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自然新聞專題文章 新聞特寫 2024年1月17日 意識(shí)戰(zhàn)爭:科學(xué)家們能就大腦如何工作達(dá)成一致嗎？ 有幾十種關(guān)于大腦如何產(chǎn)生意識(shí)體驗(yàn)的理論，一項(xiàng)新的研究正在對(duì)其中一些理論進(jìn)行面對(duì)面的測試。
插圖:大衛(wèi)·帕金斯 神經(jīng)科學(xué)家露西婭·梅隆尼在2018年參加一個(gè)關(guān)于意識(shí)研究的會(huì)議時(shí)，沒想到會(huì)被提醒父母離婚。但是，就像她的父母一樣，聚集在一起的學(xué)者們無法就任何事情達(dá)成一致。 神經(jīng)科學(xué)家和哲學(xué)家小組在華盛頓西雅圖的艾倫腦科學(xué)研究所召開會(huì)議，設(shè)計(jì)一種方法來實(shí)證檢驗(yàn)相互競爭的意識(shí)理論:這一過程被稱為對(duì)抗性合作。 設(shè)計(jì)一個(gè)致命的實(shí)驗(yàn)是令人擔(dān)憂的。“當(dāng)然，他們每個(gè)人都在提出他們已經(jīng)知道預(yù)期結(jié)果的實(shí)驗(yàn)，”領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)合作的德國法蘭克福馬克斯·普朗克經(jīng)驗(yàn)美學(xué)研究所的梅隆說。梅洛尼回歸童年角色，成了中間人。 梅隆大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的合作是總部位于巴哈馬拿騷的慈善組織鄧普頓世界慈善基金會(huì)發(fā)起的五項(xiàng)合作之一。該慈善機(jī)構(gòu)資助對(duì)精神、兩極分化和宗教等主題的研究；2019年，它向這五個(gè)項(xiàng)目承諾了2000萬美元。 每一項(xiàng)合作的目的都是通過讓科學(xué)家提供證據(jù)來支持一種理論并證偽另一種理論的預(yù)測，從而推進(jìn)意識(shí)研究。梅隆的小組正在測試兩個(gè)突出的觀點(diǎn):綜合信息理論（IIT），該理論聲稱意識(shí)相當(dāng)于人腦等系統(tǒng)產(chǎn)生的“綜合信息”的程度；全球神經(jīng)元工作空間理論（GNWT）聲稱，當(dāng)信息通過專門的網(wǎng)絡(luò)或工作空間在大腦中傳播時(shí)，感知和思維等精神內(nèi)容就會(huì)變得有意識(shí)。她和她的共同領(lǐng)導(dǎo)人必須在主要理論家之間進(jìn)行調(diào)解，很少邀請他們進(jìn)入同一個(gè)房間。 他們推動(dòng)合作的努力反映了該領(lǐng)域更廣泛的分歧。 一個(gè)問題是意識(shí)對(duì)不同的人意味著不同的東西。例如，一些研究人員專注于主觀體驗(yàn)——成為你或我是什么感覺。其他人研究它的功能——有意識(shí)的認(rèn)知過程和行為。這些差異阻礙了比較想法的嘗試。 然后就有了公開信。去年9月，100多名研究人員簽署了一封以預(yù)印本形式發(fā)布的信，批評(píng)IIT，認(rèn)為其預(yù)測不可檢驗(yàn)，并稱其為偽科學(xué)。這封信是在梅隆大學(xué)的合作公布結(jié)果后發(fā)布的。 年輕的研究人員尤其擔(dān)心有爭議的氣候。德國慕尼黑路德維希馬克西米利安大學(xué)（Ludwig Maximilian University of Munich）研究意識(shí)的數(shù)學(xué)家約翰內(nèi)斯·克萊納（Johannes Kleiner）表示，他們擔(dān)心卷入如此激烈爭議的領(lǐng)域可能會(huì)被外界視為停滯不前，這可能會(huì)影響資助。 但是盡管有這些挑戰(zhàn)，許多人對(duì)意識(shí)科學(xué)的未來抱有希望。對(duì)抗性合作的領(lǐng)導(dǎo)者表示，他們的模式已經(jīng)在幫助推進(jìn)該領(lǐng)域的發(fā)展，即使進(jìn)展緩慢。他們并不是唯一進(jìn)行備受推崇的意識(shí)理論實(shí)證測試的人。在過去的二十年里，已經(jīng)有數(shù)百個(gè)這樣的實(shí)驗(yàn)，這是該領(lǐng)域日益成熟的標(biāo)志。 其他研究資助者也在關(guān)注這個(gè)話題:去年6月，美國國立衛(wèi)生研究院召開了為期三天的意識(shí)研究前沿會(huì)議。 新一代研究人員正帶頭努力培養(yǎng)有意義的對(duì)話和開放的思想。