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《比天空更宽广》第9章 高级意识和表征

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到目前为止我们的论述还主要限于初级意识。就我们所知,只有初级意识的动物,并没有过往感受和将来概念,也没有社会性的可指名自我。此外,它们也不具备对意识的意识。缺乏这些能力并不意味着它们缺乏自我,也不代表它们没有记忆的当下,或是没有长程记忆。它们甚至能根据过往的价值范畴记忆,在记忆当下的意识注意力聚焦中进行计划或反应。

那么它们缺的是什么呢?根据广义神经元群选择理论,它们不具备语义能力。它们不能用符号作为代号,来给行动或事件赋予意义,并不能对当下时刻展开的事件进行推理。这并不是说要具有高级意识就必须具有语言。一些证据表明,像黑猩猩这样的灵长类动物具有语义能力,但基本没有语法能力,因而也没有真正的语言。但是有证据表明,它们能认出镜子里的自己,并对其他黑猩猩或人类行为的后果进行推理。基于这一点和它们的语义能力,它们很有可能具有某种形式的高级意识。

我们主要参照的高级意识物种就是我们自己。我们不仅具有生物性,而且拥有除了在记忆当下中的自我以外,我们还具有高级意识和社会性的语言界定的自我。我们能意识到具有意识,能清晰地叙述过去,并能想象未来的场景。我们具有真正的语言,因为除了语音和语义能力,我们还具有语法能力。在习得并积累词汇之后,人们能通过注意行为,用言语代号或符号将自己从记忆的当下中分离出来。当然,高级意识要能运作,初级意识也是必需的,只不过其当下需求会暂时被专注行动所取代。

这些观察引出了一系列有趣的问题。第一个问题与海马区的功能有关。海马区神经结构对于情景记忆很重要,情景记忆是序列事件的长程记忆,是大脑的“叙事”。前面曾提到,若切除成人两侧的海马区,会导致短期意识和记忆无法转化成长程记忆。双侧海马区切除后,患者仍然会保留手术之前的情景记忆和叙事能力。但对于术后的事情,他们只能回忆很短时间内的经验序列。目前还不知道,如果有人天生就没有海马区是否会导致其不具有意识。不过我推测,即使还能有某种形式的初级意识,也很有可能发展不出高级意识。高级意识有赖于情景记忆,如果没有情景记忆,就不太可能发展出一贯的语义行为。

在进化历程中是否是先出现语义能力然后才出现语法能力,目前仍有争议。若说只有在大脑皮质的布洛卡区(Broca’s area)和韦尼克区(Wernicke’s area)出现后,语言能力才出现,就未免太过简化了。这些区域一旦受损,会导致各种形式的语言障碍,包括所谓的失语症(aphasia)。新出现的皮质下构造,以及额前叶皮质的增大,都有可能与语法的进化,从而使得真正语言的出现成为可能有关。无论真相如何,这些脑区之间出现的新的折返式通路和回路都很有可能是语义进化涌现的重要基础,并最终导致语言能力的进化。因此这些通路对于高级意识的发展很关键(图12)。

图12 高级意识的进化。具有语义能力的灵长类动物出现了新的折返式环路,并且随着人类进化过程中语言的涌现,这种折返式环路也大量增长。新的记忆形式的产生,语义能力的拓展,再加上具有语法的真正的语言,最终导致了概念的爆发式增长。高级意识因而得以出现,自我、过去和未来的概念也与初级意识连接起来。对意识的意识也成为可能(与图7中的初级意识比较)

一旦个体发展出了这些能力,意识思想的范围就会大幅扩展。就像心理学家布鲁纳(Jerome Bruner)说的,大脑能超越其所得到的信息。各区域之间的折返式互动调节概念,概念又调节语言表征,大脑的非意识部分则让意识在没有新的感知信息时也能提取记忆。但是也不能想当然地认为有了语言能力就直接保证具有完整的高级意识功能。必须通过儿童期的逐步发展,并与概念和记忆系统相互协调,才会有高级意识的完全成熟。

人类学家研究了人类语言的发展。当然,我们不能忽视一些因素的发展,包括用于说话的声道、上喉腔,说话时的呼吸运动调节,以及听音辨识。但更重要的是人类进化过程中大脑皮质的大量增长和进化。直立行走的进化几乎肯定是皮质增大的必要前提,因为解除了颅骨形态的限制,从而可以适应大面积的皮质。

