主觀意識的神經架構

04-13

　　時隔許久，在重新回顧一些問題的時候，會發現很多有趣的現象，譬如，在絞盡腦汁都找不到答案的時候，往往是問題本身出了錯；而對於一個錯誤的提問，無論怎樣回答，答案都是錯的。

　　比如人如何思考、在思考些什麼，這樣的問題就很難得到目標答案。

　　我們認為大腦是思維的場所，思維又是意識的一部分，如果要繼續探究這些問題，還得先從大腦和意識說起。

　　大腦的微觀結構是數以億計的神經元，神經元之間又以為數眾多的突觸建立相互連接；而我們的意識和思維，卻猶似霧裡看花、半真半幻。既然意識和思維是由這些連接在一起的神經元產生的，那麼，這些神經元連接和意識、思維之間必定存在關聯，所以先前的問題可以換個問法：神經元連接如何產生對應意義的主觀意識。

主觀意識活動和無意識細胞活動

　　在主觀意識層面，我們在進行腦力活動的時候，以自我主觀體驗的角度來處理生活中的各種問題；所有我們能感覺到的意識、思維，都屬於主觀體驗的內容。

　　在細胞層面，神經元活動遵循的是物理和化學規則，也就是說，單獨的神經元活動是無意識的細胞活動，此時的神經元還沒有被賦予主觀意義，而只能以物理定律和化學反應的角度來進行解釋說明。

　　明確這兩個觀察角度的不同，源自兩方面的考慮：一方面，雖然看待問題的出發立場不同，但這兩個角度所描述的其實是同一件事情：神經系統的功能活動，而對於同一件事情的不同觀察角度，它們之間一定存在可以過渡的解釋；另一方面，這兩個觀察角度所解釋的事情是單向的，即從細胞無意識最終應該可以構建出主觀意識，反之，則不成立。

主觀意識內容

　　當人們在談論意識的時候，其實他們並不太清楚談論的究竟是什麼，僅僅是對自己各種主觀感知體驗的描述而已。

　　這件事應該歸咎於語言的發生機制，人們在理解別人的辭彙，以及在自發表達辭彙的時候都伴隨了信息衰減，致使不同的兩個人所說的「意識」，完全有可能是兩回事。因此，對主觀意識內容做統一完備的界定幾乎是不可能的事情。

　　一方面，我們對自我當下可以感知到的各種知覺思維，包括思想、記憶、語言等等，都認為是意識的組成部分；而另一方面，我們對當下沒有進入知覺的思維活動是否應該劃歸意識卻面露難色。

　　在這裡不得不提到廣為人知的弗洛伊德潛意識理論，弗洛伊德從主觀角度提出了意識、前意識和淺意識，用以劃分當下的知覺思維和當下知覺以外的思維活動；需要注意的是，弗氏潛意識理論所說的「意識」，並不是我們說的「意識內容」，而是意識層次框架，弗氏理論中的意識內容，指的依然是包羅萬象的思維活動。

　　至此，我們只知道主觀意識內容包括但可能不限於當下所感知到的思維活動。弗洛伊德從思維顯現的層次對思維活動進行了劃分，但並沒有對思維活動的形成和走行做進一步的解釋。

意識基準

　　基於神經系統產生意識和思維這個共識，神經科學和精神心理科學一直關係曖昧，這兩個學科各自都想用自己的方式解釋對方。但二者的出發立場顯然是完全不一樣的：精神心理科學幾乎都是站在主觀體驗的角度來思考問題，而神經科學一開始是從細胞無意識角度出發，後來卻莫名其妙的直接跨越到了主觀體驗。

　　在繼續探索意識和思維之前，需要先明確研究對象的主體和範圍。前文提及，意識內容的主體就是思維活動本身，但意識的範圍仍無法界定。

　　弗洛伊德的潛意識理論其實暗示了自己對意識範圍的看法，他把當下活躍著的知覺思維歸入意識，而把其餘當下未能感知的思維排除在外，定義為前意識和潛意識。這種劃分方法很好的契合了人們對意識的主觀體驗，因此，在隨後的傳播中也廣為人們接受。

