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大腦最“聰明”的區(qū)域,可能并不產(chǎn)生意識(shí)?

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知覺內(nèi)容是否可以從前額葉皮層(PFC)解碼,是關(guān)于意識(shí)的對(duì)立理論的一個(gè)爭(zhēng)論焦點(diǎn)。不能從前額葉皮層解碼知覺內(nèi)容,對(duì)“認(rèn)知”意識(shí)理論(如全局空間工作理論和高階監(jiān)控理論)提出了挑戰(zhàn),而解碼成功則被認(rèn)為是對(duì)這些理論的支持。然而,前額葉皮層解碼顯示的結(jié)果既是過(guò)度的,也是不足的。其過(guò)度之處在于,認(rèn)知意識(shí)理論只需前額葉皮層指向知覺表征,而無(wú)需重新表征知覺內(nèi)容;不足則是因?yàn)橛凶C據(jù)表明,前額葉皮層對(duì)知覺內(nèi)容的解碼反映了后知覺的認(rèn)知表征,比如那些包含知覺內(nèi)容的思維,而非有意識(shí)的知覺本身。

PFC解碼

最近關(guān)于意識(shí)的研究強(qiáng)調(diào)在前額葉皮層(prefrontal cortex,PFC)內(nèi)對(duì)知覺內(nèi)容的顱內(nèi)解碼。在雙眼競(jìng)爭(zhēng)實(shí)驗(yàn)中,受試者的每只眼睛接收不同的刺激。如果這些刺激“沖突”,受試者會(huì)首先看到一個(gè)刺激,然后看到另一個(gè)刺激,隨后在兩個(gè)刺激間轉(zhuǎn)換。研究人員在猴子身上所做的感知上下或左右移動(dòng)網(wǎng)格的雙眼競(jìng)爭(zhēng)實(shí)驗(yàn)中(使用眼動(dòng)代替報(bào)告),通過(guò)顱內(nèi)解碼(即使用穿透皮層的電極陣列)讀出猴子在實(shí)驗(yàn)期間有意識(shí)的PFC內(nèi)容。這一研究被認(rèn)為支持全局工作空間理論和意識(shí)的高階理論,這兩種理論都認(rèn)為意識(shí)需要PFC表征。為確認(rèn)解碼與意識(shí)的相關(guān)性,研究者們發(fā)現(xiàn)適用于雙眼競(jìng)爭(zhēng)的解碼器也適用于“重演”,即首先向受試者展示向一個(gè)方向移動(dòng)的網(wǎng)格,然后展示向另一個(gè)方向移動(dòng)的網(wǎng)格,模擬雙眼競(jìng)爭(zhēng)的體驗(yàn)。

此外,一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)展示了即使在刺激以每秒10個(gè)的速度快速連續(xù)呈現(xiàn)時(shí),也可以從PFC中解碼出知覺內(nèi)容。雖然作者承認(rèn)這些刺激可能是無(wú)意識(shí)地被知覺到的,但他們認(rèn)為這一發(fā)現(xiàn)為認(rèn)知意識(shí)理論提供了一些支持,因?yàn)楹竺娉霈F(xiàn)的刺激會(huì)掩蓋前一個(gè)刺激,進(jìn)而阻礙了后知覺加工,這是對(duì)PFC解碼的替代性解釋。然而,另一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)沒(méi)有在PFC的有意識(shí)加工和無(wú)意識(shí)加工之間發(fā)現(xiàn)任何區(qū)別,并得出結(jié)論:“我們得出的結(jié)果挑戰(zhàn)了前額葉理論,因?yàn)榍邦~葉的聯(lián)結(jié)性不受到有意識(shí)的覺知的調(diào)解?!币虼?,PFC解碼的成敗又被推到了風(fēng)口浪尖。

坦普頓世界慈善基金會(huì)資助了幾項(xiàng)“對(duì)抗性合作”,其中對(duì)立的意識(shí)理論的支持者設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)以挑戰(zhàn)對(duì)方的理論。第一輪合作發(fā)現(xiàn)了面部與字母知覺的PFC解碼,但對(duì)面部方向的解碼則失敗了;前者被認(rèn)為是對(duì)全局空間工作理論的支持,而后者則被認(rèn)為是對(duì)該理論的挑戰(zhàn)。正如《科學(xué)》中的一篇新聞報(bào)道所說(shuō),“在解碼不同范疇的對(duì)象時(shí),數(shù)據(jù)強(qiáng)有力地支持了全局神經(jīng)工作空間理論(GNWT)。但在解碼面部方向時(shí),整合信息理論(IIT)則更適切”(整合信息理論是一種強(qiáng)調(diào)后視覺區(qū)域的理論)。

鑒于即使在麻醉動(dòng)物中也能從后視覺區(qū)域解碼出有意識(shí)和無(wú)意識(shí)內(nèi)容的事實(shí),從PFC的解碼也被認(rèn)為對(duì)知覺意識(shí)的認(rèn)知理論而言至關(guān)重要(見框1),即便有時(shí)解碼內(nèi)容與報(bào)告相沖突。本文試圖論證的是,對(duì)前額葉理論來(lái)說(shuō),強(qiáng)調(diào)從PFC解碼是一個(gè)錯(cuò)誤。我將論證前額葉理論具有無(wú)需從PFC解碼的優(yōu)勢(shì);此外,PFC解碼并未顯示出許多其支持者所希望看到的內(nèi)容。

