脑与意识 下载 pdf 电子版 epub 免费 txt 2025

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。

在《脑与意识》中，迪昂集结了意识与思维近20年来的前沿研究成果，用丰富、富有创新性的实验，将深奥难懂的脑科学知识，以大众看得懂的方式娓娓道来，发现了人类主观意识的客观标志，原来意识是“可见的”，掀起了脑科学的新篇章。

从我们感觉不到无意识讲到人人可察觉的主观思想，从意识的功能讲到意识的测量方法，从与植物人沟通讲到创造有意识的AI。本书对意识与思维背后的脑活动进行了重新定义、检验和阐释，探讨了意识在临床医疗和未来科技方面的潜在用途和进展，为读者打开了新思路。迪昂与同事提出的突破性理论“全脑神经工作空间”书中也进行了详细解释。

让我们跟随迪昂一同踏上旅程，探索人类思想、情感与意志背后那复杂而令人兴奋的真相。

引言 寻找思维的物质基础

从笛卡尔谈起

意识——人类的复杂谜题

界定“意识通达”

看得见VS看不见

主观报告科学吗

寻找意识思维的标志

意识科学的未来

第1章 如何以科学方法研究意识

意识面面观

zui小差别实验

双目竞争

注意瞬脱

掩蔽意识知觉

相信主观报告

第2章 打开“黑箱”，探索无意识

无意识研究的历史

在脑中定位无意识

阈下启动效应

自动视觉加工

象棋大师的无意识思维

声音和图像的自动联结

无意识的语义启动

批评与自我批评

无意识算术

不依靠意识的概念组合

无意识与注意

无意识与决策

无意识与问题解决

在睡眠中获得灵感

阈下知觉小结

第3章 意识有什么用

无意识统计，有意识抽样

意识让思维延续

人类图灵机

社会分享

第4章 发现主观意识的客观标志

意识——神经激活的雪崩

意识通达的时间进程

滞后的意识

区分意识与无意识

全脑启动

深入意识脑

全脑激活的意识网络

引爆点

解码有意识的思维

现实与幻象

如何阻断意识

“罐中之脑”

第5章 意识理论的构建和计算机模拟

意识是全脑信息的共享

超越模块化

交流网络的演化

编码意识思维

全脑神经工作空间

计算机模拟意识的启动

无休止的自发活动

自发活动的进化

无意识的分类

物质的主观状态

第6章 将意识科学应用在临床

意识疾病的分类

能够思考的“植物人”

如何与植物人沟通

提出检测意识的新方法

皮层探测

检测自发想法

如何恢复患者的意识

第7章 意识科学的未来：让人类意识不再孤独

婴儿有意识吗

动物有意识吗

猴子有自我意识吗

人类意识是独一无二的吗

为什么人类会有精神疾病

如何建造有意识的机器

注释与参考文献

致谢

译者后记

斯坦尼斯拉斯·迪昂（Stanislas Dehaene），全世界极具影响力的认知神经科学家之一，欧洲脑科学研究领域的领头人，世界脑科学领域大师级的人物。虽然本科主修数学专业，但对神经科学抱有极大兴趣，继而跟随认知神经科学创始人乔治·米勒、转换生成语法理论创始人乔姆斯基、认知发展理论创始人皮亚杰三位大师的学生杰柯·梅勒学习。2014年，与其他两位科学家共同获得有“神经科学界诺贝尔奖”之称的大脑奖（The Brain Prize）。该奖项在脑科学领域，地位极高、分量极重，显示了迪昂在神经科学领域过人的天赋和巨大影响力。已在《自然》《科学》等权威杂志上发表300多篇文章；是数学认知领域公认的专家，作品《数感》被哈佛大学等用作专业教材。在《脑与阅读》一书中提出关于人类阅读能力的新理论，有力地驳斥了大脑具有无限学习能力的传统观点，在阅读方面取得的研究成果，对教育领域同样有重要的参考价值。在另一本佳作《脑与意识》中，迪昂总结了近20年来意识与思维领域的前沿研究成果，翻开了脑科学领域研究的新篇章。

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书籍介绍

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。

在《脑与意识》中，迪昂集结了意识与思维近20年来的前沿研究成果，用丰富、富有创新性的实验，将深奥难懂的脑科学知识，以大众看得懂的方式娓娓道来，发现了人类主观意识的客观标志，原来意识是“可见的”，掀起了脑科学的新篇章。

从我们感觉不到无意识讲到人人可察觉的主观思想，从意识的功能讲到意识的测量方法，从与植物人沟通讲到创造有意识的AI。本书对意识与思维背后的脑活动进行了重新定义、检验和阐释，探讨了意识在临床医疗和未来科技方面的潜在用途和进展，为读者打开了新思路。迪昂与同事提出的突破性理论“全脑神经工作空间”书中也进行了详细解释。

让我们跟随迪昂一同踏上旅程，探索人类思想、情感与意志背后那复杂而令人兴奋的真相。

• 作者：Wuyouz 发布时间：2019-11-22 00:34:50

  没有印参考文献，要求下app才能看。我发誓再也不买湛庐的书。

• 作者：ZZK 发布时间：2019-04-27 20:50:54

  读后最大感想：原来我的大脑这么聪明，可比我本人聪明多了……

• 作者：Moon 发布时间：2018-11-24 11:51:01

  作者在书中给出了他的一套完整解释意识的框架：全脑工作空间理论，这套理论核心是认为意识的作用是整合大脑各个模块产生的信息，在此过程中会产生全脑范围的激活，并产生长程连接，其主要发生区域是大脑新皮层，而最终目的是对输入的杂多信息进行选择，形成稳定而清晰的输出。故作者认为意识通达，既意识到所选择的感觉刺激的能力，才能称其为意识。与这种意识通达直接相关的是阈下知觉，虽然大脑也能捕获信息并依此做出选择，但脑区激活范围小，时长短，关键是无法对这一选择过程有清晰认识，因此无法称其为意识。其理论前提是意识可以还原为大脑中的神经元的物理活动，而其采用的研究方法是个人的主观反馈配合大脑成像技术（核磁共振），根据大脑被激活的部位，以及激活时长，来判断意识是否出现。书中作者给出的大量严谨的论证和实验证据。

