記憶

記憶的重要性顯而易見。如果昨天發(fā)生的一切都在今天忘得一干二凈，你不知道誰是你的親人和朋友，不知道你的工作和你的職務，不知道你過去生活中的每一件事，很顯然，和所有喪失記憶的Alzheimer的重癥病人一樣（老年的里根既是一例），他們會不停的問：“我是誰？”或者每個人都有這樣的經(jīng)歷，當突然從一場睡夢中驚醒時，你會突然忘了身在何處，自己是少年還是成年，轉(zhuǎn)了半天腦筋才想起來，原來是在這里。

自我意識跟過去記憶的堆積是有很大關(guān)系的。
 

推測

記憶堆積的最大作用是推知未來。不能推測未來也是不可思議的。這里不是邏輯思維的推測，而是最基本的推測。飯菜上桌了，那是要吃飯了；遞給你杯子，是要喝水了。如果小孩不能推測到，他喊了媽媽后媽媽會答應了話，他決不會學會語言。由自己或他人的行為能夠推測出其預期，這是自我意識很重要的特征。不能推測未來的話，那么自我不可能產(chǎn)生害怕和恐懼。因為死亡只是一剎那的事，害怕和恐懼已經(jīng)來不及了。
 

2004年的諾獎得主Richard Axel曾指出，我們認識的世界并不是客觀世界在人腦中的客觀反映，我們真正認識到的只不過是人腦對這個世界的推測（best guess）。從以下一組很容易產(chǎn)生錯覺的圖像，你就可以檢驗感官的客觀性。

不信吧？圖中的圓確實是一個正圓形。

看清楚，直線會相交嗎？

并且，鴿子辨別方向靠磁場，蝙蝠靠超聲波，響尾蛇靠紅外線，各種生物的感官不盡相同，他們的推測是如何和現(xiàn)實掛上鉤的呢？顯而易見的是，相同的神經(jīng)系統(tǒng)能夠產(chǎn)生的差別只能有兩種：通過腦神經(jīng)興奮點不同時間和不同空間的模式與外界掛鉤。舉一個最簡單的例子，現(xiàn)在的腦神經(jīng)科學，可以將果蠅對蘋果和香蕉產(chǎn)生嗅覺后的腦神經(jīng)興奮點通過mNMR顯現(xiàn)出來，的確這是兩種不同的空間模式。但是更重要的問題，果蠅是如何知道這兩種空間模式分別是蘋果和香蕉呢？

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蘋果和香蕉及混合氣味在果蠅 腦神經(jīng)興奮點的mNMR圖像

這就好像當年的盲姑娘Hellen，都等到她長到十八歲的時候，當水穿過她的手指的時候，她才突然意識到老師在旁邊說的Water就是穿過她的手指的水，進而才學會語言。一個簡單的猜想就是隨機關(guān)聯(lián)，正確以后再通過記憶固定下來。但是果蠅如何建立這種關(guān)聯(lián)，它如何知道是蘋果和香蕉的呢？難道每只果蠅都要經(jīng)過這樣的學習，才能分辨蘋果和香蕉嗎？這是一個應該好好想一想這個問題，如果想通了的話，設計出試驗來驗證這個想法，這樣你就可以給Richard上課了，呵呵。 

Richard的演講極有思考深度和哲學意味，同時又富有趣味和幽默，英文優(yōu)美而準確，邏輯性極強。內(nèi)容兼顧科學與藝術(shù)，他做很好的科學，又有很好的人文功底,這篇演講是科學演講的典范之作。不知道怎樣做英文演講的人，不妨多聽一聽。（他的中國學生王帆的訪談http://www.sciencenet.cn/blog/user_content.aspx?id=15597）

Richard演講的聯(lián)接

http://mitworld./video/332/   - Third speaker， from 56’ 50”