　　然而這樣的弗氏意識基準在重新應用到意識內容的時候卻遇到了困境。

　　按照弗氏意識基準，當人們正在思考一個想法的時候，就承認這個想法是意識內容的一部分，而當人們沒有在思考這個想法的時候，它就被劃歸到意識內容以外的另一部分；比如，當我在回憶以前養過的一隻貓的時候，當下有關這隻貓的思維就被劃歸意識內容，而當我在想哪天會下雨的時候，剛剛關於那隻貓的思維就被劃歸意識內容之外。

　　這段回憶的發生其實包含了兩個過程：首先，是引發我想起這隻貓的前序事件，隨後，是組成這隻貓的後續思維內容；由於引發事件不是一直存在，所以我不會時時刻刻都想到貓，但是，只要前序事件引發了關於這隻貓的回憶，那麼，構成這隻貓的思維信息一般是相對固定的，也就是說，每次當我回憶起這隻貓的時候，想到的內容基本都是在重複一些固定的情節，這也是絕大多數人在回憶過往的時候所體驗到的經歷。

　　人們對思維轉換的主觀體驗是跳躍和不連貫的，給人以捉摸不定的感覺，進而會不假思索的以為後續的思維內容也會變化萬千；可絕大多數已經形成的記憶，只會由於信息丟失而變的模糊，或者由於新信息的加入而形成別的記憶，但是，以往已經形成的記憶路徑並不會發生顯著的重構變化。

　　弗氏意識基準在這個時候出現了自相矛盾的解釋：因為無論我當下有沒有在思考那隻貓，和那隻貓有關的思維信息確確實實存放在大腦里的某處，只是喚醒這些思維需要滿足一定的引發條件；而對於一個確定存在的對象，一會兒承認它是意識內容，一會兒又不承認它是意識內容，這樣的標準是站不住腳的。

　　弗洛伊德的意識分層做為一個現象分類是沒有問題的，但現象分類本身只是一個主觀結論，很難可以做為前提條件再進行下一步推理，如果前提不夠真實，結論很難正確。

　　神經科學在探討意識的問題上看似非常保守，其實是因為根本就是一頭霧水，只能迴避。大多數以神經科學為出發角度的教材里，談到關於意識的內容，要麼壓根不提，要麼就一筆帶過，順手把問題拋給心理學。

　　雖然神經科學一直都想用神經結構解釋主觀意識，可意識這個問題一直都被劃歸心理學的領域，在精神心理科學面對這個問題都只是徘徊不前的時候，神經科學更是只能望而卻步。

　　然而，神經科學其實是有自己的意識基準的，就是以無意識為起點的意識基準。

　　由於人們主觀體驗到的思維想像可以瞬息萬變，仿如不受物理定律的約束，而研究者面對的神經元卻看起來獃滯刻板、毫無變化可言，如此強烈的反差實在難以不讓人感到失望，在這樣的前提下，提什麼無意識起點基準，似乎更無助於問題的解決。可神經系統確實就僅僅是一堆神經元而已，並沒有什麼神奇的力量，如果我們認同培養皿中的單個神經元是無意識的，那麼，主觀意識的起點也只能是無意識。

　　那麼，在這樣的神經意識基準下，意識內容主體和意識範圍又該如何注釋。

　　前文所述，在心理學的角度，意識內容的主體是思維活動本身，包括思想、記憶、語言等等；但如果要從神經意識基準出發，那麼意識內容的主體和範圍需要進一步擴大到所有可以被感知的知覺。

　　譬如各種感覺。當我們平時不留意手的時候，常常會忽略手指的感覺，而當手指不小心被劃破的時候，我們馬上就會感覺到來自手指的疼痛，這種痛覺顯然已經上升到了被感知的高度並且進入了主觀意識，值得注意的是，這種進入主觀意識的痛覺甚至都不是由大腦本身產生的（問題出在手指，是手指被劃破出現了故障，大腦並沒有任何故障），但它確實已經成為了主觀意識的成份之一。

　　由此可知，並不是只有大腦才可以產生主觀意識，外周感覺神經也同樣可以產生主觀意識；外周感覺神經產生的主觀意識以各自不同的感覺體驗而被感知，雖然這些主觀感覺意識還遠遠達不到語義意識那樣的邏輯高度，但所有這些主觀感覺意識都會是之後構建語義意識的基礎。