• 作者：NADPH 发布时间：2019-06-29 21:59:11

  4.5星 关注意识通达、操纵意识知觉、仔细记录内省这三个要素将意识的研究转化为普通的实验科学。区分内省当作研究方法还是原始数据很重要。科学经常通过提出新的分类来细化自然语言中的模糊分类得到发展。比较关注前三章，实证和推倒步步为营。几个阈下实验都挺巧，第5章的无意识分类也踏实。不过认知神经学家肯定只做词汇的实验，不像做神经语言学的还会扩展到语法上。对于意识，无论是雪崩、相变还是细胞集群，总归押宝给混沌里的同步大概是没问题了，不过数学信息模型还是要建立的，毕竟作者同意原则上并没有什么能阻止如硅晶体计算机之类的非生物硬件再现意识。意识无意识区分上看来几年前还只用P3波，像现在几篇用PCI的、机器学习之类做区分更综合了。翻译是从英译本转译的，Notes给了个电子版，Bibliography直接没了。

• 作者：卡列宁的微笑 发布时间：2015-07-09 10:30:59

  考凤凰传媒出版集团

• 作者：winkowl 发布时间：2019-01-28 16:04:37

  回答了二十多年前，科赫和克里克在《意识探秘》里提出的、关于NCC的许多疑问，看书看出追剧追到第二季的感觉，也是非常独特的体验了。以及看了半本多才发现，迪昂就是《脑与阅读》的作者，难怪文风如此眼熟，属于完全不苟言笑的严谨细致，加上书里的科研内容都很新，读起来非常扎实，知识刷新的高速率相当过瘾。PS.光遗传学实在太了不起了，有一种让脑神经学迎来爆发式拐点的史诗感，激动人心！

• 不可测的神秘：连接脑与意识的神经元活动

  作者：Lillian 发布时间：2020-03-23 09:06:49

  你的脑袋里是否曾经突然冒出过下面这些问题。

  “我”睡着的时候、做梦的时候和死去的时候会去哪里？如果出生在其他时间、地点，或者不同的身体里，“我”会不一样吗？

  我是如何思考的？思考着的“我”到底是什么？所有这些都来自“我”的大脑吗？或者“我”是由特殊的思想物质所构成的精神的一部分吗？

  在这本由法国认知科学家斯坦尼斯拉斯•迪昂 (Stanislas Dehaene)所著的

  《脑与意识》

  中，你也许可以找到一些灵感。

  

  Stanislas Dehaene（1965- ）

  在古希腊，曾有一句谚语——“认识你自己”。

  那么，什么是“我自己”呢？

  是指这具在每分每秒中都有细胞新生和死亡的躯体吗？大脑中的意识活动是否也可以算是组成这躯体的一部分？

  笛卡尔认为，脑的意识活动并不遵循物理规律，意识不是由物质组成的。笛卡尔提出的由物质与意识二元对立的思想影响广泛，在当时十分先进，是人类首次综合运用生物学与物理学知识对人脑机制进行的深入分析。

  为什么笛卡尔认为非物质的灵魂是存在的呢？

  作者写道，因为笛卡尔意识到，那机械的科学模型无法为人脑高级功能给出唯物主义解释。

  实际上，对于人类主观意识的探究，直到二十世纪八十年代末，才成为神经科学的前沿研究课题。在二十世纪的大部分时间里，实验心理学主要聚焦于行为，并回避意识的实验研究，甚至根本不提“意识”和“无意识”这些词，意识研究成为当时心理学的禁忌。

  迪昂把这一转变归功于以下三个方面的进步：

  （1）研究者对意识的定义更精确；（2）主观意识问题可进行客观实验操作；（3）学界开始重视对主观现象的科学研究。作者也在书中提出，用语言表达思想的能力和灵活的推理能力，这两个问题成为当代意识科学的核心。

  在迪昂的研究脉络中，他将当代意识科学研究归纳为三个重要问题。

  分别为：

  警觉

  ——觉醒的状态，在清醒或睡着时发生变化；

  注意

  ——将大脑的资源集中在特定信息上；

  意识通达

  ——一些受到关注的信息会最终进入意识，并且可以向他人传达。

  

  Agnes Martin, Untitled, 1960

  其中

  “警觉”

  是指觉醒的状态。

  “注意”

  是指，当思想被某个物体占据，若我们能用语言或者手势将其表现出来，那么，就可以称对其有意识。在任何时候，我们的感官坏境都充斥着无数潜在的知觉。同样，在我们的记忆里，也充满了可以随时在下一个瞬间浮现在意识中的记忆片段。所以，为了避免信息过载，大脑中的系统使用了一种选择性过滤机制。从而促使进入大脑的内容在无数种潜在的思维中过滤出的最佳选择，经过这个复杂的筛选所得的结果就是我们所说的“注意”。

  “注意”与“意识通达”是有区别的，因为“注意”的筛选过程常常是在潜意识中进行的。在很多情况下，“注意”秘密地运作着，悄无声息的放大或者缩小所接收到的信息，即使这些信息最终并没有进入意识。

  比如说假设你是一位银行职员，当你看到“bank”这个单词的时候，也许脑海里蹦出的第一个意思是“银行”，而非“河岸”。再比如说，如果此时墙上挂了十幅画，现在给你二十秒的时间去观看这些绘画，接着要求你去描述看到的作品。此时留在记忆中的，很可能大部分都是你之前就已熟知的作品，或者能勾起你过往某种经验的作品。

  大卫•伊格曼(David Eagleman)在《大脑的故事》一书里写道，人的目光投在某样东西上，并不保证就一定看到了它。而最早发现这一点的并不是神经科学家，魔术师很早以前就对此有所领悟。通过引导观众的注意力，魔术师在众目睽睽之下表演戏法。他们的动作本应泄漏天机，但观众的大脑只处理视觉场景中少量的数据，所以魔术师们大可放心。

