為期25年的科學賭局—哲學家1:0神經(jīng)科學家，意識的機制依然是迷

克里斯托夫·科赫與大衛(wèi)·查爾默斯，25年前二人賭定研究人員會在現(xiàn)在之前弄清楚大腦實現(xiàn)意識的機制。這個探索仍在繼續(xù)。

圖1 大衛(wèi)·查爾默斯（左）和克里斯托夫·科赫于6月23日在紐約市見面見證了他們的賭局。圖片來源：Jesse Winter/Nature

一項為期25年的科學賭注畫上了句號。1998年，神經(jīng)科學家克里斯托夫·科赫與哲學家大衛(wèi)·查爾默斯打賭，到2023年之前會發(fā)現(xiàn)大腦神經(jīng)元產(chǎn)生意識的機制。兩位科學家于今年的6月23日在紐約市舉行的年度意識科學研究協(xié)會（ASSC）會議上公開表示：宣布查爾默斯為贏家，并且認為這是一個需要持續(xù)進行的探索。最終決定賭局的是一項測試關(guān)于意識神經(jīng)基礎的兩個主要假設的研究，其結(jié)果在會議上進行了揭示。

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查爾默斯說：“對我來說這個賭約是不錯的，對克里斯托夫來說這或許是一個大膽的賭約。”他還表示，這并不是故事的終結(jié)，答案最終會出現(xiàn)：“領(lǐng)域里已經(jīng)取得了很多進展。”

這篇新聞，發(fā)表在最新的一篇Nature 的 News上。

1.偉大的賭約

圖2 實驗室培養(yǎng)的腦部結(jié)構(gòu)可以獲得意識嗎？

意識是人所體驗（experience）的一切——包括味覺、聽覺、感覺等等。這是賦予我們生活意義和價值的東西， “盡管進行了巨大的努力，但研究人員仍不了解人類大腦如何產(chǎn)生了意識”， 查爾默斯補充說，“它一開始是一個非常大的哲學謎團，然而多年后，它逐漸變成一個我們可以從科學上部分掌握的“科學謎團”。

科赫是華盛頓州西雅圖艾倫腦科學研究所的榮譽研究員，在20世紀80年代開始尋找意識的神經(jīng)基礎。從那時起，他一直致力于確定“大腦中真正必需的、必要的組成部分——能產(chǎn)生視覺、聽覺或渴望的感覺”。

技術(shù)方面的蓬勃發(fā)展讓科赫提出這個賭約時非常樂觀，功能性磁共振成像（fMRI）開始廣泛應用，它可以測量大腦活動時血流變化。光遺傳學也已經(jīng)問世，這使得科學家可以調(diào)控大腦中的特定神經(jīng)元。當時的科赫還是加州理工學院的年輕助理教授。他說：“我被這些技術(shù)深深吸引，所以我認為25年之后一定能解決謎團。”

2.對抗性的合作

圖3 研究人員希望今年能了解神經(jīng)元是如何驅(qū)動意識的。圖片來源：Torsten Wittmann 博士/科學圖片庫

這一個幾乎快被遺忘的賭局。但是在幾年前，一位位于斯德哥爾摩的名叫帕·斯納普魯?shù)碌目茖W記者將其重新搬到臺面，他在1998年采訪了查爾默斯，這次采訪的錄音使查爾默斯和科赫回想起他們在賭約中設定的條件，以及他們打賭的一箱葡萄酒。

就在那個時候，兩位研究人員都參與了一個由巴哈馬納索的Templeton基金會支持的大型項目，通過讓競爭性的研究人員合作設計一系列“對抗性”實驗，測試有關(guān)意識的各種假設。“如果假設沒有被論證，將對支撐其理論構(gòu)成嚴峻的挑戰(zhàn)”，查爾默斯說。

圖4 解碼意識的神經(jīng)科學

科赫和查爾默斯等多名研究人員參與的一個實驗研究的結(jié)果于星期五在ASSC會議上公布。該實驗驗證兩種主要假設：集成信息理論（IIT）和全局網(wǎng)絡工作區(qū)理論（GNWT）。IIT提出，意識是大腦中由特定類型的神經(jīng)連接形成的一種“結(jié)構(gòu)”，在某種體驗（例如觀看圖像）發(fā)生時一直活躍，這個結(jié)構(gòu)被認為存在于大腦的后部皮層。GNWT則認為意識是當信息通過相互連接的網(wǎng)絡傳到大腦的區(qū)域時產(chǎn)生的。根據(jù)該理論，這種傳遞發(fā)生在體驗（experience）開始時和結(jié)束時，并涉及大腦前額葉皮層的參與。

六個獨立實驗室進行了對抗性實驗，均按照預先注冊的方案進行，并使用各種互補的方法來測量大腦活動。這些尚未經(jīng)過同行評審的結(jié)果與兩種理論都不完全吻合。

“這說明兩種理論都需要修正，” 德國法蘭克福馬克斯·普朗克實證美學研究所的神經(jīng)科學家Lucia Melloni說道，她是參與其中的研究人員之一，“但修正程度略有不同。”

3.預測未能實現(xiàn)

圖5 在紐約舉行的意識年會上，科赫將一箱美酒搬到臺上，作為對查爾莫斯賭輸?shù)难a償。

關(guān)于IIT的研究表明，后部皮層的區(qū)域確實包含了持續(xù)性信息，這似乎表明了理論所假設的“結(jié)構(gòu)”。但研究人員并未發(fā)現(xiàn)大腦區(qū)域之間的持續(xù)同步，這與先前的假定不符。GNWT這邊，研究人員發(fā)現(xiàn)一些意識的方面（但不是全部）可以在前額葉皮層中得到識別。此外，實驗也證實了該理論的傳播效應，但僅出現(xiàn)在體驗（experience）開始時，并沒有如假設那樣在結(jié)束時也出現(xiàn)。在實驗中，GNWT的結(jié)果比IIT稍差。Melloni表示：“這并不意味著IIT是正確的GNWT是錯誤的。”支持者們需要尋找新的證據(jù)并重新思考機制假設。

圖6 人類大腦特有的褶皺幫助大腦工作方式

還有其他的實驗正在進行中。

作為Templeton基金會的倡議的一部分，科赫參與了一項在測試IIT和GNWT的動物模型中的研究；查爾默斯正在進行另一個項目，評估意識的另外兩個假設。

競爭性理論的支持者們能夠坐下來并愿意接受獨立研究人員對他們的預測進行測試，這是非常罕見且需要勇氣和信任的。Melloni認為，像這樣的項目對于科學的進步至關(guān)重要。

至于賭約，科赫不愿承認失敗，但在年度意識大會前一天，他購買了一箱上等的葡萄牙產(chǎn)的葡萄酒，以此表達他的承諾。他會考慮再來一次賭博嗎？他說：“我愿意加倍下注從現(xiàn)在起25年是可以實現(xiàn)的，因為技術(shù)正在變得更好，而且，鑒于我的年齡，我想不能再等待太久了。”

原文鏈接：

/d41586-023-02120-8

Lenharo M. Decades-long bet on consciousness ends - and it's philosopher 1, neuroscientist 0. Nature. 2023;619(7968):14-15. doi:/d41586-023-02120-8

編譯作者：gaotoutou（brainnews創(chuàng)作團隊）

校審：Simon（brainnews編輯部）

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