除此以外,人们还猜测,直立行走之后,解放出来的双手可以做手势,是不是也促进了交流。在一些失聪和聋哑人中观察到了不具有正式手语语法的手势交流。这类交流表明语言的最初形式除了声音符号,可能还包括手势。通过将上肢从臂跃行动(攀爬或悬吊)或行走中解放出来,早期人类可能发展出了一整套早期语言的雏形,包括自我和他人对手势的解读。目前还不清楚,婴儿在学会走路解放双手后,是不是也能在熟悉讲话之前发展出类似的能力。与运动和运动控制有关的意识发展可能极大地促进了语言的获取。几乎可以肯定,在儿童习得语言之前,必须具备关于物体、事件和相继的概念。根据这些思想,解放的上肢的动作序列可能促进了基底核—皮质环路的发展,从而为语法序列的涌现铺平了道路,进而建立起了原型语法(protosyntax)。

显然,要产生真正的语言,最重要的一步是实现用任意的标识——手势或词汇——来标识事物或事件。当这类标识积累到足够多的时候,高级意识的范围就会得到极大的扩展。通过隐喻可以进行联想,随着持续不断的活动,早期的隐喻可以转化成更精确的个人或人际经验的范畴。随之而来的是叙事的能力和扩展出的时间相继的感觉。记忆的当下是对真实的物理时间的反映,高级意识则使得社会建构的自我与过去的记忆和对未来想象的关联成为可能。想象当下的一点从过去一直延伸到未来的赫拉克利特幻象(Heraclitean illusion)就是这样建立起来的。这种幻象,与对叙事和隐喻的感知一起,将高级意识推到了新的高度。对这些能力的思考让我们转而注意到“思维中的”表示问题。

现代认知科学主要建立在心理表征(mental representation)的基础之上,一些分支还认为大脑的功能在于“计算”。神经科学家有些喜欢用“表征”或“编码”这类术语来指称神经激发模式与感知输入或记忆状态的关系。在使用这些术语时必须界定清楚意识的角色,否则就会引起混淆。

“表征”作为术语有非常宽泛的用途——可以用于图像、手势、语言,等等。在大部分情形中,都带有指称和意义的含义。但有一个常犯的错误是将意义与心理表征等同起来,其中原因我会在适当的时候解释。不管怎样,很难否定意识与表征有密切的关联。神经生理学家可能会说神经激发模式与输入信号的关系就是表征,这种提法反映了一种第三人称视角。如果这样,就没有包括心理意象、概念和思想,更不会包括意向性(intentionality)所涵盖的信念、欲望和意向。

我的立场是,虽然意识过程涉及表征,意识的神经基础却是非表征性的。其必然的推论是,表征的形式发生在C,但并不驱使底层的C′状态(图10)。根据这种观点,记忆是非表征性的,概念则是大脑映射其本身的知觉映射图所得到的产物,从而产生普适性或“共性”。虽然记忆和概念与价值系统一样,都是意义或语义内容的必要条件,它们却并不等同于该内容。

这种立场的好处是,它没有将意义和指称绑定到与大脑状态或环境状态一一对应。与此同时,大量的“表征”可以用初级意识或高级意识的状态来解释。例如,导致初级意识场景中心理意象的神经过程同样也是直接知觉意象的来源。一个依赖于记忆,另一个则依赖于外界信号。另一方面,概念无需依赖意象,但是很依赖全局映射和运动系统的特定活动,这些活动并不一定要涉及运动皮质,因此也不会导致运动。在更高层次上,认知和意向性都只是意识过程的组成部分,有可能会也有可能不会导致意象。

这个观点否定计算的观念,也不认同“思维语言(language of thought)”的思想。意义并不等同于“心理表征”。它是价值系统、变化的环境信号、学习与非表征记忆互动的产物。本质上,意识过程以一种简并性和情境依赖性(context-dependent)的网络构造来融合表征:各种神经回路、突触群,不同的环境信号和之前的经历都会导致相同的意义。

表征与意向性的问题关系到如何解释高级意识本身的产生。理解这一点的关键在于意识背后的折返式回路是高度简并性的。并没有唯一的回路活动或代码与特定的“表征”相对应。一个神经元可能在某次参与了这个“表征”,下一次却没参与。在与环境的情境依赖性互动中也是一样。情景的变化能改变作为表征的一部分的感质,甚至重组某些感质,却不改变表征。可以肯定的是,与感知有关的感质的某些方面没有包括在任何表征中。

与意识背后的复杂动态核心的整合和分化过程的关系也是这样。核心状态本身并不以一一对应的方式“表征”特定的意象、概念或场景。相反,根据输入、环境、身体状态等背景,不同的核心状态可以产生相同的表征。其中的互动是关联性的,具有多态集合的特性。这些集合就像维特根斯坦(Ludwig Wittgenstein)的“游戏”,既不是以唯一的必要条件来定义,也不是由联合的充分条件来定义。举个例子,如果今天的游戏有n条不同的规则,则任意m条规则(m远远小于n)可能就足以定义游戏,或者就我们的问题来说,特定的表征背后是核心状态的一个子集。