  伊格曼认为这一切有助于解释交通事故中司机为什么会在视野清晰的情况下撞到行人，或者跟眼前的汽车正面相撞。很多时候，眼睛盯着正确的方向，但大脑并没有看到那里真正有些什么。

  “注意”的筛选过程使得我们在很多时候都只是看到了我们“想看的事物”，而自动忽略了另外的一些存在。

  可以说，选择性“注意”和“意识通达”是两种不同的过程。

  “意识通达”

  从表面上看很平常：当我们看一个物体的时候，似乎立刻就能感知它的形状、颜色和性质。然而，在意识知觉的背后，蕴含着涉及数十亿神经元的精致而复杂的大脑活动。意识在这一连串大脑活动开始的半秒后才会涌现。

  我们该如何解释这一长串的连锁反应？我们该如何辨别哪一部分是纯粹的无意识和自动程序，哪一部分又是在有意识状态下所产生的“看见”物体的意识感觉？

  这种由大脑的“有意识活动”中所创造出的“看见”即是迪昂所说的“意识通达”。

  “意识通达”既无比包容、又非常挑剔，具有无穷的“潜力”。在任何时候，只要心念一转，我们就可以意识到颜色、味道和感觉，想起一段忘却的记忆、一份感情、一些知识、一个错误，甚至可以来反思“意识”的多重含义。如果犯了错误，我们又会变得具有“自我意识”。也就是说，人的情绪、策略、错误和悔恨都会进入有意识的脑中。

  然而，在大多时候，意识的“实际容量”十分有限。

  我们每时每刻几乎都只有一个处于“有意识”状态的想法，尽管这一个想法可能是由几个子成分组成的“实体组块”，就像我们在思考一个句子的含义时能将句子划分出成分一样。

  大脑意识“实际容量”的有限性使客观不变的知觉对象，能够随意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。比如，当我的耳朵充斥着音乐、鸟鸣和隔壁的声音时，若我能全心专注于写作，所有这些干扰就会停留在无意识的背景中。这也是我们常说的“心流”时刻，是注意力高度集中时出现的一种状态。

  在这种“心流”状态下，我们会完全忘记外面的世界。如饥似渴的读者、全神贯注的象棋选手和专心致志的数学家，都深知这种专注的用脑可以创造长时间的心神分离，这期间我们对外界一无所知。这种现象被称为”非注意盲视”。简而言之，不关注导致了看不见。不关注可以让任何事物从意识中消失。迪昂认为，由此我们就有了对比“意识知觉”和“无意识知觉”的重要工具。

  迪昂在书中举了一个有趣的视错觉例子，来说明客观不变的视觉图片可以随机进出我们的主观意识。

  

  Troxler Fading Illusion

  这是操纵主观意识的多种方式之一。仔细盯着图中心的十字看。几秒钟后，灰点应该会消失，然后随机出现。这表明虽然客观的刺激一直不变，但人们对它的主观理解却一直在变化。大脑中的某些东西一定发生了改变，我们能不能找到它呢？

  神经科学家们深知，某些真实、独特而且令人着迷的事情在我们的意识中发生了，我们应该认真对待它。

  可见，我们存在的每个时刻，大脑中的意识（“意识知觉”）和潜意识（“无意识知觉”）部分都在不间断的进行竞争与合作。

  迪昂在书中提到，出体体验从超心理学变成主流神经科学的故事给我们带来启发。即便是这种怪异的主观现象，也能追溯其神经根源。但是由于我们对这些千头万绪的潜意识加工过程一无所知，便一直高估了意识在决策时发挥的作用。事实上，意识的控制能力是有限的。不论是在过去还是未来，大脑只容许有少许的意识存在。

  

  Out-Of-Body experience

  由于我们忘记了潜意识的强大力量，便过多地将自己的行为归因于有意识的决定，因此错误地认为意识在日常生活中发挥了重要的作用。

  在斯蒂芬•盖斯(Stephen Guise)的《微习惯》一书中，作者提到，杜克大学的一项研究表明：我们行为中有45%源于习惯，是自动完成、无须思考的。盖斯写道，人大脑中绝大部分是愚蠢的，当你抽烟的时候，不会考虑到肺癌的可能性，在你锻炼之前，也不会幻想漂亮腹肌的好处，从这个意义上看，每个人类大脑的某一个部分都是愚蠢的。

  更糟糕的是，它是大脑里比较顽固的部分，它总会找到长期维持这种状态的方法。它会识别并重复模式，直到接收到不同的新指令。

  但迪昂不是一位完全绝望的的决定论者，相反，他对人类自由意志的能动性非常乐观。

  他在书中举了一个例子：尽管思维中无逻辑、直觉性及无意识的部分在艺术家的工作中发挥了重要的作用，但是他们的有意识思维也并没有闲着。当艺术家全身心地投入工作时，意识的部分在化解矛盾、整合记忆并阻止他们同时朝几个不同的方向努力。

  虽然世界带给我们的只是没有标签的、碎片化的一些可能性，其结果是不确定的、随机的。但无论何时，意识总是可以帮助我们将问题化繁为简。

  因为意识让我们只注意到关于这个世界成千上万种解释中的一个。因此我们没有落入碎片化的断层和潜意识的无尽深渊中，意识赋予我们决策和解决问题的能力。

  迪昂认为，意识是一种自然分工的过程。

  大脑中，在下层，一大群无意识的工人做着累人的数据筛选工作。同时在上层，精选出的董事会理事们仅需去检查数据库中的一小部分，并缓慢地做出有意识的决定。如果一个生物想要在这个世界上发展，那么它就必须给自己强加一个分工机制，即将意识分成一大群无意识的统计者和一个有意识的决策者。在某些时刻，需要一个专断的处理来瓦解所有的不确定性并作出决定。尽管一大群无意识的神经元在不间断的评估所有可能性，但意识只接受一个精简的报告结果。

  同时，迪昂认为，意识是连结人与人的网络，正因为如此，它才必须发展。

  隐居者和野兽般的人都不曾需要它。对于现代人类，意识信息不只在个体的脑中传播。由于语言的存在，意识也可以在不同的大脑之间跳跃。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。

