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解析意識(shí)的復(fù)雜性:理論與反思

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解析意識(shí)的復(fù)雜性:理論與反思

Unpacking the complexities of consciousness: Theories and reflections

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0149763425000533


摘要

隨著意識(shí)科學(xué)領(lǐng)域的成熟,研究議程已從最初關(guān)注意識(shí)的神經(jīng)相關(guān)物,擴(kuò)展到發(fā)展和檢驗(yàn)意識(shí)理論。已有若干理論被提出,每種理論都旨在闡明意識(shí)與大腦功能之間的關(guān)系。然而,關(guān)于這些理論是否考察同一現(xiàn)象,目前存在持續(xù)且激烈的爭(zhēng)論。并且,盡管研究努力不斷,該領(lǐng)域似乎迄今未能?chē)@任何單一理論達(dá)成共識(shí),反而呈現(xiàn)出顯著的分化。為推進(jìn)這一討論,五種著名意識(shí)理論——全局神經(jīng)元工作空間理論(GNWT)、高階理論(HOT)、整合信息理論(IIT)、遞歸處理理論(RPT)和預(yù)測(cè)處理(PP)——的支持者于 2022 年參與了一場(chǎng)公開(kāi)辯論,作為意識(shí)科學(xué)研究協(xié)會(huì)(ASSC)年會(huì)的一部分。他們被邀請(qǐng)澄清其理論的解釋對(duì)象(explananda),闡明支撐相應(yīng)解釋的核心機(jī)制,并概述其基本前提。隨后進(jìn)行的公開(kāi)討論深入探討了這些理論的可檢驗(yàn)性、可能反駁它們的潛在證據(jù),以及共識(shí)與分歧的領(lǐng)域。最重要的是,辯論表明,在這一階段,理論之間關(guān)于意識(shí)是什么、如何識(shí)別意識(shí)狀態(tài)以及任何意識(shí)理論需要滿足什么要求等最基本問(wèn)題,爭(zhēng)議多于共識(shí)。解決這些核心問(wèn)題對(duì)于推動(dòng)該領(lǐng)域朝著更深入理解和比較競(jìng)爭(zhēng)理論的方向發(fā)展至關(guān)重要。

關(guān)鍵詞:意識(shí)理論;全局神經(jīng)元工作空間理論;整合信息理論;遞歸處理理論;高階思維理論;預(yù)測(cè)處理理論

  1. 引言

近年來(lái),隨著意識(shí)研究領(lǐng)域的成熟,研究計(jì)劃正逐漸從最初關(guān)注意識(shí)的神經(jīng)相關(guān)物(Crick 和 Koch,2003)及實(shí)證觀察的積累,轉(zhuǎn)向發(fā)展意識(shí)理論(ToCs)。這些意識(shí)理論的共同研究計(jì)劃是提供對(duì)意識(shí)體驗(yàn)的物理和心理機(jī)制的明確說(shuō)明(例如,Doerig 等人,2020; Kuhn, 2024; Sattin 等人,2021; Seth 和 Bayne, 2022; Storm 等人,2024; Yaron 等人,2022)。也就是說(shuō),這些理論都努力解釋構(gòu)成意識(shí)性、現(xiàn)象性體驗(yàn)基礎(chǔ)的機(jī)制:其中許多理論因此針對(duì)區(qū)分伴隨意識(shí)體驗(yàn)的過(guò)程與不伴隨意識(shí)體驗(yàn)的過(guò)程,有些還詢問(wèn)是什么區(qū)分了兩種意識(shí)體驗(yàn),盡管這個(gè)問(wèn)題迄今為止尚未得到徹底處理(Seth 和 Bayne, 2022)。然而,盡管取得了實(shí)質(zhì)性的實(shí)證和理論進(jìn)展,目前仍沒(méi)有通向統(tǒng)一解釋的清晰路徑(Lepauvre 和 Melloni, 2021; Seth, 2018; Seth 和 Bayne, 2022)。

未能建立公認(rèn)的解釋可能至少源于兩個(gè)原因。首先,理論的解釋對(duì)象(即它們旨在解釋的現(xiàn)象)可能不同(Sattin 等人,2021; Signorelli 等人,2021)。如果是這樣,尋求統(tǒng)一理論可能會(huì)失敗,更有希望的策略將是首先描繪不同的解釋對(duì)象并建立這些理論的邊界條件,作為發(fā)展更整合解釋的一步(Evers 等人,2024)。其次,圍繞理論的實(shí)證工作中使用的方法和測(cè)量已被顯示存在差異,可能導(dǎo)致文獻(xiàn)中的確認(rèn)偏差。事實(shí)上,最近的一項(xiàng)研究表明,對(duì)意識(shí)理論的支持可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)的方法學(xué)選擇來(lái)預(yù)測(cè),而與獲得的結(jié)果無(wú)關(guān)(Yaron 等人,2022; 另見(jiàn) Promet 和 Bachmann, 2022)。

為了應(yīng)對(duì)這種碎片化的局面,意識(shí)科學(xué)研究協(xié)會(huì)(ASSC)于 2022 年舉辦了“偉大意識(shí)辯論”,featured 四種理論的支持者:Stanislas Dehaene 展示了全局神經(jīng)元工作空間理論(GNWT; Dehaene 和 Naccache, 2001; Mashour 等人,2020),Melanie Boly 展示了整合信息理論(IIT; Albantakis 等人,2023; Tononi, 2008),Stephen Fleming 展示了高階理論(HOTs; Brown 等人,2019; Lau 和 Rosenthal, 2011),Victor Lamme 展示了遞歸處理理論(RPT; Lamme, 2006; Lamme 和 Roelfsema, 2000)。Anil Seth 原計(jì)劃展示預(yù)測(cè)處理理論(PPT; Hohwy 和 Seth, 2020; Seth, 2021),但未能出席。因此,他對(duì)本文的貢獻(xiàn)是事后提供的。重要的是,由于本文基于 2022 年的辯論,它僅包含受邀參加該辯論的五種理論。這些理論僅構(gòu)成了該領(lǐng)域理論景觀的一部分,其中包括其他理論(綜述見(jiàn) Doerig 等人,2020; Kuhn, 2024; Sattin 等人,2021; Seth 和 Bayne, 2022; Storm 等人,2024)。例如,此處討論的所有理論主要是以皮層為中心的,因?yàn)樗鼈冎饕蕾嚻訖C(jī)制(有些也依賴潛在的丘腦皮層回路),不同于其他關(guān)注皮層下基質(zhì)的理論(例如,Merker, 2007; Ward, 2011; 另見(jiàn) Solms, 2019)。因此,我們不認(rèn)為它們完全代表了理論和觀點(diǎn)的廣度,我們歡迎未來(lái)在其他著名理論之間進(jìn)行類(lèi)似的辯論。

辯論旨在向?qū)W術(shù)界更新每種理論,識(shí)別可能為統(tǒng)一理論鋪平道路的共同點(diǎn),并突出概念差異以指導(dǎo)實(shí)證測(cè)試。每位支持者被要求定義其理論的解釋對(duì)象、核心機(jī)制和基本前提,并建議如果確立可能改變其理論立場(chǎng)的結(jié)果。在本文中,我們首先提供每位支持者演示的摘要。這些摘要主要基于辯論期間給出的演講,每位支持者在寫(xiě)作過(guò)程中引入了少量修改以提高可讀性。表 1 進(jìn)一步提供了由支持者準(zhǔn)備的簡(jiǎn)明摘要,概述了每種理論的核心焦點(diǎn)、形而上學(xué)承諾以及對(duì)非意識(shí)過(guò)程的解釋和關(guān)鍵神經(jīng)機(jī)制。它還突出了關(guān)于意識(shí)、注意、認(rèn)知和進(jìn)化因素之間相互作用的假設(shè),以及每種理論的潛在挑戰(zhàn)。隨后是由辯論主持人主要撰寫(xiě)的一節(jié),強(qiáng)調(diào)了他們認(rèn)為從支持者之間的公開(kāi)討論中得出的關(guān)鍵見(jiàn)解和挑戰(zhàn)。在那里,我們主要關(guān)注澄清概念、檢測(cè)分歧點(diǎn)以及在領(lǐng)先意識(shí)理論之間尋找共同點(diǎn)的持續(xù)努力(關(guān)于其他嘗試,見(jiàn) Chis-Ciure 等人,2024; Doerig 等人,2020; Signorelli 等人,2021; Storm 等人,2024)。




  1. 辯論理論的展示

    2.1. 全局神經(jīng)元工作空間 / Stanislas Dehaene

全局神經(jīng)元工作空間理論(GNWT)提出于 25 多年前(Dehaene 等人,1998),該理論認(rèn)為我們所說(shuō)的意識(shí)是一種計(jì)算屬性,是某種類(lèi)型信息處理的特征(Dehaene 和 Naccache, 2001)。將該理論與當(dāng)前人工智能(AI)和機(jī)器學(xué)習(xí)(ML)的發(fā)展聯(lián)系起來(lái),該理論認(rèn)為原則上,支撐意識(shí)處理的架構(gòu)可以在機(jī)器中實(shí)現(xiàn)。然而,意識(shí)是一個(gè)多義詞。為了澄清這種情況,我們與 Sid Kouider 和 Hakwan Lau 一起區(qū)分了三種不同類(lèi)型的計(jì)算,后兩種代表意識(shí)的兩個(gè)不同維度(Dehaene 等人,2017):C0,這是許多現(xiàn)有算法的特征,指的是無(wú)意識(shí)計(jì)算(即可以在沒(méi)有意識(shí)的情況下進(jìn)行的信息處理操作)。C1 代表意識(shí)訪問(wèn)的層次,其中工作空間全局廣播并放大特定信息,類(lèi)似于路由系統(tǒng)。C2 指的是系統(tǒng)表征自身的能力。一個(gè)具有自我表征且能意識(shí)訪問(wèn)它的系統(tǒng)將擁有關(guān)于自身的知識(shí):它知道它知道什么,也知道它不知道什么。

GNW 理論的范圍是什么?該理論旨在解釋兩件不同的事情:一件是意識(shí)處理(即哪些過(guò)程需要或不需要意識(shí)),另一件是意識(shí)現(xiàn)象體驗(yàn)(即參與者在給定時(shí)刻體驗(yàn)到了什么)。在過(guò)去的 25 年里,我們對(duì)意識(shí)與無(wú)意識(shí)處理的理解大幅擴(kuò)展。許多實(shí)驗(yàn)表明無(wú)意識(shí)處理是廣泛的,因此可以在沒(méi)有意識(shí)的情況下完成很多事情(Kouider 和 Dehaene, 2007; Mudrik 和 Deouell, 2022; Weiskrantz, 1997)。然而,我們也了解到當(dāng)一條信息變得有意識(shí)時(shí),會(huì)發(fā)生一些特殊的事情。根據(jù) GNWT,這種“特殊的事情”是非線性點(diǎn)火,導(dǎo)致信息的全局可用性。存在一個(gè)神經(jīng)元系統(tǒng),能夠選擇一條信息,放大它并將其廣播 across 大腦和模塊。這種廣播允許信息在 otherwise 無(wú)意識(shí)的處理路徑之間共享,這使得信息能夠靈活地重組和路由,包括將其發(fā)送到用于言語(yǔ)報(bào)告的電路的能力。因此,可報(bào)告性只是信息在工作空間中可用的一個(gè)標(biāo)記。全局可用性是意識(shí)與無(wú)意識(shí)過(guò)程之間的關(guān)鍵區(qū)別。

根據(jù) GNWT,即使是詳細(xì)的視覺(jué)內(nèi)容,比如說(shuō)一個(gè)精細(xì)的視覺(jué)游標(biāo)圖案,如果它在注意焦點(diǎn)內(nèi),也應(yīng)該被 GNW 神經(jīng)元訪問(wèn)并廣播到大腦的其余部分。這就是使我們能夠報(bào)告甚至非常精細(xì)的知覺(jué)細(xì)節(jié)的原因,當(dāng)且僅當(dāng)我們有意識(shí)地訪問(wèn)它們時(shí)。

這里應(yīng)該做出另一個(gè)重要的澄清;工作空間神經(jīng)元是分布式的。GNW 不是意識(shí)的局部主義理論。一個(gè)常見(jiàn)的錯(cuò)誤是將其與關(guān)于前額葉區(qū)域的主張等同起來(lái)。恰恰相反,GNW 被假設(shè)依賴于一個(gè) robust、冗余、高度分布的神經(jīng)元系統(tǒng),具有長(zhǎng)距離軸突,其中包括頂葉和前額葉皮層。在外部感覺(jué)刺激點(diǎn)火期間,這些神經(jīng)元的子集被激活(所有可能 GNW 狀態(tài)的高維集合的子空間),從而編碼意識(shí)內(nèi)容的細(xì)節(jié),而其他神經(jīng)元,反映刺激不是什么,被抑制。以這種方式,GNW 區(qū)域放大、在線保持并傳播源自感覺(jué)區(qū)域處理器的信息,而這些區(qū)域反過(guò)來(lái)接收來(lái)自額頂葉神經(jīng)元的自上而下信號(hào)。因此,一個(gè)關(guān)鍵主張是任何意識(shí)內(nèi)容都應(yīng)該由分布式的神經(jīng)元集合表示,存在于前額葉皮層和這些相關(guān)區(qū)域中。這一預(yù)測(cè)得到了連接這些區(qū)域并形成中央皮層核心的長(zhǎng)距離連接的解剖學(xué)發(fā)現(xiàn)的良好支持,這也得到了丘腦 - 皮層和基底神經(jīng)節(jié)回路的支持(Markov 等人,2013)。所有意識(shí)處理狀態(tài)共同具有的應(yīng)該是一種處理風(fēng)格,或這些區(qū)域內(nèi)的神經(jīng)軌跡類(lèi)型,非線性點(diǎn)火導(dǎo)致這些高層區(qū)域的亞穩(wěn)態(tài)活動(dòng)持續(xù)約 100-200 毫秒(King 等人,2014; Schurger 等人,2015)。

GNW 理論做出了精確的實(shí)證預(yù)測(cè)(Dehaene 和 Changeux, 1997; Dehaene 等人,2006; Dehaene 和 Naccache, 2001),這也得到了丘腦 - 皮層活動(dòng)簡(jiǎn)化模擬的支持(Dehaene 和 Changeux, 2005; Dehaene 等人,1998; Dehaene 等人,2003; Klatzmann 等人,2023),其中許多已經(jīng)得到了數(shù)據(jù)的證實(shí)。

首先,該理論預(yù)測(cè)無(wú)意識(shí)處理可以運(yùn)行得非常深,沿著專門(mén)化和自動(dòng)化的處理鏈,這些鏈可能是皮層下的以及皮層的(圖 1)。根據(jù)該理論,編碼在神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)的知識(shí)可能因各種原因保持無(wú)意識(shí),并且已經(jīng)提出了無(wú)意識(shí)狀態(tài)的分類(lèi)法(Dehaene 等人,2006)。該理論預(yù)測(cè)信息必然保持無(wú)意識(shí)且無(wú)法被意識(shí)訪問(wèn),如果(1)它僅僅以潛在形式編碼,通過(guò)突觸權(quán)重矩陣;(2)如果它沒(méi)有明確地凝聚在小型專門(mén)神經(jīng)元組的發(fā)放中;(3)如果這些神經(jīng)元在功能上與 GNW 神經(jīng)元斷開(kāi)連接(例如,位于腦干中的那些);(4)如果處理局限于短暫、不穩(wěn)定的發(fā)放行波,不足以強(qiáng)到引起點(diǎn)火;或(5)如果處理發(fā)生在自上而下注意集中在另一個(gè)刺激或任務(wù)集時(shí)。該理論強(qiáng)調(diào),信息只有當(dāng)其心理表征接受自上而下放大并擴(kuò)展 into 全局額頂亞穩(wěn)態(tài)狀態(tài)時(shí)才會(huì)變得有意識(shí)。


其次,應(yīng)該有一個(gè)突然的全局和非線性點(diǎn)火,類(lèi)似于一階相變,特別是但不限于在前額葉皮層,每當(dāng)新內(nèi)容獲得意識(shí)訪問(wèn)時(shí)。只有當(dāng)信息是新的并導(dǎo)致該全局工作空間內(nèi)的信息刷新時(shí),才應(yīng)該看到這種點(diǎn)火。