框1:當(dāng)PFC解碼與報(bào)告相沖突時(shí)

三個(gè)不同的實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn),即使受試者長(zhǎng)時(shí)間(長(zhǎng)達(dá)1.5秒)專注于刺激,PFC/頂葉的激活也僅持續(xù)了幾百毫秒。盡管報(bào)告的意識(shí)一直是前額葉路徑的黃金標(biāo)準(zhǔn),這一結(jié)果仍使一些研究人員認(rèn)真考慮這樣一種觀點(diǎn):當(dāng)你專注地凝視某物幾秒鐘時(shí),盡管觀察者報(bào)告他們?cè)谡麄€(gè)過(guò)程中都對(duì)之有意識(shí),但實(shí)際上對(duì)它的意識(shí)只有幾百毫秒。也就是說(shuō),解碼結(jié)果被認(rèn)為優(yōu)于報(bào)告結(jié)果。一項(xiàng)研究曾五次提到這樣的觀點(diǎn),一些人認(rèn)為短暫的PFC激活是瞬時(shí)意識(shí)的標(biāo)志,盡管報(bào)告與之相對(duì)。他們認(rèn)為,看似連續(xù)的對(duì)刺激的知覺可能由離散的樣本組成,并表示,“……內(nèi)省的主觀感知是具有不同持續(xù)時(shí)間的穩(wěn)定連續(xù)圖像。表面上看,這表明腹側(cè)視覺流中的持續(xù)穩(wěn)定的視覺表征支撐了我們正在進(jìn)行的有意識(shí)經(jīng)驗(yàn)。然而,如果感知是由離散樣本組成的,每個(gè)樣本產(chǎn)生一次瞬時(shí)激活,那么前頂葉反應(yīng)將更直接地與經(jīng)驗(yàn)相關(guān)?!边@一思路與某些理論家對(duì)“注意盲視”(inattentional blindness)的解釋一致,即看似對(duì)環(huán)境細(xì)節(jié)的持續(xù)感知并不反映意識(shí)感知中實(shí)際發(fā)生的情況。

為什么認(rèn)知意識(shí)理論不需要PFC解碼

接下來(lái)我們會(huì)探討為什么認(rèn)知意識(shí)理論的支持者強(qiáng)調(diào)從PFC解碼,以及從PFC解碼是否真的對(duì)這些理論的目標(biāo)而言不可或缺。

認(rèn)知意識(shí)理論與局部意識(shí)理論之爭(zhēng)

意識(shí)研究目前被兩種研究路徑的沖突所支配。根據(jù)“認(rèn)知”意識(shí)理論(尤其是全局空間工作理論和高階思想理論),對(duì)刺激的意識(shí)基于前額葉皮層中牽涉到思考、推理、注意及其他形式的認(rèn)知活動(dòng)對(duì)刺激的可感知性質(zhì)的認(rèn)知“通達(dá)”;這些認(rèn)知過(guò)程可以是(但不必是)自動(dòng)的、不自覺的和隱性的。這些理論的支持者有時(shí)被稱為“前額葉理論家”。(請(qǐng)注意,我使用“前額葉理論家”和“PFC”來(lái)指代認(rèn)知意識(shí)理論的承諾。然而,全局工作空間理論也強(qiáng)調(diào)頂葉皮層,甚至在涉及PFC時(shí),關(guān)鍵在于中央溝前的某些區(qū)域,尤其是背外側(cè)、腹外側(cè)、內(nèi)側(cè)前額葉、前扣帶皮層和眶額皮層的部分。)

替代性的策略是“局部意識(shí)理論”(localist’s theory)。這一類理論認(rèn)為,知覺意識(shí)基于后部感覺區(qū)域中處理視覺內(nèi)容的回路,盡管一些局部理論家承認(rèn)認(rèn)知現(xiàn)象學(xué)可能部分基于PFC,而且一些高級(jí)感知內(nèi)容可能部分定位于PFC。根據(jù)局部理論,從PFC解碼知覺內(nèi)容通常反映的是后知覺的認(rèn)知處理。一些局部理論家專注于他們稱之為后部視覺區(qū)域的“熱點(diǎn)”(hot zone),因?yàn)樗麄兊睦碚搹?qiáng)調(diào)在知覺區(qū)域發(fā)現(xiàn)的皮層組織。前額葉理論家中的高階意識(shí)理論和全局工作空間理論的支持者最近聯(lián)手論證,他們所支持的認(rèn)知策略是通達(dá)機(jī)器意識(shí)最有前途的方法。