  在谈及自由意志时，迪昂说：我们所说的是更有意义的自由。

  我们对自由的定义是：在合适的情况下，我们有能力凭借自己高水平的思考、信念、价值观以及过去的经验来做出决定，并且对低水平的冲动加以控制。

  当我们自主做决定时，会考虑所有可能的情况，并且在深思熟虑后选择自己最青睐的一个，这才是我们所行使的自由意志。有时候自主决定也会掺杂一些偶然因素，但这并不重要。毕竟大多数时候我们的自主行为并不是随机的，而是在仔细审查一个个选项后，经过深思熟虑所作出的决定。

  尽管在对于人类拥有自由意志这件事儿上，迪昂是富有乐观主义精神的。但是自由意志的不确定性，的确依然是神经科学领域的头等难题。

  迪昂在书中提到，尽管量子力学的现象影响了一部分脑加工，但是量子的内在不可预测性还是不能满足我们对自由意志的设想。

  在当今生物工程师的帮助下，神经科学技术正在快速进步。带有成千上万电极的硅芯片如今可以植入实验动物的皮质中，大大提高了其人机交互和频带宽度。但即便“工作空间机制”可以解释“意识通达”，但是本质上还是无法解释人类的“感受性”，比如我们经历的一种情绪、疼痛或者感受一场日落时产生的最原始的感觉以及主观状态。

  

  A portion of the map of some 25000 neutrons in a fruit fly's brain. Image: Google/ FlyEM

  意识赋予我们决策、解决和反思问题的能力。潜意识给予我们滑行在碎片化的空间里梦想的权利。大脑中上亿个神经元的活动带给我们那神秘且不可言说的“感受性”。然而纵使人类的科技和文明可以拥有光明的未来，但是每一个大脑，以及大脑之间那从未间断的、不可测量的神经元活动，或许也只是上帝他虚拟现实游戏机中无足轻重的一局。

  （终）

  参考资料：

  斯坦尼斯拉斯•迪昂，《脑与意识》，湛庐文化•浙江教育出版社，2018

  大卫•伊格曼，《大脑的故事》，湛庐文化•浙江教育出版社，2019

  斯蒂芬•盖斯，《微习惯》，后浪出版公司•江西人民出版社，2016

• 视觉成像：房间里一口法语腔的大波菇凉

  作者：笨笨的猪 发布时间：2020-01-03 21:57:38

  

  用这张图回顾一下Global Neural Workspace中关于unconscious分类的知识点：

  1）Preconscious Sitmulus: 波涛汹涌的妹子绝对是直男的Stimulus，神经元电信号绝对大；

  2）Subliminal Stimulus: 她家的布局我一定看见了，但是作为显性特征直男，我理他个鬼。我是个认真看图的男淫；

  3）Disconnected Pattern: 我的呼吸变急促了，但是这不是我意识内的问题；

  4）Knowledge encoded in connections or in micro patterns: 小姐姐想要教授的法文基础其实已经在我大脑中根植了，等着来发掘。我特么感觉我是天才！当我静下来，想学法文的时候，我的注意力只在小姐姐的发音上，结果特么地，太难听了！这即是我的意识告诉我的 - Conscious Thought - high strength, top down amplification.

  文章结尾处，来自生物学对自由意志的诠释，很精彩！

  序 - 唐孝威

  Dehaane把这一转变归功于一下三个方面的进步：

  意识的精确定义

  主观的意识问题的可实验操作化

  学界开始对主观现象的科学研究

  意识研究中的三个重要概念：

  警觉：觉醒的状态，在清醒或睡着时发生变化。vigilance, also called “intransitive consciousness“

  注意：将大脑的资源集中在特定信息上

  意识通达。迪昂指出，真正可算作意识的是意识通达，因为人在清醒时关注的对象才能成为意识的内容，而仅有警觉和注意是不够的。意识通达的表象是可以向其他人传达。意识通达是一种可以进行实验研究的、界定明确的现象，同时也是通往形式更复杂的意识体验的途径。

  引言 - 寻找思维的物质基础

  在神经领域，大家都一窝蜂地嘲笑笛卡尔。随着安东尼奥·达马西奥（Antonio Damasio）的畅销书《笛卡尔的错误》（Descartes’ Error, 1994）的出版，许多关于意识的当代教材开始评击笛卡尔，声称他的观念使神经科学的发展落后了许多年。

  现代心理学之父威廉·詹姆斯（William James）这样承认我们的过失：“笛卡尔的贡献源于自他的足够大胆，第一个设想了一套完全自洽的、能够完成复杂智慧活动的神经机制。”

  笛卡尔认为非物质的灵魂存在基于2各方面：1）语言表达思想；2）脑功能能够产出“无数”不同的想法。

  认知心理学之父乔治·米勒（George Miller）- Psychology, the Science of Mental Life, 1962)中提出一个带有官方性质的禁令：“意识是一个被说烂的话题，也许我们应该禁止讨论它10年、20年，直到我们能够对那些被“意识”所模糊的不同用法提出更精确的术语。

  迪奥认为意识实验化的三个关键点：1）定义意识的三个重要概念，即觉醒、注意和意识通达。确认研究中意识通达的作为研究载体；2）创设一个能最小程度地对比意识知觉和无意识知觉地实验策略；3）重视主观报告。主观报告（内省）不是研究方法而是原始数据。总的来说：关注意识通达、操纵意识知觉、仔细记录内省这三个要素将意识的研究转化为普通的实验科学。These three ingredients - focusing on conscious access, manipulating conscious perception, and carefully recording introspection—have transformed the study of consciousness into a normal experimental science.