　　神經意識基準和弗氏意識基準看似截然不同，但其實要說的都是同一件事情，只不過弗氏意識基準的視角要比神經意識基準的視角高出去太多，猶如一個在水面、一個在水底，而意識內容就好比水中的魚，水面上的人看到每次浮到水面上的魚都是不一樣的，而水底的人可以看到整個水池中一共就只有那麼多的魚。

神經信息存儲結構

　　我們對神經元的印象一般都是一個神經元胞體上伸出數不清的樹突和一條長長的軸突，書上會寫軸突是發射信號的裝置，而樹突是接受信號的裝置，所以軸-樹突觸和軸-體突觸是我們最開始接觸的突觸形式，但很快在別的教材和圖譜上就會提到其他的突觸形式，比如軸-軸突觸、樹-樹突觸、複合性突觸等等；因此，如果通過觀察到的神經元突起形態來預判它的信號傳遞方向，得到的可能會是不真實的信息流向，而神經元的信息傳遞方嚮應該只由突觸的信號流向決定，與神經元的形態關係不大；這也是為什麼神經信息會存儲在神經元連接，而不是存儲在神經元自身的原因之一。

　　俗話說「好記性不如爛筆頭」，當需要記錄信息時，我們在日常生活中得到的經驗是，記錄信息的載體和信息內容必須是確定而且不可變的，否則，信息將會變的沒有價值。

　　譬如，我們在讀書的時候，文字被印刷在紙頁上，這頁紙就是信息的載體，頁面上文字所代表的含義就是信息內容；如果這頁紙被撕去了一半，整頁紙上的信息內容將很難被解讀出來，或者這頁紙上的文字被塗抹、篡改成了別的文字，同樣會導致原有信息丟失。電腦硬碟也是一樣的道理，如果承載數據的磁碟發生了結構損害，或者磁碟存儲位中的二進位數據被篡改，都會導致數據丟失。

　　然而，神經系統的信息存儲方式似乎是完全不同的另外一種形式。

　　此時，我們首先需要弄明白的問題是：神經元究竟存儲了些什麼樣的信息。

　　再回到神經元的結構，前面提過，神經元無論長相形態如何，它的主要功能都是傳遞信號，因此，我們可以將其簡化為神經元信號模型，即：在一個神經元胞體上附著了數目不一的信號接受點和信號發射點，信號接受點只能接收信號，信號發射點只能發出信號；由於細胞動作電位「全或無」的特點，當任一信號接受點成功接收到信號時，都將引發該神經元信號發射點發出信號；此外，又由於突觸可塑性的特點，任一指定神經元所擁有的信號接受點和信號發射點的數目不是一成不變的。

　　對於兩個神經元之間在傳遞信號的時候，上一個神經元的信號發射點和下一個神經元的信號接受點配對形成突觸。由於突觸遞質種類不同等諸多原因，當信號發射點發出信號後，與之配對的信號接受點並不一定會被成功激活，而只有在該信號接受點成功被激活而接收到信號之後，信息才可以被繼續傳遞下去。

　　突觸可塑性指出神經元之間的突觸連接是動態變化的，即一個神經元在受到刺激時，可能會與它周圍的神經元形成新的突觸連接；長時程增強效應則提示經常刺激突觸進行信號傳遞可以增強或者維持突觸間的連接，而對於已經形成的突觸，長期廢用則會導致已有突觸連接的衰退和消失。因此，同一個神經元的信號接受點和信號發射點在不同情況下可以出現增加或減少。