第三,對(duì)該理論的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是,這種意識(shí)點(diǎn)火可以在時(shí)間上與外部世界解耦:意識(shí)體驗(yàn)的開(kāi)始和持續(xù)時(shí)間不是由外部刺激決定的,而是由 GNW 的可用性決定的。因此,一方面,我們可以呈現(xiàn)一個(gè)極短暫的刺激,如果它被自上而下信號(hào)放大和穩(wěn)定,仍然可以有意識(shí)地體驗(yàn)它一段延長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間——一旦相關(guān)的神經(jīng)元集合在全局工作空間內(nèi)被點(diǎn)火,信息就可以隨時(shí)間保持穩(wěn)定,將其“保持在心中”盡可能長(zhǎng)的時(shí)間。另一方面,即使是一個(gè)強(qiáng)大的外部刺激,如果 GNW 在別處分心,也可以保持無(wú)意識(shí),從而導(dǎo)致完全不可見(jiàn)(非注意盲視;Mack 和 Rock, 1998)或意識(shí)知覺(jué)的短暫延遲(心理不應(yīng)期;Marti 等人,2012)。在一個(gè)相關(guān)現(xiàn)象中,“回溯提示”,一個(gè)微弱且 otherwise 不可見(jiàn)的刺激,如果在數(shù)百毫秒后有意識(shí)地提示,可以變得有意識(shí)(Sergent 等人,2013)。

第四,鑒于全局工作空間的架構(gòu),我們預(yù)測(cè)應(yīng)該能夠基于點(diǎn)火 GNW 神經(jīng)元的模式從工作空間神經(jīng)元解碼任何意識(shí)內(nèi)容,這涉及活躍神經(jīng)元的子集而其余被抑制。簡(jiǎn)而言之,GNW 活動(dòng)持有我們意識(shí)到的任何事物的神經(jīng)代碼。值得注意的是,GNWT 不僅僅是一個(gè)意識(shí)知覺(jué)理論,而是一個(gè)更廣泛意義上的意識(shí)理論。無(wú)論你是意識(shí)到看到一張臉、犯了一個(gè)錯(cuò)誤(Charles 等人,2013)還是感到悲傷,該信息必須在全局工作空間中。盡管我們的領(lǐng)域通過(guò)關(guān)注自下而上的視覺(jué)知覺(jué)和視覺(jué)錯(cuò)覺(jué)取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展,但許多其他范式可用于研究其他非知覺(jué)形式的意識(shí)處理(例如,自動(dòng)化與努力認(rèn)知任務(wù))。

該理論的第五個(gè)預(yù)測(cè)指的是中央瓶頸的概念。GNW 施加了一個(gè)認(rèn)知瓶頸,因?yàn)樗鳛橐粋€(gè)中央核心,由所有意識(shí)處理任務(wù)共享,并且一次只能處理一個(gè)這樣的任務(wù)。當(dāng)工作空間被特定內(nèi)容占用時(shí),其他內(nèi)容被阻止進(jìn)入工作空間,因此,無(wú)法訪問(wèn)意識(shí)。那些內(nèi)容可能停留在前意識(shí)水平,暫時(shí)保存在各種外圍緩沖區(qū)中,但尚未有意識(shí)。這一想法得到了 several 關(guān)于雙重任務(wù)、注意瞬脫、非注意盲視和心理不應(yīng)期的實(shí)驗(yàn)支持(Marti 等人,2010; Marti 等人,2012; Sergent 等人,2005; Sigman 和 Dehaene, 2008),其中一條信息必須等待一定時(shí)間才能變得有意識(shí)。然而值得注意的是,我們總是意識(shí)到單個(gè)心理對(duì)象這一事實(shí)并不意味著該對(duì)象不能包含多個(gè)特征。相反,該理論與因子化神經(jīng)元表征兼容,其中神經(jīng)空間的不同軸編碼知識(shí)的不同維度。例如,在意識(shí)訪問(wèn)的單個(gè)時(shí)刻,有可能意識(shí)到一個(gè)人在說(shuō)話,包括其面部、聲音和語(yǔ)音內(nèi)容的多模態(tài)整合。

最后,工作空間模型的一個(gè)有時(shí)被忽視的屬性是自發(fā)性點(diǎn)火。意識(shí)點(diǎn)火不需要外部刺激,也可以從內(nèi)部觸發(fā),例如當(dāng)訪問(wèn)記憶或執(zhí)行一系列心理計(jì)算時(shí)。事實(shí)上,模擬表明,即使在沒(méi)有外部刺激的情況下,全局工作空間也不斷被一系列不斷變化的全局模式 traversed(自發(fā)性點(diǎn)火;Dehaene 和 Changeux, 2005)。這模仿了這樣一個(gè)事實(shí):一個(gè)人可以閉上眼睛休息,同時(shí)仍然擁有豐富的意識(shí)信息流(cf. William James 的意識(shí)流;James, 1892)。事實(shí)上,在意識(shí)障礙患者中,自發(fā)腦活動(dòng)的動(dòng)力學(xué)可能是患者仍然 having 意識(shí)體驗(yàn)的最清晰特征之一。我們?cè)谧R(shí)別此類(lèi)特征并將其用于臨床或麻醉鎮(zhèn)靜期間作為檢測(cè)意識(shí)的手段方面取得了相當(dāng)進(jìn)展(Barttfeld 等人,2015; Demertzi 等人,2019)。

GNWT 的這些預(yù)測(cè)得到了實(shí)驗(yàn)觀察的支持。例如,Pieter Roelfsema 和他的團(tuán)隊(duì)(Van Vugt 等人,2018)同時(shí)記錄了呈現(xiàn)閾限刺激的黑猩猩的 V1、V4 和前額葉神經(jīng)元的活動(dòng)——一個(gè)點(diǎn),使得有時(shí)猴子看到點(diǎn),有時(shí)沒(méi)有。視覺(jué)皮層區(qū)域在猴子報(bào)告看到點(diǎn)和報(bào)告沒(méi)看到點(diǎn)時(shí)都被強(qiáng)烈激活。這表明這些區(qū)域不能是意識(shí)知覺(jué)的基礎(chǔ),因?yàn)樗鼈儾荒軈^(qū)分意識(shí)和無(wú)意識(shí)內(nèi)容。另一方面,前額葉皮層神經(jīng)元在猴子報(bào)告看到點(diǎn)時(shí)顯示出預(yù)期的非線性點(diǎn)火。無(wú)論是否呈現(xiàn)都是如此(即,虛警)。這為該理論提供了初步證據(jù);然而,為了提供更強(qiáng)的支持,我們應(yīng)該超越這一點(diǎn),表明任何意識(shí)內(nèi)容在前額葉皮層都有一個(gè)神經(jīng)集合,當(dāng)其被意識(shí)知覺(jué)時(shí)對(duì)其非線性響應(yīng)。這是我們當(dāng)前的研究方向之一。Marie Bellet 和 Neurospin 的其他合作者,包括 Fanis Panagiotaropoulos, Timo van Kerkoerle, Joaquin 和 Marie Bellet, 以及 Marion Gay,當(dāng)猴子呈現(xiàn)視覺(jué)版本的局部全局測(cè)試時(shí)記錄了前額葉神經(jīng)元(Bekinschtein 等人,2009; Bellet 等人,2024)。在這里,我們讓猴子習(xí)慣特定類(lèi)型的序列,例如三個(gè)相同的圖片后跟一個(gè)不同的圖片(AAAB)。然后,有時(shí)我們呈現(xiàn)稀有序列,其中所有圖片都相同(AAAA;因此它們違反了 AAAB 模式)。與一些流行信念相反,我們發(fā)現(xiàn)詳細(xì)的視覺(jué)信息可以從前額葉皮層解碼(另見(jiàn) Bellet 等人,2022; Panagiotaropoulos 等人,2012)。此外,我們發(fā)現(xiàn)無(wú)論猴子有意識(shí)地知道什么,無(wú)論是抽象的還是具體的,都由前額葉皮層神經(jīng)元發(fā)放的一個(gè)維度編碼。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中,從前額葉皮層(PFC)的猶他陣列記錄中,我們可以解碼哪個(gè)圖片被呈現(xiàn)(身份),以及它的順序位置是什么(數(shù)字),它是否與前面的不同(局部效應(yīng)),它包含在哪個(gè)抽象序列模式中(全局模式:AAAA 或 AAAB),以及這個(gè)模式是否偶爾被違反(全局效應(yīng))。因此,不僅是感覺(jué)內(nèi)容,而且抽象知識(shí)也編碼在 PFC 發(fā)放中。換句話說(shuō),這個(gè)實(shí)驗(yàn)為 GNW 理論的一個(gè)關(guān)鍵預(yù)測(cè)提供了證據(jù),即無(wú)論我們有意識(shí)地知道什么,都由前額葉皮層中分布的神經(jīng)元群體的發(fā)放編碼。有趣的是,這些特征由向量空間中的方向編碼,這些方向幾乎完全彼此正交(見(jiàn) Tian 等人,2024; Xie 等人,2022 關(guān)于表明前額葉皮層存在意識(shí)內(nèi)容子空間的相關(guān)工作)。未來(lái)的工作應(yīng)進(jìn)一步測(cè)試 GNWT 的預(yù)測(cè),即 PFC 神經(jīng)元群體編碼的信息應(yīng)該與意識(shí)的現(xiàn)象內(nèi)容一樣詳細(xì)——如果,例如,客觀知覺(jué)圖像被視覺(jué)錯(cuò)覺(jué)主觀扭曲,那么 GNWT 預(yù)測(cè)主觀的,而不是客觀的信息,應(yīng)該可以從 PFC 解碼。

作為最后一點(diǎn),我想關(guān)注人類(lèi)和其他動(dòng)物中的意識(shí)。GNW 理論提出,意識(shí)訪問(wèn)的基本機(jī)制(非線性點(diǎn)火和全局廣播)在人類(lèi)和非人類(lèi)物種中是相同的(關(guān)于烏鴉點(diǎn)火閾值的證據(jù),見(jiàn) Nieder 等人,2020)。意識(shí)訪問(wèn)的基本操作是相似的:兩者都有一個(gè)全局工作空間,并顯示出非常相似的意識(shí)特征,包括自發(fā)活動(dòng)、視覺(jué)錯(cuò)覺(jué)的存在、中央碰撞等。然而,意識(shí)訪問(wèn)機(jī)制中的這種并行并不意味著意識(shí)內(nèi)容是相同的。越來(lái)越多的證據(jù)表明,猴子可能無(wú)法表征嵌套組合結(jié)構(gòu),不像人類(lèi)。在過(guò)去五年中,我重新定位了我的一些研究,以詢問(wèn)什么區(qū)分了猴子和人類(lèi)。我的假設(shè)是,只有人類(lèi)能夠訪問(wèn)思維語(yǔ)言:一種組合的、句法的能力,這不僅表現(xiàn)在自然語(yǔ)言中,也表現(xiàn)在數(shù)學(xué)或音樂(lè)中(Dehaene 等人,2022)。雖然人類(lèi)和非人類(lèi)靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物共享一些表征序列的神經(jīng)機(jī)制,但嵌套符號(hào)結(jié)構(gòu)的水平可能是人類(lèi)獨(dú)有的(Dehaene 等人,2015)。這將使我們能夠 entertain 更復(fù)雜、符號(hào)化、遞歸的意識(shí)內(nèi)容,包括對(duì)我們自己思想和他人思想的表征(心智理論)。

2.2. 遞歸處理理論 / Victor Lamme

也許展示遞歸處理理論(RPT)的最好方式是將其與其他理論對(duì)比定義,并解釋它在哪里超越了這些理論。作為起點(diǎn),我想指出 RPT 簡(jiǎn)單地開(kāi)始于一系列實(shí)證觀察。

第一個(gè)實(shí)證觀察涉及呈現(xiàn)視覺(jué)刺激時(shí)的信息處理模式,包括四個(gè)處理階段(Lamme, 2010; 另見(jiàn)下文圖 2):直到刺激呈現(xiàn)后約 100 毫秒,發(fā)生不同屬性的前饋特征提取,如運(yùn)動(dòng)、方向、顏色等(Lamme 和 Roelfsema, 2000)。值得注意的是,在~200 毫秒時(shí),這個(gè)前饋掃描可能隨后進(jìn)行到前額運(yùn)動(dòng)區(qū)域,在那里動(dòng)作正在被準(zhǔn)備,允許更深的前饋處理(Lamme, 2018)。第三,大約在同一時(shí)間,視覺(jué)皮層中的神經(jīng)元開(kāi)始參與局部遞歸相互作用:被前饋處理激活的高級(jí)神經(jīng)元將信號(hào)發(fā)送回低級(jí)層面,這種反復(fù)的來(lái)回相互作用使低級(jí)和高級(jí)特征提取能夠相互作用。在神經(jīng)生理學(xué)上,這伴隨著諸如“上下文調(diào)制”的現(xiàn)象,其中低級(jí)神經(jīng)元根據(jù)它們編碼特征的全局知覺(jué)上下文調(diào)制它們的活動(dòng)。通過(guò)這種方式,遞歸相互作用實(shí)現(xiàn)了諸如知覺(jué)分組、綁定和知覺(jué)組織等功能(Lamme, 2020)。最后,我們觀察到在 GNWT 中被稱為“全局點(diǎn)火”的現(xiàn)象,其中整個(gè)大腦參與到廣泛的相互作用中,實(shí)現(xiàn)工作記憶、識(shí)別等(Dehaene 等人,2006)。


第二個(gè)實(shí)證觀察是,前饋掃描,無(wú)論它穿透多深,都是無(wú)意識(shí)的(Lamme, 2018):眾所周知,人們可以從麻醉動(dòng)物那里記錄到低級(jí)和高級(jí)特征反應(yīng)。使用使刺激不可見(jiàn)的操作(如掩蔽)的研究表明,前饋處理可以無(wú)意識(shí)地激活高級(jí)視覺(jué)區(qū)域(如梭狀回面孔區(qū)(FFA);Fahrenfort 等人,2012),甚至前額區(qū)域,從而引發(fā)無(wú)意識(shí)觸發(fā)的抑制控制(van Gaal 等人,2008)。

第三個(gè)實(shí)證觀察,另一方面,是有意識(shí)感覺(jué)總是伴隨著觀察到的遞歸處理:它存在于清醒動(dòng)物中,但不存在于麻醉動(dòng)物中(Lamme 等人,1998),它標(biāo)記了掩蔽范式中可見(jiàn)與不可見(jiàn)刺激之間的過(guò)渡(Fahrenfort 等人,2007; Lamme 等人,2001),以及自發(fā)看到或未看到刺激之間的差異(Super 等人,2001)。

第四個(gè)實(shí)證觀察是,一旦視覺(jué)皮層內(nèi)的遞歸相互作用變得更加廣泛并包括前額區(qū)域,轉(zhuǎn)向注意刺激的過(guò)渡就開(kāi)始了,將其存儲(chǔ)在工作記憶中,或能夠報(bào)告它(Scholte 等人,2006)。人們可以說(shuō):“是的,我看到了那個(gè)刺激”。

這些觀察——基本上發(fā)現(xiàn)遞歸相互作用與意識(shí)狀態(tài)和事件相伴,而前饋處理則不——是 RPT 的實(shí)證基礎(chǔ)。RPT 試圖提出的主要理論觀點(diǎn)非常簡(jiǎn)單:局部遞歸可能已經(jīng)足以讓我們擁有有意識(shí)的視覺(jué)知覺(jué),擁有現(xiàn)象體驗(yàn)(Lamme, 2018)。所以這意味著意識(shí)出現(xiàn)在階段 3(圖 2),而不是階段 4,例如 GNWT 會(huì)將它定位在那里。RPT 指出全局遞歸可能實(shí)際上只需要用于認(rèn)知訪問(wèn):能夠報(bào)告該意識(shí)體驗(yàn)。以類(lèi)似的方式,不需要任何內(nèi)容的高階再表征,正如高階理論所主張的:一階表征足以讓意識(shí)發(fā)生(圖 2)。

這一觀點(diǎn)非常符合尋找“真正 NCC"而非其后果(包括報(bào)告)的實(shí)證議程(Aru 等人,2012)。最近,相當(dāng)多的實(shí)驗(yàn)表明,觀察到的大部分前額參與,包括 P3b 成分,與報(bào)告和任務(wù)表現(xiàn)的關(guān)系比與現(xiàn)象體驗(yàn)本身的關(guān)系更緊密(Tsuchiya 等人,2015; Pitts 等人,2014)。值得注意的是,早在我們?cè)诤镒由砩献龅脑缙趯?shí)驗(yàn)中,我注意到視覺(jué)皮層中的遞歸相互作用,雖然與刺激顯著性、可見(jiàn)性和意識(shí)體驗(yàn)相關(guān),但可以通過(guò)使用不同的決策標(biāo)準(zhǔn)輕易地與猴子所做的報(bào)告(通常通過(guò)眼球運(yùn)動(dòng))分離開(kāi)來(lái)(Super 等人,2001)。事實(shí)上,正是這一發(fā)現(xiàn)啟發(fā)我提出遞歸激活本身足以擁有現(xiàn)象體驗(yàn),這與報(bào)告擁有該體驗(yàn)不同。這意味著局部遞歸獨(dú)立于注意、訪問(wèn)和報(bào)告(Lamme, 2020),因此可能是成為“真正 NCC"的更好候選者(Aru 等人,2012)。

