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海内存知己 天涯若比邻

脑与意识

脑与意识

书名：

脑与意识

ISBN：

9787553673844

作者：

迪昂

出版社：

浙江教育出版社

出版时间：

2018-01-01

图书分类：

中枢神经系统生理学

语言：

chi

开本：

其他

版次：

1

装帧：

其他

页数：

319页

字数：

260千字

作者：

在

,

内容简介

除宇宙外，大脑是目前人类的头号未解之谜，宛若科学领域闪耀的王冠，而王冠上璀璨的明珠，要属人的意识，它令人着迷又深不可测。意识吸引了全世界科学领域的巨擘的目光，而脑科学家斯坦尼斯拉斯·迪昂从这些人里脱颖而出，他让意识探索从空想走向实践。如诺贝尔生理学或医学奖获得者埃里克· 坎德尔所说，迪昂开创的一系列意识实验，彻底改变了脑科学领域。

作者简介

斯坦尼斯拉斯・迪昂是法国著名的认知神经科学家，现任法兰西学院教授、法国国家健康与医学研究院（INSERM）认知神经影像研究部门主任。他因在人类阅读、数学认知和意识研究领域的开创性工作而享誉国际。迪昂的研究采用脑成像技术（如功能磁共振成像fMRI和脑磁图MEG）深入探索大脑如何处理书面语言和数字符号，提出了“神经元再利用假说”，认为人类的文化能力（如阅读和算术）是由进化上较古老的大脑区域重新利用而产生的。

他的代表作《脑的阅读》和《数字感》系统地阐释了阅读和数学能力背后的神经机制，广受学界和公众认可。此外，迪昂还致力于意识研究，提出了“全脑神经工作空间”理论，解释意识信息如何在大脑皮层中整合与传播。他曾获得多项国际大奖，包括格雷特·伦德贝克欧洲大脑研究奖。迪昂的学术贡献不仅深化了我们对大脑高级功能的理解，也为教育实践和神经科学研究提供了重要视角。

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评论

25 条对“脑与意识”的回复

  1. 风 的头像
    风

    摘记几点：1 全脑神经工作空间假说：意识的出现是信息在全脑范围共享（而非只在特定脑区）的表现，但仅此而已。意识的本质是物质的；2 通过刺激可以使脑产生生动的主观体验，无需客观事实发生。这在实验中早已实现，但随意营造幻象还远未做到；3 一部分其它动物也具有意识，其中很可能包括诸如自我认识之类的二阶判断。人类用于思维的语言可能是人脑与众不同的本质原因；4 意识的物质本质与自由意志不矛盾，但书中没有给出意志何以自由的原因。作者比大多数思想家掌握了更多关于大脑的知识，没有在这个问题（以及另一些问题）上给出洞见，有点可惜。作者在书中对如何确定大脑处于意识状态进行了谨慎周密的实验并予以讨论，如能跟从作者走完这一系列实验、思考的步骤，不失为一项有意思的训练。

  2. 三棵树 的头像
    三棵树

    在阅读的过程中不断刷新自己的认知，大概有一天，真的实现了通过神经控制主观意识，那么”我”又究竟可以再依靠什么来证明存在呢？

  3. 虹珥蜺蜃 的头像
    虹珥蜺蜃

    “所有灵长类动物中，人类前额叶神经元的树突是最大的。”