　　那麼，如果神經元連接發生變化，會產生什麼改變呢。

我們藉由上圖來繼續這個問題：

　　圖1 描述了兩條走行鄰近但彼此獨立的反射弧 M-A-B-C-D-X 和 N-F-G-H-I-Y；

　　　　皮膚M 和皮膚N 分別代表兩個位置比較靠近的皮膚感受器；

　　　　神經元A 和神經元F 分別代表 M 和 N 的傳入神經；

　　　　神經元B、C、E、G、H、J、K 代表與兩條反射弧有關或無關的中間神經元；

　　　　神經元D 和神經元I 分別代表兩條反射弧的傳出神經；

　　　　肌纖維X 和肌纖維Y 分別代表兩條反射弧各自的效應器。

　　當皮膚M 受到刺激時，神經電信號會沿著 -A-B-C-D- 傳到肌纖維X，引起肌纖維X 收縮；同樣，刺激皮膚N 會讓神經電信號沿著 -F-G-H-I- 傳遞，最後引起肌纖維Y 收縮。而肌纖維X 和肌纖維Y 做為機體末端的效應器官，同時還會接受來自其他中樞神經的控制，因此會存在 -E-C-D-X 和 -J-H-I-Y 甚至別的神經通路。此外，還存在著數目眾多的中間神經元，它們沒有參與進上述的神經通路。此時，M-A-B-C-D-X 和 N-F-G-H-I-Y 仍是相互獨立的反射弧，刺激皮膚M 會引起肌纖維X 收縮，刺激皮膚N 會引起肌纖維Y 收縮。

　　前文提到，一個神經元在受到刺激時，可能會與它周圍的神經元形成新的突觸連接。對 M-A-B-C-D-X 來講，皮膚M 受到刺激後發出的信號不單會引起末端肌纖維X 的收縮，同時也會影響負責傳遞信號的神經元本身，也就是說，信號在 -A-B-C-D- 傳遞的過程中，每個神經元都可能會與它們周圍的神經元形成潛在的旁路突觸連接。

　　譬如，神經元B 在傳遞信號被激活時，便可能會與和它鄰近的神經元K 形成新的突觸連接 -B-K，但從神經元K 傳出的信號，或者沒有繼續傳遞下去，或者分流到了別的神經通路，都已經超出了該反射弧可以觀察到的現象；如果此時加給皮膚M 一個強刺激，強到足以使從 -A-B-K- 傳出的信號可以與鄰近的神經元H 形成新的突觸連接，那麼，神經元H 繼續傳遞下去的信號就會引起肌纖維Y 收縮，這樣便又回到了該反射弧可以被觀察到的現象，正如圖2 所描述的情形。此時，原先的 M-A-B-C-D-X 反射弧會多出來一條 M-A-B-K-H-I-Y 的反射弧分支，刺激皮膚M 會看到肌纖維X 和肌纖維Y 全部收縮；而 N-F-G-H-I-Y 反射弧尚未發生可以觀察到的變化，刺激皮膚N 依舊只能看到肌纖維Y 收縮。

　　突觸需要經常進行信號傳遞來維持突觸的存在，或許是由於 -K-H- 之間的信號傳遞頻率不如其他突觸傳遞信號的頻率那麼高，所以如果不再加以刺激，隨著時間的推移，該突觸的效能會不斷下降，直至消失，屆時，後形成的反射弧分支 M-A-B-K-H-I-Y 也將隨之不再。

　　至此，我們得到了一些前面問題的解釋：

　　神經元攜帶的信息包括：當一個感受器受到刺激之後，機體會動用哪些效應器來做出回應。

　　這樣的信息看似和我們日常接觸的語言文字信息相距甚遠，實則不然，我們所說的每句話都由不同的辭彙構成，每個辭彙的來源正是與發聲有關的所有肌肉的收縮組合，而發聲肌又受控於不同的神經通路，因此，每個辭彙的背後都是一組與之對應的神經通路集合；每當這樣一組神經通路集合傳遞信號到達發聲肌時，我們只能順從的說出它所代表的固定詞語。

　　此外，神經元做為存儲信息的載體，除非感受器和效應器之間僅有一個神經元進行連接，否則，單個的神經元本身並不能存儲完整的信息內容，因此說神經信息存儲於神經元連接；如果神經元連接發生了變化，那麼它所包含的信息內容也會發生相應的改變。

　　神經元連接這種信息存儲方式，和我們平時所熟悉的白紙黑字這種信息存儲方式，可以說各有優劣：

　　白紙黑字要求信息載體和信息內容都不可變，因此所保存的信息含義是不會發生變化的，無論何時都可以解讀出相同的含義；然而，只要信息載體或信息內容其中一個發生了變化，往往都意味著原有信息內容的丟失；除此之外，在更新信息內容的時候，這樣的存儲方式需要全刪重寫，也意味著需要耗費更大的資源。