然而,人們可以提出反論,主要是因?yàn)槿藗儗?duì)定義意識(shí)的標(biāo)準(zhǔn)不同。因此,GNWT 支持者可能會(huì)說(shuō)我所說(shuō)的現(xiàn)象體驗(yàn)實(shí)際上是前意識(shí)的,因?yàn)樗扔谠L問(wèn),并且因?yàn)闆](méi)有涉及認(rèn)知。HOT 支持者可能會(huì)聲稱這些狀態(tài)是無(wú)意識(shí)的,因?yàn)闆](méi)有指向它們的高階思維。這些關(guān)于定義本身的深刻分歧可能是當(dāng)前理論之間僵局的原因之一,“后腦”理論——RPT 和 IIT——聲稱視覺(jué)激活本身足以產(chǎn)生意識(shí),而“前額理論”——GNWT 和 HOT(盡管全局工作空間不僅僅是前額激活)——聲稱前額激活是意識(shí)發(fā)生的必要條件。在某種程度上,整個(gè)辯論幾乎變成了品味問(wèn)題,取決于你使用哪個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)定義意識(shí)。

那么,我們?nèi)绾尾拍苷业匠雎纺兀课蚁嘈乓环N有希望的態(tài)度是關(guān)注需要解釋關(guān)于意識(shí)視覺(jué)什么。首先,意識(shí)視覺(jué)知覺(jué)以及所有種類(lèi)知覺(jué)的一個(gè)非常明顯和突出的標(biāo)志是體驗(yàn)是統(tǒng)一的。雖然大腦中大約有 30-40 個(gè)不同的視覺(jué)區(qū)域,每個(gè)處理不同類(lèi)型的視覺(jué)信息,但我們有一個(gè)視覺(jué)知覺(jué):我們不是孤立地看到它的方面(例如,形狀、顏色或物體),而是作為一個(gè)整合的整體。第二,意識(shí)視覺(jué)是一種推理。我們通常超越刺激本身的物理信息,到達(dá)我們基于該信息解釋的內(nèi)容。我們從亮度到灰度,從波長(zhǎng)到顏色,從特征到推理。第三,意識(shí)通常是認(rèn)知不可穿透的。即使我們獲得關(guān)于特定錯(cuò)覺(jué)的認(rèn)知信息,我們也只能看到錯(cuò)覺(jué)知覺(jué)。第四,意識(shí)涉及整合。當(dāng)我們看到一張臉時(shí),有神經(jīng)機(jī)制(例如,臉神經(jīng)元,或 FFA)檢測(cè)臉與其他刺激之間的差異,看到一張臉遠(yuǎn)不止于此:我們將這種“臉性屬性”與臉的形狀、顏色、結(jié)構(gòu)以及它擁有的各種其他屬性整合起來(lái)。因此,看涉及很大程度的整合。對(duì)我來(lái)說(shuō),這是我們必須要解釋關(guān)于意識(shí)的一個(gè)關(guān)鍵特征。在某種程度上,這就是解釋對(duì)象(explanandum)。

這一點(diǎn)由 Johannes Fahrenfort 進(jìn)行的一項(xiàng)研究很好地說(shuō)明(Fahrenfort 等人,2012),顯示 FFA 被不可見(jiàn)的臉激活,并且只有當(dāng) FFA 與低級(jí)視覺(jué)區(qū)域相互作用時(shí),你才會(huì)得到那張臉的意識(shí)知覺(jué)。我聲稱局部遞歸本身完全能夠解釋意識(shí)的這種統(tǒng)一性,或這種整合,因?yàn)檫@種局部遞歸調(diào)解了這些功能:知覺(jué)推理、增量格式塔分組、長(zhǎng)距離和復(fù)雜組織、圖形 - 背景組織等(Lamme, 2014)。我真的看不出任何前額或高階理論有任何解釋力來(lái)解釋意識(shí)的這一方面——統(tǒng)一性、整合和綁定的方面。認(rèn)知不可穿透性也是如此:我認(rèn)為前額理論會(huì)預(yù)測(cè)知識(shí)完全可能影響知覺(jué)(例如,克服知覺(jué)錯(cuò)覺(jué))。如果所有類(lèi)型的處理都通過(guò)這種全局點(diǎn)火整合成一個(gè)連貫的整體,為什么你不能也將你的思維整合到知覺(jué)中呢?我相信前額理論也會(huì)預(yù)測(cè)知覺(jué)功能對(duì)注意的依賴,但事實(shí)并非如此:有充分的證據(jù)表明,無(wú)論你是否注意刺激,上述所有功能都會(huì)發(fā)生。注意可以調(diào)節(jié)或加強(qiáng)這些功能,但它們并不關(guān)鍵地依賴它(Lamme, 2020)。這已由 Johannes Fahrenfort 的另一個(gè)精彩實(shí)驗(yàn)證明(Fahrenfort 等人,2017),其中比較了注意瞬脫(AB)和掩蔽對(duì)處理 Kanizsa 圖形的影響。他從視覺(jué)皮層活動(dòng)解碼了 Kanizsa 誘導(dǎo)物的對(duì)比度(高 vs 低),無(wú)論 AB 或掩蔽,顯示對(duì)比度是通常由前饋處理處理的特征(Fahrenfort 等人,2017)。相反,“整合對(duì)比度”(即 Kanizsa 配置是否產(chǎn)生典型的錯(cuò)覺(jué)知覺(jué))被掩蔽破壞(已知會(huì)干擾視覺(jué)皮層中的可見(jiàn)性和遞歸相互作用),但不受注意瞬脫影響。

視覺(jué)知覺(jué)的另一個(gè)特征是它在現(xiàn)象上非常豐富。這對(duì)前額理論構(gòu)成了一個(gè)問(wèn)題,這些理論與注意緊密相連,具有強(qiáng)大的容量限制。因此,這些理論實(shí)際上應(yīng)該預(yù)測(cè)視覺(jué)知覺(jué)相當(dāng)有限和稀疏,具有注意瓶頸容量?,F(xiàn)在,人們可以聲稱,例如,變化盲實(shí)驗(yàn)正好顯示了這一點(diǎn):如果你展示一組物體兩次,并且在第二次展示中你改變了其中一個(gè)項(xiàng)目,確實(shí)很難注意到兩者之間的差異。然而,我們?cè)谠S多實(shí)驗(yàn)中表明,如果你在變化之間提示這些數(shù)組,參與者清楚地識(shí)別了被替換的項(xiàng)目(Landman 等人,2003)。這表明他們對(duì)第一張圖像的表征實(shí)際上非常詳細(xì)、精確和豐富(Sligte 等人,2010)。這些圖像和脆弱記憶實(shí)驗(yàn)清楚地表明,在變化盲中,第一場(chǎng)景一旦被呈現(xiàn)就被第二場(chǎng)景覆蓋。因此,變化盲是記憶的失敗,而不是知覺(jué)的失?。↙amme, 2010)。

作為 RPT 的額外論證,我將采取一個(gè)形而上學(xué)立場(chǎng):我認(rèn)為 RPT 非常適合賦予意識(shí)一個(gè)獨(dú)立的本體論。上述四個(gè)處理階段可以放入一個(gè) 2 × 2 方案中,其中注意或認(rèn)知可以被視為一個(gè)軸,基本上取決于信息在大腦中處理得多深,是否涉及前額區(qū)域等。另一個(gè)軸區(qū)分無(wú)意識(shí)和意識(shí)處理,這是一個(gè)完全不同且正交的軸,在大腦中對(duì)應(yīng)于前饋和遞歸處理之間的差異。該方案清楚地解釋了淺層與深層前饋處理如何使無(wú)意識(shí)啟動(dòng)依賴注意成為可能(Naccache 等人,2002),或者為什么嚴(yán)格的前饋前額激活可能產(chǎn)生無(wú)意識(shí)認(rèn)知控制(van Gaal 和 Lamme, 2012)。同樣,它解釋了現(xiàn)象意識(shí)和訪問(wèn)意識(shí)之間的差異(Block, 1995),索引“淺”(視覺(jué))與“深”(全局點(diǎn)火)遞歸處理。最重要的是,它展示了在 RPT 中意識(shí)如何被認(rèn)為獨(dú)立且正交于其他認(rèn)知功能,如注意或認(rèn)知,這些功能在像 GNWT 或 HOT 這樣的前額理論中經(jīng)常與意識(shí)混淆??梢哉f(shuō),RPT 是一個(gè)認(rèn)真對(duì)待意識(shí),并賦予其自身和獨(dú)立本體論地位的理論。

2.3. 高階理論 / Stephen Fleming

高階理論(HOTs)在哲學(xué)中已經(jīng)確立(Carruthers, 2001),但在神經(jīng)科學(xué)方面算是相對(duì)較新的領(lǐng)域。正如之前的工作所示(Yaron 等人,2022),與其他理論相比,支持或反對(duì)這些理論的實(shí)證證據(jù)較少。但我仍然對(duì) HOTs 感到興奮,因?yàn)槲艺J(rèn)為它們?yōu)槲覀兲峁┝艘粭l在全球和局部理論之間繪制實(shí)證生產(chǎn)性路徑的方法。我將嘗試使用本次辯論的指導(dǎo)性問(wèn)題來(lái)證明這一點(diǎn)。

首先,解釋對(duì)象(explanandum)是什么?我們?cè)噲D解釋現(xiàn)象體驗(yàn)的存在與缺失:例如,如果我們的視覺(jué)系統(tǒng)正在處理關(guān)于倫敦日落的信息,我們通常能意識(shí)到并向他人交流我們對(duì)日落的體驗(yàn),同時(shí)仍然未意識(shí)到其他正在被處理的知覺(jué)輸入,例如皮膚上衣服的感覺(jué)、姿勢(shì)的變化等等。HOTs 尋求解釋這兩種信息處理之間的差異。

第二,HOTs 主張什么?簡(jiǎn)而言之,HOTs 說(shuō)某些內(nèi)容 X 的知覺(jué)表征——例如,一個(gè)紅蘋(píng)果——不足以產(chǎn)生對(duì) X 的意識(shí)體驗(yàn)。這類(lèi)表征被稱為“一階”表征,因?yàn)樗鼈冎赶蚴澜?。擁有物體的一階表征通常對(duì)指導(dǎo)行為至關(guān)重要——例如,允許我們拿起并吃掉蘋(píng)果。然而,根據(jù) HOTs,這種一階表征也可以無(wú)意識(shí)地發(fā)生,并且不足以產(chǎn)生現(xiàn)象意識(shí)體驗(yàn)。相反,HOTs 認(rèn)為 X 的現(xiàn)象意識(shí)取決于有機(jī)體以某種方式意識(shí)到處于狀態(tài) X。這反過(guò)來(lái)意味著一階狀態(tài)以某種方式被高階表征監(jiān)控或元表征(Brown 等人,2019; Lau 和 Rosenthal, 2011; 圖 3)。這種高階表征可以采取多種形式,如下所述。HOTs 通過(guò)假設(shè)一階狀態(tài)仍然可以無(wú)意識(shí)地驅(qū)動(dòng)任務(wù)表現(xiàn)來(lái)解釋對(duì)行為的無(wú)意識(shí)影響。特別是,那些一階狀態(tài)可能被廣泛廣播并促進(jìn)無(wú)意識(shí)控制——這是 HOTs 開(kāi)始與 GNW 分歧的地方。


重要的是,有多種版本的 HOT,就像有多種版本的一階理論一樣。我們正積極參與由我和 Axel Cleeremans 領(lǐng)導(dǎo)并由 Templeton World Charity Foundation 支持的對(duì)抗性合作,以測(cè)試不同 HOTs 做出的不同實(shí)證預(yù)測(cè)。該項(xiàng)目尋求測(cè)試不同 HOTs 之間兩個(gè)關(guān)鍵的分歧軸(圖 3b)。一個(gè)關(guān)鍵區(qū)別在于高階理論是否允許一階狀態(tài)參與創(chuàng)建意識(shí)體驗(yàn)的任何工作。一方面,“稀疏”觀點(diǎn)的支持者認(rèn)為,當(dāng)一階和高階狀態(tài)共同工作時(shí),意識(shí)就會(huì)產(chǎn)生(也稱為聯(lián)合決定;Fleming, 2020; Lau, 2019)。根據(jù)這些觀點(diǎn),體驗(yàn)的內(nèi)容由一階狀態(tài)承載,高階狀態(tài)在監(jiān)控一階狀態(tài)的精度、強(qiáng)度或可靠性方面具有更微妙(但仍然關(guān)鍵)的作用。這類(lèi)高階表征有時(shí)被稱為“指針”或“索引”。在譜系的另一端,我們有“豐富”的 HOTs,預(yù)測(cè)現(xiàn)象體驗(yàn)完全由高階狀態(tài)決定,后者被認(rèn)為與知覺(jué)本身一樣豐富(Brown, 2015; Rosenthal, 2005)。無(wú)論知覺(jué)是稀疏還是豐富的問(wèn)題如何,這些變體都認(rèn)為高階狀態(tài)應(yīng)完全決定意識(shí)知覺(jué)的稀疏或豐富內(nèi)容。另一個(gè)分歧軸涉及不同版本的 HOT 是否允許一階狀態(tài)錯(cuò)誤表征的可能性——即高階和一階表征不一致的情況。在關(guān)系視圖下(通常也是豐富的;圖 3b),對(duì)意識(shí)重要的是高階的內(nèi)容,而不是一階狀態(tài)——因此意識(shí)應(yīng)隨前者而不是后者變化。也有中間觀點(diǎn),其中一階狀態(tài) contributeto 意識(shí)體驗(yàn),但高階狀態(tài)不僅僅是指針或索引,還提供獨(dú)立內(nèi)容(Cleeremans 等人,2020; LeDoux, 2020a; Van Gulick, 2004)。

HOTs 還認(rèn)為,在裁決不同意識(shí)理論時(shí),在實(shí)驗(yàn)上控制表現(xiàn)尤為重要。植物、相機(jī)和溫度計(jì)對(duì)環(huán)境方面都有一定的敏感性(或在信號(hào)檢測(cè)術(shù)語(yǔ)中,有一定水平的 d'),但我們通常不認(rèn)為它們對(duì)自己敏感的內(nèi)容有意識(shí)。同樣,在人腦中,可能存在機(jī)制創(chuàng)建對(duì)刺激的行為敏感性形式,而不伴隨任何意識(shí)體驗(yàn)。這在人類(lèi)實(shí)驗(yàn)中造成了一個(gè)實(shí)證問(wèn)題,因?yàn)槿绻浑A表征既能驅(qū)動(dòng)表現(xiàn)又能 contributeto 意識(shí),那么如果我們通過(guò)改變表現(xiàn)或信號(hào)強(qiáng)度來(lái)改變意識(shí),我們將不知道是將我們發(fā)現(xiàn)的效果歸因于表現(xiàn)還是意識(shí)。這是該領(lǐng)域普遍存在的問(wèn)題,但對(duì)于測(cè)試 HOTs 的預(yù)測(cè)尤其 problematic,因?yàn)槿绻覀兊膶?shí)驗(yàn)不控制表現(xiàn),我們可能會(huì)通過(guò)將意識(shí)變化錯(cuò)誤歸因于實(shí)際上可能(無(wú)意識(shí)地)驅(qū)動(dòng)表現(xiàn)的伴隨一階狀態(tài)變化,而不公平地偏向一階理論(見(jiàn) Lau, 2022 中的討論)。

HOTs 也經(jīng)常與元認(rèn)知聯(lián)系起來(lái)——反思和監(jiān)控認(rèn)知和知覺(jué)其他方面的能力(Fleming, 2024)。元認(rèn)知通常通過(guò)要求人們判斷行為和認(rèn)知表現(xiàn)方面的信心(或錯(cuò)誤)來(lái)調(diào)查——在知覺(jué)任務(wù)中被稱為“知覺(jué)信心”。因?yàn)樵谠J(rèn)知研究中,人們通常被明確要求反思和判斷他們的表現(xiàn),這些實(shí)驗(yàn)正在利用“顯式”形式的元認(rèn)知。這經(jīng)常成為誤解的來(lái)源。高階理論家通常不認(rèn)為顯式元認(rèn)知與現(xiàn)象意識(shí)是同一回事。相反,某些版本的 HOT 聲稱有理論理由認(rèn)為,實(shí)例化高階狀態(tài)重要的計(jì)算,例如監(jiān)控一階表征的精度,與知覺(jué)信心共享機(jī)制(Fleming, 2020; Lau, 2019)。這是因?yàn)閮烧叨伎赡芤蕾囉诖蝹€(gè)人隱式形式的元認(rèn)知——不一定可用于主觀報(bào)告的元認(rèn)知方面。