  4. Steppenhund 的头像
    Steppenhund

    是怎样一种信息加工过程构建出了我们的意识思维?它存在的理由是什么?它在以信息为基础的脑的经济学中起到了什么样的作用?我的假说对此做了简明的闻述。在我们说自己意识到了某种信息时，这仅仅意味着这段信息已经进人了脑中某些特定的存储区域，并使其他脑区能够获得该信息。数以百万计的意识表征不断地以无意识的形式穿梭于全脑，其中某一个能被选出来是因为它与现在的目标吻合。而意识的功能便是使全脑的高级决策系统都能获得该信息。我们每个人都拥有一个意识路由器，这是一个进化而来的用于提取相关信息并将其配送到对应区域的结构。心理学家伯纳德・巴尔斯把这个路由器称为“全脑工作空间”，即一个与外部世界隔绝的内部系统，它使我们可以自由地操纵自己的心理表象并将其传播到脑的各个专门的处理器中(见图51)根据这个理论可知，“意识”仅仅是整个大脑信息的共享。任何被我们意识到的信息，都能被我们长久地保留于脑中，即使外部的刺激早已消失。这是因为，我们的大脑将信息带入了“工作空间”，这个工作间存储的信息不依赖于我们第一次知觉到它的时间和地点。所以，我们可以以任何想要的方式调用这些信息。尤其是可以将其派送到语言处理器并为其命名，这也正是为什么将知觉到的信息报告出来的能力是意识状态的关键特征。此外，无论什么样的信息，我们都可以将其储存在长期记忆里或者在计划未来时使用它。我认为，能够灵活派送信息的能力是意识状态的特征属性。

  5. 404NotFound 的头像
    404NotFound

    在人类进化的过程中，分享社会信息可能是意识最核心的功能之一。大脑从当前的感官细节中提取并创造意识“简报”的第二个原因是，这样做有利于和他人分享信息。“自己”只是一个由社会经验填充的数据库，它与我们尝试理解他人思想的数据库是同一种形式，正因为如此，它才可能包括明显的差距、误解和偏见。意识使我们能够自主创造虚拟的世界：我们可以通过假装、伪造、假冒、撒谎、欺骗、做伪证、否认、发假誓、争吵、反驳和回绝等方式，转化社会决策算法，使其有利于我们自身。

  6. 404NotFound 的头像
    404NotFound

    拥有着灵活转接信息能力的意识脑是一台生物图灵机。它使我们可以缓慢地产生大量的系列性计算。由于每一步的中间结果必须在意识中保留一小段时间才能被传递到下一个阶段，所以这种计算是十分缓慢的。我们不能用无意识直觉进行策略性的推理，阈下信息不能参与到有策略的思考中。

  7. 404NotFound 的头像
    404NotFound

    意识的主要作用是建立持久的想法。意识在进化中扮演了一个特定的角色，它使人们随着时间推移不断学习，而不只是简单地活在当下。阈下思维只能持续一瞬间。只有意识才能让我们的思维保持持久。

  8. 404NotFound 的头像
    404NotFound

    大量无意识神经元估算着世界现状的真实概率分布，而意识却直接将其简化成全或无的样本。有趣的是，整个加工过程与量子力学有相通之处，虽然加工的神经机制可能只涉及经典物理学。量子物理学家告诉我们，物理现实存在于波函数的叠加中，这种叠加决定了在某一状态下能够发现粒子的可能性。然而，当我们想要测量时，这些可能性就会塌缩至一个确定的全或无状态。我们从来观测不到一种陌生的混合状态，例如著名的薛定谔的猫指的是一种处于半死半活的叠加态。根据量子理论，正是物理测量的行为迫使所有的可能情况塌缩成单一离散的结果。在我们的脑中，也发生了类似的事件，正是对某个物体有意识的注意瓦解了其他多种解释的概率分布，从而使我们只知觉到一种可能性。意识扮演了离散测量装置的角色，使我们能理所当然地一窥潜在而又浩瀚的无意识计算之海。

  9. 404NotFound 的头像
    404NotFound

    一个人……就像影子一样，我们永远无法看透，因为我们对其没有直接的知识。——马塞尔·普鲁斯特，《追忆似水年华》（1921）
马塞尔·普鲁斯特的比喻更新了原来的陈词滥调：思维像一座堡垒。当撤退到我们的心墙之后，避开别人好奇的目光，我们就可以自由地思我所想。意识是一个坚不可摧的避难所，供思维自由徜徉。而与此同时，同事、朋友和配偶却认为我们正在聆听他们所说的话。朱利安·杰恩斯把意识描述为“一个充满无声的独白和先见之明的秘密剧院，一栋装满各种情绪、沉思和秘密的无形大厦，一个充斥失望和发现的无限空间”。

