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各位小夥伴，你們好啊。我是魏知超。今天這期節目，來跟大家解讀神經科學大牛斯坦尼斯拉斯·迪昂的科普名作《腦與意識》。這本書詳細講解了意識的腦機制，也有不少從心理學角度理解意識的內容，乾貨巨多，我今天就不全面鋪開了，而是集中火力跟大家重點介紹書裡最精華的兩個內容：1.意識的功能是什麼？2.當意識產生的時候，大腦裡到底發生了什麼？
這兩個問題，正好一個是心理學視角，一個是神經科學視角，而它們的答案，竟然都跟同一個關鍵詞緊密地聯繫在一起。這個關鍵詞就是——資訊。我相信，聽完今天的內容之後你應該會很強烈地感受到，意識的產生，與大腦對資訊的處理密切相關。
在展開理解這兩個問題之前，先簡單介紹一下《腦與意識》這本書的作者。作者斯坦尼斯拉斯·迪昂（Stanislas Dehaene），是法國神經科學家，T0級別的學者，大神中的大神，2014年拿了有“神經科學界諾貝爾獎”之稱的大腦獎（The Brain Prize）。迪昂的研究興趣包括但不限於語言和數學能力背後的神經機制，學習和教育的腦機制，以及意識的神經科學，研究的廣度和深度都非常驚人。比如，在這本《腦與意識》書裡引用的各種開創性的研究，至少有一半以上居然都是迪昂自己的實驗室做的，這太嚇人了。他也是意識科學領域非常著名的“全腦神經工作空間”假說的提出者，我們後面會講到。
那下面我們就進入到這本書裡，先來看第一個問題：意識的功能是什麼？意識的存在到底為我們的生存繁衍提供了什麼幫助？
在書裡，迪昂歸納出了意識的四大功能：壓縮資訊、保存資訊、轉化資訊、分享資訊。
意識第一大功能：壓縮資訊
先來說第一大功能，也是最最核心的功能，是——壓縮資訊。
要說清楚這個功能，我們得把意識和它的反面——無意識——放在一起做對比。我們知道，有很多心理活動，是我們感知不到，察覺不了，在不知不覺中就左右了行為的，這些就是無意識的心理活動。
那麼，意識和無意識到底是怎樣分工的呢？
說個比喻，你就明白了。
你可以把自己的大腦想像成一個正在面臨嚴重的恐怖主義威脅的國家。這個國家的總統現在面臨一個艱難的決定：要不要宣佈國家進入反恐戰爭狀態。
那總統是靠什麼來做出這個決策？靠的是情報部門給他提供的反恐資訊。
總統手下有一個非常龐大的情報局。裡面有成千上萬個特工各顯神通，從不同渠道收集反恐情報。有的特工在前線當臥底，把自己在敵營內部刺探的情報寫成報告，傳遞到情報局的資料庫裡。有的特工是IT專家，負責破譯恐怖組織的電腦密碼獲取情報，他們也會把自己知道的資訊提交到情報局的資料庫裡。還有的特工是審訊專家，負責審問那些被抓到的恐怖分子。同樣地，他們也會一五一十地記錄自己的發現，上傳到情報局的資料庫裡。
這些戰鬥在第一線、兢兢業業地記錄自己所見所聞的特工們，就是我們的無意識。大腦每時每刻都在無意識地收集、處理各種資訊（有些是眼睛耳朵接收到的外部資訊，有些是身體內部產生的感受，有些是頭腦裡隱隱出現的念頭），就好像是這些特工們在各處執行任務，收集各種資訊。
好了，現在總統先生打開了情報局的資料庫，海量的資訊朝他撲面而來，他怎麼做決定？要知道，他看到的情報很可能是相互矛盾的——臥底說，恐怖襲擊鐵定要發動，這邊都開始行動啦。審訊專家說，我們審訊的結果是，恐怖分子其實是虛張聲勢，做做樣子而已。
那該怎麼辦？
總統的辦法非常簡單粗暴，他不是去一條一條地看情報，而是把所有情報彙總起來，看每種類型的情報出現的機率。只要支持恐怖襲擊要發生的情報更多，在機率上壓倒不支持恐怖襲擊發生的情報，那總統就下令國家進入反恐戰爭狀態；反之亦然。