  意识是全脑皮质内部的信息传递，即意识从神经网络中产生，而神经网络存在的原因就是脑中有大量分享相关信息的活动。哲学家丹尼尔·丹尼特（Daniel Dennett）贴切地把这个思想称为“脑中的声望”（Fame in the Brain）。由于全脑空间的存在，我们可以长时间地保留那些我们留下深刻印象的想法，并能够在未来计划中运用它们。

  如何以科学方法研究意识

  #

  Troxler Fading

  #视错觉

  

  Troxler Fading Illusion

  To avoid confusion, scientists often refer to this sense of consciousness as “wakefulness” or “vigilance.” Even these two terms should probably be separated: wakefulness refers primarily to the sleep-wake cycle, which arises from subcortical mechanisms, whereas vigilance refers to the level of excitement in the cortical and thalamic networks that support conscious states. #

  觉醒

  #与#

  警觉

  #的区别：觉醒是指睡眠和清醒的状态循环，是皮质下的机制；警觉指的是支持意识状态的皮质和丘脑网络中的兴奋程度。

  #

  元认知

  #（Meta-cognition）指对认知的认知。法国实证哲学家奥古斯特·孔德（Auguste Comte）认为，这在逻辑上是不可能的。他认为“一个在思考的个体，不能分为两个，让其中一个思考，另一个看着他思考。在这种情况下，被观察的器官和进行观察的器官是相同的，那么观察如何进行呢？”然而，孔德也错了，就像J.S Mill所说，当感觉对象和被感觉对象是在不同时间或者不同系统内编码的，悖论就消失了。

  双目竞争证明了对于意识来说，视觉知觉初期阶段并不重要（此时两个图像都仍然存在），而后期阶段更为重要（这个阶段只有一个图像出现）。因为意识无法同时理解两个物体，我们的大脑便成了激烈竞争的场所。虽然我们不知道，但是每时每刻不只有两个，而是有无数潜在的感觉在竞争意识的注意，但在某一时刻，只有一个能进入有意识的脑。竞争，确实是这种不断争夺意识通达的恰当比喻。

  意识通达是有一个频宽的，在众多信息处理的时刻，很容易就被科学家测量到了信息加工延迟的现象，她被形象地称为#

  心理不应期

  #。当意识在处理第一件事情时，会暂时不响应后续的输入，要延迟很久以后才能处理它们。第二件事情会停留在无意识的缓存中，直到第一件事情处理完毕。注意#

  瞬脱

  #和#

  不应期

  #是紧密相连的心理学现象。缓存的信息可能从意识中被完全地清除掉，这就是#

  瞬脱

  #。比如说我们专注打游戏，外面世界全然不知，这种现象被称为#

  非注意盲视

  #(inattentional blindness)。The attentional blink and the refractory period are deeply related psychological phenomena.

  Summary: 这一章节主要以视觉意识处理系统为研究意识的入口，因为科学对视觉处理的回路了解相对成熟。结合生理学视觉意识回路的可以概括为：视觉感应器-初级视觉神经-高级视觉神经，即接受的警觉（vigiliance)-注意力（attention）-意识通达（conscious access）。我们在意识通达，即高级表达阶段，只会关注主体信息，而过滤周边信息，从而提高生物使用效率。这个研究理念就驱动了Stanislas Dehaane以研究主观报告为数据，而不是传统的作为方法的基础，以反击行为学派的评击。

  打开“黑箱”，探索无意识

  #

  关于弗洛伊德

  #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。

  #

  subliminal priming

  #(阈下刺激试验)的结果支持人是无意识地被阈下信息影响的，特别是对于熟悉的subject有更强烈的互动性。1957年关于新泽西的电影广告就是很好的例子。而迪奥通过他的Subliminal Affective Prming实验得出的结论是大脑的腹侧视觉皮质在无意识的状态下也被激活，从而驳斥了其他科学家认为“只有”枕叶视觉皮质和顶叶控制的动作系统相连接的“背侧通路”才是负责无意识的场所。#

  碎碎念

  #我想这个实验结果的目的是论证全脑工作的论点。

  #

  McGurk Effect

  #Bababababa，大脑对感受器的后期加工，就是剪辑编译的过程。神经学家Wolf Singer建议大脑的神经元系统结构可能有两种：1）常规联结是由负责联结感受器输入信号的神经元编码；2）“非常规联结”是由不可预见的组合所创造的，并且可能被脑同步的意识状态所调节。#

  碎碎念

  #一个系统最重要的就是构架，第一步就是确认出基本结构，也就是行动层面，这个一定是有层级性的；最难的是第二步，即“混沌”结构，是一个全互动的网络。这是最令人着迷的科学议题，也是智能最核心的部分。

  #

  候世达定理

  #（Douglas Hosftadter）- 一个任务花费的时间往往会比你预计的时间更长，即使你已经考虑到了候世达定理。A project always takes longer than you expect - even when you take into account Hofstadter’s Law。 换成我们对#

  无意识

  #本身的思考就是（这挺有哲学含义的）我们不断地高估意识，即使我们已经意识到了意识中存在明显的空白。

  具有抑制一个惯例性反应的能力是中央执行系统的标志。#

  碎碎念

  #所以成功是一种习惯啊。你叫成功的人不去成功是反习惯的。

  在1902年出版的《科学的假设》（Science and Hypothesis）中，亨利·庞加莱（Henri Poincare）预期无意识的强有力加工胜过缓慢的有意识思考。但是他同时指出，无论大脑的无意识能力是怎样的，只有从启动阶段就开始从原始的意识层面不断尝试地来解决这个问题，无意识的齿轮才能运转起来。#

  碎碎念

  #人的意识为无意识建立场域，随后意识就离开了。

  意识有什么用

  意识是一个自然分工的过程。无意识负责统计，意识负责抽样做决定。

  背外侧前额叶皮质和其相连区域是“工作记忆”的功能区。The component of the mind that psychologists call “working memory” is one of the dominant functions of the dorsolateral prefrontal cortex and the areas that it connects with, thus making these areas strong candidates for the depositories of our conscious knowledge. 科学家做得对眼睛吹气的实验，以检验眼睑的反映。实验证明前额叶皮质参与意识通达的过程。

  发现主观意识的客观标志

  脑成像技术对于意识通达的标记结果：1）阈上刺激脑活动显著增强。顶叶和前额回路被激活；2）脑电图显示，意识通达以一种叫做P3的晚期慢波的形式出现；3）一个后期突然出现的高频振荡；4）远距离脑区之间信息交换的同步化。这里包含的推论是，我们意识到突发事件的时间大大滞后于现实世界（至少是1/3秒）。