以色列特拉維夫大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)家Rony Hirschhorn說:“我們應(yīng)該理解科學(xué)是一個(gè)團(tuán)隊(duì)的努力，而不是相互競爭?！斑@可能很天真，但這是我樂觀的方式:希望我們比這更好。 ”爭取合法性 關(guān)于我們的大腦如何產(chǎn)生主觀體驗(yàn)有幾十種理論，除了哲學(xué)興趣之外，還有更充分的理由來理解這個(gè)問題。例如，在醫(yī)學(xué)上，它可以幫助診斷無反應(yīng)者的意識(shí)；在人工智能領(lǐng)域，它可能有助于研究人員了解機(jī)器具備意識(shí)的條件。 但多年來，意識(shí)并沒有被視為一個(gè)嚴(yán)肅的科學(xué)話題?！爸钡酱蠹s30年前，研究意識(shí)還是一個(gè)禁忌，這是有充分理由的，”賓夕法尼亞州匹茲堡卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的理論計(jì)算機(jī)科學(xué)家勒諾·布魯姆說，他是慕尼黑數(shù)學(xué)意識(shí)科學(xué)協(xié)會(huì)的主席。她說，那時(shí)沒有好的技術(shù)來以非侵入性的方式研究意識(shí)。1990年——大約在腦掃描技術(shù)功能磁共振成像出現(xiàn)的時(shí)候——一篇有影響力的論文幫助改變了該領(lǐng)域的聲譽(yù)。諾貝爾獎(jiǎng)得主、生物學(xué)家弗朗西斯·克里克和現(xiàn)就職于艾倫腦科學(xué)研究所的神經(jīng)科學(xué)家克里斯托弗·科赫寫道，現(xiàn)在“攻擊意識(shí)神經(jīng)基礎(chǔ)的時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟”2。 從那以后，哲學(xué)家和神經(jīng)科學(xué)家提出了多種理論來解釋主觀體驗(yàn)的物理基礎(chǔ)——被稱為“意識(shí)難題”——以及注意力和失眠等“簡單問題”。在一次未公開的統(tǒng)計(jì)工作中，英國牛津的數(shù)學(xué)家喬納森·梅森確定了30多種理論。 一些理論特別有影響力（見“意識(shí)理論”）。其中包括梅隆大學(xué)正在幫助測試的兩個(gè)項(xiàng)目:威斯康星大學(xué)麥迪遜分校神經(jīng)科學(xué)家朱利奧·托諾尼提出的IIT和法國伊維特河畔INSERM大學(xué)認(rèn)知神經(jīng)影像中心主任斯塔尼斯拉斯·德哈內(nèi)的GNWT。  來源:a . k . Seth & t . bay ne Nature rev . neuro sci。23, 439–452 (2022) 其他領(lǐng)跑者包括一組被稱為高階理論（HOT）的觀點(diǎn)，這些觀點(diǎn)認(rèn)為，為了有意識(shí)地體驗(yàn)內(nèi)容，必須將其合成為大腦高階區(qū)域的元表征。另一個(gè)突出的概念是循環(huán)加工理論（RPT），該理論認(rèn)為意識(shí)需要一個(gè)信息流和反饋的循環(huán)。這主要是在大腦的視覺區(qū)域進(jìn)行研究的，但同樣的想法應(yīng)該適用于其他感官，如聽覺或嗅覺。 赫?；舳髡f，檢驗(yàn)此類理論預(yù)測的實(shí)證研究正變得越來越嚴(yán)格和復(fù)雜，但正如科學(xué)界經(jīng)常發(fā)生的那樣，許多研究是由與他們正在檢驗(yàn)的想法相關(guān)的研究人員進(jìn)行的，這使它們?nèi)菀壮霈F(xiàn)確認(rèn)偏差。她說，結(jié)果是理論一直在孤立地發(fā)展。 紐約市紐約大學(xué)格羅斯曼醫(yī)學(xué)院的神經(jīng)科學(xué)家何碧玉說:“在過去的30年里，你有一些主導(dǎo)理論，當(dāng)有挑戰(zhàn)性的結(jié)果出現(xiàn)時(shí)，它們會(huì)修改理論以適應(yīng)這些新發(fā)現(xiàn)。”何說，在這個(gè)意義上，這種對(duì)抗性的合作正在撼動(dòng)這個(gè)領(lǐng)域。他正在領(lǐng)導(dǎo)另一項(xiàng)類似的合作，測試RPT和兩個(gè)版本的HOT。 據(jù)一些領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的科學(xué)家說，一些著名理論的支持者有時(shí)使測試更具對(duì)抗性而不是合作性。他說，這并不適用于所有的合作，在某種程度上取決于這些理論相互比較的難易程度。但是一些理論家被描述為具有偉大的人格；值得注意的是，其中大多數(shù)是男性?！拔也徽J(rèn)為這是因?yàn)榕詻]有做重要的研究，”他說?！