無(wú)報(bào)告范式

早期關(guān)于意識(shí)神經(jīng)相關(guān)物的研究認(rèn)為PFC是意識(shí)神經(jīng)基礎(chǔ)的一個(gè)重要部分。然而,這些早期研究往往專注于報(bào)告的有意識(shí)狀態(tài),從而將意識(shí)的神經(jīng)基礎(chǔ)與決定和評(píng)估過(guò)程混為一談,如我在一系列文章中所指出的,這些過(guò)程是決定如何報(bào)告意識(shí)狀態(tài),而非意識(shí)狀態(tài)本身。此外,其他研究者指出,刺激前的注意激活(attentional activations)也污染了尋找意識(shí)的神經(jīng)相關(guān)物的嘗試。

解決上述混淆的主要方法是“無(wú)報(bào)告”范式。無(wú)報(bào)告范式只是間接地依賴報(bào)告。在無(wú)報(bào)告范式中,首先會(huì)在一些受試身上驗(yàn)證意識(shí)測(cè)試的有效性,隨后會(huì)在沒(méi)有報(bào)告的情況下將之用于其他受試。在前面提到的雙眼競(jìng)爭(zhēng)的內(nèi)顱研究中,眼動(dòng)(視動(dòng)性眼震)告訴我們受試者是否在體驗(yàn)?zāi)骋环较虻倪\(yùn)動(dòng),這足以指示受試者的知覺經(jīng)驗(yàn),無(wú)需任何報(bào)告。一些無(wú)報(bào)告范式中沒(méi)有任務(wù);其他范式中有與興趣變量無(wú)關(guān)從而不會(huì)以相關(guān)方式影響反應(yīng)的任務(wù)。文章的最后一節(jié)會(huì)介紹另一個(gè)無(wú)報(bào)告范式。許多研究使用無(wú)報(bào)告范式發(fā)現(xiàn)了PFC解碼出有意識(shí)內(nèi)容的情況。

豐富與稀疏的知覺表征

前額葉理論家與局部理論家之間爭(zhēng)論的另一個(gè)問(wèn)題是知覺表征的豐富與稀疏程度。感知理論認(rèn)為有意識(shí)的知覺是“豐富的”,因?yàn)榭梢酝瑫r(shí)激活許多知覺表征;認(rèn)知理論則認(rèn)為意識(shí)的豐富程度僅與我們對(duì)感知狀態(tài)的思考和認(rèn)知通達(dá)相當(dāng)。我們關(guān)于知覺內(nèi)容的認(rèn)知概念遠(yuǎn)比知覺內(nèi)容本身要稀疏。例如,有成千上萬(wàn)種可區(qū)分的聲音,但與之相關(guān)的概念卻少之又少。即使是擁有完美音高感知的人也只能識(shí)別大約100個(gè)音高。

前額葉理論家認(rèn)為,非注意盲視(inattentional blindness)與變化盲視(change blindness)等心理現(xiàn)象支持意識(shí)是稀疏的觀點(diǎn)。研究人員向受試者展示了自然的圖片和視頻,這些圖片和視頻在注視點(diǎn)(fixation point)之外以各種方式發(fā)生變化,注視點(diǎn)由眼動(dòng)追蹤器確定。圖片和視頻在注視點(diǎn)是正常的,但在注視點(diǎn)之外的區(qū)域則失去了顏色或正常的形態(tài)(后者使用紋理化算法)??傮w結(jié)果是,受試者經(jīng)常無(wú)法注意到邊緣顯示的異常。因?yàn)樵谶@些范式中,PFC表征被假設(shè)為“正?!?,但后視區(qū)域的環(huán)境感知表征被假設(shè)為異常(符合實(shí)際的紋理化或知覺的無(wú)色邊緣),但這些異常沒(méi)有引起注意。這些結(jié)果被認(rèn)為支持認(rèn)知意識(shí)理論。(我曾反對(duì)過(guò)這種觀點(diǎn),但在這里我不會(huì)討論我的反對(duì)意見。)

指針理論

本文給出兩個(gè)主要原因,以說(shuō)明強(qiáng)調(diào)從PFC解碼是錯(cuò)誤的。首先,正如高階理論的最新版本所強(qiáng)調(diào)的那樣,意識(shí)可以基于PFC,而無(wú)需在PFC中表征知覺內(nèi)容,因此無(wú)需從PFC解碼意識(shí)內(nèi)容。

根據(jù)高階思想理論,一個(gè)有意識(shí)的知覺,如對(duì)運(yùn)動(dòng)的感知,憑借(by virtue of)對(duì)運(yùn)動(dòng)知覺的認(rèn)知狀態(tài)變得有意識(shí)。這一觀點(diǎn)的較早版本要求思想表征知覺內(nèi)容。這種雙重表征由于在[框2]中討論的原因而存在問(wèn)題。然而,高階理論的較新版本(圖1)提出一種混合觀點(diǎn),這一版本要求存在一階狀態(tài)與高階狀態(tài),感知內(nèi)容位于一階狀態(tài)中。根據(jù)這種策略,PFC中的認(rèn)知表征不是對(duì)知覺內(nèi)容的重新表征,而是知覺激活的指針或索引。正如Hakwan Lau所言,“前額葉皮層的作用可能不是‘復(fù)制’感覺信息。相反,它可能只是使用類似于索引機(jī)制的東西,監(jiān)控和重新定向感覺皮層中的信息?!?/strong>指針的概念來(lái)自計(jì)算機(jī)科學(xué),在計(jì)算機(jī)科學(xué)中,其中一個(gè)寄存器可以包含另一個(gè)寄存器的地址,將處理發(fā)送到該寄存器。在指針理論中,PFC指針是指向一階表征(通常是關(guān)于外部世界的知覺表征)的鏈接。指針的內(nèi)容可以包含對(duì)概率或可靠性的監(jiān)控(在某些版本中,是非個(gè)人的內(nèi)容),但不包含知覺內(nèi)容。指針的功能是征召一階內(nèi)容來(lái)服務(wù)于關(guān)于該內(nèi)容的認(rèn)知(圖1)。

