Nat Rev Neurosci 最新綜述：意識(shí)理論
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近年來(lái)，關(guān)于意識(shí)的生物學(xué)和物理基礎(chǔ)的理論不斷被提出，然而目前還不清楚當(dāng)前的理論是如何相互聯(lián)系的，或者它們是否可以通過(guò)經(jīng)驗(yàn)加以區(qū)分。
Anil S和Tim B教授根據(jù)該問(wèn)題，總結(jié)了近年來(lái)比較突出的四類(lèi)意識(shí)理論，提出了一些建議以促進(jìn)意識(shí)理論的發(fā)展并將其成果“Theories of consciousness”于2022年5月發(fā)表于Nature Reviews Neuroscience雜志。
高階理論(HOTs)
所有HOTs的核心主張是一種心理狀態(tài)變成有意識(shí)的是因?yàn)樗麄兂蔀榱?strong>元心理狀態(tài)（高階表象）的目標(biāo)（圖1）。也就是說(shuō)，如果這個(gè)心理狀態(tài)是有意識(shí)的，那么必定存在另一個(gè)把這個(gè)心理狀態(tài)作為對(duì)象的高階表象?？梢钥闯?strong>HOTs解釋的是為什么一些內(nèi)容是有意識(shí)的，而且關(guān)注的是意識(shí)的整體狀態(tài)。
HOTs認(rèn)為一種狀態(tài)的現(xiàn)象特征是由相關(guān)的高階表象賦予它的屬性所決定的，以此來(lái)解釋為什么不同的經(jīng)歷有著不同的現(xiàn)象特征。但是為什么高階表象可以產(chǎn)生不同屬性，以及它背后的神經(jīng)活動(dòng)是什么，目前都還未得到完善的解釋。目前HOTs認(rèn)為皮質(zhì)前部，尤其是前額葉皮質(zhì)在高階表象中有著重要的作用，但目前尚無(wú)定論。
圖1. 高階理論
全局工作空間理論(GWT)
GWTs提議將大腦分為執(zhí)行不同功能的專(zhuān)用模塊，模塊與模塊之間具有長(zhǎng)距離連接。通過(guò)注意選擇的過(guò)程確定輸入或任務(wù)要求后，專(zhuān)用模塊內(nèi)的信息可以在不同模塊之間傳播與共享，其核心主張是每一時(shí)刻的及時(shí)共享信息（即全局工作空間）構(gòu)成了意識(shí)（圖2）。該理論的提出一開(kāi)始關(guān)注于認(rèn)知層面，之后發(fā)展到神經(jīng)元層面（全局神經(jīng)元工作空間理論）。
與HOTs一樣，GWTs也著眼的是“是什么讓一種表現(xiàn)變得有意識(shí)”。但是GWTs更關(guān)注意識(shí)的功能特征（某種精神狀態(tài)憑借意識(shí)在生物體的認(rèn)知中所起的作用），而不是現(xiàn)象特征。GWTs認(rèn)為額-頂葉區(qū)域是其中心點(diǎn)。但是該類(lèi)理論的一個(gè)需要回答的問(wèn)題是，“全局”的定義是什么？
圖2. 全局工作空間理論
信息整合理論(IIT)
IIT假設(shè)意識(shí)體驗(yàn)的現(xiàn)象特征為公理，由此衍生出相關(guān)的公設(shè)，并構(gòu)建了一套幾何式現(xiàn)象學(xué)公理化系統(tǒng)去解釋意識(shí)，該理論認(rèn)為，意識(shí)是大腦皮層在一定時(shí)間內(nèi)大量信息整合的結(jié)果，是系統(tǒng)中內(nèi)在的本質(zhì)的特性，由組成它的因果機(jī)制的性質(zhì)和它們的狀態(tài)所決定（圖3）。該理論認(rèn)為任何系統(tǒng)，只要產(chǎn)生了一個(gè)非零的不可約的整合信息的最大值，那么就可以是有意識(shí)的。
IIT主要將意識(shí)與皮層后部（頂葉、顳葉和枕葉區(qū)域）聯(lián)系起來(lái)，部分是因?yàn)檫@些區(qū)域的解剖學(xué)特性可以支持信息整合。IIT以用系統(tǒng)產(chǎn)生的不可約的整合信息的數(shù)量（Φ）來(lái)解釋整體狀態(tài)，以概念結(jié)構(gòu)來(lái)解釋局部狀態(tài)的經(jīng)驗(yàn)特征。
圖3. 信息整合理論
再入和預(yù)測(cè)處理理論
