
6月一个闷热的夜晚,在格林威治村,800多名神经科学家、哲学家和好奇的公众挤进了一个礼堂。他们是为了一个雄心勃勃的调查的第一批结果而来的,这个调查是关于一个深刻的问题:什么是意识?
作为开场,两位朋友——哲学家大卫·查尔默斯和神经学家克里斯托弗·科赫——上台回忆起一个老赌注。1998年6月,他们去德国不来梅参加一个会议,一天晚上在当地一家酒吧谈论意识的本质,聊到很晚。
多年来,科赫博士一直与生物学家弗朗西斯·克里克(Francis Crick)合作,探索他们所谓的“意识的神经关联”。克里克因发现DNA结构而获得诺贝尔奖。他们认为,我们所拥有的每一个有意识的体验——比如凝视一幅画——都与某些神经元的活动有关,而这些神经元对随之而来的意识至关重要。
查尔默斯博士喜欢这个概念,但他对他们能否很快找到这样一个神经标记表示怀疑。他认为,在有合理的希望找到它之前,科学家们对意识和大脑还有太多需要了解的东西。
科赫博士和他的朋友打赌,科学家会在25年内发现意识的神经关联。查默斯博士接受了这个赌约。奖品是几瓶好酒。
回想起在礼堂舞台上的那次打赌,科赫博士承认,这是由饮料和热情推动的。“当你年轻的时候,你必须相信事情会很简单,”他说。
在随后的25年里发生了很多事情。神经科学家和工程师发明了强大的新工具来探测大脑,导致了一系列关于意识的揭示性实验。例如,一些科学家使用脑部扫描来检测被诊断为植物人状态的人的意识迹象,而另一些科学家则使用脑电波来确定人们在麻醉下何时会失去意识。
这些实验促进了新理论的爆发。为了淘汰它们,邓普顿世界慈善基金会(Templeton World Charity Foundation)已经开始支持大规模的研究,将不同的理论对进行一对一的测试,这个过程被称为对抗性合作(adversarial collaboration)。
上个月,在纽约的活动上,研究人员公布了该基金会第一次试验的结果,将两个最著名的理论进行了对比。
第一种理论被称为全局工作空间理论,它认为意识是我们处理信息方式的副产品。神经学家早就知道,来自我们感官的大多数信号永远不会到达我们的意识。巴黎法兰西学院(college de France)的认知神经科学家斯坦尼斯拉斯·德阿纳(Stanislas Dehaene)领导的实验表明,我们只会意识到到达前额皮质的信号,前额皮质是大脑前部的一个区域。德阿纳博士认为,那里有一组特殊的神经元可以迅速将信息传递到大脑的大部分区域,从而产生意识。
“意识是信息的全球可用性,”德阿纳博士说。
威斯康辛大学(University of Wisconsin)的神经学家梅兰妮·博利(Melanie Boly)博士上台解释了另一个竞争者:综合信息论。
波利博士认为,意识的特别之处在于,随着时间的推移,它能够同时感到丰富和统一。她说,大脑之所以能产生这种现象,是因为神经元的排列方式。它们的集群可以以特定的方式处理信息——例如,通过识别图片中的颜色或轮廓。但这些集群之间的远程联系也让它们传递信息。
2017年,当时在西雅图艾伦研究所(Allen Institute)工作的科赫博士邀请了十几位专家到研究所,计划进行实验,将这两种理论相互检验。查尔默斯博士也来自纽约大学,以提供哲学上的严谨。他们事先就每个实验的结果对每个理论意味着什么达成了一致。实验将由独立的科学家进行,他们没有推动任何一种理论。
弗吉尼亚大学(University of Virginia)的心理学家布莱恩·诺塞克(Brian Nosek)没有参与这项新研究,他赞扬了科学家们齐心协力进行如此雄心勃勃的实验。他说:“这很难,因为研究人员对他们的想法很投入。”“预先承诺需要理智上的谦逊,以及发现自己错了的意愿。”
该团队自称为“深思熟虑联盟”(Cogitate Consortium),他们花了两年时间准备这项实验,结果却因冠状病毒大流行而受阻。2022年5月,研究人员开始收集数据。
他们要求256名志愿者观看一系列的面孔、字母和形状,然后在特定的条件下按下按钮——比如,如果图片是一张脸,或者是某个人的脸。
一些志愿者在fMRI脑部扫描仪中执行任务,该扫描仪测量大脑中含氧血的流量。另一些人则用脑磁图来观察,它可以读取大脑中的磁场。研究人员还找到了准备接受癫痫脑部手术的志愿者。他们接受了直接植入大脑的测试。
研究人员寻找了当志愿者有意识地看到一个物体时出现的共同大脑模式——不管他们看到的是什么,他们的任务是什么,或者是哪种技术记录了他们的活动。
这两种理论对科学家将看到的模式做出了不同的预测。根据全球工作空间理论,最清晰的信号来自前额皮质,因为它在整个大脑中传播信息。另一方面,综合信息理论预测,连接最复杂的区域——大脑后部的那些区域——将是最活跃的。
活动的时间也可能指向一种或另一种理论。全球工作空间理论预测,前额皮质只会发出短暂的信息爆发——当图片首次出现时一次,然后当它消失时另一次。但综合信息理论预测,在志愿者感知物体的整个过程中,大脑后部会持续活跃。
德国马克斯·普朗克经验美学研究所(Max Planck Institute for Empirical Aesthetics)的神经科学家卢西亚·梅洛尼(Lucia Melloni)帮助领导了这项实验,她上台展示了实验结果,并在一个巨大的屏幕上展示了用红色、蓝色和绿色绘制的大脑图片。
梅洛尼博士解释说,在一些测试中,有明显的赢家和明显的输家。例如,志愿者看到一个物体的整个过程中,大脑后部的活动都在持续。综合信息理论得1分。但在其他测试中,全球工作空间理论的预测得到了证实。
看完这些好坏参半的结果后,德阿纳和博利与梅洛尼一起讨论了这些结果。两位冠军都不准备认输。
“我对此很满意,”德阿纳博士说。
博利博士总结道:“总的来说,我们的印象是,研究结果证实了i.i.t的预测。”
当主持人、纽约西奈山伊坎医学院(Icahn School of Medicine at Mount Sinai)的希瑟·伯林(Heather Berlin)问Melloni医生她的想法时,她小心翼翼地措辞。
“我的想法是,我来自一个父母离异的家庭,”她说。“他们两个你都爱。”
Melloni博士和她的同事们已经在网上发布了研究结果,并将其提交给了一家科学杂志。
Cogitate财团仍在进行其他实验,包括一个视频游戏,其中物体在屏幕上移动并闪烁。这些丰富经验的结果可能会使证据倾向于一种理论。
“目前的实验足以表明,这两种理论目前都是不够的,”英国苏塞克斯大学(University of Sussex)的神经科学家阿尼尔·赛斯(Anil Seth)说。
但至少这个长达25年的赌注已经解决了:没有人发现意识的明确神经关联。科赫博士带着一个装满酒的木箱走上舞台,结束了晚会。他拿出一瓶1978年的马德拉葡萄酒,递给查默斯医生。
然后,他向他的朋友提出了一个新的赌注,这次要么加倍,要么一无所获:到2048年,一个意识的大脑标记。
查默斯博士立刻对这个赌注感到震惊,尽管两人都能活着看到结果的几率令人怀疑。
“我希望我输,”他说。“但我怀疑我会赢。”
卡尔·齐默(Carl Zimmer)撰写“起源”专栏。他是14本书的作者,包括《生命的边缘:寻找活着的意义》。@carlzimmer?Facebook











