意識並非在此處

心理學和功能性腦成像解析了兩種密切相關的過程:注意力和意識

選擇性注意和意識之間是什麼關係? 當你費力地在營地談話的聲音中傾聽遠處郊狼的嚎叫時,你這樣做是透過注意聲音並意識到它們的嚎叫。當你注意到眼角余光中的陪練對手時,你會變得高度警覺他的每一個細微動作。由於注意力和意識之間看似密切的關係,大多數學者將這兩個過程混為一談。

事實上,當我在 1990 年代初公開談論身心問題時(那時,對於一位尚未獲得終身教職的生物學或工程學年輕教授來說,談論意識是不合適的:這被認為太邊緣化了),我的一些同事堅持要求我用更中性的“注意力”來代替煽動性的“意識”,因為這兩個概念無法區分,並且可能根本就是同一件事。二十年後,許多實驗證明兩者並非同一。

舞臺魔術師非常擅長操縱觀眾的注意力。透過用他們的手或一位穿著比基尼的美麗助手來轉移你的視線,你看了但沒看到,顛倒了尤吉·貝拉的名言“僅僅透過觀察你就能觀察到很多東西。” 科學家們也可以做同樣的事情,只是沒有性感的女人。我在早期的專欄中描述了一種稱為連續閃光抑制的心理物理學技術[參見“讓可見的變為不可見”,2008 年 10 月/11 月],其中一隻眼睛中的微弱影像——例如,左眼中的一張憤怒的臉——透過在另一隻眼睛中閃爍一系列彩色疊加矩形而變得不可見。只要你保持雙眼睜開,你就只會看到閃爍的圖片。注意力被快速變化的影像所吸引,有效地掩蓋了憤怒的臉。然而,一旦你用右眼眨眼,你就會看到這張臉。這項技術已被廣泛用於向意識隱藏事物——例如裸體的男人或女人——並證明大腦仍然會關注它們。


支援科學新聞報道

如果您喜歡這篇文章,請考慮支援我們屢獲殊榮的新聞報道,方式是 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保關於塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。


一個日德合作專案已將這樣一個實驗轉移到磁掃描器的範圍內,以記錄大腦對看不見的刺激的反應。他們沒有使用色情圖片,而是將低對比度的水平漂移光柵投射到一隻眼睛中。它被相同或相反眼睛中的閃爍環包圍。在後一種情況下,中心刺激在感知上變得不可見。它消失了。這個實驗使用了行話中所謂的 2 × 2 設計。科學家們操縱了移動光柵的可見性(兩種條件);他們還操縱了受試者是否注意到光柵(兩種條件)。他們透過要求受試者監控環上出現的一系列單個字母並報告特定字母的存在來實現後兩種條件。在另一半試驗中,受試者被告知忽略這些字母。總共測試了四種條件。

請注意,監視器上的佈局始終包含相同的元素,環被投射到與移動光柵相同的眼睛或相反的眼睛,等等。關鍵的區別在於志願者的頭腦中——他們是否自覺地看到了光柵(他們必須報告),以及他們是否注意到了它。

認知神經科學家測量了大腦後部初級視覺皮層(或 V1)的功能性 MRI 反應。這部分大腦大約有一張信用卡大小的面積,接收來自眼睛的視覺輸入。它是皮層中處理視覺運動行為和視覺感知的 30 多個區域中的第一個。

來自七名參與者的資料是明確的。無論受試者是否看到目標,注意目標始終如一地強烈增加了 fMRI 活動。這個結果是預期的,因為許多先前的研究表明,注意訊號會加強其在皮層中的表示。然而,更令人感興趣的是,刺激是否被有意識地感知到對訊號強度沒有影響。可見性對 V1 來說並不重要;重要的是選擇性視覺注意力是否集中在光柵上。事實上,實驗人員無法從訊號中解碼受試者是否看到了刺激。

我對他們的發現感到非常高興,因為它完全符合諾貝爾獎獲得者弗朗西斯·克里克和我於 1995 年提出的假設。我們在《自然》雜誌上撰文指出,V1 中的神經元並不直接促成視覺意識。我們的推測是基於 V1 中的細胞與其在獼猴額葉中的夥伴之間沒有直接聯絡。這裡描述的 fMRI 實驗為我們的猜想提供了證據。當然,我們的連線論證是否有效仍然是開放的。

意識的棲息地似乎不是專門用於視覺的擴充套件皮層區域層次結構底部的皮層區域。意識被限制在更高的區域,可能是在與前額葉皮層(計劃的所在地)進行互惠雙向通訊的區域。

任何科學概念——能量、原子、基因、癌症、記憶——的歷史都是不斷分化和複雜化的歷史,直到它可以在更低、更基本的層面上以定量和機械的方式解釋。這些和相關的實驗否定了意識和注意力是相同的概念。它們不是相同的,大腦對它們的反應也不同。這種區分清除了障礙,為從神經生物學角度集中攻擊識別大腦中意識的必要原因這一核心問題掃清了道路。

(延伸閱讀)

  • 我們是否意識到初級視覺皮層中的神經活動?弗朗西斯·克里克和克里斯托夫·科赫,《自然》,第 375 卷,第 121-123 頁;1995 年 5 月 11 日。

  • 注意力而非意識調節雙眼抑制期間人類 V1 中的 BOLD 訊號。正貴渡邊、康成、雄介村山、健一上野、武淺水谷、慶治田中和尼科斯·洛戈塞蒂斯,《科學》,第 334 卷,第 829-831 頁;2011 年 11 月 11 日。

克里斯托夫·科赫 是艾倫研究所和 Tiny Blue Dot 基金會的神經科學家,艾倫腦科學研究所前所長,以及加州理工學院前教授。他的最新著作是《那時我自己就是世界》。科赫定期為包括《大眾科學》在內的多家媒體撰稿。他住在太平洋西北地區。

更多作者:克里斯托夫·科赫
SA Mind Vol 23 Issue 1本文最初以“意識再探:意識並非在此處”為標題發表於《SA Mind》第 23 卷第 1 期(),第 20 頁
doi:10.1038/scientificamericanmind0312-20
© .