现在主流科学界是否认为，意识就是大脑所产生的功能和作用？ 第1页

此回答已被知乎日报收录：谁能证明「移形换影大法」可行，妥妥地拿诺贝尔奖

显然，神经科学研究人员认为是的。

在哲学领域里，二元论者认为世界的本源是意识和物质两个实体，而意识是脱离物质独立存在的。身体和思想就是两种绝对不同的实体，身体具备时间和空间属性，而思维没有空间属性。

但是，目前似乎没有任何研究显示意识可以脱离物质（身体）而单独存在。这表明我们的意识是应该是基于我们身体的。因此，科学家们普遍认为身体和思想是同一个事物的两个不同的表现形式。而现实生活中，我们中不少多人因为各种原因，不幸失去了四肢、眼睛、心脏等身体结构，但是这些伤害并不影响我们继续拥有意识。这似乎也暗示，大脑才是我们意识产生之源。

脑洞一下：如何证明意识是可以脱离身体而独立存在的？大家最熟悉的实验方法莫过于大话西游里面的“移形幻影大法”，即意识可以脱离身体而存在。如果有谁会此大法的话，可以妥妥的拿诺贝尔奖~

图1. 移形幻影大法

首先，我们来说说学术界一直在争论的一个话题：动物是否有意识？

为什么要讨论这个问题呢？因为科学界已经证明人脑和动物的脑是由相同祖先的脑进化而来的。如果动物没有意识的话，则表明意识不是基于它们大脑的，进而表明人类的意识也极有可能不是基于人类大脑的。

我们知道，传统的观点认为动物是没有意识的。但是，随着脑科学研究的进步，越来越多的科学家开始认为动物也有意识。比如，2012年7月，多位科学家就签署了 “关于动物意识的剑桥宣言（The Cambridge Declaration on Consciousness）” 。宣言指出：许多证据一致地表明，动物在神经解剖、神经化学和神经生理上有意识的基质，从而有能力表达意向性行为。因此，人类并不是唯一具有产生意识的神经基质的物种。

那么，为什么大家对于动物是否有意识会存在着巨大的争议呢？

我认为这是因为大家对意识的定义存在分歧。意识的概念源于哲学，之后被心理学家们讨论，最近几十年才有神经科学家们来研究（详见本人之前的回答：神经科学领域有哪些你认为的「神级」人物？）。不少人在评判动物是否有意识的时候，是站在心理学，甚至是哲学的角度上考虑的。哲学、心理学是以人为研究主体的学科（辩证唯物主义甚至将意识定义为“人脑对大脑内外表象的觉察”），所以他们认为动物没有意识也是很容易理解的。想想，昆虫当然不会有同情心，青蛙应该也不会思考“我是谁”吧。

图2.黑猩猩是否具有意识？

但是，如果我们把这个问题放在神经科学的角度来考虑会怎样呢？我认为，目前大家对意识（consciousness）的理解大致包括两个层次的概念：1、我们大脑所体会到的具体的体验，包括感觉（sensation）、情感（emotion）和想法（thought）等等。这其实就是神经科学家都在研究的东西：视觉、听觉、恐惧焦虑、认知和智能等等。2、我们觉察和认知这个世界、“他人”和自我存在的能力，即意识（awareness）。换句话说，就是个体是否能够意识到自己和他人都是生活在同一个环境中不同的个体。这大致就是我们一直担心的机器人的“觉醒”。

简单的说，awareness即是思维的基础。有了awareness，我们的大脑的功能便被启用，可以执行一系类的consciousness，比如感受痛、幸福和提出创造性的思维等等。没有awareness的话，比如石头、空气，便不能体会我们所能体会到的意识。

所以，研究动物的神经科学们认为动物也有意识也就可以理解了。高等的动物能意识到自己的存在，并能进行一些复杂的思考；低等的动物也能意识到“他人”的存在，异性来了知道追，捕食者来了知道逃。也就是说，动物应该有意识，但是不同物种具备的意识复杂程度不同。比如，智能的主要脑结构基础是前额叶皮层，那么两栖爬行类这样的动物应该是不太具备高级意识的，所以青蛙平时应该不会去思考“ who am I”这样的问题；情绪的脑结构基础是边缘系统，那么爬行类以下的动物对这方面的意识应该是不清晰的，所以昆虫们也应该不会意识到爱恨情仇。