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  Gamma

  #γ节律波30Hz到100Hz, 通常出现于人体深度认知过程中。早在20世纪90年代，已故的诺贝尔奖得主弗朗西斯·克里克（Fransic Crick），与克里斯托弗·科赫都推断40赫兹，即每秒25下脉冲的波段可以反映意识活动。

  目前认为早起的视觉反应不包括视觉意识编码，从而使得感受器获得的拼图信息得以完整而呈现完整的图形。这也在一定程度上解释了皮质1/3秒的P3反应。顺着这个思路推论出去，这个延迟的“因人而异”的脑意识加工活动就记录的全部的意识体验，即一个对我们想法的完整的编码。如果可以阅读这段编码，那么我们就能充分了解任何人的内心世界，包括其主观性和错觉。#

  碎碎念

  #卧槽，这太令人遐想了。

  

  脑细胞特定性放电反应个人的主观知觉而非客观刺激。

  一般的脑科学实验证明了神经活动和意识活动的联系，但并不能确定两者之间的因果关系。试图证明一种脑神经活动模式可以引起一种意识活动，是神经科学研究者面临的最困难的问题之一。事实上我们我们所有的非侵入式神经成像技术都只能验证相关关系，而不能验证因果关系 - 这些技术都是被动地观察脑活动待会儿意识活动之间的联系。但是目前已经有两种技术可以安全地对脑实行电刺激，以观察脑的意识活动，这就是#

  经颅磁刺激技术

  #（transcranial magnetic stimulation (TMS)就是一组至于大脑表层的线圈，将安全电流透过头骨与皮层，在具体的位置放电）和用植入脑内的电极放电。这些研究共同证明了：1）人脑对应不同的电刺激有不同的区间分布；2）脑内的微神经回路保存了生活中详尽的大大小小事件，随时可以被电刺激唤醒；3）并不是所有脑神经通路对于意识体验都同等重要。外周感觉和运动通路可以在意识体验未生成的情况下被激活。另一方面，顶叶、颞叶和前额叶的更高级区域与可报告的意识体验更加相关，因为刺激它们可以引起纯粹的主观体验幻觉，而这并不需要建立在客观的事实基础上。

  意识理论的构建和计算机模拟

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  全脑神经工作空间

  #We have sketched a specific theory of consciousness, the #

  global neuronal workspace

  #, that is the condensed synthesis of sixty years of psychological modeling. 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。我们每一个人都拥有一个意识的路由器，这是一个进化而来的用来提取信息并将其配送到对应区域的结构。The psychologist #

  Bernard Baars

  # calls it a “global workspace”: an internal system, detached from the outside world, that allows us to freely entertain our private mental images and to spread them across the mind’s vast array of specialized processors。这里作者指出：能够灵活派送信息的能力是意识状态的特征属性。

  

  全脑工作空间模型主张：在任何既定的时刻，一个思维对象可以从这个具有无限潜力的集合中被选出并成为意识的焦点。这时，在前额叶皮质神经元的一个子集的支持下，所有相关的神经元以一种局部同步的方式激活。关于P3波的产生的理论是：突触的电流从树突传递到细胞体，叠加后产生慢负波对意识刺激进行编码；同时，意识产生过程中，正波叠加对大部分非主体神经元细胞进行抑制，抑制性的正电位大于意识性工作的负电位，这就产生了P3波。

  大脑是不停的自主放电的。试验已经模仿了非注意盲视和注意瞬脱(Inattentinal Blindness & Attentional Blink) - 这两种现象都说明了大脑不能在同一时间有意识地关注两项任务。

  神经元不仅容忍噪音，甚至还会加强噪音。很多算法都需要有效的噪声来源，例如#

  马尔可夫链蒙特卡罗算法

  #（MonteCarlo Markov Chain）和模拟退火算法(Simulated Annealing)。

  #

  为什么人要迎难而上

  #恐惧是一种记忆，由于当时刺激大，很大程度上被压缩在突触棘上，处于休眠状态。当再次经历类似的状况时，特定的场景会重现当时神经元放电模式，这时候我们的记忆内容被唤醒，有意识的记忆只是一个旧的意识时刻，是对曾经的激活模式进行类似重构。脑成像显示，记忆必须被转化为具体的神经元模式，侵入前额叶皮质和互相连接的扣带回区域，我们才能重新有意识地获得生命中的某个特定片段。如果不做抑制性的意识对抗，那么场景的再次重现是一个自然的物理反应。所以迎难而上，改变意识的回路，才是改变自己的唯一方式。

  

  A Catalog of the Unconscious

  Preconscious Stimulus: It is consciousness-in-waiting: information that is already encoded by an active assembly of firing neurons and that thus could become conscious at any time, if only it attended- yet it isn’t(inattentions prevents awareness). Everything unconscious that behaves in this way, that can easily exchange the unconscious condition for the conscious one, is therefore better described as “capable of entering consciousness” or as Preconscious.

  Subliminal Stimulus: where the incoming sensory wave dies out before creating a tsunami on the shores of global neuronal workspace.

  Disconnected Patterns: 自主神经的运作，千万年以来的进化保证生物的基本生存功能。是一个高效的进化结果必然，比如说呼吸。Encapsulated in your brain stem, the firing patterns that control your breathing are disconnected from the global workspace system in prefrontal and parietal cortex.