如果從資訊處理的角度來看，特工們收集到的資訊組成了對現實世界各種可能性的機率描述，它非常客觀，因為它保留了足夠的細節，反映了各種情況發生的可能性。但問題是，它是不確定的。就好像量子力學裡描述電子位置的波函數，它是一個機率雲，不能確定地告訴你電子到底在哪裡，只能告訴你電子出現在這個位置的機率是多少。
而總統幹的是什麼呢？總統就好像是量子力學裡的那種宏觀觀測者，一旦有一個宏觀觀測者對微觀世界進行觀測，電子的波函數就坍縮了，宏觀觀測消除了不確定，讓電子落在了唯一的一個確定的位置上！
總統，就是我們的意識。
總統是一個負責簡化資訊的人，他的任務要把包含各種細節但不確定的情報，轉變成一個簡單但是確定的、唯一的判斷——恐怖襲擊是會還是不會發生。既然他的行動只能是唯一的，要麼下令進入戰爭狀態要麼不幹，那麼他就必須要把得到的資訊簡化成這樣一個武斷的、確定的判斷，那才可以決定如何行動。
同樣的，在任何時刻，我們的意識能體驗到的，都是對客觀世界的某一個唯一的、確定的解釋：要麼看到一朵花，要麼沒看到。
無意識是機率性的，但意識是全或無的。意識是不確定性的消除者，它消除了歧義。用剛才提到的量子力學來打比方就是，意識讓無意識的“波函數”坍縮了！不過我們這不是“遇事不決，量子力學”，這只是一個比喻，不要聯想，不要聯想。
剛才說的這些，是得到實驗資料的驗證的。科學家是這麼去驗證的，我說個大概的邏輯，比如說，研究者把一個向左運動和向右運動的圖案重疊在一起，當然，圖案是經過特殊設計的，人們看這個疊加的圖案時，要麼是看見向左動，要麼是向右動。然後研究者去調整兩種圖片的比率，比如說70張向左動的和30張向右動的疊加在一起，給參加實驗的受試者看很多次，問他看到的是向左還是向右。
結果發現，受試者正好有70%的機會看到向左，30%的機會看到向右。受試者意識到的運動方向跟研究者設定的兩個方向的圖片的比率是完全吻合的，都是7:3。可見，意識的工作，的確就是把一種機率分布的資訊簡化成確定的、唯一的判斷。
如果你看過我上一期講《盲視》那部科幻小說的影片，是不是想到了什麼？上一期給大家展示過的這張旋轉舞女圖，其實就是順時針、逆時針旋轉兩種可能性正好50%的情況。所以，假設如果你沒有對順時針或者逆時針旋轉有天然偏好的話，那麼你看這張圖100次，差不多就會有50次看到順時針、50次看到逆時針。
在上期聊的《盲視》這本科幻小說裡，作者認為人之所以只能看見旋轉舞女圖的其中一種可能性，要麼順時針，要麼逆時針，是因為人類大腦處理資訊能力不足，但剛才說的這些卻讓我們有另外一種認識，那就是——意識的出現有時候可能不是能力夠不夠的問題，而是一種必須。資訊必須簡化成唯一確定的可能性，才能與唯一確定的行動相對應。真正限制我們的，也許不是處理資訊的能力，而是我們的行動必須是有取捨的，沒法“全都要”。
所以，意識可能並不是像那本小說裡說的那樣，是思維裡的一個bug，反而是一個feature。在意識的另外三個功能裡，我們會繼續體會到這一點。
意識第二大功能：保存資訊
那接下來我們就來看意識的第二大功能——保存資訊。
意識之所以要簡化資訊，除了剛才說的這個理由——要跟唯一確定的行動相對應——之外，其實還有第二個理由，那就是：只有資訊足夠精簡，才可以在大腦裡持續啟動、保存一段時間。研究證明，無意識裡記錄的資訊保存時間是非常短的：在螢幕上快速閃過一個詞，比如說“喝”，那麼哪怕你完全意識不到看到過這個字，但接下來那一小會兒，你對“水”、“酒”、“奶茶”這幾個跟“喝”有關的詞反應速度也會變快，這是無意識產生的影響，但是這種影響只能持續大約不到一秒時間。一秒鐘之後，無意識留在腦海裡的印象就幾乎徹底消散了。但是一旦資訊被意識到，它們就能在腦中保存相當長的一段時間。這就是意識的第二大功能了：意識透過長時間保存資訊，來建立持久的想法。
迪昂在書裡說：“將當下那一刻的經歷濃縮並延長它在腦中保留的時間，是我們意識思維的特徵。”