　　神經元連接則是通過改變信息載體來更新它所包含的信息內容；不同的是，神經元連接在通過改變信息載體來增減信息內容的時候，同時可以做到完全保留原先的所有信息內容不受影響（某一個突觸的增減並不會影響到同一個神經元其他突觸的存在）；但這樣做的代價是：在不同的時間裡，同一些神經元所搭建起來的神經元連接會有不同，因此所保存的信息含義也會因時而異。

主觀意識的神經元連接架構

　　最後，再回到一開始的問題：神經元連接如何產生對應意義的主觀意識。

　　前文已經表述，主觀意識並不僅僅包括語義邏輯思維，實際上，語義意識內容在全部的意識內容中只佔到很少的一部分，更多的主觀意識內容譬如各種感覺、情感、想像等等都是以它們原本的知覺形式被感知；對於這一部分比較原始的意識內容，它們的神經元連接通路相對比較容易定位和理解，很多解剖圖譜都已經做了十分詳盡的說明。

　　相比之下，建立語義意識則要複雜一些，因為語義意識需要數目龐大的基礎神經通路做為語義成份來源，同時，進化完備的機體發聲器官是語義形成所必需的前提條件。

　　各種感覺器官把接收到的視覺、聽覺等所有自身內外的信息通過發放電信號的方式傳遞給神經元，可是傳遞這些原始信號的神經元連接本身並不能將其直接轉換為語義成份；生成語義信息的地方，還需要追溯到每個人在牙牙學語時開始不斷建立的語言表達神經迴路，但凡所有的語義成份，都只能再回到語言表達神經迴路才可以被解讀；海量的原始信號通過無數的神經通路和旁路分支在彙集成語義信息的過程中，不斷丟失了絕大多數的原始信息，導致最後形成的字和詞不單包含的信息量少的可憐，更是幾乎完全沒有了原始信號的樣子。

　　就單個字詞而言，它們所包含的信息量確實很少，但好在人體可以發出足夠多的不同聲音，每個音節都可以用來代表不同的含義；而發聲肌受控於神經元連接通路，因此，只要控制發聲肌的神經元連接通路採用不同的組合，那麼辭彙量就可以得到擴充。恰好，變換組合方式正是神經元的看家本事，僅僅需要增減一個突觸連接，原來的神經元連接通路集合就可以搖身一變，成為完全不同的組合結果，不同可能組合的數目完全可以達到天文數字級別，用來擴充辭彙量更是不在話下。

　　由此可見，我們所說的每句話，也都是神經元連接通路的運作結果；至於語義成份的神經走行，則過於繁冗，由於語義成份廣泛來源於所有的神經元連接通路，即便是同一個詞語，也往往出自不同的神經元連接通路，所以在此暫不做過多詳說。

　　此外，其實我們在平日里更多體驗到的是情景意識，可人們似乎常常忽略了情景意識的存在；情景意識又可以進一步分為當下的情景意識和想像中的情景意識。

　　當下的情景意識指的是人在當下看到的、聽到的、所有感覺到的內外信息的總和，以及對這些信息做出的回應；而想像中的情景意識指的是以過往記憶為信息來源的主觀體驗和回應。

　　二者的區別在於：當下的情景意識處理的是人體現下感覺到的第一手信息，並常常需要馬上對外界的信息做出恰當的回應；而想像中的情景意識是過往信息痕迹的重現，一般由外界信息引發或偶爾自發出現，往往不需要立刻對浮現的信息做出回應，比如我們的回憶、想像、夢境、似曾相識感等等。但二者之間又沒什麼本質不同，想像中的情景意識內容全部都來自於個人曾經所經歷過的當下的情景意識內容。

　　情景意識的神經結構特點在於它是綜合了來自各大不同感覺器官信息的結果。來自不同感覺器官的神經元連接通路集合進一步相互融合連接，最終使我們的大腦給外界的每一個物體構建出對應的神經元連接鏈網。而我們看到的、想到的每一個物體、對象，在神經系統中都是做為一張巨大的神經元連接網路而存在，而所有這些神經元連接網路持續有序的傳遞信號，共同構成了我們在清醒狀態下體驗到的主觀知覺意識。

　　至於為什麼我們會注意到某件事，其實就是每一條正在傳遞信號的神經元連接，當某條神經通路受到過度刺激的時候（譬如手指被劃破的時候），這條神經通路便從其它的神經通路中凸顯出來，成為了浮到水面上的主觀意識內容。