虽然这种观点不像逻辑原子论或心智的计算机模型那样干净利落,它却与对语言和指称的一系列观察相一致。对于任何表征,背后都有许多可能的神经状态和情境依赖信号,指出这一点,就能把意识体验的历史性纳入考量。更为重要的是,这与任意“表征”背后的关系的高度复杂性相一致。至于如何解释表征的丰富变化,可以思考各种意识状态如何产生关联,更重要的是,厘清与其关联的大量复杂的核心神经状态如何产生关联,就能解决这个问题。

到目前为止,我还没怎么说过揭示意识的神经关联的实验。为了讨论表征的复杂性,这里简要介绍其中一个实验。这个实验的目的是研究当一个人意识到某个感知对象时会发生什么事情。结果表明,当意识到那个对象时,每个人的大脑都会产生广泛的折返式互动。同时还发现,报告中意识反应类似的人会有不同的个人模式——也就是说每个人都互不相同。

这项实验使用了一种称为脑磁图描记法(magnetoencephalography)的非介入式技术,通过测量磁场来测量几万个神经元范围内的微小电流。仪器使用了超导元件,在极低温度下基本没有电阻。其中一款仪器在头盔中安装了148个超导元件。测量在屏蔽的房间中进行,以尽量减少外界干扰。

实验是根据一种所谓的双眼竞争(binocular rivalry)现象。实验参与者戴上分别嵌有红色和蓝色镜片的眼镜,观看屏幕上垂直的红条纹和水平的蓝条纹。通过眼睛和大脑的建构,不同的图像无法相互协调或融合。事实上,受试者会先看到垂直的红条纹,几秒钟以后,又会看到水平的蓝条纹,这样反复交替。每当看到红条纹就按右边的按钮,看到蓝条纹就按左边的按钮。按钮信号与大脑的磁场信号同步记录。

数据用数学方法处理后最终得出受试者报告意识到对象和没有意识到对象时大脑皮质特定区域的磁场强度图。(受试者报告看到蓝条纹或红条纹时就表明大脑意识到了。)另一些数学方法则用来测量大脑不同部位的神经元群的同步激发,以此来确定折返式互动。

结果很惊人。当受试者没有意识到任何条纹时,大脑中一个长条区域仍然会有反应,这个区域从后部的视皮质一直延伸到前部与所谓的高级功能有关的皮质。当受试者报告意识到红条纹或蓝条纹时,反应的模式则非常特别。一些脑区的活动强度降低,另一些区域则增加;总体上,意识到一个对象时都会伴随着大脑反应强度40%到80%的增加(图13)。

图13 与意识关联的神经过程,在双眼竞争期间用脑磁图描记法进行测量。图中的细直线表示受试者意识到某个刺激时,不同脑区表现出的强度同步增长。结果是用受试者意识到刺激时的测量结果减去没有意识到刺激时的测量结果得到的。图的上部表示皮质的前部区域。底下的明暗区域和轮廓线表示的则是通过测量磁场得出的大脑反应强度。这些发现支持了广义神经元群选择理论的预测,即折返是意识状态的核心机制

在一系列实验中,受试者的反应模式都各不相同。对短时段内远距离神经元同步激发情况的分析为折返式互动提供了进一步的证据。虽然各受试者都有类似的反应报告(对水平蓝条纹或垂直红条纹的“表征”),记录得到的模式却各不相同。虽然还没有对受试者进行长期跟踪实验,但很显然,对于不同的受试者,无论报告如何相似,每种表征都与千变万化的折返模式有关联。

这里讨论的立场和实验可以得出几个结果。首先,神经生理学记录虽然很重要,却不能仅仅依靠它来掌握意识表征的丰富性。不过不要有误解——对C′状态的协同变化和因果关系的神经生理学分析是基础性的。但由于环境和身体到动态核心的输入的复杂性和简并性,各表征状态不会有唯一的对应,就像相似的感质不会有唯一的对应一样。尽管有对应于场景的神经状态类别,用“表征”一词来指称C′状态中高度易变和情境依赖的动态映射,却没有什么价值。

这种观点的另一个结果是,大部分认知心理学都没有确切的依据。没有功能状态可以唯一地等同于个体大脑中定义或编码的计算状态,也没有过程可以等同于算法的执行。事实上,神经元群有大量的选择,其简并性反应通过选择可以适应环境输入、个人经历和个人变化的丰富多样。根据这种观点,意向性和意愿都依赖于环境、身体和大脑的局部情境,但是都能通过这种互动选择性地产生,而无需通过精确定义的计算。至于胎儿自行引导的运动是否会导致一种“表征”,来表示自己的动作和受迫动作的差别,或者另一个极端,成人是否会立刻就能明白莎士比亚的某些隐喻和新词的意义,即非表征过程能以各种方式产生意识表征的观点与各种观察和可能的推论一致,也与高级意识通过语言的获取达到了巅峰的观点相呼应。