實(shí)證上,研究知覺(jué)元認(rèn)知有兩個(gè)有用的原因:首先,它允許我們研究知覺(jué)信心的神經(jīng)基礎(chǔ),其次,它允許我們通過(guò)使用諸如元認(rèn)知效率等統(tǒng)計(jì)量來(lái)解決表現(xiàn)問(wèn)題,這些統(tǒng)計(jì)量隔離了控制一階任務(wù)表現(xiàn)的元認(rèn)知能力(Maniscalco 和 Lau, 2012)。通過(guò)在探測(cè)意識(shí)體驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)中分析元認(rèn)知效率,我們可以識(shí)別表現(xiàn)(d')匹配但信心有孤立變化的情況。在過(guò)去幾年中,越來(lái)越多的工作將前額葉皮層,特別是前前額葉子區(qū)域,implicated in 知覺(jué)元認(rèn)知。在我們的實(shí)驗(yàn)室中,我們發(fā)現(xiàn)內(nèi)側(cè)前額葉皮層活動(dòng)追蹤知覺(jué)信心的早期隱式特征,特別是膝周前扣帶皮層,隨后是外側(cè)額極皮層的后期參與(Bang 等人,2020; Bang 和 Fleming, 2018)。前額葉皮層內(nèi)側(cè)和外側(cè)子區(qū)域在知覺(jué)元認(rèn)知中的這種分工也由 Marios Philiastides 小組使用 EEG informed fMRI 顯示(Gherman 和 Philiastides, 2018),以及在支持元認(rèn)知效率的前額葉內(nèi)連接作用的研究中顯示(De Martino 等人,2013)。對(duì)這些數(shù)據(jù)的一種解釋是,耦合支持更顯式形式的元認(rèn)知,以便信心估計(jì)可用于交流和控制(Fleming, 2024)。其他研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)使用經(jīng)顱磁刺激(Shekhar 和 Rahnev, 2018)或解碼神經(jīng)反饋(Cortese 等人,2020)操縱前額葉皮層子區(qū)域內(nèi)的活動(dòng)時(shí),可以在不改變表現(xiàn)的情況下調(diào)節(jié)知覺(jué)信心。這些數(shù)據(jù)支持前額葉和頂葉區(qū)域?qū)χX(jué)元認(rèn)知重要的概念。

這些發(fā)現(xiàn)的一個(gè)關(guān)鍵含義是,隱式和顯式元認(rèn)知之間存在心理和神經(jīng)上有意義的區(qū)別:知覺(jué)信心可以自動(dòng)形成,獨(dú)立于向他人交流元認(rèn)知估計(jì)的能力(Fleming, 2024; Shea 等人,2014)。研究隱式信心估計(jì)在知覺(jué)體驗(yàn)中的作用將有助于裁決不同版本的 HOT。但即使 HOTs 傳統(tǒng)上強(qiáng)調(diào)前額葉皮層支持高階狀態(tài),越來(lái)越認(rèn)識(shí)到這里的關(guān)鍵區(qū)別是計(jì)算上的而不是解剖上的。正如 Joseph LeDoux 指出的那樣,將一階和高階狀態(tài)之間的哲學(xué)劃分映射到人腦的功能解剖上必然比兩個(gè)相互作用的神經(jīng)群體要復(fù)雜得多(LeDoux, 2020b)。因此,“大腦前部與后部辯論”(例如,Boly 等人,2017; Odegaard 等人,2017)應(yīng)被視為裁決不同理論的起點(diǎn)而不是終點(diǎn)。

在此基礎(chǔ)上,我想簡(jiǎn)要強(qiáng)調(diào)我們一直在追求的一個(gè)研究計(jì)劃,在預(yù)測(cè)編碼框架內(nèi)開(kāi)發(fā)稀疏 HOT 的最小計(jì)算實(shí)現(xiàn)。我們稱之為高階狀態(tài)空間(HOSS)模型(Fleming, 2020)。我們從執(zhí)行對(duì)知覺(jué)輸入推斷的一階生成模型開(kāi)始,例如視覺(jué)刺激是蘋(píng)果還是橙子。構(gòu)建世界一階表征的過(guò)程可能無(wú)意識(shí)地進(jìn)行,正如 Helmholtz 著名的“無(wú)意識(shí)推斷”短語(yǔ)(Gregory, 1970; Helmholtz, 1867/1962)——我們感知知覺(jué)推斷的產(chǎn)物,而不是推斷機(jī)制本身。在 HOSS 內(nèi),額外的高階層監(jiān)控這些一階表征的精度,允許系統(tǒng)跟蹤一階表征是反映外部現(xiàn)實(shí),還是只是噪聲(類(lèi)似架構(gòu)支持 HOT 的知覺(jué)現(xiàn)實(shí)監(jiān)控變體;Lau, 2019)。這些高階表征的操作通過(guò)賦予代理關(guān)于其知覺(jué)表征的斷言力和現(xiàn)實(shí)的信念來(lái)支撐意識(shí)體驗(yàn)——哲學(xué)家稱之為“斷言力”的信念(Lau, 2022)。

這些不同類(lèi)型的計(jì)算對(duì)這些不同層次的神經(jīng)表征性質(zhì)做出了廣泛的定性預(yù)測(cè):高階狀態(tài)應(yīng)該是低維的并對(duì)稱地編碼一階狀態(tài)的高 vs 低精度,而一階狀態(tài)應(yīng)該是高維的并編碼一階內(nèi)容(注意一階狀態(tài)可能由跨越感覺(jué)和聯(lián)合皮層的解剖網(wǎng)絡(luò)支持,而不是早期感覺(jué)區(qū)域中的單個(gè)節(jié)點(diǎn))。我們也在探索與此模型架構(gòu)內(nèi)重新解釋與意識(shí)意識(shí)相關(guān)的經(jīng)典神經(jīng)特征,如全局點(diǎn)火:具體而言,我們看到點(diǎn)火樣特征作為一階狀態(tài)預(yù)測(cè)誤差中不對(duì)稱性的自然結(jié)果出現(xiàn)。當(dāng)一階生成模型內(nèi)的表征精確時(shí)(在與刺激內(nèi)容意識(shí)意識(shí)相關(guān)的試驗(yàn)中),來(lái)自刺激的強(qiáng)預(yù)測(cè)誤差通過(guò)系統(tǒng)傳播(Whyte 等人,2022)。因此,HOT 的預(yù)測(cè)處理版本可能能夠重現(xiàn)先前突出顯示為支持 GNWT 的神經(jīng)特征。然而,HOSS 以不同方式解釋這些點(diǎn)火樣特征:而不是反映全局廣播,在 HOSS 下,意識(shí)試驗(yàn)與更大的(平均)預(yù)測(cè)誤差相關(guān)。這是由于實(shí)驗(yàn)中與"aware"和"unaware"試驗(yàn)相關(guān)的預(yù)測(cè)誤差幅度的不對(duì)稱性。預(yù)測(cè)和預(yù)測(cè)誤差之間的這種相互作用與前面討論的更廣泛的預(yù)測(cè)處理(PP)模型類(lèi)一致,但現(xiàn)在專注于解釋意識(shí)與無(wú)意識(shí)知覺(jué)之間隨之而來(lái)的差異。

在與 Nadine Dijkstra, Peter Kok 和 UCL 同事的工作中,我們已開(kāi)始使用神經(jīng)成像測(cè)試模型的一些預(yù)測(cè)。我們訓(xùn)練參與者不僅生成關(guān)于刺激內(nèi)容(一階)的預(yù)測(cè),而且生成關(guān)于他們是否將意識(shí)到該內(nèi)容(高階)的預(yù)測(cè)。例如,在某些試驗(yàn)中,你可能會(huì)被提示預(yù)期你不會(huì)看到任何東西(刺激缺失的預(yù)期),但如果你確實(shí)看到 something,刺激將是一張臉(而不是房子)。通過(guò)在噪聲中嵌入臉和房子刺激來(lái)確認(rèn)和違反這些內(nèi)容和意識(shí)預(yù)期,模擬顯示我們可以很好地正交化我們計(jì)算模型兩個(gè)層次(一階和高階)的預(yù)測(cè)誤差。我們發(fā)現(xiàn)行為上,這兩種類(lèi)型的預(yù)測(cè)誤差都影響反應(yīng)時(shí)間,減慢刺激識(shí)別(Dijkstra 等人,2024),并調(diào)節(jié)主觀報(bào)告和對(duì)刺激身份的信心(Haarsma 等人,2024)。然后我們將此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的無(wú)報(bào)告版本與 fMRI 結(jié)合:參與者僅被呈現(xiàn)提示和刺激,無(wú)需 overt 反應(yīng)。在大腦中,我們發(fā)現(xiàn)雖然一階狀態(tài)預(yù)測(cè)誤差在腹側(cè)視覺(jué)皮層區(qū)域的活動(dòng)模式中被追蹤,高階狀態(tài)預(yù)測(cè)誤差由內(nèi)側(cè) PFC 中的活動(dòng)模式追蹤(Dijkstra 等人,2023)。綜上所述,這些發(fā)現(xiàn)支持 HOSS 模型假設(shè)的預(yù)測(cè)誤差分離。

最后,我想通過(guò)強(qiáng)調(diào)所考慮的一些理論之間的共同點(diǎn)來(lái)結(jié)束,它們比通常假設(shè)的有更多的共同點(diǎn):HOTs 和 GNWT(見(jiàn)上面 Dehaene 的部分)都聲稱意識(shí)依賴于一階狀態(tài)和高階計(jì)算過(guò)程之間的相互作用,并且在我們一直在追求的 HOT 的預(yù)測(cè)編碼實(shí)現(xiàn)下,點(diǎn)火和廣播特征反映作為精度函數(shù)的全局預(yù)測(cè)誤差中的不對(duì)稱性。HOTs 和 RPT(見(jiàn)上面 Lamme 的部分)在一些事情上也一致:遞歸消息傳遞可能是高階和一階狀態(tài)相互作用所需的,所以這種方法與 HOT 的聯(lián)合決定變體特別兼容。與 PP 理論有明顯的共同點(diǎn)(見(jiàn)下面 Seth 的部分):正如我們所見(jiàn),可以在生成模型架構(gòu)內(nèi)實(shí)現(xiàn) HOT 的版本。在 PP 下似乎沒(méi)有單一標(biāo)準(zhǔn)來(lái)區(qū)分意識(shí)和無(wú)意識(shí)內(nèi)容;然而,HOSS 提供了一個(gè)清晰的建議(見(jiàn)上面)。最后,關(guān)于 IIT(見(jiàn)下面 Boly 的部分):在最近的一篇綜述中(Lau 等人,2022),我們建議一階狀態(tài)本身的組織和結(jié)構(gòu)——感覺(jué)代碼,它是平滑和稀疏的事實(shí)——可能使高階表征支持關(guān)系比較,這可能支撐交流擁有體驗(yàn)是什么感覺(jué)的能力:例如,隱式表征猩紅色比藍(lán)色更接近深紅色的能力。對(duì)我來(lái)說(shuō),這就是意識(shí)體驗(yàn)的“是什么感覺(jué)”的功能解釋可能看起來(lái)的樣子,它與 IIT 提出的一階狀態(tài)本身的組織和因果結(jié)構(gòu)對(duì)現(xiàn)象學(xué)重要的想法有一些共同點(diǎn)(盡管在 HOT 下,這種組織本身不足以產(chǎn)生意識(shí)體驗(yàn))。因此,HOTs 內(nèi)的不同元素與其他意識(shí)理論共享共同點(diǎn)。

2.4. 整合信息理論 / Melanie Boly

意識(shí)理論必須回答兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。首先,什么決定意識(shí)的存在與缺失;其次,什么決定為什么特定體驗(yàn)以它們的方式被感受。我將從第一個(gè)問(wèn)題開(kāi)始。關(guān)于解剖學(xué),為什么皮層 - 丘腦系統(tǒng)的某些部分似乎直接 contributeto 意識(shí),而大腦的許多其他部分,如小腦和某些皮層區(qū)域,則不(Tononi 等人,2016)?關(guān)于生理學(xué),為什么在深度睡眠期間盡管神經(jīng)元繼續(xù)活躍,意識(shí)卻消失,以及在全身性強(qiáng)直 - 陣攣發(fā)作期間,盡管神經(jīng)元以最大化和高度同步的方式發(fā)放,意識(shí)卻消失(Juan 等人,2023)?

意識(shí)理論應(yīng)回答的第二個(gè)問(wèn)題是,什么決定為什么特定體驗(yàn)以它們的方式被感受。這包括解釋為什么視覺(jué)空間或身體空間感覺(jué)是擴(kuò)展的,為什么時(shí)間感覺(jué)是流動(dòng)的,以及為什么物體、顏色、聲音或觸覺(jué)以它們的方式被感受。

IIT 不問(wèn)物理世界如何"產(chǎn)生"體驗(yàn)——它不試圖從大腦的灰質(zhì)中"擠出"意識(shí)。相反,IIT 從意識(shí)本身開(kāi)始——從現(xiàn)象學(xué)開(kāi)始——這是一切(包括科學(xué))的起點(diǎn)。IIT 的方法是表征意識(shí)的本質(zhì)屬性——那些對(duì)每個(gè)可構(gòu)想的體驗(yàn)都直接且無(wú)可辯駁地為真的屬性——并基于物理基質(zhì)的因果能力對(duì)這些屬性制定 principled、連貫的說(shuō)明(圖 4; 另見(jiàn) Albantakis 等人,2023; Tononi 等人,2016)。



我們所說(shuō)的"物理"是什么意思?IIT 以純粹操作性的術(shù)語(yǔ)定義物理,即因果力——基質(zhì)單元產(chǎn)生和造成差異的能力。與傳統(tǒng)科學(xué)方法一致,它采用對(duì)物理基質(zhì)的系統(tǒng)操縱和觀察來(lái)獲得轉(zhuǎn)移概率矩陣(TPM),該矩陣以原因和結(jié)果的形式總結(jié)基質(zhì)的能力:如果我們做 X,我們可靠地觀察到 Y 的概率是多少(Albantakis 等人,2023)。

IIT 識(shí)別出對(duì)每個(gè)可構(gòu)想體驗(yàn)都成立的五個(gè)屬性(Albantakis 等人,2023)。這些是內(nèi)在性(體驗(yàn)為其自身而存在)、信息(它是特定的)、整合(它是不可還原的)、排除(它是確定的)和組合(它是結(jié)構(gòu)化的)。最后一個(gè)屬性(組合)指的是每個(gè)體驗(yàn)都由現(xiàn)象區(qū)分組成——例如面孔、空間的左右角等——以及以各種方式將它們綁定在一起的現(xiàn)象關(guān)系——例如,面孔在左角。

這種由區(qū)分和關(guān)系組成的現(xiàn)象結(jié)構(gòu)現(xiàn)在需要用物理術(shù)語(yǔ)來(lái)解釋。IIT 通過(guò)開(kāi)發(fā)一個(gè)數(shù)學(xué)框架來(lái)做到這一點(diǎn),該框架允許我們充分"展開(kāi)"基質(zhì)的因果力,從而導(dǎo)致由因果區(qū)分(因果效應(yīng))和關(guān)系(原因和/或效應(yīng)之間的重疊)組成的因果結(jié)構(gòu)(也稱為Φ結(jié)構(gòu))。根據(jù) IIT,這是能夠解釋意識(shí)所有屬性以及此時(shí)此地特定體驗(yàn)質(zhì)量的物理結(jié)構(gòu)。

在這個(gè)多年來(lái)我們不斷完善的數(shù)學(xué)框架內(nèi),我們可以旨在實(shí)現(xiàn)一種解釋性同一性,使得體驗(yàn)的所有屬性都可以用表達(dá)基質(zhì)因果力的特定Φ結(jié)構(gòu)明確表達(dá)(Albantakis 等人,2023)。通過(guò)這種方式,我們可以生成關(guān)于哪些物理基質(zhì)能夠支持意識(shí)(以及哪些不能)的預(yù)測(cè),以及關(guān)于體驗(yàn)質(zhì)量(Φ結(jié)構(gòu)的組成)和數(shù)量(由Φ測(cè)量)的預(yù)測(cè)。重要的是,給定處于當(dāng)前狀態(tài)的基質(zhì),相關(guān)的Φ結(jié)構(gòu)應(yīng)能解釋特定體驗(yàn)的屬性,無(wú)需額外成分。