框2:為什么雙重表征是有問(wèn)題的

如主文所述,高階理論的標(biāo)準(zhǔn)版本假定一個(gè)有意識(shí)的感知內(nèi)容具有雙重表征。對(duì)于運(yùn)動(dòng)知覺的一階表征來(lái)說(shuō),高階思想的內(nèi)容類似于“我自己正在體驗(yàn)知覺運(yùn)動(dòng)”。

這種“雙重表征”的主要問(wèn)題在于高階思想內(nèi)容與知覺內(nèi)容之間的沖突。假設(shè)我有這樣的想法,我同時(shí)看到純紅色和純綠色的整塊表面。我可以持有這個(gè)想法,但在沒(méi)有專門設(shè)備允許同時(shí)激活紅/綠對(duì)抗通道的情況下,不會(huì)有相應(yīng)的知覺經(jīng)驗(yàn)或一階表征。(你需要一個(gè)設(shè)備來(lái)跟蹤眼睛的注視方向,并將圖像投射到視網(wǎng)膜的同一位置,無(wú)論眼睛如何移動(dòng)。)或許這種想法屬于某種特殊類型,但正如我們?cè)谙乱欢沃袑⒖吹降?,沒(méi)有一種特殊類型的想法能夠奏效。第二個(gè)問(wèn)題是,如果每個(gè)有意識(shí)內(nèi)容真的有兩個(gè)表征,我們會(huì)期望這些表征有時(shí)會(huì)發(fā)生沖突,但沒(méi)有人曾經(jīng)給出相關(guān)的令人信服的證據(jù)。當(dāng)然,我們確實(shí)有時(shí)會(huì)有沖突的知覺;例如,在感知擁擠的情況下,受試者會(huì)報(bào)告混亂且不斷變化的知覺。但正如中所指出的,這些報(bào)告可以完全用知覺區(qū)域中的沖突表征來(lái)解釋。

人們可能會(huì)想,為什么高階理論家沒(méi)有通過(guò)取消一階狀態(tài)來(lái)放棄雙重表征。事實(shí)上,一些理論家確實(shí)采納了這樣的觀點(diǎn),即由于可能存在“缺失”的一階狀態(tài),“我們有時(shí)意識(shí)到自己處于各種實(shí)際上并不存在的心理狀態(tài)”?;蛘?,換句話說(shuō),“即使?fàn)顟B(tài)不存在,只要我們適當(dāng)?shù)匾庾R(shí)到自己處于這種狀態(tài),我們也可以處于一種有意識(shí)的狀態(tài)中”。但是,沒(méi)有我在視覺上同時(shí)體驗(yàn)一個(gè)表面為純紅色和純綠色的經(jīng)驗(yàn)?zāi)苁古c之相應(yīng)的高階思想狀態(tài)成為現(xiàn)實(shí),因?yàn)樾枰厥獾脑O(shè)備才能實(shí)現(xiàn)這種經(jīng)驗(yàn)。


圖1. 高階理論指針版本。知覺監(jiān)控需要一個(gè)“鑒別器”,它決定知覺內(nèi)容如何在認(rèn)知中表征,是作為意象(“這是由自我生成的”)、作為可靠的知覺(“這是真實(shí)的”),或作為無(wú)意識(shí)的表征(“這是噪音”)?!叭∠谩笔怯?jì)算機(jī)科學(xué)中的術(shù)語(yǔ),指的是找回指針?biāo)赶虻膬?nèi)容。

對(duì)監(jiān)控指針?biāo)l(fā)揮的作用的說(shuō)明,自然而然地將我們引向?qū)θ止ぷ骺臻g理論(Global Workspace Theory)的修正。全局工作空間理論的關(guān)鍵概念是“點(diǎn)火”(ignition)。點(diǎn)火的基本想法是,在后視覺區(qū)域的神經(jīng)聯(lián)盟的競(jìng)爭(zhēng)中,只有一個(gè)或兩個(gè)可以勝出,勝出者可以長(zhǎng)程投射到PFC和頂葉區(qū)域,點(diǎn)燃更大的神經(jīng)聯(lián)盟。這些點(diǎn)燃的激活是相互增強(qiáng)的,并允許知覺信息被報(bào)告、決策、推理等“消費(fèi)者”系統(tǒng)所訪問(wèn)。關(guān)鍵點(diǎn)在于,盡管之前的版本強(qiáng)調(diào)點(diǎn)火在PFC中的重新表征,但點(diǎn)燃的內(nèi)容實(shí)際上只需要是指向知覺內(nèi)容的指針。知覺內(nèi)容可以通過(guò)“取消引用”激活的指針被消費(fèi)者系統(tǒng)訪問(wèn)。正如Mashour等人所描述的,全局工作空間就像是一個(gè)路由器,“通過(guò)它信息可以被放大、維持,并提供給專門的感覺處理器”。

