这是你不会每天都听到的:两种意识理论将在本世纪的科学斗争中对峙。

得到了当今顶尖神经学家理论家的支持,包括克里斯托夫·科赫,强大的艾伦大脑研究所在华盛顿州西雅图市,该组织希望通过一个耗资2000万美元的项目,将两种对立的意识理念进行测试。简单地说,志愿者在执行一系列精心设计的任务时,将被扫描他们的大脑活动,这些任务旨在弄清大脑意识思维的物理来源。第一阶段于本周在芝加哥举行的神经科学学会年会上启动,这是一场每年吸引两万多名神经学家的智囊盛会。

双方都同意让战斗尽可能公平:他们将在任务设计上合作,在公共账簿上预先登记他们的预测,如果数据只支持一个想法,另一个就承认失败。

古怪的该项目已经令人侧目。尽管有些人称赞这项在科学领域很少出现的针锋相对的研究方法,但也有人质疑这是否完全是一种宣传噱头。英国布莱顿苏塞克斯大学的神经学家Anil Seath博士说:“我不认为(竞争对手)会做到它所说的那样。”他解释说整个试验太“哲学化”了。他说,与揭示大脑如何将外界刺激引入注意力相比,这场斗争更关注于何处以及为什么意识的出现,理论发展每年的数据。

然后是宗教的角度。这个项目是由邓普顿世界慈善基金会(TWCF)这是一个小心翼翼地在科学和信仰之间游走的慈善基金会。虽然灵性并不是意识理论的禁忌——很多人信奉它——但在神经科学领域,twcf是一个相当非正统的参与者。

尽管立即引发了争议,但双方并未被吓倒。“理论是非常灵活的。就像吸血鬼一样,它们很难被杀死,”科赫说。即使这个项目能在某种程度上缩小意识理论的范围,我们也正在朝着破解人类最神秘特性之一的方向前进人类的大脑

随着越来越多的类人机器的崛起,以及促进与被困患者交流的努力,理解意识的需求显得尤为突出。人工智能有可能有意识吗我们应该给他们权利吗?在这期间,人们的意识如何麻醉后吗?我们如何可靠地测量子宫内胎儿或动物的意识呢?这个棘手的问题在堕胎辩论中经常被提及。

即使这个项目没有对意识产生一个明确的解决方案,它也会驱使科学家们对不同的理论通道进行讨论和合作——这本身就是一个值得称赞的成就。

“我们希望的是一个减少错误理论数量的过程,”TWCF主席Andrew Serazin说。“我们想要奖励那些在工作中有勇气的人,而拥有勇气的一部分就是拥有谦卑来改变你的想法。”

满足参赛者

物理系统如何产生主观经验被称为意识的“难题”。虽然神经科学家可以测量神经元及其网络之间的电活动,但没有人知道意识是如何从单个峰值中产生的。意识和自我不能简单地归结为神经脉冲,至少以我们目前的理解状态是这样的。更重要的是,意识到底是什么吗?概括地说,它是一种体验事物的能力,包括自己的存在,而不是像一个机器人一样记录它——一个足够模糊的画面,为意识实际如何工作的理论留下了足够的空间。

总而言之,该项目希望解决近12种顶尖的意识理论。但在拳击场上的前两个也是最突出的:一个是全球工作空间理论(GWT),由Stanislas Dehaene博士在巴黎Collège de France。另一个是综合信息理论(I)这项研究是由威斯康星大学麦迪逊分校的朱利奥·托诺尼博士提出的,并得到科赫公司的支持。

GWT描述了几乎算法的观点。当我们能够整合和分离来自多个输入源(例如,眼睛、耳朵或内部反思)的信息时,有意识的行为就会出现,并在大脑的全局工作空间中将其合并成数据片段。这种心理画板形成了意识处理的瓶颈,因为只有我们注意力中的项目才会被整个大脑使用,从而产生意识体验。另一个要进入意识,之前的数据必须离开。

通过这种方式,工作空间本身“创造”了意识,并作为一种激励鞭子来推动行动。问题的关键在于:根据Dehaene的研究,人类大脑成像研究表明,主要的“节点”存在于大脑的前部,即前额叶皮层,它的作用就像计算机的中央处理单元。它是基于算法的,基于输入输出的,而且像所有的计算机一样,可能被黑客攻击。

相比之下,印度理工学院则持更全球化的观点。意识产生于大脑网络的可测量、内在的互联性。在正确的结构和连接的特征下,意识就产生了。与从理解大脑如何创造意识开始的GWT不同,IIT是从对经验的认识开始的——即使它只是一个自我的经验,而不是外部的什么东西。该理论认为,当神经元在“正确的”环境下以“正确的”方式连接时,意识就会自然而然地产生,创造出经验的感觉。

与GWT不同的是,印度理工学院认为这种突发过程发生在大脑的后部——这里,神经元连接在一个网格状结构中,理论上应该能够支持这种能力。对于IIT用户,GWT描述了一个前馈场景,它类似于数字计算机和僵尸——行为有意识但并不真正具有体验的实体。根据科赫的说法,意识是“一个系统被它自己过去的状态所影响的能力,并影响它自己的未来。”一个系统的因果关系越强,它的意识就越强。”

的摊牌

为了验证这些想法,世界各地的6个实验室将对500多人进行实验,在参与者进行各种与意识相关的测试时,使用3种不同类型的大脑记录。通过采用功能性核磁共振成像(MRI)来发现大脑的代谢活动,脑电图(EEG)和ECoG(一种直接放置在大脑上的电极脑电图),试验希望收集足够多的可复制数据,以缓和甚至是最持怀疑态度的对立场。

例如,有一项实验将跟踪参与者在意识到一幅图像时的大脑反应:GWT认为前额叶皮层会被激活,而IIT则认为要把眼睛盯在大脑后部。

根据广达电脑杂志在美国,这项“摊牌”将让一家顶级期刊承诺发表实验结果,无论结果如何。此外,两大阵营还被要求公开公布基于各自理论的具体预测结果。双方都不会实际收集或解释数据,以避免潜在的利益冲突。最终,如果结果最终支持其中一个想法,另一个就会承认失败。

当然,审判没有回答的是如何神经计算导致意识。最近的一个理论,基于物理学中的热力学他认为,健康大脑中的神经网络根据能量消耗自然地组织在一起,形成足够数量的连接“微状态”,从而导致意识。过多或过少的微观状态都会使大脑失去适应性、处理能力,有时甚至失去保持在线的能力。

尽管有顾虑,TWCF的Potgieter认为这个项目是在一个混乱的领域中向前迈出的开放、协作的一步。他说,这是“有史以来第一次在神经科学领域进行如此大胆的、对抗性的合作,并形成了形式”。

印度理工学院的支持者托诺尼对此表示赞同。它迫使支持者关注并进入一些共同的框架。我认为,我们大家都会以这样或那样的方式获益。”

图片来源:Image by超越时间线Pixabay

范雪来是一位神经科学家出身的科学作家。她在不列颠哥伦比亚大学(University of British Columbia)完成了神经科学博士学位,在那里她开发了神经退化的新疗法。在研究生物大脑时,她开始对人工智能和所有生物技术着迷。毕业后,她搬到了加州大学旧金山分校,研究以血液为基础的因素,使衰老的大脑恢复活力。她是……

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