該理論在實(shí)證上解釋了什么?關(guān)于解剖學(xué),IIT 解釋了為什么某些基質(zhì)(而非其他基質(zhì))能夠解釋意識(shí)的本質(zhì)屬性。例如,后中央大腦皮層的大部分大致組織成神經(jīng)元 2D 網(wǎng)格的層次結(jié)構(gòu)(即網(wǎng)格金字塔;Maruoka 等人,2017)。根據(jù) IIT,這種基質(zhì)非常適合支持高Φ的豐富因果結(jié)構(gòu)。相反,小腦的模塊化架構(gòu)(D'Angelo 和 Casali, 2013)必然碎片化為許多小基質(zhì),每個(gè)支持最小Φ的不相交因果結(jié)構(gòu)。關(guān)于生理學(xué),IIT 可以解釋為什么相同的解剖基質(zhì)——大腦皮層——在清醒期間能夠支持大的Φ結(jié)構(gòu),但在無(wú)夢(mèng)的非快速眼動(dòng)睡眠期間分解為許多小結(jié)構(gòu),此時(shí)神經(jīng)調(diào)制的變化導(dǎo)致皮層有效連接的崩潰。事實(shí)上,在皮層直接電刺激后,顱內(nèi)記錄顯示清醒期間復(fù)雜的遞歸相互作用,這些相互作用在深度非快速眼動(dòng)睡眠期間被 off-state 的典型出現(xiàn)所打斷(Pigorini 等人,2015)。

IIT 的原則也啟發(fā)了一種經(jīng)顱磁刺激 - 腦電圖(TMS-EEG)方法,用于通過(guò)擾動(dòng)復(fù)雜性指數(shù)(PCI)評(píng)估意識(shí)的存在或缺失:在清醒狀態(tài)下,對(duì) TMS 的 EEG 響應(yīng)是復(fù)雜的(高 PCI),揭示分化活動(dòng)模式的誘導(dǎo),而在深度非快速眼動(dòng)睡眠期間,響應(yīng)變得局部、短暫和刻板(Massimini 等人,2005; Tononi 等人,in press)。值得注意的是,PCI 在受試者有意識(shí)但無(wú)反應(yīng)的狀態(tài)下很高,包括快速眼動(dòng)睡眠或氯胺酮麻醉(Casarotto 等人,2016)。

回到什么決定為什么特定體驗(yàn)以它們的方式被感受的問(wèn)題,我們開(kāi)始從空間擴(kuò)展性入手處理這個(gè)問(wèn)題,因?yàn)榭臻g體驗(yàn)既普遍存在又部分可穿透,在這個(gè)意義上,我們可以使用內(nèi)省——特別是空間注意——來(lái)解剖其現(xiàn)象結(jié)構(gòu),這與顏色或疼痛不同(Haun 和 Tononi, 2019)。然后我們表明,由 2D 網(wǎng)格指定的Φ結(jié)構(gòu)類(lèi)型可以解釋空間感覺(jué)的方式。簡(jiǎn)而言之,空間體驗(yàn)的基本屬性是擴(kuò)展性:例如,視覺(jué)場(chǎng)由現(xiàn)象區(qū)分("點(diǎn)")組成,這些點(diǎn)根據(jù)一組獨(dú)特的現(xiàn)象關(guān)系(自反性、包含、連接和融合)重疊。事實(shí)證明,由 2D 網(wǎng)格(例如在后中央皮層大部分區(qū)域發(fā)現(xiàn)的網(wǎng)格;Wang 等人,2015)指定的Φ結(jié)構(gòu)由完全相同類(lèi)型的因果區(qū)分和關(guān)系組成。鑒于體驗(yàn)在空間上是普遍存在的(在視覺(jué)和軀體感覺(jué)領(lǐng)域都是如此),難怪在人類(lèi)和非人類(lèi)動(dòng)物中,后中央皮層的大部分確實(shí)由網(wǎng)格結(jié)構(gòu)金字塔組成。正在進(jìn)行的工作(包括一項(xiàng)對(duì)抗性合作,https://osf.io/4rn85)正在測(cè)試 IIT 對(duì)空間體驗(yàn)及其神經(jīng)基質(zhì)說(shuō)明的一些預(yù)測(cè)。與此同時(shí),我們正在積極追求一個(gè)旨在解釋時(shí)間流動(dòng)感覺(jué)(Comolatti 等人,2024)以及對(duì)象將一般概念與特定特征綁定(更多細(xì)節(jié)見(jiàn) IIT WIKI)的研究計(jì)劃。

雖然 IIT 關(guān)注由刺激觸發(fā)或在夢(mèng)中發(fā)生的體驗(yàn)內(nèi)容,但它顯然旨在處理我們?nèi)绾胃兄獠渴澜缫约叭绾瘟私馑P(guān)于 IIT 形式化如何將知覺(jué)重新概念化為刺激觸發(fā)內(nèi)在意義/感受的深入討論,見(jiàn) Mayner 等人,2024)。通過(guò)匹配的概念,IIT 還可以解釋內(nèi)在感受/意義在多大程度上捕獲由于環(huán)境中因果過(guò)程產(chǎn)生的規(guī)律性,這些規(guī)律性被內(nèi)化在大腦的連接中。最后,有一些使用 animats(在簡(jiǎn)單環(huán)境中進(jìn)化的小型模擬生物)的簡(jiǎn)單演示表明,學(xué)習(xí)復(fù)雜環(huán)境通常與整合信息的增加相關(guān)(Albantakis 等人,2014),從而為為什么選擇壓力可能 favor 越來(lái)越強(qiáng)的意識(shí)進(jìn)化提供了指示。因此,IIT 將知覺(jué)重新概念化為解釋,而不是信息處理或表征。

2.5. 預(yù)測(cè)處理 / Anil Seth

預(yù)測(cè)處理(PP)理論在意識(shí)理論空間中占據(jù)一個(gè)獨(dú)特區(qū)域。這主要是因?yàn)樗鼈兛傮w上(尚)不是"意識(shí)理論",即不是提出意識(shí)體驗(yàn)(或特定意識(shí)內(nèi)容)發(fā)生的必要和充分條件的理論。相反,它們是更一般的大腦和心智理論,可應(yīng)用于解釋意識(shí)的各種屬性——例如與不同類(lèi)型意識(shí)體驗(yàn)相關(guān)的特定現(xiàn)象學(xué)屬性。正如 Hohwy & Seth (2020) 所言,PP 不是意識(shí)理論,它是——或至少最初是——一門(mén)為意識(shí)科學(xué)服務(wù)的理論。

根據(jù) PP,大腦持續(xù)最小化感覺(jué)"預(yù)測(cè)誤差"信號(hào),要么通過(guò)更新其對(duì)感覺(jué)信號(hào)原因的預(yù)測(cè),要么通過(guò)執(zhí)行行動(dòng)來(lái)帶來(lái)預(yù)測(cè)的或期望的感覺(jué)輸入(后一過(guò)程被稱為"主動(dòng)推理";Clark, 2013; Friston 等人,2010)。這個(gè)持續(xù)的預(yù)測(cè)誤差最小化過(guò)程提供了一種機(jī)制,通過(guò)該機(jī)制可以將知覺(jué)視為貝葉斯推斷過(guò)程(Helmholtz, 1867/1962)的觀點(diǎn)得以實(shí)現(xiàn)。在這種觀點(diǎn)中,知覺(jué)的目標(biāo)是推斷感覺(jué)信號(hào)最可能的原因(貝葉斯后驗(yàn),或"最佳猜測(cè)"),給定關(guān)于這些原因的某些"先驗(yàn)"信念或期望,以及感覺(jué)數(shù)據(jù)提供的新信息(貝葉斯似然)。重要的是,這個(gè)過(guò)程還可以提供預(yù)測(cè)性調(diào)節(jié)生理變量的手段,其中內(nèi)感受性知覺(jué)先驗(yàn)可以作為穩(wěn)態(tài)和變穩(wěn)態(tài)的設(shè)定點(diǎn)或目標(biāo)范圍(Barrett 和 Simmons, 2015; Seth, 2015)。

在其最雄心勃勃和最全面的版本中,"自由能原理"(FEP),預(yù)測(cè)誤差最小化的機(jī)制源于關(guān)于控制和調(diào)節(jié)的基本約束。這些約束適用于所有在面對(duì)外部擾動(dòng)時(shí)隨時(shí)間維持其組織的物理系統(tǒng),生命系統(tǒng)是一個(gè)特別有表現(xiàn)力的例子(Friston 等人,2010)。在這種觀點(diǎn)中,預(yù)測(cè)誤差作為感覺(jué)熵的代理出現(xiàn),有機(jī)體被要求通過(guò)主動(dòng)推理將其最小化,以保持與其生存兼容的統(tǒng)計(jì)預(yù)期狀態(tài)。雖然 FEP 作為一個(gè)原理本身不可檢驗(yàn),但屬于 FEP 范圍內(nèi)的"過(guò)程理論"——如 PP——是可檢驗(yàn)的。

通常,在 PP 中,預(yù)測(cè)被提議以自上而下(或"由內(nèi)而外")的方式流動(dòng),而預(yù)測(cè)誤差信號(hào)以自下而上(或"由外而內(nèi)")的方向流動(dòng)(圖 5)。這挑戰(zhàn)了通常將"反饋"和"前饋"標(biāo)簽分別歸于自上而下和自下而上連接的做法,因?yàn)?反饋"通常意味著誤差信號(hào)的傳輸,而在 PP 中這些信號(hào)通常與自下而上或"前饋"連接相關(guān)。


PP 的這種功能架構(gòu)不是固定的。Tschantz 等人(2023)最近描述了一種"混合預(yù)測(cè)編碼"架構(gòu),其中預(yù)測(cè)和預(yù)測(cè)誤差在兩個(gè)方向流動(dòng),但在不同的時(shí)間尺度上,實(shí)現(xiàn)了從感覺(jué)數(shù)據(jù)到貝葉斯后驗(yàn)的學(xué)習(xí)(攤銷(xiāo))映射與標(biāo)準(zhǔn)(迭代)推斷之間的靈活平衡。在 FEP 下,最近的擴(kuò)展闡明了最小化"預(yù)期自由能"(即在某些行動(dòng)策略下近似未來(lái)預(yù)測(cè)誤差)如何能夠最優(yōu)地平衡探索性(認(rèn)識(shí)論)和目標(biāo)導(dǎo)向行動(dòng)之間的權(quán)衡(Friston 等人,2015; Tschantz 等人,2020)。我提到這些擴(kuò)展是為了強(qiáng)調(diào)仍在發(fā)展的 PP(以及更廣泛的主動(dòng)推理)框架所提供的計(jì)算資源的豐富性。這種資源因 PP 的層次性質(zhì)而進(jìn)一步豐富,特別是——精度加權(quán)的關(guān)鍵作用,其中具有高(估計(jì))精度的感覺(jué)預(yù)測(cè)誤差信號(hào)對(duì)更新預(yù)測(cè)有更大的影響;這一機(jī)制被認(rèn)為映射到注意在知覺(jué)中的作用(Feldman 和 Friston, 2010)。

這里的廣泛策略是利用 PP 的豐富資源,在意識(shí)知覺(jué)屬性與潛在神經(jīng)架構(gòu)屬性之間發(fā)展系統(tǒng)映射——其中"系統(tǒng)"我指的是由某種理論考慮系統(tǒng)引導(dǎo)的(Hohwy 和 Seth, 2020)。憑借這種系統(tǒng)性,此類(lèi)映射還應(yīng)具有可通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)的解釋和預(yù)測(cè)能力。更大的雄心是,通過(guò)迭代這個(gè)過(guò)程,并通過(guò)檢查不同個(gè)體現(xiàn)象之間的共享特征,將浮現(xiàn)出一組核心理論承諾。這組承諾將構(gòu)成 PP 本身的意識(shí)理論,而不僅僅是"為"意識(shí)科學(xué)的理論(Whyte 等人,2024)。

篇幅限制無(wú)法詳細(xì)回顧 PP 這種迭代完善正在進(jìn)行的所有方式(見(jiàn) Hohwy 和 Seth, 2020; Seth 和 Bayne, 2022; Whyte 等人,2022)。我將僅突出其中幾點(diǎn),以說(shuō)明廣度和深度。在更近期模型中出現(xiàn)的一個(gè)主題是強(qiáng)調(diào)行動(dòng)在塑造意識(shí)內(nèi)容和內(nèi)容之間轉(zhuǎn)換中的關(guān)鍵作用,其中這些行動(dòng)可以是外顯的(即通過(guò)身體表達(dá))或內(nèi)隱的(即心理行動(dòng),如注意)。

也許發(fā)展最完善的 PP 意識(shí)知覺(jué)研究聚焦于視覺(jué)體驗(yàn)。一個(gè)早期模型通過(guò)提出存在兩個(gè)競(jìng)爭(zhēng)的知覺(jué)假設(shè)來(lái)處理雙眼競(jìng)爭(zhēng),其中一個(gè)"獲勝",導(dǎo)致知覺(jué)優(yōu)勢(shì)(Hohwy 等人,2008)。來(lái)自替代假設(shè)的感覺(jué)信號(hào)作為預(yù)測(cè)誤差積累,這最終導(dǎo)致知覺(jué)轉(zhuǎn)換,此時(shí)未解釋預(yù)測(cè)誤差的來(lái)源切換,循環(huán)重復(fù)。Parr 等人(2019)擴(kuò)展了這個(gè)模型,使用預(yù)期自由能,提出不確定性的積累使被抑制的感覺(jué)信號(hào)在認(rèn)識(shí)論上逐漸更具吸引力,直到注意(被視為內(nèi)隱行動(dòng))轉(zhuǎn)移到這些信號(hào),這使得相應(yīng)的知覺(jué)信念足夠精確以至于主導(dǎo)知覺(jué)。值得注意的是,該模型解釋了雙眼競(jìng)爭(zhēng)中實(shí)驗(yàn)觀察到的特征,這些特征在替代"被動(dòng)"模型中難以解釋:這些包括注意缺失時(shí)競(jìng)爭(zhēng)的減慢、獎(jiǎng)勵(lì)對(duì)優(yōu)勢(shì)持續(xù)時(shí)間的調(diào)制,以及與刺激特征(如亮度對(duì)比度)和優(yōu)勢(shì)持續(xù)時(shí)間相關(guān)的規(guī)律性(Whyte 等人,2022)。

該模型的版本也被調(diào)整用于解釋 Troxler 消退,其中外圍視覺(jué)內(nèi)容從體驗(yàn)中消退(Parr 等人,2019),以及 Necker 立方體刺激的雙穩(wěn)態(tài)知覺(jué)(Novicky 等人,2024),兩者都再次強(qiáng)調(diào)了策略選擇以最小化預(yù)期自由能的想法,知覺(jué)轉(zhuǎn)換主要由認(rèn)識(shí)論行動(dòng)驅(qū)動(dòng)。

PP 方法還具有整合可能挑戰(zhàn)某些現(xiàn)有理論的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的潛力。在一個(gè)使用計(jì)算建模的例子中,研究人員開(kāi)發(fā)了一個(gè) PP 意識(shí)訪問(wèn)模型,其中工作記憶的門(mén)控被處理——類(lèi)似于注意——作為內(nèi)隱認(rèn)知行動(dòng)(Whyte 等人,2022)。將此模型應(yīng)用于模擬的視覺(jué)掩蔽任務(wù),他們展示了報(bào)告生成的工作記憶需求如何誘導(dǎo)晚期 P3b 樣事件相關(guān)電位(ERPs)和增加的 PFC 活動(dòng)。但當(dāng)模型被修改以模擬無(wú)報(bào)告條件時(shí),這些(模擬的)晚期 ERPs 和 PFC 活動(dòng)減弱或完全消失——這一實(shí)證觀察經(jīng)常被用來(lái)挑戰(zhàn)強(qiáng)調(diào)前部處理的理論(例如,GNWT 和 HOT)。然而,該模型表明,即使沒(méi)有報(bào)告需求,模擬的 PFC 活動(dòng)在某些試驗(yàn)中仍能達(dá)到可報(bào)告性的閾值——維持了 PFC 活動(dòng)與意識(shí)訪問(wèn)之間的聯(lián)系,這是 GWT 和 HOT 等理論的核心,并與來(lái)自動(dòng)物研究的實(shí)證發(fā)現(xiàn)相呼應(yīng),其中意識(shí)內(nèi)容可以在無(wú)報(bào)告條件下從 PFC 解碼(Kapoor 等人,2022)。

這些例子中隱含的核心思想——也許本身就是 PP 意識(shí)理論的核心——是知覺(jué)內(nèi)容由大腦對(duì)其感覺(jué)器官原因的"最佳猜測(cè)"給出——這個(gè)"最佳猜測(cè)"是近似最優(yōu)的貝葉斯后驗(yàn)。該內(nèi)容的體驗(yàn)特征由起作用的知覺(jué)預(yù)測(cè)的性質(zhì)指定。在這個(gè)原理論中,意識(shí)內(nèi)容的任何變化都必須源于對(duì)身體、大腦和/或世界推斷狀態(tài)的變化(Hohwy 和 Seth, 2020; Seth, 2021; Whyte 等人,2022)。(反過(guò)來(lái)可能不成立:推斷狀態(tài)的變化不一定總是導(dǎo)致意識(shí)內(nèi)容的變化。)

