问题

人类自我意识的起源与个体细胞之间有何联系,这种能力是神经系统赋予的吗?

回答
人类自我意识的起源,这是一个迷人且深刻的问题,它触及了我们作为生命最本质的体验。而要理解这一点,我们确实需要从最基本的层面——个体细胞——开始思考,并最终连接到我们复杂而精密的神经系统。

从细胞到“我”的遥远旅程:基础的起点

从最基本的生物学角度来看,我们之所以能“存在”,是无数个体的细胞精密协作的结果。每一个细胞,无论它是一个简单的皮肤细胞,还是一个高度特化的神经元,都拥有其自身基本的生命活动。它们进行新陈代谢,对环境做出反应,分裂和死亡,遵循着一套内在的程序。

但是,仅仅拥有这些基本生命活动,并不能构成我们所理解的“自我意识”。一个孤立的细菌,或者一个单细胞的变形虫,它们对环境有感知,有趋利避害的反应,但我们不会认为它们拥有自我意识。自我意识,意味着一种对自身存在的认知,一种能够区分“我”与“非我”的能力,一种内省和反思的能力。

那么,从这些具有基本生命活性的细胞,是如何一步步演化出如此复杂的自我意识呢?这就像是从一颗种子长成一棵参天大树,其中经历了无数次的生长、分化、连接和适应。

神经系统的关键角色:编织意识的网络

答案的核心,毫无疑问地指向了我们的神经系统。神经系统是地球上生命演化出的最复杂、最精密的系统之一,而人类的神经系统更是达到了令人难以置信的复杂程度。

我们可以这样理解:

1. 信号的传递与整合: 个体细胞虽然有其内在的活动,但它们之间的信息交流是有限的。神经系统,特别是神经元,通过电信号和化学信号(神经递质)进行极其快速和广泛的信息传递。这种传递不是随机的,而是沿着特定的通路,形成了一个庞大而精密的网络。

2. 感知与反应的升级: 从简单的触碰反应到复杂的情感体验,这一切都离不开神经系统。我们的感官器官(眼睛、耳朵、皮肤等)捕捉外界信息,这些信息经过神经通路传递到大脑,在大脑的特定区域被处理和解读。神经系统不仅仅是接收信号,它还能将这些离散的信号整合起来,形成一个连贯的、有意义的整体感知。例如,看到一朵花,不仅仅是光线刺激视网膜,而是大脑将颜色、形状、纹理等信息整合,并可能与过去的经验、情绪联系起来,形成一种“看到一朵花的体验”。

3. 记忆与学习: 自我意识的一个重要维度是我们对自身过去和经历的认知。神经系统中的突触可塑性,即神经元之间连接强度的变化,是记忆和学习的基础。通过不断地形成新的连接和强化旧的连接,我们的大脑记录了我们的成长、经验和情感,这些构成了我们对自己“是谁”的认知基础。

4. 信息处理的层次与涌现: 这里的关键在于“涌现”(Emergence)。意识并非存在于某一个单独的神经元中,也不是某个特定区域的独有产物。它是无数神经元之间复杂互动、信息高速传递、不断整合和处理的结果。就像水滴本身不是河流,但无数水滴汇聚在一起,经过地势、重力的作用,就形成了奔腾不息的河流。同样,无数神经元的活动汇集并相互作用,在大脑这个高度组织的系统中,涌现出了“自我意识”这一复杂的现象。

自我意识的起源:一个渐进的演化过程

所以,我们可以说,自我意识的起源,并不是一个瞬间的“开端”,而是一个漫长而渐进的演化过程。

早期生命: 即使是简单的生物,也具备对环境做出反应的能力,这可以看作是意识最原始的萌芽——对外界刺激的“感知”。
神经系统的出现: 随着神经细胞的出现和神经系统的形成,生物体能够更复杂、更协调地处理信息,实现更精密的运动和更高级的适应。
大脑的复杂化: 大脑的出现,尤其是皮层区域(如前额叶皮层)的演化,为更高级的认知功能,如规划、决策、反思以及自我认知提供了物质基础。这些区域负责处理更抽象的信息,并能够对自身的思维过程进行监控和调节。
语言与社会性: 语言的出现极大地促进了自我意识的发展。通过语言,我们可以内化思想,与他人交流,形成更深刻的自我认知。社会互动也迫使我们理解他人的视角,从而反观自身。

总结一下:

人类自我意识的起源,确实是神经系统赋予的能力,但它不是凭空出现的。它是从最基本的、个体细胞的生命活动开始,通过神经系统这一精密的信息处理网络,经过亿万年的演化,逐渐形成的复杂现象。