人們普遍認(rèn)為,在雙眼競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程中,有意識(shí)知覺的變化完全由枕葉和顳葉皮層中的感知區(qū)域的激活之間的贏家通吃競(jìng)爭(zhēng)驅(qū)動(dòng),但最近的結(jié)果表明,這些變化實(shí)際上是由PFC中的信號(hào)驅(qū)動(dòng)。研究者表明,一種類型的PFC活動(dòng)促進(jìn)了雙眼競(jìng)爭(zhēng)的變化,而另一種類型的PFC活動(dòng)促進(jìn)了穩(wěn)定性。這些PFC信號(hào)可能與指針有關(guān)。

在我看來(lái),從PFC解碼失敗不會(huì)對(duì)指針理論造成挑戰(zhàn)。即使不從PFC解碼感知內(nèi)容,PFC仍然至關(guān)重要。但是,反過(guò)來(lái)說(shuō),前面提到的從PFC解碼成功的案例是否挑戰(zhàn)了指針理論?我認(rèn)為不會(huì),原因如下。首先,我認(rèn)為有充分理由支持PFC解碼是由于后知覺處理,這是下一節(jié)的主題。如果我的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的,進(jìn)而排除后知覺處理的影響,前面提到的PFC解碼結(jié)果是否構(gòu)成了挑戰(zhàn)呢?重新表征和指針理論可以以如下幾種方式共存。一些解碼結(jié)果可以解釋為在PFC中重新表征一般或抽象內(nèi)容(例如紅色或矩形)。將這一解釋與指向意識(shí)內(nèi)容的細(xì)節(jié)(例如紅色的陰影、矩形的形狀)的指針理論相結(jié)合,可以容納上面對(duì)高階表征內(nèi)容的說(shuō)明。對(duì)重新表征觀點(diǎn)的一個(gè)著名批評(píng)是,它與我們認(rèn)為的知覺現(xiàn)象學(xué)的細(xì)致程度不兼容。將抽象內(nèi)容的重新表征與指向細(xì)節(jié)的指針結(jié)合起來(lái)可以化解這一反對(duì)意見?;蛘?,低階內(nèi)容(如方向)可能至少暫時(shí)由PFC指針表征,然后被指向顳葉中的面部表征的指針取代。的結(jié)果可能印證了這一點(diǎn),但這些結(jié)果的另一種解釋是,受試對(duì)面部的興趣比面部方向大。(另一種可能的解釋是,更細(xì)粒度的技術(shù)可以檢測(cè)到方向。)

總之,無(wú)論是高階理論還是全局工作空間理論的指針理論都不會(huì)面臨無(wú)法解釋PFC解碼的問(wèn)題。(框3呈現(xiàn)了對(duì)PFC指針理論的挑戰(zhàn)。)

框3:指針理論的問(wèn)題

雖然指針理論不能預(yù)測(cè)PFC解碼,但它們無(wú)法利用前額葉理論在豐富與稀疏知覺方面所具有的一個(gè)優(yōu)勢(shì)。我提到了“非注意盲視”的結(jié)果,即視覺場(chǎng)的邊緣區(qū)域失去顏色和形態(tài),但受試者沒(méi)有注意到這一點(diǎn)。高階理論的重新表征版本通過(guò)假設(shè)PFC對(duì)沒(méi)有顏色和形態(tài)的邊緣的表征來(lái)解釋這一現(xiàn)象。但指針理論不能使用這一想法,因?yàn)橹羔槢](méi)有知覺內(nèi)容。然而,如果非注意盲視的結(jié)果是由于未能應(yīng)用概念,從而導(dǎo)致未能注意到邊緣特征,指針理論也可以解釋這一現(xiàn)象(見第6章)。