  10. 404NotFound 的头像
    404NotFound

    一个人……就像影子一样，我们永远无法看透，因为我们对其没有直接的知识。——马塞尔·普鲁斯特，《追忆似水年华》（1921）
马塞尔·普鲁斯特的比喻更新了原来的陈词滥调：思维像一座堡垒。当撤退到我们的心墙之后，避开别人好奇的目光，我们就可以自由地思我所想。意识是一个坚不可摧的避难所，供思维自由徜徉。而与此同时，同事、朋友和配偶却认为我们正在聆听他们所说的话。朱利安·杰恩斯把意识描述为“一个充满无声的独白和先见之明的秘密剧院，一栋装满各种情绪、沉思和秘密的无形大厦，一个充斥失望和发现的无限空间”。

  11. 404NotFound 的头像
    404NotFound

    在这一章里，我会描述四种意识标志：首先，虽然阈下刺激可以被传送到大脑皮质深处，但是当超越意识的阈限时，这些脑活动会大大增强。随后，大脑活动就会扩散到其他许多脑区，导致顶叶和前额叶回路突然激活，这是标志1。其次，从脑电图上可以发现，意识通达以一种叫作P3的晚期慢波的形式出现，这是标志2。这个事件电位在刺激出现后的1/3秒后才发生，也就是说，意识滞后于外部的世界。最后，通过插入大脑深处的电极来追踪脑活动，我们可以观察到另外两个标志：一个在后期突然出现的高频振荡，为标志3，以及远距离脑区之间信息交换的同步化，这是标志4。所有这些事件都为意识加工提供了可靠的标识。

  12. 404NotFound 的头像
    404NotFound

    我们不仅仅只是有意识地知觉到了周围感觉信号的一小部分，而且知觉到这些信号时至少滞后了1/3秒。在这个方面，我们的脑就像一个观察超新星的天文学者。因为光速是有限的，所以来自遥远星球的信息要耗费数百万年才能传到我们这里。类似地，因为大脑积累证据的速度非常迟缓，所以那些我们认为是“现在”的意识信息其实至少滞后了1/3秒。当输入信息太微弱，积累证据的过程甚至会缓慢到超过半秒钟，之后该信息才能被意识知觉到。这类似于宇航员的超长曝光摄影，使来自暗星的微弱光线在敏感的摄影底片上聚积17。正如我们刚刚得知的一样，当思维被其他东西占据时，意识被延迟的时间可能会更长。这就是为什么你在开车的时候不应该使用手机——即使是一个条件反射般的反应，比如看见前面的汽车尾灯时踩刹车，你的意识思维也会因为被干扰而慢下来18。幸运的是，我们的脑有巧妙的机制来补偿这些延迟。首先，我们经常依赖一个无意识的“自动驾驶仪”。预期是弥补意识延迟的第二个机制。几乎我们所有的感觉和运动区域都包含可以预期外界事件的时间学习机制。但其中一个副作用是，当一个预期外的事件发生时，比如说一道亮光闪过，我们会错误地知觉其发生的时间。与一个移动速度可预测的小点相比，我们看到的一道快速闪现的光似乎更落后于它真实的位置20。这被称为“闪光滞后效应”（flash lag effect），是由于我们总是先知觉可预测的刺激再知觉不可预测的刺激而造成的。这个效应是通往意识思维的堡垒那漫长而蜿蜒的道路的见证。只有当脑的预期机制失效时，我们才会深刻地认识到意识具有漫长的延迟性。如果偶然打翻了一杯牛奶，你会亲身感受到那一刹那，你的意识正在试图追上事情发生的脚步，而自己的行动太慢了。