PP 的一個(gè)吸引人的方面是它有可能超越高度受限的心理物理環(huán)境,揭示其他理論可能難以解釋的更廣泛知覺(jué)現(xiàn)象學(xué)方面。一個(gè)很好的例子是知覺(jué)(例如,視覺(jué))幻覺(jué)?;糜X(jué)可能源于過(guò)強(qiáng)的知覺(jué)先驗(yàn)的想法至少可以追溯到 Fletcher 和 Frith (2009),并由 Suzuki 等人(2017)給予計(jì)算精度,他們使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模方法來(lái)模擬由自上而下預(yù)測(cè)和自下而上預(yù)測(cè)誤差之間的不平衡導(dǎo)致的改變現(xiàn)象學(xué)。最近,Suzuki 等人(2023)擴(kuò)展了這一方法來(lái)建模區(qū)分不同類(lèi)型視覺(jué)幻覺(jué)的特定現(xiàn)象學(xué)特征——那些由神經(jīng)系統(tǒng)疾病、視覺(jué)喪失和致幻劑引起的幻覺(jué)。通過(guò)關(guān)注現(xiàn)象學(xué)的更詳細(xì)方面——超越大多數(shù)實(shí)驗(yàn)設(shè)置中普遍存在的簡(jiǎn)單檢測(cè)和辨別判斷——PP 方法可以實(shí)現(xiàn)其承諾,在(神經(jīng))機(jī)制和意識(shí)現(xiàn)象學(xué)之間建立解釋性橋梁,具有重要的臨床意義,包括但不限于幻覺(jué)。

繼續(xù)前進(jìn),PP 模型已廣泛應(yīng)用于意識(shí)自我的方面——也許與其他意識(shí)理論形成對(duì)比(見(jiàn) Metzinger, 2004 關(guān)于早期且有影響力的嘗試)。相同的策略適用:相關(guān)的意識(shí)內(nèi)容與大腦、身體或世界的推斷狀態(tài)相關(guān)聯(lián)——現(xiàn)在強(qiáng)調(diào)身體。一個(gè)早期例子——盡管仍然難以實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)——是提出情緒體驗(yàn)對(duì)應(yīng)于對(duì)身體生理狀況的推斷;一個(gè)"內(nèi)感受推斷"過(guò)程(Barrett 和 Simmons, 2015; Seth, 2013)。在這種觀點(diǎn)中,情緒體驗(yàn)的廣泛現(xiàn)象學(xué)——由效價(jià)主導(dǎo)——可以與內(nèi)感受推斷在變穩(wěn)態(tài)中的作用聯(lián)系起來(lái)。這反過(guò)來(lái)與 FEP 緊密聯(lián)系,根據(jù) FEP,整個(gè)知覺(jué)推斷的大廈可以源于繼續(xù)存在——保持存活——的基本命令。正如我所說(shuō),"我們感知我們周?chē)氖澜纾约捌渲械奈覀冏约?,通過(guò)、憑借并因?yàn)槲覀兊幕铙w"(Seth, 2021)。這一觀點(diǎn)提出了一個(gè)有趣但尚不可檢驗(yàn)的概念,即意識(shí)可能只是(但不一定是所有)生命系統(tǒng)的屬性——一種生物自然主義形式(Searle, 2017; Seth, 2021; Seth, 2024b)。

拋開(kāi)宏大主張不談,在特定方面自我相關(guān)意識(shí)體驗(yàn)的計(jì)算模型方面已取得一些進(jìn)展。這些范圍從 Stephan 等人(2016)的早期工作,將變穩(wěn)態(tài)障礙與疲勞和抑郁聯(lián)系起來(lái),到近期關(guān)于元意識(shí)的模型,這是沉思狀態(tài)中體驗(yàn)流的核心(Sandved-Smith 等人,2021)。對(duì)這些及其他模型的嚴(yán)格檢驗(yàn)仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。擴(kuò)展 PP 以解釋意識(shí)水平的變化(如在睡眠和麻醉中)也是如此。在這里,訴諸預(yù)測(cè)誤差最小化核心機(jī)制的完整性將是自然的(Boly 等人,2011)。

PP 是否能作為(或?yàn)椋┮庾R(shí)理論成功,將既取決于預(yù)測(cè)誤差最小化確實(shí)是大腦核心操作的證據(jù),也取決于其在 PP 元素與體驗(yàn)屬性之間繪制解釋和預(yù)測(cè)聯(lián)系的能力。雖然大量證據(jù)將自上而下信號(hào)與意識(shí)知覺(jué)聯(lián)系起來(lái)(Hardstone 等人,2021),但關(guān)于顯式感覺(jué)預(yù)測(cè)誤差信號(hào)的證據(jù)仍然參差不齊(Solomon 等人,2021)。而且,雖然豐富證據(jù)表明參與者的期望可以塑造意識(shí)知覺(jué)(de Lange 等人,2018),但在將 PP 的計(jì)算實(shí)體和動(dòng)態(tài)過(guò)程與特定形式的意識(shí)因果連接方面,仍有許多工作要做。

  1. 我們何去何從:關(guān)于開(kāi)放討論中意識(shí)理論的一些見(jiàn)解 / Liad Mudrik & Lucia Melloni

在四場(chǎng)演講之后(如前所述,PP 不幸未在會(huì)議上展示),隨后進(jìn)行了公開(kāi)討論。下面,我們提供辯論中出現(xiàn)的共識(shí)與分歧關(guān)鍵點(diǎn)、開(kāi)放性問(wèn)題以及對(duì)理論的挑戰(zhàn)的選擇性概述??傮w而言,討論揭示了理論之間的一些爭(zhēng)議和分歧,同時(shí)產(chǎn)生的共識(shí)點(diǎn)很少。

3.1. 我們?cè)噲D解釋什么?

考慮到文獻(xiàn)中先前的討論(Evers 等人,2024; Northoff 和 Lamme, 2020; Seth 和 Bayne, 2022),理論之間一個(gè)令人驚訝的共識(shí)點(diǎn)是它們解釋體驗(yàn)現(xiàn)象學(xué)的共同目標(biāo)。也就是說(shuō),所有理論支持者都將他們理論的解釋對(duì)象定義為既包括區(qū)分體驗(yàn)存在與缺失的因素,也包括這些體驗(yàn)的現(xiàn)象特征——為什么特定體驗(yàn)以它們的方式被感受,以及體驗(yàn)如何不同。在這方面,討論中的一個(gè)重要澄清是,對(duì)于 GNWT 和 HOT 兩者,報(bào)告本身不是解釋對(duì)象,而是捕捉解釋對(duì)象(即現(xiàn)象學(xué))的媒介。Dehaene 還敦促學(xué)術(shù)界拓寬其通常對(duì)自下而上視覺(jué)知覺(jué)和視覺(jué)錯(cuò)覺(jué)的狹隘關(guān)注,擴(kuò)展到其他類(lèi)型的意識(shí)體驗(yàn)(例如,知道感、意識(shí)到犯錯(cuò)等)。然而,變得明顯的是,并非所有理論在其當(dāng)前形式下都提供了對(duì)體驗(yàn)現(xiàn)象特征的解釋或基于理論的實(shí)證調(diào)查。這對(duì) HOT(盡管對(duì)于近期嘗試,見(jiàn) Lau 等人,2022; Fleming 和 Shea, 2024)、PP 成立,但在某種程度上也適用于 RPT 和 GNWT,其中大多數(shù)實(shí)證工作聚焦于意識(shí)處理與無(wú)意識(shí)處理信息之間的差異。

然而,理論在關(guān)于該現(xiàn)象學(xué)是什么(例如,詳細(xì)豐富但短暫且無(wú)法被報(bào)告捕獲,vs 稀疏、低維且完全被報(bào)告捕獲)以及什么算作現(xiàn)象學(xué)數(shù)據(jù)(例如,如果一個(gè)觀察與民間心理學(xué)相悖,它是否仍算作數(shù)據(jù)?)方面存在分歧。

同樣,理論努力解釋狀態(tài)意識(shí)——是什么使人或系統(tǒng)對(duì)其環(huán)境及該環(huán)境中的"自我"有意識(shí),而不是無(wú)意識(shí)——和內(nèi)容意識(shí)——是什么使人(或系統(tǒng))在特定時(shí)間對(duì)特定內(nèi)容有意識(shí)。解釋意識(shí)多個(gè)方面的這一承諾很重要,但同樣,它并不完全符合迄今為止意識(shí)理論被研究的方式。如前所示(Yaron 等人,2022),對(duì)理論的支持在聚焦于探索狀態(tài)意識(shí) vs 內(nèi)容意識(shí)的研究方面高度不平衡?;诟碌?ConTraSt 數(shù)據(jù)庫(kù),目前包括 503 個(gè)實(shí)驗(yàn),但由于缺乏記錄對(duì) PP 保持沉默(https://contrastdb.tau.ac.il),RPT 幾乎專門(mén)就內(nèi)容意識(shí)進(jìn)行研究(97%),類(lèi)似偏差在某種程度上也存在于 GNWT(72% 的實(shí)驗(yàn))和 HOT(71%),而 IIT 主要就狀態(tài)意識(shí)進(jìn)行研究(81% 的實(shí)驗(yàn))。因此,為了使理論符合其宣稱的解釋對(duì)象,需要更多樣化的實(shí)證研究工作,聚焦于每個(gè)理論中被研究不足的領(lǐng)域。同樣,對(duì)于某些理論,需要更多的理論工作,正如上文對(duì) PP 和 HOT 所承認(rèn)的那樣(值得注意的是,一些人聲稱在特定意識(shí)框架下,相同的解釋可以說(shuō)明狀態(tài)和內(nèi)容意識(shí);Aru 等人,2019; Bachmann 和 Hudetz, 2014。然而這些主張仍需要進(jìn)一步的實(shí)證調(diào)查)。

3.2. 什么是意識(shí)?

理論之間的一些差異似乎歸結(jié)為它們對(duì)意識(shí)的不同定義,這些定義有時(shí)偏離共同直覺(jué)——或民間心理學(xué)信念。例如,RPT 通過(guò)聲稱參與者實(shí)際上確實(shí)有意識(shí)地看到了未注意的刺激來(lái)解釋非注意盲視和變化盲視的情況。也就是說(shuō),參與者可以說(shuō)擁有意識(shí)體驗(yàn),盡管他們不知道或不記得它,因此無(wú)法報(bào)告它。

正如 Lamme 本人在討論中所承認(rèn)的,說(shuō)服學(xué)術(shù)界這種反直覺(jué)的解釋是正確的,對(duì)該理論來(lái)說(shuō)是一個(gè)主要挑戰(zhàn)。這樣做依賴于非實(shí)證論證:如果一個(gè)人發(fā)現(xiàn) RPT 的解釋力高,他們也應(yīng)該接受其一些非直覺(jué)的主張,包括這一個(gè)。對(duì)他來(lái)說(shuō),為了讓該領(lǐng)域停止循環(huán),理論及其相關(guān)發(fā)現(xiàn),特別是在神經(jīng)科學(xué)中,必須能夠壓倒我們一些第一人稱視角、民間心理學(xué)直覺(jué)(Lamme, 2010),類(lèi)似于研究人員在其他領(lǐng)域(如量子物理學(xué))中當(dāng)被實(shí)證發(fā)現(xiàn)迫使時(shí)接受非直覺(jué)主張的方式。

然而,這遠(yuǎn)非共識(shí)主張:Fleming 認(rèn)為,雖然量子物理學(xué)可能揭示關(guān)于現(xiàn)實(shí)的反直覺(jué)真理,但意識(shí)科學(xué)中的反直覺(jué)主張可能使我們遠(yuǎn)離我們正試圖解釋的同一現(xiàn)象,這反過(guò)來(lái)可能甚至不算作對(duì)該現(xiàn)象的解釋。因此,一個(gè)開(kāi)放性問(wèn)題是意識(shí)理論應(yīng)在多大程度上符合意識(shí)的民間心理學(xué)概念。更具體地說(shuō),參與者有意識(shí)地體驗(yàn)未注意刺激盡管報(bào)告相反的可能性受到 Dehaene 和 Fleming 的質(zhì)疑,這與他們的理論一致,而 Boly 認(rèn)為一個(gè)人可能意識(shí)到未注意刺激的某些低級(jí)特征,而不必體驗(yàn)相關(guān)類(lèi)別。

不同理論立場(chǎng)之間缺乏一致性的另一個(gè)例子涉及當(dāng)我們處于"心流"狀態(tài)時(shí)發(fā)生什么(Csikszentmihalyi 等人,2005)——例如,閱讀《罪與罰》、沉浸于具有挑戰(zhàn)性的數(shù)學(xué)練習(xí)甚至駕駛。在這些情況下我們實(shí)際上體驗(yàn)到了什么?理論對(duì)它們做出了什么差異預(yù)測(cè)(例如,駕駛時(shí)對(duì)環(huán)境體驗(yàn)是否應(yīng)該有高階狀態(tài))?在辯論中,我們?cè)俅挝茨茉谶@些點(diǎn)上達(dá)成共識(shí),有人建議沒(méi)有實(shí)證方法可以解決其中一些分歧(例如,關(guān)于不可訪問(wèn)的體驗(yàn);Block, 2011)。

重要的是,這次討論表明理論甚至不同意哪些狀態(tài)是有意識(shí)的,哪些不是:對(duì)于完全相同的實(shí)驗(yàn)操作——非注意盲視——RPT 認(rèn)為信息被完全有意識(shí)地知覺(jué),IIT 認(rèn)為某些低級(jí)特征可能被知覺(jué)而類(lèi)別沒(méi)有被知覺(jué),而 GNWT 和 HOT 認(rèn)為信息被完全無(wú)意識(shí)地處理(分別由于缺乏注意或高階表征)。分歧走得更遠(yuǎn),因?yàn)槔碚摷覀儫o(wú)法就檢測(cè)意識(shí)狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成一致:雖然對(duì)于 GNWT,需要某種可報(bào)告性,對(duì)于 RPT,知覺(jué)組織的 mere 存在就足夠了,對(duì)于 PP,內(nèi)容需要被包含在關(guān)于大腦、身體或世界狀態(tài)的推斷中。而且,關(guān)鍵的是,我們無(wú)法就這些度量中的任何一個(gè)的理由達(dá)成一致。

正如 Lamme 在辯論中所說(shuō),當(dāng)前事態(tài)似乎更像品味和偏好的差異,其中完全相同的數(shù)據(jù)被一個(gè)理論認(rèn)為反映現(xiàn)象體驗(yàn),而另一個(gè)理論認(rèn)為它反映無(wú)意識(shí)處理。理論之間缺乏一致性可能使一些主張幾乎是同義反復(fù)的,使得它們?cè)诶碚摽蚣軆?nèi)總是為真。顯然,為了讓該領(lǐng)域向前發(fā)展并收斂于對(duì)意識(shí)的令人滿意的解釋,這種僵局應(yīng)該被解決。然而,沒(méi)有提出關(guān)于如何實(shí)現(xiàn)這種解決的清晰建議。

一方面,這種缺乏一致性可能對(duì)該領(lǐng)域有害:如果理論甚至無(wú)法就什么算作意識(shí)事件的定義達(dá)成一致,直接比較和檢驗(yàn)它們似乎幾乎不可能。為此,理論至少在邏輯和實(shí)證層面應(yīng)該是某種程度可通約的(Evers 等人,2024)。另一方面,這實(shí)際上可能是在理論之間進(jìn)行仲裁的一種方式:如果一個(gè)人能夠提出概念性或?qū)嵶C性論證,表明非注意盲視的刺激要么被有意識(shí)地要么被無(wú)意識(shí)地處理,或者知覺(jué)組織可以(或不可以)無(wú)意識(shí)地發(fā)生,這可以作為反對(duì)一個(gè)或多個(gè)理論的論證。

更廣泛地說(shuō),作為一個(gè)領(lǐng)域,探索建立共識(shí)的方法論(例如,德?tīng)柗蒲芯?;Barrett 和 Heale, 2020)以就意識(shí)的決定性屬性及可證明其存在的相關(guān)數(shù)據(jù)達(dá)成一致可能是值得的。另一種建設(shè)性策略可能是敦促意識(shí)理論提供更清晰、更客觀的標(biāo)準(zhǔn),說(shuō)明什么將算作支持或反對(duì)其偏好定義的證據(jù)。另一種可能性是接受我們對(duì)意識(shí)概念的理解仍處于前科學(xué)階段。因此,意識(shí)目前應(yīng)被視為一個(gè)多維實(shí)體,不同理論解釋其不同方面。然后,更多的實(shí)驗(yàn)和理論努力有望產(chǎn)生更精確的概念化。在這種方法下,建議系統(tǒng)地探索可能意識(shí)體驗(yàn)的參數(shù)空間,并接受對(duì)該現(xiàn)象更多元的觀點(diǎn)(He, 2023)。此類(lèi)努力可能導(dǎo)致現(xiàn)有理論的細(xì)化和改進(jìn)(Lakatos, 1978),或產(chǎn)生解釋現(xiàn)有理論錯(cuò)誤之處的新說(shuō)明。同時(shí),自下而上的研究,以理論中立的方式收集更多關(guān)于意識(shí)神經(jīng)相關(guān)物的證據(jù),在嘗試為意識(shí)建立更好、可能更新的解釋方面也可能具有建設(shè)性。

3.3. 意識(shí)理論甚至是理論嗎?

