互动科普

蒋毅

杜牧诗云：“停车坐爱枫林晚，霜叶红于二月花。”在感叹诗词奥妙的同时，我们不禁要问，是谁赋予我们人类这种卓绝地觉知世界的能力，能够意识到眼前所见为何物，并对其进行丰富的联想？人类为什么会有“意识”？这种“意识”的能力到底来自于哪里？它又有着怎样的生物基础？对这类问题的探究，最早可以追溯到公元前5世纪，西方“医学之父”希波克拉底当时就断言：人的所见所闻、所思所想以及随之产生的主观情绪都来源于大脑。

因为意识是人类对外部及内部活动的主观体验，经典行为主义学派将其视作无法直接观测的黑匣，所以对人类意识体验的研究一直被认为是科学研究的禁地。直至20世纪中叶，科学家才有勇气将这一黑匣打开。心理学家以及神经科学家们开始将意识作为可研究的对象，进行科学探索，他们认为人脑的神经元活动与意识有关。DNA双螺旋结构发现者之一弗朗西斯·克里克称之为“惊人的假说”。

那么我们的意识体验到底能否用神经元的活动来解释呢？是否存在与意识活动相对应的神经机制？如果存在，这部分的神经元在形态结构与联系方式上，与其他神经元的区别在哪里？研究者们开始用实验的方法探索意识问题，他们对人在意识活动时脑部的神经活动进行成像研究。对于神经科学家而言，神经元的活动也是一种承载着信息的语言，破解这些语言，就能知道人脑如何进行各种复杂的认知活动，如记忆、推理、决策，意识的奥秘也就随之解开。

那么，人脑中是否存在专门负责意识活动的区域呢？事实上，在我们进行意识活动时，似乎并不存在单独负责意识活动的脑区。不同的脑区分别起着不同的作用，或联合进行信息处理。以视觉意识为例，某些脑区的神经元只加工特定的视觉信息，如一些神经元只加工基本的物理属性，如朝向、颜色、运动方向等，而另一些则用来识别更复杂的客体，如面孔、物体等。但这些神经元活动有可能仅仅是对输入的刺激有反应，到底哪些神经元活动与我们的视觉意识直接相关呢？科学家们猜测相对高级的脑区可能与意识的联系更为紧密，但目前还难以找到这样一个终极的脑区。

以上提及的都是意识上的神经元活动，那么处于意识之外的信息就没有在人脑中留下痕迹吗？诚然，许多神经元只有在意识上才能被明显地激活，但是某些处于意识下的刺激仍能够激发部分神经元的活动。事实上，在不可见或不被觉察的情况下，许多信息，包括运动变化、语义信息、面孔情绪等，都能够激活与之对应的脑区活动。由此可见，并非所有的神经元活动都与有意识的体验相关，在无意识的情况下人脑也可以进行信息处理。此外，对无意识的研究还有助于了解信息不完全时，我们是如何凭直觉进行模糊判断的。人类的许多决定都并非基于有意识的推理，在无意识的状态下，人脑似乎在自行做着某种复杂的信息运算，直至获得一个最佳答案，而后以“直觉”的名义报告给意识来做出决定。令人惊讶的是，这种无意识的决策有时甚至优于有意识的分析推理。

研究意识与无意识的神经机制，对于了解人脑如何认知客观世界有着重要的意义。我们利用已有的意识上的知识对这个世界进行探索，然而，人的意识经验毕竟是有限的，还需要无意识的部分加以补充。探索意识与无意识的边界，将帮助我们了解人类认知世界的潜力到底有多大，如果能将意识下的经验转化为意识上的知识，这将极大地拓展人类意识活动的范围，从而增强人类认知世界的能力。

“意识”这一科学的黑匣中，许多观点和理论都还只是推测或假说，还需要更多可信并确定的实验证据去验证，也还有更多迷人的奥秘需要我们去逐个破解。在这探索的过程中，我们会发现，人脑这一自然之杰作是如此复杂而又精妙，正如莎士比亚曾发出的惊叹：“人是一件多么伟大的艺术品！”

（本文发表于《科学世界》2012年第6期）