對周圍的環(huán)境進行推測，是自我意識的基礎。

自主選擇

之所以能成為自我，那是有行為的自主性。我不是別人，因為我可以選擇自己的行為，卻不能決定他人的行為（當然可以影響）。并且自我意識并不是輸入輸出的單值或多值函數(shù)，在人腦的輸入輸出之間，會因為個人的種族遺傳，文化背景，教育程度和人生經(jīng)驗等等而有巨大的差別。目前的人工神經(jīng)網(wǎng)絡，跟人腦還相差萬里，主要就在于雖然人工神經(jīng)網(wǎng)絡能實現(xiàn)部分的學習和記憶（比如：學習識別新的漢字手寫體），但其還是一個單值函數(shù)，只不過是高維和非線性罷了。

對環(huán)境輸入能夠進行自主選擇，是自我意識的重要特征。

腦神經(jīng)科學家的大腦出了問題

當然，這些條件都是必要而不充分。但是，有意識的是，這些自我意識的特征都是串行的，記憶過去而推知將來，都是跟時間相關(guān)的?；蛘哒f，自我意識是人腦的串行特征。我這樣說不是瞎猜，這來源于一位哈佛腦神經(jīng)科學家Jill Bolte Taylor的特殊際遇。

這位研究大腦的科學家很不幸，某一天她自己的大腦出了問題，后來醫(yī)院的檢查證實其左側(cè)大腦由于中風而嚴重影響了其功能。如果僅僅你的右腦在發(fā)揮作用，那么你將感知到怎樣的世界呢?  Jill在其演講中作了極其生動地描述，大家可以到這個鏈接中聽聽她的現(xiàn)身說法。

Jill關(guān)于左側(cè)大腦中風后感受的演講

http://www./talks/view/id/229

其大意是，當她的左側(cè)大腦中風后他感受到了一個完全不同的世界: 她喪失了自我意識（注意，她沒有喪失意識），她能清晰地感受到淋浴時的水、墻壁，扶桿和帳簾甚至周圍的空氣，但自己和感知物之間喪失了界限。一瞬間，她不知道自己是誰，也不知道自己要做什么。她必須要努力才能以使自己需要求救，但她打電話時甚至記不住撥過的號碼，也完全喪失語言解碼的能力（只聽到同事在烏拉烏拉發(fā)出聲音）。

如果這個描述對每個人都真實的話（這樣的感受是沒有辦法隨意重現(xiàn)的），人的自我意識是有者很強的物質(zhì)基礎的，甚至左右大腦的分工都會對自我意識有巨大影響。聽不明白語言，讓我想起海德格爾的話“語言是存在的家”。雖然語言和自我意識沒有因果關(guān)系，但也一定是密切關(guān)聯(lián)的。

Jill的經(jīng)歷支持自我意識的產(chǎn)生來源于大腦中海量神經(jīng)元和外界環(huán)境刺激的相互作用的理論。這就好像從雞蛋變成雞，并不需要在蛋里面先存在一只特小號的雞，雞這一復雜生命體的形成，無非是基因與細胞的分子共同作用的結(jié)果（光有基因是不行的，基因只是樂譜，還需要細胞的分子機制來演奏才有音樂的誕生）。所以，自我意識的產(chǎn)生并不需要一個超越時空的意識預先存在，意識無非是神經(jīng)元形成的復雜網(wǎng)絡與大量事件輸入共同作用的結(jié)果。最近有一期Science里的書評就談到意識與復雜網(wǎng)絡的關(guān)系（SCIENCE，p1045, VOL FEBRUARY 2008 1045 on March 30, 2008）。

http://www./cgi/content/full/319/5866/1045?rss=1

有人說目前有關(guān)復雜網(wǎng)絡的研究已經(jīng)過氣了，私下里以為這才剛剛開始，尤其是關(guān)于復雜網(wǎng)絡的動力演變（這可能是了解大腦功能的關(guān)鍵）,這在生物物理領域也有很多應用。最近Springer正在組織一幫牛人寫Adaptive Networks，估計今年底或明年初就會出版，大家拭目以待吧。
 

Miller Lab – 當你集中注意力，或努力回憶時，大腦中神經(jīng)元的功能機制

http://web./picower/faculty/miller.html

Wilson Lab – 記憶如何形成的，和睡眠的關(guān)系

http://web./picower/faculty/wilson.html