阅我的Quest第17章中对裂脑病人背景的讨论。Lem(1987)以小说的方式记述了裂脑患者的生活。

在人脑860亿个神经元中,令人吃惊的是,690亿在小脑而160亿在皮层(Herculano-Houzel,2009)。即每5个脑细胞中约有4个是具有4个刻板的粗短树突的小脑颗粒神经元。剩下的10亿个神经元位于丘脑、基底神经节、中脑、脑干和其他地方。可是值得注意的事情是生而无小脑的人——这很少见——或由于中风或其他创伤失去部分小脑的患者的一些认知缺陷。主要的缺陷是运动失调、口齿不清和步态蹒跚(Lemon和Edgley,2010)。

经历数万代的演化的animats——即生活在计算机内的生物的漫画证明:这些animats对它们的模拟环境越适应,它们的整合信息就越高(Edlund和其同事,2011)。

Koch和Tononi(2008)依据意识的整合信息理论探讨了机器意识的前景。在Koch和Tononi(2011)中,我们就一个计算机有意识地看见图片意味着什么提出了一个基于图像的测试。

第9章

Massimini等(2005)描述了睡眠中有意识心智的衰竭的TMS-EEG联合测试。将该测试扩展到持续植物状态和最小意识状态患者中的研究可参见Rosanova et al.(2012)。

神经解剖学家仍然不知道是否最大的哺乳动物——蓝鲸,其脑有17磅(8000克)——比人类拥有更多的神经元。更大的脑并不一定意味着有更多的神经元;不过如果鲸鱼和大象比人类有更多的脑细胞,那么这将相当令人震惊。就脑的大小和神经元的数量所进行的一个彻底讨论,参见Herculano-Houzel(2009)。

有关神经细胞类型的简短初级读本,参见Masland(2004)。

光遗传学的应用迅猛增长,数以百计的实验室在自己选择的地点和时间从基因方面操控可识别的细胞群。这非常了不起,鉴于开创性地使用“光敏感通道-2”来推动神经活动的最初论文发表于Boyden and colleagues(2005)中。在我看来,以因果方式将神经回路与老鼠行为联系起来的这三个最精妙的光遗传学实验是Adamantidis et al.(2007:这就是我描述的orexin研究)、Gradinaru et al.(2009)和Lin et al.(2011)。当前技术的概要可参见Gradinaru et al.(2010)。

关于老鼠的艾伦脑图谱参见Lein et al.(2007)的全面描述,这个图谱可在线查找。

Dehaene et al.(2001)测量志愿者注视可见和不可见词语时的fMRI反应。

第10章

令我窘迫的这次采访参见Blackmore(2006)。

论科学与宗教之间的关系的文献可谓汗牛充栋。我认为著名的自由派神学家Hans Küng(2008)大有裨益。

玛丽安娜·库克(Mariana Cook)为了他的藏品Faces of Science(2005)拿走了我办公室里挂着的弗朗西斯的肖像。

直到他逝世前几天,弗朗西斯还在一字一句地撰写有关屏状核的论文。它发表在Crick and Koch(2005)。

哲学家彼得·西格尔(Peter Singer)1994年出版了一部极富洞察力的著作,这本书认为传统伦理学在应对现代生和死的挑战时是不充分的。

尽管结尾有点言过其实,但我书中没有任何一点应该被解释成我太过严肃地对待我或我的生活。纹身客厅——就在这里,泰(Ty)将取自拉姆·卡哈尔(Ramón y Cajal)的皮层微电路纹到我的左臂上——的墙壁因这一告诫而生辉,谨以此代为结尾:

生命旅程不是完好地保存身体而是安全地抵达墓穴,毋宁说是滑跌在地,完全筋疲力尽,并大喊道,“天哪……这是怎样的旅程啊!”

意识

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