其實，我們不但可以讓當前的經歷在腦海中延續，也可以透過回憶，把過去的經歷和知識提取到意識裡，也會把未來想要完成的目標提取到意識裡，把這些資訊彙總到一起分析，然後做決策。也就是說，意識會把我們的思維從“當下”、從此時此地解放了出來，讓我們的思維能在時間軸上自由馳騁，回憶過去，預測未來。
同樣，意識的這個功能也得到了實證資料的支持。科學家反覆觀察到，只要在一個任務裡，必須要把資訊保存一小段時間才有可能順利完成任務，那麼在這種情況下，意識就必然會出現。
保存資訊，這是意識的第二大功能。
意識第三大功能：轉化資訊
下面我們來說意識的第三大功能——轉化資訊。
一旦資訊進入意識，不會隨著時間衰減，那麼大腦就可以對它進行一系列的轉化。
比如，你現在試試暫停這個影片，心算一下12乘以13。算好了嗎？你是不是感覺到了，這其中的計算步驟，一個接著一個，在你的腦子裡不停轉流轉？我們能夠清楚地意識到我們做乘法時採取的一系列策略。比如12的平方等於144，然後再加上一個12。
而這樣的操作，是意識的特權。無意識是算不出12*13是多少的，除非你之前背過答案，能直接提取記憶。只要涉及到基於一個什麼規則對資訊進行分幾個步驟的計算，無意識就完全無能為力。
從資訊的角度來看，意識可以對一開始接收到的資訊進行分步驟的轉化，最後輸出一個面目全非的新東西。這就是意識轉化資訊的功能。
這就是意識的第三個功能——轉化資訊。
意識第四大功能：分享資訊
最後是意識的第四大功能——分享資訊。對於人類來說，意識裡記錄的那些資訊不只在每個人自己的頭腦裡傳播。由於語言的存在，意識是可以在不同的大腦之間傳遞的。作者迪昂說，在人類進化的過程裡，分享資訊可能是意識最核心的功能之一。
當然，意識的豐富程度其實遠遠超出語言的承載能力，我們知覺到的東西遠遠超過了我們所能描述的範圍。有多少人苦於沒有辦法準確地表達自己的感受，是吧？但這可能正是意識之所以要簡化資訊的第三個理由：簡化的資訊才有利於用語言來表達，才更有利於與他人分享嘛。所以，與人分享資訊，很可能是是意識壓縮資訊的一個強大的推動力。
所以啊，看來人的意識如此發達，還跟我們是一種社會性動物密切相關。我們發達的意識，可能是在一代一代的祖先們拉家常、聊八卦、交流打獵技術的過程裡逐步演化出來的。
全腦啟動
好，剛才這些，就是《腦與意識》這本書裡歸納出來的意識的四大功能：壓縮資訊、保存資訊、轉化資訊、分享資訊。意識的每一個核心功能都涉及對資訊的加工處理。按我的理解，意識也是這些資訊處理過程的必要條件，只要大腦裡涉及到對資訊進行這些處理，那意識就必定會出現。所以上期節目聊的《盲視》那本書小說裡那種靠無意識就搞定一切的外星人，大概率是不存在的。
那剛才這些，是從心理學的視角來理解意識，下面我們進入神經科學視角，來看看當意識產生的時候，大腦裡到底發生了什麼？
在《腦與意識》這本書裡，迪昂彙總了各路研究成果，發現意識出現時大腦裡會有四個非常顯著的標誌。前三個特別專業，不展開了，我們重點關注一下最關鍵的第四個標誌就可以了。
這是意識與無意識的腦活動最標誌性的區別，那就是：無意識的腦活動僅僅侷限在非常狹窄的一個局部的大腦迴路裡，而有意識的腦活動會引起“全腦啟動”，引發一個幾乎跨越整個大腦皮質的巨大的同步電信號。就好像無意識只是在村子裡一戶人家在放煙火，而意識出現時就像是年三十晚上敲響零點鐘聲時，整個村子都在放煙火，而且放的還是同款。
包括迪昂在內的神經科學家不止在一個實驗裡觀察到，當意識出現的時候，首先會在大腦的雙側前額葉和頂葉這幾個腦區觀察到非常強烈的放電活動，這個高頻震盪的腦波大約會在刺激出現後大約300毫秒出現，也就是做神經科學研究的人都非常熟悉的P3波。如果無意識在這些腦區引起的腦活動像是一些雪花飄落在山上，那意識引發的P3波簡直就像是雪崩，無意識和意識激發的腦活動不是49和51的區別，而是1和10000這種區別。這首先就是一個很明顯得到區別，但更關鍵的是，意識引發的腦活動不但強烈，而且會擴展到幾乎整個大腦皮層，引發一個全腦同步的振盪。
