探秘人类 “最强大脑”！意识的起源是初始剧情，心智探秘才是终极副本？

“意识并非虚无缥缈的‘灵魂’，而是由大脑中神经元活动所产生的涌现现象。理解脑与意识的关系，不仅是探索人类自我的终极疆域，也将对人工智能、脑机接口和心理健康等领域具有深远意义。”中国认知科学学会学术委员会主任、中国科学院生物物理研究所学术副所长、认知科学与心理健康全国重点实验室学术委员会主任何生，在国家科技传播中心学术发展讲堂“脑科学专场”上发表如上观点。

什么是意识？

它源于何处？

这或许是科学界面临的最深刻也最迷人的问题之一。笛卡尔曾言“我思故我在”，便将意识的存在视为了最不容置疑的思辨基点。然而，从科学的角度定义意识却异常困难。哲学家约翰·塞尔就将其描述为“从无梦的睡眠醒来之后，除非再次入睡或进入无意识状态，否则在白天持续进行的，知觉、感觉或觉察的状态”，神经科学家克里斯托夫·科赫则更诗意地称之为“意识，就是你的体验”。尽管意识没有特别清楚的定义，但我们每个人似乎脑子里面也知道它是什么，那么，意识究竟有多重要？

试想，如果在痛苦的监狱生活与“舒适”的植物人状态之间进行选择，几乎没有人会选择后者。这表明，意识的存在赋予了人类生命意义。不仅如此，理解意识对于理解知觉、注意、记忆、决策等各种认知功能都至关重要，它是贯穿认知科学领域的一条主线。

从理解意识到底代表什么含义的角度，我们就可以把对意识的描述分成两个维度，横坐标代表意识的水平，即从昏迷、麻醉到清醒的觉醒程度。纵坐标代表意识的内容，即个体对特定信息是否“觉知”。临床上会关注植物人、昏迷患者的意识水平恢复，而在认知实验中，则会更多地去探究为何有些进入大脑的信息未被“意识”到，却仍能影响行为。

脑生“心”中的“心”并非指生理上的心脏，而是代指意识这个概念。脑生“心”的核心内涵在于揭示意识如何从物理的神经元产生主观意识的体验。DNA双螺旋结构的发现者之一弗朗西斯·克里克，在其科学生涯的后半段就转向了意识研究，并提出了“震惊假说”：即你所有的喜怒哀乐、记忆与自我，归根结底都是神经元的活动。

我们通常说的“意识”，包含了两个维度，一个是觉醒，一个是觉知。从觉醒的这个角度来说，是人的丘脑里面的神经活动，特别是丘脑里面神经和大脑皮层的神经之间的连接程度，功能连接的程度对觉醒非常重要，而觉知，从我们现在的神经科学的了解，更多的是在大脑皮层这个地方来表达来支持的。

哲学家大卫·查尔莫斯把意识研究要回答的问题分成两个大方向，一个是容易的问题，一个是困难的问题。“容易问题”是从第三人称视角出发，研究特定意识内容所对应的大脑神经活动。这类研究是我们目前通过脑成像等技术能够客观开展并逐步推进的，属于认知神经科学的常规范畴。“困难问题”则指向一个更根本的困惑：大脑中的物理性神经活动，究竟是如何产生出主观的“意识体验”的？这一问题被哲学家称为“解释的鸿沟”，至今仍缺乏明确的研究路径。

尽管意识研究中的“困难问题”依然存在，但学界仍涌现出诸多理论，其中以“全局工作空间理论”和“整合信息理论”最具影响力。前者将意识比喻为舞台聚光灯，被照亮的信息得以被全脑广泛访问；后者则认为，意识源于系统内部信息的整合程度。除了理论框架，意识研究也深入于具体的神经活动层面，即探究当我们产生特定主观体验时，大脑中对应的神经活动模式。这类研究旨在寻找所谓“意识体验的神经对应物”。

关于意识的起源，学界存在两大派别。一派是泛心论，其认为意识本身是宇宙里面的最基本的存在，如同时间、空间一样，是宇宙不可还原的基本属性，普遍存在于万物之中，只是其复杂程度不同。这一观点试图绕过“意识如何从无生命的物质中产生”这一难题。另一派是涌现论，它主张意识并非宇宙的初始设定，而是物质在演化到特定复杂阶段后“涌现”出的全新性质。具体而言，它是在生命出现、神经系统逐渐复杂化，尤其是在生物体与环境互动、进行信息整合和维持体内稳态的过程中，所诞生的一种高级功能。

就我个人而言，我更倾向于支持意识的“涌现论”观点。生命体为了维持内部稳态，需要不断监测并纠正对其生存不利的偏差。最初这可能只是简单的趋利避害机制。但随着演化，这种对“失衡”的全局性监测，可能逐渐伴随了最原始的“不适感”。这种原始的“感受”随着进化不断分化和细化，最终形成了我们今天丰富的情感体验和意识内容。这便是意识从无到有“涌现”出来的可能路径。

自然界中“涌现”现象比比皆是。例如，单个蚂蚁的行为简单，但蚁群却能构筑出结构精妙的巢穴；黏菌虽为单细胞生物，却能在地图上找出连接食物源的最优路径，其效率堪比人类工程师设计的东京地铁网络。在人类知觉中，也存在“涌现”现象，如“卡尼萨三角形”中主观轮廓的浮现，或从随机运动的圆点中“看到”一个整体运动菱形，这些主观建构的知觉模式在大脑中都有真实的神经活动基础。