那么，科学家们是如何研究意识的呢？

图3. 镜子测试

一个被广泛采用的基础实验就是由心理学家Gordon Gallup在1970年提出的镜子测试（mirror test），专门用来测试婴儿和动物的自我意识（self-awareness），即是否意识到自己和他人是不同的独立个体。实验方法是，实验者在动物身上标上无味的颜料斑点，通过观察它们是否能意识到斑点是在自己身上而判断它们是否具备自我意识。判断的依据包括观察它们是否会调整身体姿势以便更好地观察镜中的标记，或在看镜子的时候用肢体试图擦掉自己身上的标记。结果表明，包括黑猩猩、海豚、猕猴和大象在内的一些动物具备一定的自我意识（PS.我养的猴子就会经常自己照镜子）。比较可惜的是，我们的好朋友，宠物猫宠物狗们并不能通过镜子测试。并且当它们看到镜子中的“另一个”家伙时的反应通常会相当浮夸，没见过的朋友可以去测试一下~

图4. “双稳态知觉” 实例：Necker立方体和Rubin花瓶可以以多种方式被感知。

另一个高级一点的实验方法是给被试提供一些视错觉（optical illusions）图片，创造一个“双稳态知觉”，即图片中的物体在不同的时刻能在意识里产生不同的形态。简单的说，双稳态知觉是统一的意识内，两种不同的理解互相竞争的结果。在神经元层面上，人们一直认为竞争现象体现了两个拮抗神经元集群彼此间的互相抑制，这两个集群分别代表了对图形的两种解释。

最后，科学家们为什么认为意识是大脑活动的产物？

那么，目前神经科学是如何解释意识的产生的呢？目前比较公认的解释是：意识是从脑中的大量神经元的协作（神经网络）中涌现出来的。

早期，关于意识一些见解主要来自对脑损伤导致意识状态改变的病人们的研究。大脑中某些进化上相对古老的结构的损害能完全剥夺人们的意识，使他们处于昏迷或者持续的意识丧失状态。这暗示我们，这些脑区可能是意识的开关所在。之后的研究又表明，不同类型的意识可能在不同的大脑区域产生。例如，大脑视觉皮层的损伤可能会产生一些限于视觉意识的奇怪缺陷。一个被广泛讨论的病例是D.F.，她不能识别物体的形状或确定插槽的方向。然而，当被要求拿起一张卡片并将其滑过插槽时，她却很容易就能完成。在某种程度上，D.F. 绝对知道插槽的方向，因此才能完成这一任务，但她似乎并没有意识到她自己知道这一点。

图5.意识知觉和动作知觉的分离。（a）在外显匹配任务中，D.F.被要求匹配卡片和凹槽的方向，她显示出严重障碍。（b）在动作任务中，她很轻易的就能将卡片插入凹槽。（c）D.F.在记忆任务中也没有障碍。证明了他对方向的知识是完好的。

Francis Crick和Christof Koch等人认为意识的产生由相对独立的脑结构来主导，这一脑结构被称为意识开关/意识中枢。他们认为我们的意识就犹如一部交响乐。脑内意识的产生，既需要各位演奏者（不同脑区）的参与，也需要一位乐团指挥（意识开关）来指挥，以便将大脑内部和外部的感知联系在一起，进而产生意识。他们所认为的意识开关便是屏状核(claustrum)。

14年华盛顿大学的Mohamad Koubeissi和同事的研究表明，他们可以通过刺激“屏状核”来控制一个女子的意识[2]。该名女子患有癫痫症，所以实验人员用植入大脑深处的电极来记录不同大脑区域在癫痫发作时的信号，并试图治疗。其中一个电极紧挨着屏状核，当他们用高频率电流发出脉冲刺激这个区域，这名女子失去了意识。当刺激停止的一瞬间，她立刻恢复了意识并对刚发生的一切全然不知。

图6. 屏状核的位置及其神经投射情况。A) 辣根过氧化物酶示踪结果表明，猴子的屏状核与大脑皮层的多个区域之间有双向连接[1]。B）14年所进行的深度脑刺激（DBS）控制意识实验的示意图。

总之，之前的证据主要来自脑损伤、深度脑刺激等方面。而不久前Christof Koch领导的团队报道发现了巨大神经元（Giant Neuron），这些神经元缠绕在一只老鼠的整个大脑周围，并且跨越大脑两个半球，非常密集地连接在一起。正是由于这种巨大神经元来自于屏状核，并且与多个脑区存在广泛连接，因此人们猜测这些神经元有可能与意识的产生密切相关。（详见本人前文的分析： 屏状核：大脑的意识开关？）

注：本回答中的主观观点比较多，大家请选择性相信哦~

参考文献：

[1] F.C. Crick, C. Koch, What is the function of the claustrum?, Philosophical Transactions of the Royal Society of London B: Biological Sciences 360 (2005) 1271-1279.

[2] M.Z. Koubeissi, F. Bartolomei, A. Beltagy, F. Picard, Electrical stimulation of a small brain area reversibly disrupts consciousness, Epilepsy & Behavior 37 (2014) 32-35.

欢迎大家阅读前文： 屏状核：大脑的意识开关？

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