个体细胞提供了生命活动和信息传递的基本单位。
神经系统则通过其高度网络化的结构和电化学信号的传递,将这些基本单元连接起来,实现了信息的整合、加工和涌现。
特别是大脑的复杂结构,如皮层区域,为更高级的认知功能,包括自我认知、反思和内省,提供了基础。

你可以想象,一个没有神经系统的生物体,就像一个没有通信网络和处理中心的工厂,即便有许多勤劳的工人(细胞),也无法组织起复杂精密的生产活动。神经系统就像是这个工厂的“中央控制室”和“通信系统”,它连接了所有的工人,协调他们的工作,最终创造出“产品”——也就是我们的体验、思想和自我。

因此,将自我意识完全归结为某个单一的细胞或者某个特定的基因是不够的,它是一个系统层面的涌现,而神经系统是这个涌现的核心载体和驱动者。

网友意见

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目前看来,自我意识是复杂到一定程度的神经系统通过学习、互动产生的一项功能

产生意识需要的复杂程度的下限未知,按照通过镜子测试的动物的最小大脑来看起码可以少到 25 万个神经细胞(蚂蚁的脑):蚂蚁的脑就有视觉自我认知能力[1]和脑的偏侧化[2]

对睡眠及全身麻醉的研究[3]证明,睡眠、全身麻醉和意识障碍的共同特点是大脑各区域间的功能连接中断、一系列功能状态受到限制,网络效率降低并增加孤立的模块化,为信息传输和集成创造了不适宜的条件,这意味着产生意识需要的可能是对信息的传输和集成

灵长类大脑前额叶背侧部涉及以“自我”为中心的空间记忆相关信息的处理[4]。前额叶皮层被实验证明是介导视觉意识的大脑区域之一,对激发处理视觉信号的神经网络非常重要,二者支持同一种意识模型[5]。二十世纪进行的大量的前额叶手术和二十一世纪的经颅磁刺激·超声波照射刺激也证明压制前额叶的活动或阻断各脑区间的信号传递[6]可以压制自我意识。

2020 年 9 月 25 日发表在《科学》杂志的文章 A neural correlate of sensory consciousness in a corvid bird[7]用类似测试灵长类动物意识的方法实验检测小嘴乌鸦的高级认知能力,在可能负责鸟类高级神经活动的 NCL 脑区(类似于哺乳类前额叶皮层)植入电极记录数百个神经元的活动,发现当乌鸦检测到视觉刺激存在·不存在时 NCL 的单个神经元会有不同的反应模式。这可能关系到意识的物质基础。


题目被复古的“俺寻思自我意识应该是有用的”所困扰,并混杂着大量的主观臆断。

  • 其实,很多读者想讨论的东西不是意识,而是“灵魂”或“自由意志”。潜意识提议你讨论意识,是因为神经回路刻印的信息显示“讨论灵魂显得过时而愚蠢”。

一、“意识造就的人类智慧”这说法将意识的功能抬上了天,与事实不符。

意识的功能可能是行使否决权而不是决定行动,也可能连否决权都没有。

对准备电位的研究[8]指出大脑会先于我们的意识进入一种特殊的状态。在要求实验对象自发地移动他们的手指时,脑电图扫描显示在运动皮质区有缓慢的负电势势移,而势移的发生早于实验对象的身体移动。
实验显示准备电位可以比移动早 7~10 秒[9]。核磁共振可以用超过 90% 的准确度感知其变化、预测活动的开始,这不是因为活动还有低于 10% 的自由度存在,而是因为核磁共振机的灵敏度目前就这样。
在对运动表现的研究[10]和高水平运动员·艺术家的反馈中,自我意识被认定妨碍了他们的表现。当运动员或表演者对自己正在做的事情“意识太强烈”时,“想得过于努力”会抑制他们的身体行动和创造力。人对一件事的反应越快、越精准,它就越有可能是无意识直接指挥的。

这个现象表明是潜意识决定开始做移动身体之类行为,意识并没有能力决定开始某个行为。

二、“人的思维能力主要来源于大脑”目前看来是对的,但你觉得思维能力真的需要意识吗

  • 2012 年被吹嘘为“证明了准备电位并不代表没有自由意志”的论文[11]其实是被媒体曲解了,它证明的是“人脑的决策比过去想象的更加依赖随机激发,它不是决策树,而是骰子堆”,身体的活动仍然发生在意识的参与之前。
  • 梦游的人可以在没有意识的状态起床、翻越障碍物、吃喝、发电子邮件、开车、犯罪并清理犯罪现场。这些事并不需要意识来指挥。

在那之前,感知能力需要意识吗?