一個小區域裡的腦活動之所以有能力迅速傳播到全腦，是因為神經細胞，也就是神經元，很像章魚，觸手特別長，這個觸手就是神經元的軸突，有的居然能有幾米長。在大腦裡，這種擁有長軸突的神經元尤其是大量集中在前額葉皮質這個區域。它們能把軸突伸向大腦的任何角落，甚至有些軸突會相互糾纏在一起，形成肉眼都能勉強看到的纖維束。靠著這個由神經元的長軸突相互連接起來的網絡，局部的神經活動就可以非常迅速影響到遠處的其他腦區。
那為什麼大腦要產生這種全腦同步的神經振盪呢？迪昂說，或許是因為全腦同步能促進資訊的傳遞。
迪昂說：“在腦皮質廣闊的神經元森林中，數以百萬計的細胞隨機放電，很容易就會丟失一小叢啟動的神經元。但是如果它們一齊發聲，那麼它們的聲音就更有可能被聽到並傳播下去。興奮的神經元往往會集體協同放電，以便傳送重要的資訊。本質上，同步為相距遙遠的神經元之間的（資訊）交流打開了一條渠道。”
你看，資訊，又是資訊！意識產生時最標誌性的特徵，全腦同步振盪，是為了高效傳遞資訊。
“全腦神經工作空間”假說
基於這些發現，迪昂進一步提出了意識科學領域非常著名的“全腦神經工作空間”假說。這個假說核心其實很簡單，就一句話，它說：意識是什麼呢？意識就是全腦資訊的共享。
解釋一下。
我們的大腦其實是由很多的功能模組組成的，不同的模組處理不同的問題，比如聽覺處理、視覺處理，比如語言、記憶、情感處理等等。就很像是電腦裡的程式，PS負責畫圖，word處理文檔，ppt做簡報。在處理專門問題時，它們是各自為政，老死不相往來的。但如果這時候我們有了一個目標，需要調用很多個軟體的能力，比如我們要做一個人物介紹的報告，得p圖，得寫文案，還得把它們都做到ppt裡，那我們就需要在這幾個軟體之間共享一些資訊。那我們就會把人物的圖片，把一部分文案複製到剪貼簿裡，供所有軟體一起使用。
意識，就相當於是電腦裡的這塊“剪貼簿”。
意識是大腦創造的一個工作空間，這就是“全腦神經工作空間”這個詞裡“工作空間”的意思。這個工作空間連通了大腦裡各種處理專門問題的模組，那些需要被各個模組共享的資訊被放在這工作空間裡。並且根據需要，這些資訊會被派送到大腦不同的功能模組裡進行處理。
比如說，我現在準備購買一輛新車，這個決策過程就涉及了大腦中多個模組的協同工作。
視覺處理模組分析車輛的外觀設計；聽覺處理模組可能會參與評估引擎的聲音、音響系統的品質。同時，記憶模組提供以往的駕駛經驗和對不同車型的了解，情感處理模組影響對車輛的主觀喜好。
在這個決策過程裡，所有這些資訊和處理結果都被匯集到大腦的“全腦神經工作空間”，互通有無，感官資訊可能左右喜好，記憶裡的資訊可能影響現場評估，只有這樣，我才可以綜合考慮各種因素，做出最終決策。這就是“全腦神經工作空間”假說所描述的，意識作為一個整合和協調不同資訊的平台，在決策過程中發揮了一個樞紐性的作用。
好，那到這裡。《腦與意識》這本書裡最精華的兩個內容——意識的功能和意識的神經活動標誌——就講完了。大腦壓縮資訊、保存資訊、轉化資訊、分享資訊都必須依賴意識。而當意識出現時，大腦會出現一個跨區域的同步振盪，這種同步或許跟大腦不同模組共享資訊有關。《腦與意識》這本書在科學上非常硬核，裡面有很多如何得出上面這些結論的實驗研究，設計得非常精妙。書裡還有一些很有發人深省的應用研究，比如如何用這些關於意識腦機制的發現去探索植物人是不是有意識。，時間關係，這些都略過不提了。如果有興趣，大家可以找書來讀。
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