  Knowledge encoded in connections or in micro patterns of brain activity: Prior to learning, a neuronal message was already present in our sensory areas, but only implicitly, in the form of a diluted firing pattern inaccessible to our awareness. 知识，作为一种外在客观世界的信息，也被封存于主观的无意识神经元之内的。只有不断刷新，反复刺激，才能达到意识通达的境界。即随心所欲的状态。另一方面，看一遍记不住，是无意识变为有意识的必然一步，至少你在帮助你的神经元生长。

  将意识科学应用在临床

  大脑皮质的重塑：作用于多巴胺回路的药物是首选。多巴胺回路中的神经元大量投射到前额叶以及控制自主运动的深层灰质核团中。刺激多巴胺回路可以帮助这些区域回到正常的觉醒水平。

  为啥安眠药临床上可以起到唤醒意识？基于Global Neural Workspace的理论，初步的解释是：表层的皮质空间网络的基底包括丘脑和两个基底核 - 纹状体和苍白球。通过回路，当激活从前额叶皮质传入纹状体、苍白球、丘脑，再传回皮质时，皮质间接地完成了自我激活。然而，这些连接中的两个节点依赖于抑制而非激活来完成通路：纹状体抑制苍白球，苍白球抑制丘脑。当大脑缺氧时，纹状体中的抑制细胞似乎最先受到影响。结果苍白球没有被完全抑制，导致苍白球的活动大大提高，于是造成丘脑和皮质停止运作，意识活动也就无法维持。安必恩这类药物可能于苍白球上细胞的抑制受体结合，产生竞争性抑制，释放丘脑与皮质的功能。

  让人类意识不再孤独

  和成年人一样，婴儿也存在意识通达，只是这个过程极为缓慢，大概是成人的1/4。为什么这么缓慢？构成人脑工作空间的主要长距纤维在出生时已经形成，但是它们还不是绝缘的。在轴突周围的脂肪膜 - 髓鞘，从童年一直到青春期都在不断地成熟。它们的主要作用是形成电绝缘，以提高神经元放电并传播到远距离脑区的速度和保真度。婴儿的脑网络已经连接好了，但还没有绝缘，因此信息的整合以一个很缓慢的速度进行着。

  人类意识是独一无二的吗？迪奥给出尝试性解答：尽管我们大部分的脑系统和其他物种相同，但是人脑的独特之处在于，人类能够使用复杂的“思维语言”来联合这些脑区。笛卡尔在这一点上无疑是正确的：只有智人能够“通过组合词语或其他符号来向他人表达想法”。这种构成思想的能力可能促进我们产生内心想法的关键因素。我们用符号的嵌套或者递归结构表达想法，人类的独特性正表现在这一特有的方式上。Here I will venture only a tentative answer: although we share most if not all of our core brain systems with other animal species, the human brain may be unique in its ability to combine them using a sophisticated “language of thought.” René Descartes was certainly right about one thing: only Homo sapiens “use[s] words or other signs by composing them, as we do to declare our thoughts to others.” This capacity to compose our thoughts may be the crucial ingredient that boosts our inner thoughts. Human uniqueness resides in the peculiar way we explicitly formulate our ideas using nested or recursive structures of symbols. 根据这个观点，我们可以认为语言并不是交流系统，而是作为表征装置逐步进化形成的。表征装置的主要优势在于它能够产生新的想法，这比能与他人分享交流更为重要。（意识使得分布在全脑工作空间中的信息得以整合，形成完整的本体输出）。According to this argument, and in agreement with Noam Chomsky, language evolved as a representational device rather than a communication system—the main advantage that it confers is the capacity to think new ideas, over and above the ability to share them with others. 人类的语言的递归能力可能成为具有复杂嵌套性的思想的载体，这些复杂的想法是其他动物无法获得的。比如人有元认知的功能，知道我们不知道的，而其他动物的元认知似乎只包含两个部分：一个思想和对思想的确切程度。这远不及递归语言所提供的无数潜在概念和想法。The recursive function of human language may serve as a vehicle for complex nested thoughts that remain inaccessible to other species. Without the syntax of language, it is unclear that we could even entertain nested conscious thoughts such as He thinks that I do not know that he lies. Such thoughts seem to be vastly beyond the competence of our primate cousins. Their metacognition seems to include only two steps (a thought and a degree of belief in it) rather than the potential infinity of concepts that a recursive language affords.

  当我们发挥社交和自我导向的推理才能时，额叶前部和中部区域会被系统性地激活。一个叫做额极皮质，也叫布罗德曼第10区的区域就在其中。前额叶的前部是我们拥有独特内省能力的关键所在。Regions of the midline and anterior frontal lobe systematically activate whenever we deploy our talents for social or self-oriented reasoning. One of these regions, called the frontopolar cortex, or Brodmann’s area 10, is larger in Homo sapiens than in any other ape. All these findings make the anterior prefrontal cortex a major candidate for the locus for our special introspective skills. 另一个特殊的脑区是布洛卡区，它位于额叶的左下方，对人类语言起着重要作用。位于人脑这个区域中进行长距离投射的第三层神经元，相比其他类人猿有着更宽的间隔，这些细胞拥有巨大的细胞体和长长的轴突，可能对意识信息在人脑中的传播有重要作用。 Another special region is Broca’s area, the left inferior frontal region that plays a critical role in human language. Its layer-3 neurons, which send long-distance projections. With their giant cell bodies and long axons, these cells probably make a very significant contribution to the broadcasting of conscious messages in the human brain. 总而言之，人类意识是两个嵌套进化的产物。意识最先作为交流工具进化而来，这促进了前额叶皮质和相关的长距回路打破了局部的神经元回路模式，将信息传遍了整个大脑。而这种物理的重新布局，使得第二次进化加强，产生了“思维语言”，使得我们能够思考复杂的想法并与他人进行分享。In summary, human consciousness is the unique outcome of two nested evolutions. In all primates, consciousness initially evolved as a communication device, with the prefrontal cortex and its associated long-distance circuits breaking the modularity of local neuronal circuits and broadcasting information across the entire brain. In humans alone, the power of this communication device was later boosted by a second evolution: the emergence of a “language of thought” that allows us to formulate sophisticated beliefs and to share them with others.