拔艺J(rèn)為這主要是因?yàn)槟承┤烁敢庹境鰜碚務(wù)撝卮罄碚摗！?/span> 外交速成班 特拉維夫大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)家利亞德·穆德里克記得她參加西雅圖會(huì)議時(shí)有多興奮，那次會(huì)議促成了IIT和GNWT的合作，被稱為Cogitate。“我記下了人們說的每一句話，我對(duì)整個(gè)過程感到超級(jí)興奮，”她說。 在被指定為項(xiàng)目共同負(fù)責(zé)人后，她在返回以色列的途中根據(jù)討論起草了一份實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，并迅速發(fā)給了她的同事?！爱?dāng)時(shí)我太天真了，”她說。從那時(shí)起到他們真正被釘上為止，要十個(gè)月。 在爭論團(tuán)隊(duì)將尋找意識(shí)的哪些方面以及使用哪些方法后，研究人員最終確定了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)——每個(gè)競爭的理論家都喜歡一個(gè)實(shí)驗(yàn)。該團(tuán)隊(duì)從每種理論中開發(fā)了一個(gè)預(yù)測列表，預(yù)測當(dāng)參與者接受三種類型的大腦掃描時(shí)他們的大腦中會(huì)觀察到什么。研究人員還就每個(gè)任務(wù)中每個(gè)理論的及格或不及格達(dá)成了一致。
在6月份紐約市的一次活動(dòng)中，神經(jīng)科學(xué)家克里斯托弗·科赫（右）輸?shù)袅怂c哲學(xué)家大衛(wèi)·查默斯25年前打賭科學(xué)將在2023年前破解意識(shí)的神經(jīng)關(guān)聯(lián)。致謝:杰西·溫特為自然而生 在第一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，參與者被展示一系列圖片和符號(hào)，并被要求在某些圖像出現(xiàn)時(shí)報(bào)告。 根據(jù)IIT的說法，這項(xiàng)任務(wù)應(yīng)該促進(jìn)大腦后部的持續(xù)激活，這也是數(shù)據(jù)所表明的。然而，大腦后皮層各區(qū)域之間的活動(dòng)只有短暫的同步，而不是假設(shè)的持續(xù)同步。 GNWT預(yù)測前額葉皮層應(yīng)該在任務(wù)過程中被激活——這是該團(tuán)隊(duì)確認(rèn)的事情。但沒有證據(jù)表明該區(qū)域包含關(guān)于物體方位的信息，這是意識(shí)體驗(yàn)的一部分，根據(jù)理論是可以預(yù)期的。實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)了GNWT假設(shè)的全球廣播的證據(jù)，但只是在體驗(yàn)的開始——而不是像預(yù)測的那樣在結(jié)束時(shí)。第一次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果在去年的預(yù)印本中公布4。 第二個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果尚未公開，參與者扮演電子游戲，并被問及他們是否意識(shí)到屏幕背景上顯示的某些圖像。 進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)是團(tuán)隊(duì)為促進(jìn)托諾尼和德阿納陣營達(dá)成共識(shí)而不得不做出的妥協(xié)?！拔艺娴暮軞J佩他們倆，我認(rèn)為他們都是非常優(yōu)秀的科學(xué)家，”梅隆說。但是，她補(bǔ)充說，“如果他們能給自己一個(gè)相互傾聽的機(jī)會(huì)，這個(gè)世界會(huì)變得更好”。托諾尼說，這種對(duì)抗性的合作讓他能夠更清楚地看到其他理論。（德阿納沒有回應(yīng)《自然》雜志的置評(píng)請求。) 另一個(gè)外交策略是與兩位理論家進(jìn)行單獨(dú)對(duì)話，將他們的觀點(diǎn)相互“翻譯”出來?！拔覀兊年P(guān)鍵角色之一，”穆德里克說，“是找到一種共同語言，以確保我們談?wù)摰氖峭患?。? 托諾尼承認(rèn)該項(xiàng)目有多困難，并贊揚(yáng)研究負(fù)責(zé)人——梅隆、穆德里克和俄勒岡州波特蘭市里德學(xué)院的心理學(xué)家邁克爾·皮茨——成功完成了該項(xiàng)目?！八麄兺度肓巳绱硕嗟臅r(shí)間和熱情，而不是自己做實(shí)驗(yàn)，”他說?！八麄冏龅梅浅３錾！?/span> 陷入交叉火力之中 年輕科學(xué)家尤其熱衷于尋找共同點(diǎn)。 