意识有多重要，有什么意义？一个有效的方法就是研究“没有意识的情况下，我们能做什么”。“盲视”现象为此提供了有力证据。一些因视觉皮层损伤而宣称自己看不见的病人，却能在无视觉意识的情况下，精准完成投递信件或规避障碍等任务。他们的行为表明，在没有视觉意识的情况下，仍然能够利用视觉信息来引导他的行动。

在实验室中，研究者通过“双眼竞争”方法，将不同的图像（如一张面孔和一副动态噪音图）分别呈现给被试的左右眼，使其对其中一幅图像（如面孔）产生“看不见”的知觉状态。然而，研究发现，这些被主观意识“屏蔽”的面孔信息，其基本属性（如朝向与表情）仍能在脑内获得相当程度的无意识加工。更引人注目的是，一个完全“看不见”的人像仍能像“幽灵”般吸引空间注意，并且这种注意的定向效应并非随机，而是系统地受到被试自身性别与性取向的调节，揭示了社会性信息在无意识层面的高效处理。

既然无意识加工如此强大，意识究竟有何不可替代的价值？学者尼古拉斯·汉弗莱提出，意识让我们的生活更有意义。意识为生物体在学习过程中提供了更强大的、更长期有效的反馈信号。这对于应对复杂环境和进行长远规划至关重要。

意识研究不仅具有理论价值，更在脑机接口、临床诊断与精神健康等现实领域展现出深远意义。在脑机接口方面，其核心任务可精准地概括为“解码意识内容”与“调控意识状态”，例如通过读取大脑信号帮助锁闭综合征患者实现交流，或利用神经调控技术干预意识水平。这为医疗康复与人机融合开辟了全新路径。

在临床领域方面，科学家已能通过读取大脑信号，帮助因渐冻症等失语的病人“说话”，甚至尝试区分植物人患者是否仍有残存的意识活动，这对于临床诊断和伦理决策意义重大。在调控方面，穿颅磁刺激等技术可通过扰动大脑活动，并分析其响应复杂度来定量测量意识水平，为评估意识障碍患者的预后提供了新工具。

此外，意识研究也为理解精神疾病开辟了新视角，精神分裂症的幻听幻视，本质上是没有外界输入时产生的异常意识表征。而抑郁症则可被视为一种“意识涌现的异态”，患者对相同的外界输入（如阴雨天）产生了与常人截然不同的、灰暗的意识体验。这些进展共同表明，对意识的科学理解正不断转化为应对现实健康挑战的有效工具。

人工智能是否会有意识？这是一个热点问题。何生认为，关键在于如何定义意识。目前的人工智能，尤其是大模型，展现了极高的智能，但智能不等于意识。何生更倾向于认为，在可预见的未来，AI仍将是强大的智能系统，而非拥有主观体验的意识主体。然而，如果认同意识是特定信息处理过程的产物，那么从原理上讲，未来AI产生意识也并非绝无可能。这不仅是技术问题，更将引发深刻的伦理思考。

在探讨意识时，“自我意识”是一个核心议题。经典的镜像识别常被拿来作为研究工具，但能否识别镜像并不完全等同于自我意识的存在。可能只是受制于认知禀赋或测试情境。我国神经科学家的研究发现，猕猴可通过训练的方式学会识别镜像中的自己。这表明某些自我意识的基盘或许可以通过后天经验被激活和塑造。

关于自我意识的本质，苏格兰哲学家休谟认为，自我意识本质上是各种知觉意识的“捆绑”。而“裂脑人”与“半脑睡眠”的动物研究则表示，意识可能并非铁板一块，大脑的不同半球或许能支持相对独立的意识控制、意识体验。

那我们人到底有没有自由意志？这是一个很大的课题。加州大学教授本杰明·利贝特的经典脑电实验发现，在个体主观意识到“决定”之前，大脑中已出现预示着该动作的电信号。这引发了“自由意志是否只是一种错觉”的激烈争论。

斯坦福大学教授罗伯特·萨波尔斯基在《行为》一书中指出，人类行为的善与恶，都是生理、成长、演化与社会结构共同作用的结果；要让人类更好地“行为”，必须理解而非简单地谴责，这也论证了行为是由先天与后时的诸多因素共同决定的。科幻作家姜峯楠在《自然》上发表的一篇短文中曾构想了一个让人无法取胜的脑机游戏，以一种极端而有趣的方式，展现了如果自由意志不存在，人类处境可能面临的哲学困境。

意识是大脑这个复杂系统所产生的涌现现象，它赋予我们体验世界、建构意义的能力。尽管意识的“困难问题”尚未解决，但通过科学的实证研究，我们正一步步揭开其神秘面纱。意识研究不仅深化了我们对自身的理解，也为脑机接口、人工智能和心理健康等领域的发展提供了关键启示。

面对未来，无论是拥抱认知增强技术，还是审慎应对人工智能的潜在意识，都需要我们建立在对意识本质更深刻的理解之上。正如意识让我们每个人的生命体验充满意义，对意识的科学探索本身，也是一段充满惊奇与思考的非凡旅程。

在对谈环节，北京大学心理与认知科学学院教授罗欢作为学术主持人，与何生研究员、清华大学心理与认知科学系主任刘嘉教授、中国科学院自动化研究所研究员余山围绕自由意志、人工智能意识、意识的研究方法、脑机接口伦理等议题展开了深入的讨论与交流。

来源：科协官微