此外,一些最近的反PFC結(jié)果也適用于指針理論。我和同事們指出,對(duì)內(nèi)顱電刺激工作的調(diào)查未能找到PFC刺激產(chǎn)生可重復(fù)的感知擾動(dòng)的證據(jù)。其他人回應(yīng)指出,PFC表征高度分布式的表征,不應(yīng)期望電刺激會(huì)產(chǎn)生一個(gè)連貫的感知。刺激對(duì)知覺區(qū)域有效,但對(duì)PFC更分布的表征則效果較差。這是正確的。然而,關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)是正在進(jìn)行的知覺(例如對(duì)醫(yī)生面部的感知)并未因內(nèi)顱電刺激而受到干擾。如果意識(shí)基于PFC指針,如下期待是合理的,電刺激可能會(huì)導(dǎo)致指針退化到擾亂患者有意識(shí)體驗(yàn)的程度,或?qū)е轮羔樦赶虿煌闹X表征,盡管PFC和知覺區(qū)域之間存在差異。但文獻(xiàn)中沒(méi)有出現(xiàn)這種擾動(dòng)的跡象。除某些例外情況(例如嗅覺效應(yīng))之外,從受試者的角度來(lái)看,內(nèi)顱對(duì)PFC的刺激與偽刺激(即出現(xiàn)刺激噪音但沒(méi)有實(shí)際刺激)是相同的。當(dāng)然,這是一個(gè)需要謹(jǐn)慎解釋的結(jié)果。此外,正如所指出的,刺激可能確實(shí)影響了受試者報(bào)告擾動(dòng)的能力。Michel討論了這個(gè)問(wèn)題,指出推進(jìn)相關(guān)的研究需要將刺激與行為任務(wù)結(jié)合起來(lái)。

為什么PFC解碼可能不支持認(rèn)知意識(shí)理論

到此為止,我一直在論證PFC解碼知覺內(nèi)容顯示過(guò)多(因?yàn)檎J(rèn)知理論不需要解碼)。接下來(lái)我將指出,PFC解碼也顯示不足(因?yàn)樗从车目赡苁呛笾X處理,而不是有意識(shí)的知覺)。

無(wú)聊猴子問(wèn)題

支持PFC解碼的積極證據(jù)始終面臨一個(gè)問(wèn)題,即便是無(wú)報(bào)告范式也不能排除受試者注意、思考或以其他方式認(rèn)知刺激的可能性。這個(gè)“無(wú)聊猴子”問(wèn)題在前述的雙眼競(jìng)爭(zhēng)實(shí)驗(yàn)中尤為緊迫,在這些實(shí)驗(yàn)中,猴子看到的光柵以一種方式移動(dòng),然后以另一種方式移動(dòng),反復(fù)出現(xiàn)。坐在靈長(zhǎng)類椅子上的猴子沒(méi)有任務(wù)和其他事情可做,于是便會(huì)注意到或以其他方式認(rèn)知刺激方向,從而污染了PFC的知覺解碼。

其他研究人員反對(duì)這一觀點(diǎn),認(rèn)為產(chǎn)生關(guān)于可重復(fù)特定刺激的思想不太可能是無(wú)聊的結(jié)果。然而,這些回應(yīng)可能忽略了認(rèn)知分類可能是一種自動(dòng)認(rèn)知。或者,正如其中一種回應(yīng)所建議的那樣,這可能是對(duì)知覺內(nèi)容的“信心”的認(rèn)知表征。

在每秒呈現(xiàn)十張圖片、每張圖片掩蔽前一張圖片的范式中,研究者從PFC解碼出刺激后60毫秒內(nèi)的知覺內(nèi)容。作者認(rèn)為,掩蔽排除了后知覺處理。并且,由于在每秒呈現(xiàn)12張圖片的情況下,也發(fā)現(xiàn)受試者對(duì)圖片與描述的后知覺匹配高于機(jī)會(huì)水平,應(yīng)當(dāng)支持基于PFC的有意識(shí)的表征。

上述推理中存在兩個(gè)錯(cuò)誤。首先,他們發(fā)現(xiàn)的刺激后60毫秒內(nèi)的PFC表征不是有意識(shí)的,可能是低空間頻率“快速前饋掃描”的結(jié)果?!翱焖偾梆亽呙琛币阎獙?duì)后向掩蔽相對(duì)免疫,在這種情況下,無(wú)意識(shí)表征被用于關(guān)注知覺區(qū)域的注意信號(hào)。先前關(guān)于PFC中這些早期信號(hào)的研究承認(rèn),這些信號(hào)先于場(chǎng)景分割和選擇注意目標(biāo)。其次,有意識(shí)的表征發(fā)生在前饋掃描之后。正如所指出的,我們應(yīng)該基于掩蔽的“洗車”模型(carwash model)來(lái)看待這些實(shí)驗(yàn),只要多個(gè)刺激不在“洗車”的同一階段,就可以并行處理。顯示,在高處理速率下,后面的圖片對(duì)前一張圖片的掩蔽效果很差,這意味著可能存在對(duì)圖片更進(jìn)一步的處理。

在這場(chǎng)爭(zhēng)論中,我們似乎需要進(jìn)一步的證據(jù)來(lái)解決直覺中的沖突。幸運(yùn)的是,我們已經(jīng)擁有進(jìn)一步的證據(jù)。

分叉動(dòng)態(tài)