  13. 404NotFound 的头像
    404NotFound

    我们不仅仅只是有意识地知觉到了周围感觉信号的一小部分，而且知觉到这些信号时至少滞后了1/3秒。在这个方面，我们的脑就像一个观察超新星的天文学者。因为光速是有限的，所以来自遥远星球的信息要耗费数百万年才能传到我们这里。类似地，因为大脑积累证据的速度非常迟缓，所以那些我们认为是“现在”的意识信息其实至少滞后了1/3秒。当输入信息太微弱，积累证据的过程甚至会缓慢到超过半秒钟，之后该信息才能被意识知觉到。这类似于宇航员的超长曝光摄影，使来自暗星的微弱光线在敏感的摄影底片上聚积17。正如我们刚刚得知的一样，当思维被其他东西占据时，意识被延迟的时间可能会更长。这就是为什么你在开车的时候不应该使用手机——即使是一个条件反射般的反应，比如看见前面的汽车尾灯时踩刹车，你的意识思维也会因为被干扰而慢下来18。幸运的是，我们的脑有巧妙的机制来补偿这些延迟。首先，我们经常依赖一个无意识的“自动驾驶仪”。预期是弥补意识延迟的第二个机制。几乎我们所有的感觉和运动区域都包含可以预期外界事件的时间学习机制。但其中一个副作用是，当一个预期外的事件发生时，比如说一道亮光闪过，我们会错误地知觉其发生的时间。与一个移动速度可预测的小点相比，我们看到的一道快速闪现的光似乎更落后于它真实的位置20。这被称为“闪光滞后效应”（flash lag effect），是由于我们总是先知觉可预测的刺激再知觉不可预测的刺激而造成的。这个效应是通往意识思维的堡垒那漫长而蜿蜒的道路的见证。只有当脑的预期机制失效时，我们才会深刻地认识到意识具有漫长的延迟性。如果偶然打翻了一杯牛奶，你会亲身感受到那一刹那，你的意识正在试图追上事情发生的脚步，而自己的行动太慢了。

  14. 404NotFound 的头像
    404NotFound

    这一系列现象与物理学家所说的“相变”（phase transition），或者数学家口中的“分歧”（bifurcation）类似，即物理体系状态中出现的突然的、不连续的变化。水冻结成冰的过程就是一个液态转变为固态的典型例子。早些时候，我和同事们在思考意识时，发现相变的概念与意识知觉存在许多共同的特点31。和结冰一样，意识也存在一个阈限：短暂的刺激会保持在阈下，而时间稍长的刺激却变得完全看得见。大多数自我放大的物理系统都具有一个临界点，全局的变化或不变都取决于这一点小小的改变。我们推测脑可能也是如此。

  15. 404NotFound 的头像
    404NotFound

    这一系列现象与物理学家所说的“相变”（phase transition），或者数学家口中的“分歧”（bifurcation）类似，即物理体系状态中出现的突然的、不连续的变化。水冻结成冰的过程就是一个液态转变为固态的典型例子。早些时候，我和同事们在思考意识时，发现相变的概念与意识知觉存在许多共同的特点31。和结冰一样，意识也存在一个阈限：短暂的刺激会保持在阈下，而时间稍长的刺激却变得完全看得见。大多数自我放大的物理系统都具有一个临界点，全局的变化或不变都取决于这一点小小的改变。我们推测脑可能也是如此。

  16. 404NotFound 的头像
    404NotFound

    由刺激诱发的活动所消耗的能量只占到脑消耗总能量的很小一部分，大概不到5%。神经系统主要还是一个可以产生自己的思维模式的自动装置。当我们休息或者“什么都不想”的时候，即使在黑暗中，脑也在产生一系列复杂且不断变化的神经活动。

  17. 兰吉 的头像
    兰吉

    此书属于学术科普著作，而非一般的科普，比较难读，会讲述作者作为一个研究者进行的实验和方法。关于意识，作者对此做了相对系统的阐述，讲述了意识通达、无意识、计算模拟、临床等，侧重脑科学的宏观面（利用fMRI等观察现象研究内部），算是我第一本脑科学入门书籍（而非科普）。由于比一般科普信息量大太多，值得复读，其中的一些思想对人工智能的研究应该是具有启发性的。尽管目前“意识”仍然有太多的未解之谜，但作者坚信建造一个具有意识的自由意志机器是可行的，且一定是遵守物理法则的。尽管从唯物主义的角度看是绝对的，但这不免陷入自由意志的哲学悖论（中文房间实验）。科学史上，思维实验悖论往往是因为在当前语境下科学的概念偷换（误解），这样看“预先编码”和“自由意志”之间的鸿沟，一定是因为当前科学中关键概念的缺失或误解。