根據(jù) Dehaene 的說(shuō)法,如果意識(shí)理論是完整意義上的真正理論,整個(gè)辯論就不會(huì)發(fā)生,因?yàn)楫?dāng)前理論都沒(méi)有達(dá)到理論發(fā)展的水平,能夠?qū)崿F(xiàn)精確表述,從而產(chǎn)生清晰、明確、可檢驗(yàn)的預(yù)測(cè),完全解釋意識(shí)的所有方面。Dehaene 建議,目前也許應(yīng)該使用更謙虛的術(shù)語(yǔ)如"框架"或"假設(shè)"——也適用于 GNWT。根據(jù)他的說(shuō)法,理論的激增源于它們各自的部分性。他認(rèn)為,缺乏的是理論的精確形式化,導(dǎo)致明確的模擬(如為 GNWT 所嘗試的),這將允許我們以更嚴(yán)格的方式檢驗(yàn)理論。意識(shí)研究應(yīng)相應(yīng)地從描述轉(zhuǎn)向機(jī)制,采取更機(jī)制化的觀點(diǎn)。這可以在兩個(gè)可能的軸上進(jìn)行:在解剖學(xué)層面,我們應(yīng)該努力對(duì)大腦進(jìn)行更細(xì)粒度的描述(例如,在突觸或樹(shù)突層面;對(duì)于近期例子,見(jiàn) Aru 等人,2020; Phillips 等人,2024)。在功能層面,對(duì)于假設(shè)某種形式計(jì)算主義的理論,我們應(yīng)該提供更詳細(xì)、更準(zhǔn)確的與意識(shí)相關(guān)的計(jì)算類(lèi)型描述,指定功能描述的相關(guān)粒度,以便如果它們被實(shí)現(xiàn),意識(shí)就應(yīng)該產(chǎn)生(例如,Dehaene 等人,2017)。如果不假設(shè)計(jì)算主義,那么理論也應(yīng)該明確與意識(shí)相關(guān)的非計(jì)算功能(Godfrey-Smith, 2016; Piccinini, 2020; Seth, 2024a)。

Fleming 認(rèn)為理論和模型的激增是該領(lǐng)域的積極方面,而不是劣勢(shì)——根據(jù)他的說(shuō)法,這是這些說(shuō)明發(fā)展及其可轉(zhuǎn)化為可檢驗(yàn)?zāi)P偷淖C明,類(lèi)似于其他領(lǐng)域(例如,工作記憶)。然而,他也承認(rèn)我們理論的局限性;例如,對(duì)于 HOTs,迄今為止的焦點(diǎn)主要在于解釋刺激的存在與缺失,而不是解釋體驗(yàn)的特定現(xiàn)象方面(同樣的論點(diǎn)可以針對(duì) GNWT 和大多數(shù)意識(shí)理論提出;Seth 和 Bayne, 2022)。最近,HOTs 也一直在努力發(fā)展理論的這一方面,引入質(zhì)量空間的概念,旨在建模意識(shí)體驗(yàn)的關(guān)系屬性(Lau 等人,2022; Rosenthal, 2010)。Seth 事后指出,PP(當(dāng)前)作為意識(shí)科學(xué)理論而非完整意識(shí)理論的狀態(tài)在這里是一個(gè)優(yōu)勢(shì), mitigating 對(duì)理論過(guò)度主張的誘惑,同時(shí)提供與對(duì)大腦和心智一般工作原理理解的連續(xù)性。

更一般地說(shuō),這次討論強(qiáng)調(diào)了缺乏關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)來(lái)說(shuō)明什么理論必須解釋才能算作意識(shí)理論;它必須提供什么才能被視為理論,而不是描述或假設(shè)(Doerig 等人,2020; Kuhn, 2024; Schurger 和 Graziano, 2022; Seth 和 Bayne, 2022)?同樣,其解釋對(duì)象/解釋對(duì)象應(yīng)該是什么仍不清楚。也就是說(shuō),意識(shí)理論是否被要求解釋意識(shí)的所有方面(僅舉幾例:意識(shí)狀態(tài)、意識(shí)內(nèi)容、知覺(jué)隨時(shí)間的維持、意識(shí)的現(xiàn)象性、其功能及其與其他心理狀態(tài)的關(guān)系)?在這里,Lamme 和 Dehaene 之間出現(xiàn)了一個(gè)有趣的沖突。前者聲稱 GNWT 或 HOT 不解釋知覺(jué)組織,因此無(wú)法解釋統(tǒng)一性和整合,他認(rèn)為這是意識(shí)體驗(yàn)的關(guān)鍵屬性。相反,Dehaene 堅(jiān)持認(rèn)為,遵循 Baars (1997),這不應(yīng)是意識(shí)理論的基本部分,后者應(yīng)僅解釋意識(shí)知覺(jué)組織(也就是說(shuō),它不應(yīng)解釋大腦及其功能的所有方面,而只應(yīng)解釋區(qū)分意識(shí)與無(wú)意識(shí)處理的特定機(jī)制)。同樣,人們可以問(wèn)意識(shí)理論是否必須解釋所有類(lèi)型的意識(shí)體驗(yàn),或者它是否可以局限于一種類(lèi)型或一種模態(tài)。而且,也許最重要的是,它必須能夠產(chǎn)生什么水平的預(yù)測(cè)才能算作有意義的理論?

這個(gè)問(wèn)題尤其針對(duì) IIT,鑒于其某些方面可能不可檢驗(yàn)的主張(Barrett 和 Mediano, 2019; Doerig 等人,2019; IIT Concerned 等人,2025)。例如,有人聲稱 Phi (Φ) 對(duì)于像大腦這樣的大系統(tǒng)是不可計(jì)算的。對(duì)此,Boly 回復(fù)說(shuō),對(duì)于較小系統(tǒng),Φ可以精確計(jì)算(Albantakis 等人,2023),對(duì)于較大系統(tǒng),可以訴諸近似(她指的是使用 fMRI 聚焦于體素水平的進(jìn)行中工作——見(jiàn) Tononi 等人,in press,盡管見(jiàn) Mediano 等人,2022,關(guān)于 IIT 近似 vs 代理的批判性討論)。她還提到 PCI 方法粗略地捕捉Φ的代理(但我們?cè)诖俗⒁獾?PCI 實(shí)驗(yàn)的結(jié)果也與其他意識(shí)理論兼容,如 GNWT;但見(jiàn) Tononi 等人,in press 中的討論)。最后,Boly 認(rèn)為 IIT 做出了許多其他可檢驗(yàn)的預(yù)測(cè),關(guān)于導(dǎo)致意識(shí)喪失的因素(Tononi 等人,in press),或特定類(lèi)型體驗(yàn)的基質(zhì)(例如空間;https://osf.io/4rn85,和時(shí)間;Comolatti 等人,2024),包括關(guān)于純粹臨在狀態(tài)神經(jīng)基質(zhì)的反直覺(jué)預(yù)測(cè)(Boly 等人,2024)等等。

Seth 后來(lái)補(bǔ)充說(shuō),PP 再次提供了一個(gè)有趣的對(duì)比和替代方案,提供了一條通往完整意識(shí)理論的路徑,而不是——如當(dāng)前情況——一組用于根據(jù)神經(jīng)機(jī)制和動(dòng)態(tài)解釋意識(shí)屬性的資源。PP 意識(shí)理論的一種可能情景是,所謂的意識(shí)硬問(wèn)題將不會(huì)被直接解決(例如,通過(guò)共識(shí)協(xié)議認(rèn)為過(guò)程 X 產(chǎn)生或等同于意識(shí)),而是被消解,因?yàn)闄C(jī)制與現(xiàn)象學(xué)之間的解釋和預(yù)測(cè)橋梁被構(gòu)建、檢驗(yàn)和細(xì)化(Searle, 2007; Seth, 2021)。

3.4. 什么可以反駁這些理論?

也許這場(chǎng)辯論中提出的最困難問(wèn)題是"什么會(huì)讓你改變想法"。Dehaene 指出了 GNWT 的一個(gè)核心假設(shè),即在給定時(shí)刻應(yīng)該只有一個(gè)意識(shí)的中央狀態(tài)。有了這個(gè)假設(shè),該理論試圖克服局部意識(shí)理論面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)——整合問(wèn)題。Dehaene 將其與 RPT 對(duì)比,RPT 聚焦于視覺(jué)系統(tǒng),但不解釋其他感覺(jué)皮層內(nèi)發(fā)生的情況,或非感覺(jué)意識(shí)內(nèi)容(例如,突然意識(shí)到犯了錯(cuò)誤)。可以說(shuō),RPT 允許每個(gè)感覺(jué)皮層擁有自己的反饋回路,潛在地為每種模態(tài)創(chuàng)建并行的意識(shí)體驗(yàn)。對(duì)于 GNWT,意識(shí)體驗(yàn)必須是整合的和中央的,而不是并行的。如果一個(gè)人注意聽(tīng)覺(jué),他就不能同時(shí)知覺(jué)到一個(gè)不同的競(jìng)爭(zhēng)性視覺(jué)刺激,除非這兩個(gè)感覺(jué)輸入被整合成一個(gè)單一統(tǒng)一的知覺(jué)(例如,McGurk 錯(cuò)覺(jué);McGurk 和 MacDonald, 1976)。這是該理論的一個(gè)關(guān)鍵預(yù)測(cè),如果發(fā)現(xiàn)它是錯(cuò)誤的,該理論將受到實(shí)質(zhì)性挑戰(zhàn)。根據(jù) Dehaene 的說(shuō)法,這是一個(gè)可行的測(cè)試:實(shí)驗(yàn)可能表明 GNWT 低估了意識(shí)大腦中并行處理的量,證明這種處理可以產(chǎn)生意識(shí)體驗(yàn),正如 RPT 所聲稱的。或者它們可能表明大腦中存在不止一個(gè)中央狀態(tài)或一個(gè)中央共享系統(tǒng)。所有這些結(jié)果對(duì) GNWT 都將具有高度信息性。我們注意到,在此背景下,關(guān)于胼胝體發(fā)育不全的研究(Paul 等人,2007)可能具有啟發(fā)性。與更經(jīng)典的裂腦患者研究(Gazzaniga, 1967)不同,這里半球之間的分離從出生就存在,為研究多重、并發(fā)意識(shí)體驗(yàn)的可能性提供了非凡的機(jī)會(huì)(使用不依賴言語(yǔ)報(bào)告的方法,鑒于半球分離)。然而,這種病理情況在多大程度上能闡明神經(jīng)完整大腦中意識(shí)的統(tǒng)一性,仍有待觀察。

Fleming 堅(jiān)持認(rèn)為,我們不應(yīng)期望找到一個(gè)能反駁 HOT(或任何其他理論)的關(guān)鍵證據(jù),而應(yīng)該訴諸多種度量和測(cè)試。根據(jù)他的說(shuō)法,有很多可能的結(jié)果會(huì)讓他改變想法。例如,如果有可能以某種方式使相關(guān)高階表征的神經(jīng)基質(zhì)失活或移除,而參與者仍然聲稱意識(shí)到高階狀態(tài)所指向的內(nèi)容,那將需要"重新表述"HOT,正如他所說(shuō)。當(dāng)然,這目前在技術(shù)上不可行,但根據(jù) Fleming 的說(shuō)法,這可能在(不久的?)將來(lái)實(shí)現(xiàn)。然而,這個(gè)提議的真正挑戰(zhàn)在于,正如 Fleming 所解釋的,該理論目前未指定一個(gè)可以失活的區(qū)域;由于高階狀態(tài)是一種網(wǎng)絡(luò)屬性,它不太可能由 PFC 中的特定區(qū)域支持。這使人們對(duì)所提議實(shí)驗(yàn)的可行性產(chǎn)生懷疑,超出了技術(shù)挑戰(zhàn)。然而,F(xiàn)leming 確實(shí)提到可能存在一種信心"代碼",以局部化活動(dòng)模式表達(dá)(例如,Cortese 等人,2016; Masset 等人,2020),人們可以發(fā)現(xiàn)并潛在地敲除它。在次個(gè)人元認(rèn)知支持相關(guān)高階表征的程度上(例如,Lau, 2019),這可能為(HOT 的一個(gè)變體)提供強(qiáng)有力的檢驗(yàn),但迄今為止這仍然更多是理論猜想而非實(shí)證現(xiàn)實(shí)。

Boly 指定了幾種會(huì)挑戰(zhàn) IIT 的證據(jù)類(lèi)型:首先,如果一個(gè)人計(jì)算Φ的近似值(基于 IIT 4.0 框架)并顯示它在全身性強(qiáng)直 - 陣攣發(fā)作期間更高,此時(shí)大腦活動(dòng)增加但意識(shí)喪失,那將對(duì) IIT 構(gòu)成嚴(yán)重挑戰(zhàn)。類(lèi)似地,如果發(fā)現(xiàn)Φ的近似值在分子層面而非神經(jīng)元或微柱層面更高,或者在微秒或數(shù)十秒的時(shí)間粒度而非體驗(yàn)的時(shí)間粒度上更高,那將嚴(yán)重挑戰(zhàn)該理論(Tononi 等人,in press)。該理論也可能通過(guò)較粗糙的整合信息代理獲得的結(jié)果間接受到挑戰(zhàn),例如對(duì) TMS 的 EEG 響應(yīng)的擾動(dòng)復(fù)雜性(PCI)。PCI 旨在捕捉 IIT 五個(gè)公設(shè)中的三個(gè):內(nèi)在存在(皮層 - 丘腦系統(tǒng)內(nèi)的因果性)、信息(通過(guò)分化估計(jì))和整合(由于擾動(dòng)在皮層 - 丘腦系統(tǒng)內(nèi)的確定性傳播;Tononi 等人,in press)。然而,正如我們下文進(jìn)一步聲稱的,PCI 度量并未捕捉 IIT 公理的全部集合,它也與其他理論兼容。因此,孤立地看,它既不能被當(dāng)作支持也不能被當(dāng)作完全挑戰(zhàn) IIT(但再次參見(jiàn) Tononi 等人,in press 中的討論)。根據(jù) Boly 的說(shuō)法,另一條可能反駁 IIT 的研究路線聚焦于意識(shí)的質(zhì)量:如果表征空間體驗(yàn)的擴(kuò)展感不由大腦皮層中的網(wǎng)格樣網(wǎng)絡(luò)支持,那將對(duì) IIT 構(gòu)成問(wèn)題(https://osf.io/4rn85)。

Lamme 提醒討論者他已經(jīng)改變了想法,因?yàn)樗畛醯闹鲝埵欠答伇仨氁恢狈祷爻跫?jí)視覺(jué)皮層才能產(chǎn)生意識(shí),這不再是他認(rèn)為意識(shí)產(chǎn)生的必要條件。但使該理論為假的關(guān)鍵證據(jù)有兩方面。首先,在個(gè)人未意識(shí)到信息的情況下發(fā)現(xiàn)遞歸相互作用(在排除可能干擾訪問(wèn)或報(bào)告意識(shí)感覺(jué)的可能過(guò)程,如缺乏注意、工作記憶等之后)。在某種程度上,這幾乎是一個(gè)平凡的挑戰(zhàn),因?yàn)榭梢园踩丶僭O(shè),即使在深度無(wú)意識(shí)狀態(tài),某些神經(jīng)元之間的某些遞歸相互作用仍將存在。而且在通常被認(rèn)為不參與意識(shí)體驗(yàn)的子系統(tǒng)(如脊髓)中,神經(jīng)元之間的遞歸相互作用也存在。因此,顯然,RPT 將需要一些調(diào)整以更好地指定產(chǎn)生意識(shí)體驗(yàn)所需的遞歸相互作用的精確性質(zhì)和范圍。這在早期出版物中被稱為"缺失成分問(wèn)題"(例如,Lamme, 2018,其中也提出了潛在解決方案)。第二將是發(fā)現(xiàn)沒(méi)有遞歸相互作用的意識(shí)體驗(yàn)。如果純粹的前饋過(guò)程能夠支持意識(shí)體驗(yàn),那將對(duì)該理論構(gòu)成巨大挑戰(zhàn)。這或許可以通過(guò)使用藥物或光遺傳學(xué),嘗試選擇性阻斷反饋連接來(lái)實(shí)現(xiàn)(Kirchberger 等人,2021)。如果通常被認(rèn)為是遞歸處理標(biāo)記的信號(hào)(例如,延遲的"上下文調(diào)制"信號(hào)、神經(jīng)元相互作用測(cè)量等)實(shí)際上是由于前饋處理,也會(huì)出現(xiàn)類(lèi)似的挑戰(zhàn)。例如,響應(yīng)的延遲調(diào)制可能是由于緩慢上升的皮層下喚醒系統(tǒng)。任何并行流以不同速度運(yùn)行的機(jī)制(例如,大細(xì)胞和小細(xì)胞 LGN 輸入)都可能模擬反饋效應(yīng)。因此,重要的是注意到 RPT 所基于的主要實(shí)證觀察使用了上下文調(diào)制信號(hào),其反饋起源已通過(guò)猴子的損傷實(shí)驗(yàn)得到確認(rèn)(Lamme 等人,1998; Super 和 Lamme, 2007)。