Sergent等人使用了一種范式,其中目標(biāo)刺激在某些實(shí)驗(yàn)中與任務(wù)相關(guān),但在其他實(shí)驗(yàn)中與任務(wù)無(wú)關(guān)。他們沒(méi)有使用雙眼競(jìng)爭(zhēng),而是呈現(xiàn)了嵌入不同信噪比噪聲中的兩個(gè)法語(yǔ)元音/a/或/?/。在“主動(dòng)”(任務(wù)相關(guān))環(huán)節(jié)中,受試需要報(bào)告是哪一個(gè)元音及其可聽度。在“被動(dòng)”(與任務(wù)無(wú)關(guān))環(huán)節(jié)中,元音依然存在,但與任務(wù)無(wú)關(guān)。研究人員用腦電圖(EEG)記錄受試的腦活動(dòng)。這項(xiàng)研究有兩個(gè)關(guān)鍵發(fā)現(xiàn),一個(gè)與無(wú)報(bào)告范式的方法論相關(guān),另一個(gè)與無(wú)聊猴子問(wèn)題相關(guān)。

使用無(wú)報(bào)告范式的研究表明,在達(dá)到(行為決定的)閾值時(shí),激活呈現(xiàn)雙峰分布:有時(shí)在元音刺激后250毫秒到700毫秒之間有廣泛的激活,有時(shí)則沒(méi)有,很少有中間情況,他們稱之為“分叉動(dòng)態(tài)”。廣泛的激活準(zhǔn)確預(yù)測(cè)了研究中主動(dòng)環(huán)節(jié)中受試的報(bào)告。也就是說(shuō),當(dāng)與元音開始相關(guān)的廣泛激活出現(xiàn)時(shí),受試者報(bào)告聽到哪一個(gè)元音及其可聽度;而當(dāng)沒(méi)有廣泛激活時(shí),受試沒(méi)有給出報(bào)告。這一研究有一個(gè)方法論上的結(jié)果:在被動(dòng)環(huán)節(jié),作者能夠使用分叉動(dòng)態(tài)作為報(bào)告的替代。即使受試者沒(méi)有報(bào)告元音,與聲音相關(guān)的廣泛激活仍然預(yù)測(cè)了他們的意識(shí),稍后關(guān)于“心智游移”(mind wandering)的說(shuō)明將揭示這一點(diǎn)。

排除涉及執(zhí)行功能的PFC區(qū)域,被動(dòng)條件下(無(wú)報(bào)告)的廣泛激活不像全局工作空間激活那樣廣泛。Sergent等人將被動(dòng)條件下的廣泛激活稱為“全局游樂(lè)場(chǎng)”激活,全局游樂(lè)場(chǎng)激活是全局工作空間激活的一個(gè)子集。全局游樂(lè)場(chǎng)激活剝離了報(bào)告背后的決策和執(zhí)行過(guò)程,使其比全局工作空間激活更適合作為存取意識(shí)(access-consciousness)的神經(jīng)基礎(chǔ)(圖2)。


圖2.從腦電圖(EEG)數(shù)據(jù)重建刺激開始后330毫秒的激活。最左邊的圖描繪了全局工作空間激活,中間的圖描繪了全局游樂(lè)場(chǎng)激活,最右邊的圖表示兩者的差異。由于EEG數(shù)據(jù)在定位上不是非常精確,因此可以將這些重建視為極近似情況,如Sergent及其同事所強(qiáng)調(diào)的那樣。

心智游移

這個(gè)結(jié)果似乎支持前額葉理論家,因?yàn)镻FC是全局游樂(lè)場(chǎng)激活的一個(gè)組分。然而,還有另一個(gè)關(guān)鍵結(jié)果。上述實(shí)驗(yàn)有一半的環(huán)節(jié)是“主動(dòng)”的,要求受試辨識(shí)元音并報(bào)告元音的可聽度。在“被動(dòng)”環(huán)節(jié)中,有四個(gè)不同的任務(wù)替代了元音任務(wù),盡管元音仍然呈現(xiàn)。這四個(gè)任務(wù)分別是:(i)視覺任務(wù)(檢測(cè)一個(gè)大綠圈);(ii)關(guān)于算術(shù)、一般信息和其他主題的多項(xiàng)選擇題;以及(iv)我們感興趣的任務(wù),一項(xiàng)心智游移的測(cè)試。

在心智游移測(cè)試中,受試者被問(wèn)到(用法語(yǔ)),“你正在想什么?”有四個(gè)選項(xiàng):(i)“聲音”,(ii)“我的想法”,(iii)“任務(wù)”,以及(iv)“沒(méi)有/我感到困倦”。在心智游移任務(wù)中,大多數(shù)受試的回答是視覺任務(wù)或“我的想法”。只有19%的回答是“聲音”。在最低強(qiáng)度信噪比下,有16%的回答是“聲音”,而在最高強(qiáng)度下有33%的回答是“聲音”。因此,即使在最高可聽度水平,大多數(shù)受試的報(bào)告也不是“聲音”。