  18. 张偲蒙 的头像
    张偲蒙

    “特克斯勒消逝效应”（ Troxler fading）的视错觉一个客观不变的视觉图片能够随机进出我们的主观意识。这个意义深远的发现构成了现代意识科学的基础。

  19. 张偲蒙 的头像
    张偲蒙

    很明显，在无意识条件下，人类可以很巧妙地处理问题，从单词理解到数字相加，从错误觉察到问题解决。因为无意识可以进行很快的运算，且在大量的刺激和反应中同时进行，所以这些技巧常常使无意识超越意识思维。

  20. 张偲蒙 的头像
    张偲蒙

    这些实验的结果是很明确的，那就是我们的大脑掌管着一系列机智的无意识装置，这些装置不断地监控着周围的世界并且赋予其价值，以此来引导我们的注意并且塑造我们的想法。多亏了这些阈下的标签，它仔细地将不断轰炸我们的无序刺激根据当前目标的相关性进行分类，使这些刺激转变为我们进行合理决策的标识。只有相关性最高的事件才会吸引我们的注意，得到进入意识的机会。在意识水平之下，无意识的大脑不停地评估着潜在的机会，这证明了注意主要是通过阈下的方式来运行的。

  21. 张偲蒙 的头像
    张偲蒙

    我们看到的世界和视网膜所看到的世界从来都不是相同的。事实上，如果我们看到的世界和视网膜所看到的世界是相同的话，那将会是一个相当恐怖的景象：一系列高度扭曲的明暗像素朝着视网膜中心汇聚，被血管覆盖，并且在视网膜的中心有一个巨大的洞，即“视觉盲点”，也就是连接眼和大脑的神经的所在地，另外当我们的目光移动的时候，图像也会不断地模糊、变化。而事实上，我们看到的却是一个三维的景象，它纠正了视网膜的缺陷，填补了视盲点，稳定了眼和头的移动，并且可以在很大程度上根据我们对类似视觉场景的原有经验来重新解释图像。所有这些操作都是在不知不觉中进行的

  22. 张偲蒙 的头像
    张偲蒙

    无论任何时候，当一张图片被有意识地知觉到后，大约在1/3秒后，前颞叶细胞就会开始激烈地放电，并持续一段时间。由于不同的图像激活不同的细胞，这些放电过程所反映的不仅仅是大脑的觉醒程度。相反地，我们见证的是意识的内容。活跃与不活跃细胞的模式形成了对主观知觉到的内容的内部编码。这种意识编码被证明是稳定并且可重复的。无论何时，只要患者想起比尔·克林顿，同一个神经细胞就会放电。事实上，不需要任何客观的外部刺激，仅仅是对前总统的图片进行想象就足以激活神经细胞。前颞叶的大多数神经元对真实和想象的图像具有同样的选择性。记忆回想同样也能激活它们。当患者在看《辛普森一家》的视频时，有一个细胞放电了。此后，每当这个患者回想起那段电影片段时，即使是处于完全的黑暗中，这个细胞也会再次放电