  为什么人类会有精神疾病：神经元可以算是庞然大物，因为它们的轴突就已经长达数十厘米。支持这个比细胞主体大上千倍的附加物，使得基因表达和分子运输变得困难。DNA转录总是发生在细胞核中，而其最终产物必须被输送到几厘米外的突触中去。所以科学家预期，已经进化的长距离工作空间连接系统会成为特定损伤的目标。研究表明一些特定的精神疾病患者的无意识（阈下）反应有效，但是P3电波和整合脑部空间的能力受到了损伤。比如说精神分裂症似乎就是一种长距离连接遭到破坏的疾病。

  未来计算机展望：灵活交流、可塑性和自主性。I see at least three critical functions that current computers miss: flexible communication, plasticity, and autonomy. 基于GNW，Dehaene提出：灵活性可以构造一个通用、自动化的剪贴板，类似于全脑工作空间，大大增强信息交换的能力；可塑性借助于学习算法，自我修正；自主性体现于在没有和外界进行互动时，计算机依然在GNW里面进行信息的处理，物理上呈现波动的状态。

  对于人主观感受的观点：（我自己也深表认同，感受这种虚无缥缈的东西本来应该就是进化的副产品。）亚利桑那大学的哲学教授戴维·查默斯（David Chalmers）认为GNW解释了意识的加工机制，但是无法解释人的主观感受 - 喜怒哀乐。他认为加工机制是简单问题，而理解个人的主观感受是复杂问题。迪奥给予了回击，坚持认为在完全明确意识机制后，主观的问题就迎刃而解 - 复杂的问题（感受问题）看起来难以解决是因为这些问题与我们的知觉不符。一旦我们拥有了认知神经科学和电脑模拟的知识后，查默斯所认为的复杂问题就不攻而破了。感受性的假设概念，即纯粹的心理体验独立于任何信息加工过程，也将被视为是近代科学出现前的另类观点。这很像误导了整个19世纪的#

  生机论

  #（人工无法将无机物合成为有机物）思想：无论我们对生物体内的化学机制了解有多详尽，还是无法阐述生命的独特价值。现代分子生物学阐述了细胞中的分子机制是如何组成能自动繁衍的自动化装置，进而粉碎了这种言论。同样地，意识科学也会不断解决这些复杂问题，直到它们全部消失。My opinion is that Chalmers swapped the labels: it is the “easy” problem that is hard, while the hard problem just seems hard because it engages ill-defined intuitions. Once our intuition is educated by cognitive neuroscience and computer simulations, Chalmers’s hard problem will evaporate. The hypothetical concept of qualia(主观感受), pure mental experience detached from any information-processing role, will be viewed as a peculiar idea of the prescientific era, much like vitalism—the misguided nineteenth-century thought that, however much detail we gather about the chemical mechanisms of living organisms, we will never account for the unique qualities of life. Modern molecular biology shattered this belief, by showing how the molecular machinery inside our cells forms a self-reproducing automaton. Likewise, the science of consciousness will keep eating away at the hard problem until it vanishes.

  什么是自由意志：现代物理学的发展，特别是量子力学的发展，给我们的生命价值重新赋予了新的解释空间，如同卢克莱修提出的“原子偏离”的现代版。但是这类巴洛克式的设想并不能等同于建立在神经生物学和认知科学以坚实的科学证据为基础的论证。大多数物理学家都认为大脑所浸浴的热血环境与量子理论并不相容，因为量子计算需要低温来避免量子相干性的迅速流失。而且我们意识到外部世界的时间尺度与量子相干性的时间尺度飞秒完全没有相关性。最关键的是，尽管量子力学的现象影响了一部分脑加工，但是量子的内在不可预测性还是不能满足我们对自由意志的设想。当代哲学家Daniel Danette：大脑中完全随机的形式并不会带来我们所追求的“自由意志”。梳理自由意志：首先定义自由 - 理性的分析选择而做出的选择的能力及权利，意志就是选择的结果。因此自由意志不需要量子物理学知识就可以在标准的计算机里得到实施。我们的全脑神经工作空间从当前感觉和记忆中收集所需信息，然后进行汇总、评估，选出想要的，并使用内部反馈来最终引导行为。这就是我们所谈论的#

  自由意志

  #。因此，在思考自由意志的时候，我们必须要明确区分与决定相关的两种概念：一个是意识的不确定性，即没有把握的想法；另一个就是意识的自主决定性，即成熟的见解。如果把这个关于自由意志的理解来解读机器，那么未来的机器人一定也可以拥有自由意志。Most crucially, even if quantum phenomena influenced some of the brain’s operations, their intrinsic unpredictability would not satisfy our notion of free will. As convincingly argued by the contemporary philosopher Daniel Dennett, a pure form of randomness in the brain does not provide us with any “kind of freedom worth having.” Do we really want our bodies to be haphazardly shaken around by uncontrollable swerves generated at the subatomic level—like the random twitches and tics of a patient with Tourette syndrome? Nothing could be further from our concept of freedom. When we discuss “free will,” we mean a much more interesting form of freedom. Our belief in free will expresses the idea that, under the right circumstances, we have the ability to guide our decisions by our higher-level thoughts, beliefs, values, and past experiences, and to exert control over our undesired lower-level impulses. Whenever we make an autonomous decision, we exercise our free will by considering all the available options, pondering them, and choosing the one that we favor. Some degree of chance may enter in a voluntary choice, but this is not an essential feature. Most of the time our willful acts are anything but random: they consist in a careful review of our options, followed by the deliberate selection of the one we favor.

  简而言之，感受性和自由意志都不是意识机器的理念所存在的严重哲学问题。我们需要做的是改变陈旧的观念，慎重考虑一个复杂神经系统所能达到的高度。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。In brief, neither qualia nor free will seems to pose a serious philosophical problem for the concept of a conscious machine. Reaching the end of our journey into consciousness and the brain, we realize how carefully we should treat our intuitions of what a complex neuronal machinery can achieve. The richness of information processing that an evolved network of sixteen billion cortical neurons provides lies beyond our current imagination. Our neuronal states ceaselessly fluctuate in a partially autonomous manner, creating an inner world of personal thoughts. Even when confronted with identical sensory inputs, they react differently depending on our mood, goals, and memories. Our conscious neuronal codes also vary from brain to brain. Although we all share the same overall inventory of neurons coding for color, shape, or movement, their detailed organization results from a long developmental process that sculpts each of our brains differently, ceaselessly selecting and eliminating synapses to create our unique personalities. ‘

  谢谢你的时间阅读我的文字。