有趣的是,當(dāng)與聲音相關(guān)的全局游樂(lè)場(chǎng)激活出現(xiàn)時(shí),受試者傾向于在心智游移測(cè)試中選擇“聲音”。作者總結(jié)道:“……通過(guò)意識(shí)存取的分叉模型,我們可以用神經(jīng)活動(dòng)預(yù)測(cè)受試在被動(dòng)聽力條件下是否自發(fā)地意識(shí)到聲音。”這個(gè)結(jié)果表明,全局游樂(lè)場(chǎng)激活預(yù)測(cè)了對(duì)聲音的意識(shí),因?yàn)槿绻麉⑴c者沒(méi)有聽到聲音,他們不會(huì)想到它。但這個(gè)結(jié)果也暗示,可能是對(duì)聲音的認(rèn)知而不是對(duì)聲音本身的意識(shí)導(dǎo)致了全局游樂(lè)場(chǎng)激活。全局游樂(lè)場(chǎng)激活預(yù)測(cè)了心智游移中對(duì)聲音的報(bào)告,但報(bào)告最直接地反映了認(rèn)知,而聲音的有意識(shí)知覺是從對(duì)聲音的認(rèn)知中推斷出來(lái)的。鑒于報(bào)告最直接反映了對(duì)聲音的認(rèn)知,而PFC是認(rèn)知的所在地,我們必須接受全局游樂(lè)場(chǎng)激活反映了部分或全部的認(rèn)知而非有意識(shí)知覺的可能性。

一些認(rèn)知可能被認(rèn)知理論家視為有意識(shí)體驗(yàn)的組成部分,例如,聽覺認(rèn)知可能包含著關(guān)于聲音的想法,但無(wú)聊猴子問(wèn)題確實(shí)對(duì)這一觀點(diǎn)造成挑戰(zhàn)。

這個(gè)結(jié)果足以表明無(wú)聊猴子問(wèn)題是真實(shí)的,但還有一些問(wèn)題值得進(jìn)一步探討。需要注意的是,受試報(bào)告腦海中有“其他事情”時(shí),也可能意識(shí)到了聲音。我們都有這樣的經(jīng)驗(yàn):在講課或聽講時(shí),窗外駛過(guò)一輛響亮的垃圾車。當(dāng)然,有些人可能能夠屏蔽這些聲音,但其他人可能會(huì)經(jīng)歷這樣的情況:我們會(huì)報(bào)告痛苦地意識(shí)到垃圾車的聲音,同時(shí)思考著如何回答一個(gè)問(wèn)題。如果我選擇報(bào)告思考如何回答問(wèn)題而不是垃圾車的聲音,可能是因?yàn)榛卮饐?wèn)題的任務(wù)似乎更體面或在當(dāng)時(shí)對(duì)我更重要,而不是因?yàn)槲覜](méi)有意識(shí)到垃圾車的聲音。無(wú)需強(qiáng)調(diào),我們都能想到許多報(bào)告可能出錯(cuò)或誤導(dǎo)我們的方式。但我們?nèi)匀粦?yīng)該認(rèn)真對(duì)待報(bào)告。如此一來(lái),我們就有更多的理由認(rèn)為無(wú)聊猴子問(wèn)題是真實(shí)的。

重要的是,實(shí)驗(yàn)中聲音的信噪比是變化的,當(dāng)它非常低時(shí),受試者在主動(dòng)條件下的準(zhǔn)確率只有50%。然而,在關(guān)鍵的信噪比范圍內(nèi),受試者在主動(dòng)條件下識(shí)別元音的準(zhǔn)確率大約為95%,即便大多數(shù)受試的報(bào)告沒(méi)有涉及“聲音”。因此,即使聲音在任務(wù)相關(guān)時(shí)是明確可識(shí)別的,受試者也可能報(bào)告算術(shù)或綠圈,或這些答案出現(xiàn)在他們的腦海中。

這意味著,在心智游移任務(wù)中,報(bào)告算術(shù)或綠圈在“我腦海中”的同時(shí)可能伴隨著對(duì)聲音的背景意識(shí)。就像在思考如何回答問(wèn)題時(shí),垃圾車的聲音可以繼續(xù)作為意識(shí)背景的一部分。因此,即使沒(méi)有全局游樂(lè)場(chǎng)激活,也可能存在對(duì)聲音的意識(shí)。

結(jié)論

回到從PFC解碼知覺內(nèi)容的話題,我們不能排除如下可能性,令人印象深刻的從PFC進(jìn)行的內(nèi)顱解碼可能部分反映了后知覺的認(rèn)知內(nèi)容,而不是有意識(shí)的知覺內(nèi)容。這一事實(shí)表明“無(wú)聊猴子”問(wèn)題是真實(shí)的,我們?cè)谶^(guò)度解讀猴子雙眼競(jìng)爭(zhēng)內(nèi)容的解碼時(shí)要保持謹(jǐn)慎。PFC解碼在關(guān)于意識(shí)的神經(jīng)基礎(chǔ)的爭(zhēng)論中發(fā)揮了過(guò)大的作用,而這面臨著雙重錯(cuò)誤。首先,從PFC解碼失敗對(duì)意識(shí)理論是無(wú)害的,因?yàn)檫@些理論的指針版本仍然可以運(yùn)作。其次,從PFC解碼的成功可以反映基于刺激的思維過(guò)程,而不是與之相關(guān)的有意識(shí)的知覺。

作者:Ned Block

原文:https://doi.org/10.1016/j.tics.2024.05.004

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