最后,Seth 認(rèn)為,PP 作為為意識(shí)服務(wù)或最終作為意識(shí)理論的效用,將取決于預(yù)測(cè)誤差最小化的核心過(guò)程能否被實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證或反駁。這樣做并不簡(jiǎn)單:PP 的靈活性賦予它解決意識(shí)現(xiàn)象學(xué)多樣方面的資源,這也意味著很難確定任何單一(或一組)能夠勝任的實(shí)驗(yàn)測(cè)試。例如,人們可能認(rèn)為,顯示意識(shí)內(nèi)容由自下而上信號(hào)而非自上而下信號(hào)構(gòu)成或深刻塑造的實(shí)驗(yàn)將提供反對(duì) PP 的證據(jù)。但 PP 最近的"混合"擴(kuò)展削弱了這個(gè)簡(jiǎn)單假設(shè),反而許可了一組不同的預(yù)測(cè),將不同類(lèi)型的現(xiàn)象學(xué)(例如,焦點(diǎn) vs 要旨)與不同類(lèi)型的(和方向的)預(yù)測(cè)信號(hào)聯(lián)系起來(lái)(Tschantz 等人,2023)。話雖如此,最終應(yīng)該在實(shí)驗(yàn)上可處理以確定預(yù)測(cè)誤差最小化是否是一個(gè)核心神經(jīng)過(guò)程。但這本身還不夠。如果 PP 的資源——即使基于堅(jiān)實(shí)的實(shí)證基礎(chǔ)——實(shí)際上未能在機(jī)制與現(xiàn)象學(xué)之間提供解釋和預(yù)測(cè)聯(lián)系的流動(dòng),那么 PP 也可能作為相關(guān)理論失敗。用 Imre Lakatos (1978) 的術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō),PP 需要證明自己是進(jìn)步的而非退化的,作為為意識(shí)服務(wù)或關(guān)于意識(shí)的理論。

總而言之,這些理論的支持者已經(jīng)提出了在適當(dāng)技術(shù)條件下可以執(zhí)行以反駁其理論的潛在實(shí)驗(yàn)。然而,暫時(shí)拋開(kāi)技術(shù)可行性,主要問(wèn)題是這些實(shí)驗(yàn)如何與理論的核心思想相聯(lián)系。鑒于理論仍在發(fā)展和修改中,且大腦是一個(gè)令人瞠目結(jié)舌的復(fù)雜系統(tǒng),理論支持者在解釋數(shù)據(jù)和提出理論主張時(shí)享有高度自由。對(duì)于所有理論,理論/計(jì)算主張(即高階思維、全局廣播、整合信息、遞歸處理和預(yù)測(cè)處理)與其生物實(shí)現(xiàn)之間的橋接原則尚未完全指定。因此,面對(duì)新數(shù)據(jù),理論可以被修改以適應(yīng)這些新發(fā)現(xiàn),即使這些發(fā)現(xiàn)未確認(rèn)其預(yù)測(cè)。

對(duì)于 GNWT,全局神經(jīng)元工作空間的功能神經(jīng)解剖學(xué)和生理學(xué)仍不完全清楚,需要進(jìn)一步指定。大腦活動(dòng)需要多全局和多分布才能被視為在全局工作空間內(nèi)形成一個(gè)意識(shí)細(xì)胞集合?應(yīng)該激活和去激活多少神經(jīng)元,跨越多少區(qū)域?應(yīng)該優(yōu)先考慮哪些層和細(xì)胞類(lèi)型?由于多個(gè)疊加的活躍細(xì)胞集合可以在正交的前額葉子空間中并存(Xie 等人,2022),什么決定哪一個(gè)是有意識(shí)的?丘腦活動(dòng)在多大程度上也應(yīng)該存在?這些遙遠(yuǎn)的皮層和皮層下位點(diǎn)應(yīng)該在多大程度上同步,在哪個(gè)頻段(最可能是β和θ),以及在哪個(gè)時(shí)間段,才能算作意識(shí)表征?除了關(guān)于長(zhǎng)距離β同步和因果性的現(xiàn)有發(fā)現(xiàn)(Gaillard 等人,2009)、全局信息共享(King 等人,2013)和向量穩(wěn)定性(Schurger 等人,2015)之外,關(guān)于意識(shí)集合形成的這項(xiàng)工作應(yīng)該使用記錄和因果刺激方法,通過(guò)并行單細(xì)胞測(cè)量下放到細(xì)胞水平。

對(duì)于 RPT,類(lèi)似的模糊性圍繞著所需遞歸的范圍:需要多少神經(jīng)元和區(qū)域參與反饋回路才能使其有意識(shí)?V1-V2 反饋?zhàn)銐騿?,還是反饋應(yīng)該涵蓋整個(gè)視覺(jué)系統(tǒng)直到 IT 皮層?如果是這樣,考慮到反饋將在緊密連接的區(qū)域之間和跨層次更早且以不同時(shí)間間隔發(fā)生,意識(shí)的統(tǒng)一性如何實(shí)現(xiàn)?不同內(nèi)容之間以及不同模態(tài)之間如何實(shí)現(xiàn)整合?

對(duì)于 HOT,如何將一階和高階表征之間的理論區(qū)別映射到解剖預(yù)測(cè)上仍不清楚。具體而言,該理論未提供明確論據(jù)說(shuō)明大腦的哪些屬性應(yīng)被視為意識(shí)的神經(jīng)基礎(chǔ)。因此,當(dāng)面對(duì)零結(jié)果時(shí),總是可以聲稱其他腦區(qū)或其他類(lèi)型的處理可能仍然"承載"高階表征,但由于特定實(shí)驗(yàn)條件未能檢測(cè)到。更一般地說(shuō),正如 Fleming 所解釋的,該理論的神經(jīng)科學(xué)實(shí)現(xiàn)仍在發(fā)展中,所以這些問(wèn)題可能由未來(lái)的表述回答。

對(duì)于 IIT,關(guān)鍵挑戰(zhàn)是對(duì)于大型、多層次系統(tǒng)無(wú)法獲得Φ的精確測(cè)量。迄今為止,整合信息的檢驗(yàn)依賴于間接度量,如 PCI,由于它也與其他理論兼容而缺乏特異性(對(duì)于回應(yīng),見(jiàn) Tononi 等人,in press)。可應(yīng)用于大規(guī)模神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)水平的Φ近似值(基于 IIT 4.0)正在開(kāi)發(fā)中,盡管尚未呈現(xiàn)。因此,目前,檢驗(yàn)該理論的實(shí)驗(yàn)嘗試(例如,Cogitate 聯(lián)盟等人,2023; 另見(jiàn) INTERPID 預(yù)注冊(cè):https://osf.io/4rn85)相應(yīng)地聚焦于該理論的神經(jīng)實(shí)現(xiàn),而非直接探測(cè)Φ。其他挑戰(zhàn)更具概念性:一些人批評(píng)公理化方法(Bayne, 2018),其他人聲稱該理論有他們認(rèn)為不太可能的后果(例如,大網(wǎng)格可能高度有意識(shí);Aaronson, 2014),IIT 支持者對(duì)此進(jìn)行了回應(yīng)(Tononi, 2014,另見(jiàn)上文關(guān)于網(wǎng)格的 IIT 討論)。

最后,對(duì)于 PP,由于該理論遠(yuǎn)未專門(mén)為解釋意識(shí)而發(fā)展,它尚未產(chǎn)生可直接檢驗(yàn)的特定和清晰預(yù)測(cè)。更一般地說(shuō),如果幾乎任何電路基序都與 PP 和 PE 最小化兼容,那么不清楚什么當(dāng)前發(fā)現(xiàn)可以反駁該理論。

這種理論靈活性給理論根據(jù)反證據(jù)調(diào)整留下了太多空間。為了取得進(jìn)展,我們因此認(rèn)為,理論應(yīng)該對(duì)其核心原則以及它們?nèi)绾无D(zhuǎn)化為更輔助的預(yù)測(cè)(即它們對(duì)理論的核心程度;Chis-Ciure 等人,2024)提供更詳細(xì)和明確的解釋。只有有了這樣的規(guī)格說(shuō)明,在理論之間進(jìn)行仲裁才真正有意義,推動(dòng)理論進(jìn)行實(shí)質(zhì)性修訂——甚至反駁——而不僅僅是微小的修訂。這個(gè)過(guò)程,無(wú)疑需要時(shí)間,將使該領(lǐng)域從"理論的替代品"(Gigerenzer, 1998)轉(zhuǎn)向完全成熟、規(guī)格良好且準(zhǔn)確定義的理論。

3.5. 意識(shí):物質(zhì)/生命還是功能?

該領(lǐng)域在未來(lái)幾年的一個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)將是面對(duì)現(xiàn)象學(xué)實(shí)際上是什么以及哪些系統(tǒng)(生物的或人工的)可能擁有它的問(wèn)題。對(duì)于計(jì)算功能主義理論(例如,GNWT 和 HOT 的變體),實(shí)例化正確類(lèi)型的計(jì)算就足以實(shí)例化意識(shí)(Dehaene 等人,2017; 另見(jiàn) Butlin 等人,2023; Seth, 2024b)。Dehaene 提供了一個(gè)富有啟發(fā)性的例子,即在 GNWT 下,一個(gè)具有信息共享能力的系統(tǒng)(如手機(jī))將實(shí)例化意識(shí)。根據(jù) GNWT,決定性因素是手機(jī)中的應(yīng)用程序是彼此獨(dú)立的(如它們現(xiàn)在這樣)還是具有跨應(yīng)用靈活交換信息以實(shí)現(xiàn)特定目標(biāo)的能力(如全局工作空間所允許的)。引用 Dennett 的話,Dehaene 認(rèn)為"意識(shí)是一種具有各種等級(jí)和各種適應(yīng)的功能屬性"。然而,其他理論(例如,IIT)強(qiáng)烈反對(duì)此類(lèi)計(jì)算/功能主義主張,轉(zhuǎn)而提供結(jié)構(gòu)性解釋,根據(jù)這些解釋,對(duì)結(jié)構(gòu)重要的是系統(tǒng)如何構(gòu)建,而不是它執(zhí)行的功能,無(wú)論這些功能多么復(fù)雜或智能(Findlay 等人,2024; Tononi 和 Raison, 2024, in press)。具體而言,IIT 聲稱可能復(fù)制我們行為或認(rèn)知功能的計(jì)算機(jī)不會(huì)復(fù)制我們的體驗(yàn)(Findlay 等人,2024)。因此,根據(jù) IIT,自動(dòng)駕駛汽車(chē)中的計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)可以表現(xiàn)得好像它在功能上"看見(jiàn)"——識(shí)別場(chǎng)景和物體并在世界中移動(dòng),就像我們一樣——但在現(xiàn)象學(xué)上不會(huì)看見(jiàn)任何東西。

值得注意的是,計(jì)算功能主義(Butlin 等人,2023)是一個(gè)比一般功能主義更強(qiáng)的假設(shè),使得非計(jì)算形式的功能主義成為可能(Piccinini, 2004)。某些版本的預(yù)測(cè)處理,如 Seth 所倡導(dǎo)的,確實(shí)挑戰(zhàn)了計(jì)算功能主義的假設(shè),并表明意識(shí)可能依賴于生命系統(tǒng)的物質(zhì)屬性——一種"生物自然主義"形式(Searle, 2017; Seth, 2021; Seth, 2024b)。根據(jù)某些版本的生物自然主義,意識(shí)是在復(fù)雜、層次組織的生命系統(tǒng)中進(jìn)化而來(lái)的高級(jí)涌現(xiàn)過(guò)程(Feinberg, 2024)。如何檢驗(yàn)這些高度分歧的立場(chǎng)被留作開(kāi)放且未回答的問(wèn)題。在處理這個(gè)問(wèn)題時(shí),一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是意識(shí)(如果有的話)服務(wù)于什么功能。在未來(lái)采取更廣泛的進(jìn)化視角可能有助于闡明意識(shí)的適應(yīng)功能及其對(duì)生物系統(tǒng)的依賴性或獨(dú)立性問(wèn)題(Cleeremans 和 Tallon-Baudry, 2022; Feinberg 和 Mallatt, 2016; Cabral-Calderin 等人,2025)。

3.6. 那么,我們剩下什么?

討論中得出的一個(gè)明確結(jié)論是,目前理論之間的分歧顯著多于共識(shí)。而且,這種分歧涉及定義科學(xué)研究本身的最基本問(wèn)題:意識(shí)是什么,哪些狀態(tài)是有意識(shí)的哪些不是,意識(shí)理論需要什么,以及究竟應(yīng)該解釋什么。由于理論本身要么未對(duì)這些問(wèn)題提供完整答案,要么提供相互沖突的答案,似乎應(yīng)由科學(xué)界在這些基本問(wèn)題上建立共識(shí),這可能是取得進(jìn)展以解決這些問(wèn)題以及在理論之間進(jìn)行比較和仲裁的必要條件。這種共識(shí)可以通過(guò)兩種方式之一實(shí)現(xiàn):理論支持者之間的理論間對(duì)話,或者——相反——源于理論中立專家的倡議,他們將 laying out 未來(lái)調(diào)查的基礎(chǔ)以及對(duì)理論進(jìn)行更知情評(píng)估的基礎(chǔ)。一旦我們就我們?cè)噲D解釋什么以及什么被認(rèn)為是可接受的解釋達(dá)成一致,我們就可以開(kāi)始權(quán)衡哪些解釋優(yōu)于其他解釋。

為此,拓寬我們調(diào)查的范圍將是有益的;迄今為止,用于研究意識(shí)的實(shí)驗(yàn)范式僅探測(cè)了某些類(lèi)型的意識(shí)體驗(yàn),視覺(jué)系統(tǒng)中的研究過(guò)度代表(Yaron 等人,2022),主要使用與日常意識(shí)體驗(yàn)相距甚遠(yuǎn)的范式來(lái)靶向知覺(jué)意識(shí)(Mudrik 等人,2024)。因此,盡管該領(lǐng)域已取得很大進(jìn)展,我們才剛剛開(kāi)始。需要更多的實(shí)證工作來(lái)表征意識(shí)的最小屬性,并理解這些屬性如何演化以及它們服務(wù)于什么功能。 alongside(與)理論發(fā)展和完善一起,投入實(shí)證努力以積累更多數(shù)據(jù)、探索現(xiàn)象的參數(shù)空間以及定義觀察的邊界條件將是有益的。

在這里,比以往任何時(shí)候,耐心可能會(huì)有回報(bào)。發(fā)展超越框架和假設(shè)的連貫、系統(tǒng)理論需...

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越南高鐵即將開(kāi)工!投資縮水10多倍,花小錢(qián)辦大事?

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北向財(cái)經(jīng)
2026-03-27 20:05:00
人民日?qǐng)?bào)“點(diǎn)名”馮鞏,釋放3個(gè)強(qiáng)烈信號(hào),事實(shí)證明郭德綱沒(méi)說(shuō)錯(cuò)

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八斗小先生
2026-03-27 10:09:43
香港千億豪門(mén)要改姓?第一個(gè)跌落神壇的“四大家族”,出現(xiàn)了!

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BenSir本色說(shuō)
2026-03-26 22:08:00
29歲離異美女征婚!帶一女,不要彩禮要求交社保,有人表示愿接盤(pán)

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火山詩(shī)話
2026-03-27 11:41:05
4月,這個(gè)星座終于要暴富了!

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同道大叔
2026-03-27 22:05:13
BBC采訪爆出大瓜!特朗普開(kāi)出停戰(zhàn)價(jià)碼:海灣國(guó)家需支付2.5萬(wàn)億美元

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星辰大海路上的種花家
2026-03-25 13:08:50
驚呆了!原來(lái)被我嫌棄3年的微波爐,才是廚房里的“隱形王者”

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家居設(shè)計(jì)師宅哥
2026-03-26 23:17:31
2026-03-27 22:43:00
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