在攻讀數(shù)學(xué)量子場論的第一個(gè)博士學(xué)位期間，克萊納對(duì)高級(jí)科學(xué)家之間的內(nèi)斗感到沮喪?！皬耐獠縼砜矗擃I(lǐng)域只是被認(rèn)為沒有取得良好進(jìn)展，因?yàn)槊總€(gè)人都對(duì)其他方法的錯(cuò)誤直言不諱，”他表示。 當(dāng)他決定攻讀第二個(gè)博士學(xué)位（這次是意識(shí)研究）時(shí)，他意識(shí)到該領(lǐng)域目前存在的緊張局勢，但他覺得人們總體上相處得很好。他說，社區(qū)對(duì)敵對(duì)合作產(chǎn)生有用數(shù)據(jù)的潛力充滿希望。公開信粉碎了這些希望?？巳R納對(duì)網(wǎng)上的激烈互動(dòng)深感不安，他決心做點(diǎn)什么。他不想讓人們以同樣的方式看待他的新領(lǐng)域?！拔抑肋@聽起來完全是天真的，但如果你不能彌合這種分歧，那么許多負(fù)面的事情就會(huì)隨之而來?！? 這封信發(fā)表后，克萊納幫助組織了一場在線活動(dòng)，討論意識(shí)科學(xué)的未來，活動(dòng)的旗幟是他于2021年共同創(chuàng)立的數(shù)學(xué)意識(shí)科學(xué)協(xié)會(huì)。但這一提議事與愿違，社區(qū)中的一些人認(rèn)為這是片面的。經(jīng)過深思熟慮后，活動(dòng)的形式改為“虛擬咖啡和公開對(duì)話”，參與者被敦促不要直接提及公開信。 另一個(gè)旨在幫助該領(lǐng)域突破自我的組織是地中海意識(shí)科學(xué)學(xué)會(huì)，該學(xué)會(huì)旨在促進(jìn)不同思想流派的學(xué)者之間的深入對(duì)話。該協(xié)會(huì)副主席赫什霍恩說，如果沒有這樣的互動(dòng)，“你就會(huì)陷入做更多你知道的事情的怪圈”。 對(duì)手還是合作者？
許多研究人員歡迎對(duì)抗性合作，認(rèn)為這是打破這些循環(huán)的一種方式。但他們是務(wù)實(shí)的:研究結(jié)果不應(yīng)被視為支持或反對(duì)某一理論的決定性證據(jù)，何說。盡管如此，他們正在產(chǎn)生有價(jià)值的數(shù)據(jù)?！斑@是向該領(lǐng)域注入急需的資源，以進(jìn)行一些非常堅(jiān)實(shí)的大型合作研究?！?
梅隆想知道，通過匯集對(duì)立的觀點(diǎn)，敵對(duì)的合作是否是最近動(dòng)蕩的部分原因。
當(dāng)Cogitate的第一次實(shí)驗(yàn)結(jié)果出來時(shí)，Melloni和她的共同領(lǐng)導(dǎo)人對(duì)兩種理論的支持者無法就數(shù)據(jù)的含義達(dá)成一致并不感到驚訝。
理論中立的作者在預(yù)印本中介紹了這些發(fā)現(xiàn)，描述了實(shí)驗(yàn)如何以不同的方式挑戰(zhàn)這兩種理論4。為每種理論辯護(hù)的小組撰寫了他們自己的討論部分，提出了他們對(duì)數(shù)據(jù)的解釋以及結(jié)果如何與他們的預(yù)測相吻合。
Melloni說，她最初抱有一種錯(cuò)誤的希望，認(rèn)為理論學(xué)家會(huì)簡單地接受結(jié)果，并在數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上認(rèn)識(shí)到自己理論中的潛在缺陷。“如果說我有什么遺憾的話，我想那就是我沒能讓他們明白他們兩個(gè)的想法都有價(jià)值。”
但她在這一過程中的導(dǎo)師、諾貝爾獎(jiǎng)得主心理學(xué)家丹尼爾·卡內(nèi)曼曾警告她，雙方都將固執(zhí)己見。首次提出了對(duì)抗性合作的概念?！八f:'做好準(zhǔn)備，他們不會(huì)改變主意的’，”她回憶道。但他也告訴她，這沒關(guān)系，隨著時(shí)間的推移，新的證據(jù)將有助于改變社區(qū)其他研究人員的想法。托諾尼說，在意識(shí)這樣一個(gè)復(fù)雜的話題中，有人會(huì)根據(jù)一兩個(gè)結(jié)果改變主意的想法“從一開始就不合理”。
赫希霍恩認(rèn)為，從某種意義上來說，這場沖突是富有成效的。她說，盡管兩極分化一直存在，但人們沒有明確討論這一問題，直到合作——以及這封信——迫使它公開化。“我認(rèn)為現(xiàn)在我們實(shí)際上可以卷起袖子在這方面努力了?！?
《自然》雜志2024年第625期第438-440頁
https:///10.1038/d41586-024-00107-7
參考
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