  23. 张偲蒙 的头像
    张偲蒙

    患者的阳性症状，即奇异的幻觉和妄想又该怎么进行解释呢？认知神经科学家保罗・弗莱彻（Paul Fletcher）和克里斯・弗里思（ Chris Frith）提出了一个明确的解释机制，这个机制建立在受损的信息传播的基础上。正如我们在第2章中谈到的，夏洛克・福尔摩斯的脑可以从多角度输入信息，无论是知觉还是社会信息，以此做出最优推论。这样的统计学习需要信息的双向交换：感觉区域将信息向上级传递，高级区域做出自上而下的预测反应，它们共同组成了一个不断解释感觉信息的学习算法。当高级表征的预测和自下而上的信息输入完全匹配时，学习便停止了。此时，大脑知觉到了一个可以被忽略的错误信号，即预测信号和观察信号之间的差异,于是我们便认为这个信息不是新奇的。此时输入的信号不再有趣,从而不再引起任何学习。想象一下,由于长距离连接的受损和NMDA受体的失效,精神分裂症患者自上而下的信息减少了。弗莱彻和弗里思认为,这会导致统计学习机制的严重失调。感觉输入永远得不到令人满意的解释,错误的信号会永久停留在大脑中,引发如雪崩一样无穷无尽的解释。精神分裂症患者会持续地感觉到有些事情仍需要被解释,世界蕴含着许多层隐藏意义,而只有他们自己能知觉到并对其进行深层次解释。造成的结果是,他们会持续地捏造出关于周围环境的牵强解释。例如,让我们思考一下精神分裂症患者的大脑是怎样监控自己的行为的。当我们移动时,预测机制一般能抑制动作带来的感觉。多亏了这一点,我们在拿起咖啡杯的时候才不会感到惊讶:手即将感受到的温暖和轻微的重量是可以被准确预测到的,甚至在行动前,我们的运动区就向感觉区发出了自上而下的预测,通知其即将会体验到一个抓握动作。这个预测十分有效,于是当我们行动时,基本不会知觉到触觉。只有当预测出错时,比如意外拿到了一个烫手的马克杯,我们才会敏锐地有所觉察。接下来,想象一下我们现在生活在一个自上而下的预测已经系统…

  24. Daffodil 的头像
    Daffodil

    除了无意识知觉的问题，还有关于我们最深的动机和欲望之源的更大的问题。早在弗洛伊德之前的几个世纪，很多哲学家，包括奥古斯丁、托马斯·阿奎那、笛卡尔、斯宾诺莎以及莱布尼兹，都注意到人类的行动过程源于一系列广泛的机制，这些机制不能通过内省来获得，其中包括感官运动反射、无意识动机以及隐藏的欲望等。……早在1868年，英国精神病学家亨利·莫兹利（Henry Maudsley）就已经写道：“无意识的心理活动是心理活动中最重要的一部分，也是思维赖以存在的重要加工过程。” 6 另一位同时代的神经科学家西格蒙德·埃克斯纳（Sigmund Exner），是弗洛伊德在维也纳的同事。他在1899年的时候就已经提出：“我们不应该说‘我思考’‘我感觉’，而是‘它（无意识）在我体内思考’‘它（无意识）在我体内感觉’。”这个观点比弗洛伊德在1923年出版的《自我与本我》（The Ego and the Id ）中所提到的想法提前了整整20年。……与之相比，弗洛伊德个人的贡献就显得颇为投机了。这样形容他的工作也毫不为过：他的观点中可靠的部分都不是他自己提出的，而他自己提出的部分都是不可靠的。但是弗洛伊德似乎对自己提出的关于思维的隐喻模型很满意，即使该模型并没有经过严格的检验。我最喜爱的作家之一弗拉基米尔·纳博科夫（Vladimir Nabokov）无法容忍弗洛伊德的这种做法，并且厌恶地咆哮道：“就让这些轻信的粗俗之人继续相信每天将生殖器与希腊神话联系就可以治愈心灵的创伤吧，我一点也不介意。

  25. censored dump 的头像
    censored dump

    进化产生的160亿个皮质神经元所组成的网络，其信息加工能力远远超过了我们的想象。神经元以半自动的方式不停波动，创造了我们内在的心理世界。即使接受的感觉信息相同，产生的结果也会因我们的情绪、目标和记忆而有所不同。意识编码神经元在不同的大脑中是不一样的。尽管我们对颜色、形状和物体进行编码的神经机制总体上相同，但是它们在结构上的细节来源于个人的长期发展过程，通过不断选择和修剪突触，造就了每个人独一无二的脑，形成了不同的人格。

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