再入理論和預(yù)測(cè)處理理論強(qiáng)調(diào)自上而下的信號(hào)對(duì)形成和塑造有意識(shí)的感知的重要性。再入理論認(rèn)為感知皮層內(nèi)的局部的信息再發(fā)生和再處理足以產(chǎn)生意識(shí)，預(yù)測(cè)處理理論認(rèn)為大腦通過(guò)(自上向下的)感知預(yù)測(cè)和(自下向上的)預(yù)測(cè)錯(cuò)誤的交互實(shí)現(xiàn)了一個(gè)“預(yù)測(cè)誤差最小化”的過(guò)程（后者其實(shí)并不是意識(shí)理論，但是其與意識(shí)科學(xué)相關(guān)，能夠更好地提供神經(jīng)機(jī)制和現(xiàn)象學(xué)性質(zhì)之間的系統(tǒng)關(guān)聯(lián)）（圖4）。
預(yù)測(cè)處理理論以自上而下的感知預(yù)測(cè)的內(nèi)容來(lái)解釋局部的意識(shí)狀態(tài)，即感知內(nèi)容是由大腦對(duì)感官產(chǎn)生的原因的“最佳猜測(cè)”給出的，它區(qū)分意識(shí)和無(wú)意識(shí)狀態(tài)是判斷這種心理狀態(tài)是否是當(dāng)前 “最佳猜測(cè)”的一部分。
圖4. 再入和預(yù)測(cè)處理理論
對(duì)意識(shí)理論的評(píng)估和建議
關(guān)于意識(shí)理論之間的爭(zhēng)辯很多，其中主要有三個(gè)限制因素。其一是意識(shí)的結(jié)構(gòu)，主要是指意識(shí)的統(tǒng)一性，即有意識(shí)的個(gè)體對(duì)事物的體驗(yàn)具有統(tǒng)一的意識(shí)域。不同的意識(shí)理論對(duì)意識(shí)的統(tǒng)一性的態(tài)度有所不同。其二是來(lái)源于神經(jīng)科學(xué)的數(shù)據(jù)，主要是對(duì)前額葉對(duì)意識(shí)的作用的爭(zhēng)議，不同的神經(jīng)范式、神經(jīng)影像學(xué)資料顯示前額葉參與了意識(shí)，然而不同的理論對(duì)此的看法不同。
HOTs和GETs認(rèn)為上述結(jié)果支持了它們的理論，然而IIT和再入理論認(rèn)為這些觀察到的前額葉的神經(jīng)活動(dòng)僅僅是意識(shí)的非必要的結(jié)果，與認(rèn)知通路（精神狀態(tài)可以訪問(wèn)各種認(rèn)知過(guò)程的功能性屬性，通常包括語(yǔ)言/行為報(bào)告）相關(guān)，而不是意識(shí)本身。其三是意識(shí)理論做出的新的預(yù)測(cè)。然而，現(xiàn)有的意識(shí)理論所做出的預(yù)測(cè)都很難被檢驗(yàn)和證實(shí)。
Anil S和Tim B教授認(rèn)為或許解決一些意識(shí)理論中現(xiàn)存的問(wèn)題可以促進(jìn)其發(fā)展。其一是意識(shí)理論應(yīng)該要更加精確和具體，使用計(jì)算機(jī)模型或許會(huì)是一個(gè)好方法。其二是意識(shí)理論應(yīng)該更加全面，現(xiàn)有的意識(shí)理論總是局限于解釋意識(shí)的某個(gè)方面，無(wú)論是局部狀態(tài)還是總體狀態(tài)，倘若意識(shí)理論能將意識(shí)的各個(gè)方面解釋清楚，那會(huì)更加可信。其三是意識(shí)的測(cè)量問(wèn)題，現(xiàn)有的測(cè)量意識(shí)的方法主要是依靠受試者的主觀內(nèi)省能力，然而這種方法的可靠性無(wú)法確定，而且對(duì)于那些出現(xiàn)腦損傷以及嬰兒等無(wú)法表達(dá)的個(gè)體，這種方法也無(wú)法進(jìn)行。
結(jié) 論
現(xiàn)有不同的意識(shí)理論試圖去解釋意識(shí)的不同方面，然而它們之間經(jīng)常無(wú)法互相說(shuō)服和聯(lián)系，未來(lái)應(yīng)當(dāng)有更準(zhǔn)確的方法去更加精確、具體、全面地構(gòu)建意識(shí)理論。
參考文獻(xiàn)
Anil S and Tim B. Theories of consciousness. Nature Reviews Neuroscience, 2022. DOI: 10.1038/s41583-022-00587-4.
編譯作者：KK（brainnews創(chuàng)作團(tuán)隊(duì)）
校審：Simon（brainnews編輯部）