  • I型盲视患者声称自己看不到东西,但他们对视野内物体的位置、运动、形状进行猜测的成功率远高于随机猜测。II型盲视患者声称自己能够感觉到一些物体在运动,却没有视知觉。一些盲视患者可以避开飞来的物体,而自称不知道发生了什么。
  • 安东-巴宾斯基综合征患者看不到东西,但是他们坚信自己能够看到东西,并会主动虚构视觉经历,例如撞到家具、墙壁、门上并声称不小心绊到了脚,打翻东西说是没注意,向周围的人生动地描述看到了并不在这里的人或事物。

三、题目所称的“自我意识可以做出自残来伤害物质基础的行为”是不符合事实的。

  • 在地球上有大把“看不出有任何程度的意识”的非人生物可以自残,那不需要什么特别的认知能力——反倒是“失去了正常的认知、处于恍惚状态”更有可能触发自残。
  • 意识是神经元放电的结果,只在输入强度超过动作电位时发生。意志和知觉不能引起神经元兴奋,它们是神经元兴奋的结果。
  • 有些人患上帕金森病后变成了难以自控的赌徒。一些机智的医生发现这与患者服用的药物有关:这些药物会提高大脑中的多巴胺水平,解决患病引发的运动问题,但也将患者变成了好赌之人。对神经递质加以改动,就会改变你的行为方式和风险回避程度。所以,并不是患者有意选择去变成赌徒,而是当大脑发生变化时人的行为随之改变。

四、题目所称的“神经系统与意识为供养关系”看起来被佛教之类所称的“供养”给带到沟里去了。

五、“神经系统相对于其它更低级的身体组织”没有任何优越或高级之处

  • 人的免疫系统和相关的免疫机制可以毫不含糊地直接攻击同一具身体里的神经细胞,看上去跟压死一条毛毛虫没什么差别。
  • 二倍体涡虫体内随机产生的四倍体干细胞可以分裂、分化去替换身体里所有的二倍体体细胞,包括神经细胞。

六、“人与其它动物的差距”在大集体的力量上比较显著,在个体层面则没有你以为的那么明显。

  • 在泥头车和狂犬病毒面前,一个人与一条狗是高度平等的。
  • 人类整体的力量关系到人擅长投掷和抓握物体的身体结构、利用虚构的概念跟陌生人合作的能力之类,是生物学演化、行为和文化的演化共同塑造的,起主要作用的是一些特定的病毒感染和长时间的高强度狩猎。


人们一向觉得“意识是我们生而为人的关键”,这看起来不言自明。但是“意识到底有什么用”这个问题并不会消失。它存在于每一个青春期悸动少年的脑中,存在于桂冠诗人的笔下。难道我只是化学的火花吗?我是以太中的一块磁石吗?我是电路中的自激信号吗?我不只是我的眼睛、口鼻、身体,我是那个从眼睛里向外看的人,但是从它里面向外看的到底是谁?我是谁[12]

答案可以很简单:你是你的大脑

不用去管别的概率,那些概率就算非零也没什么用。例如将意识推到体外来试图摆脱“身体带来的凡俗感”并不难,但并不怎么管用。

  • 意识似乎是由大脑产生,但也有可能另有来处。假设你生活在沙漠中的一个原始部落,有一天你在沙中发现了一台收音机,而你此前从未见过这种东西。你发现只要旋转按钮,就有声音从中传出。然后你把螺丝拆下,发现只要改变里面的线路,声音就会被搅乱。你也许能总结出,声音是由这些线路产生的。但你不会想到远处城市里有一座座信号塔,也不可能感觉到、甚至疑心过电磁辐射的存在,但恰恰这才是声音的真正来源——这种可能性尚未被排除,但是你觉得这样容易被调整和破坏的人脑所能接收的“广播”本身会神奇到哪里去呢

参考

  1. ^ https://scinapse.io/papers/2180773430
  2. ^ https://doi.org/10.1098/rspb.2020.0677
  3. ^ https://www.cell.com/trends/neurosciences/fulltext/S0166-2236(18)30016-X
  4. ^ https://www.semanticscholar.org/paper/The-egocentric-spatial-reference-frame-used-in-in-Ma-Hu/3f70026aa154ea60de89a96fd070437f4a9bcb7c
  5. ^ https://science.sciencemag.org/content/360/6388/493
  6. ^ https://www.liebertpub.com/doi/10.1089/brain.2016.0464
  7. ^ BY ANDREAS NIEDER, LYSANN WAGENER, PAUL RINNERT. SCIENCE | 25 Sep 2020: Vol. 369, Issue 6511, pp. 1626-1629 DOI: 10.1126/science.abb1447
  8. ^ https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1567424X09701588
  9. ^ https://rifters.com/real/articles/NatureNeuroScience_Soon_et_al.pdf
  10. ^ https://rifters.com/real/articles/Science_The_Right_Choice.pdf
  11. ^ https://www.pnas.org/content/109/42/e2904
  12. ^ 这一段用的是彼得·沃茨《盲视》里主角的一段内心独白,有修改

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