想想你上次覺得看的電視節目很無聊，決定用遙控器換臺的情景。或者你從報攤上拿起一本雜誌，或者舉起手來叫出租車的時候。在我們的日常生活中，我們不斷地做出以某種方式行動的選擇。我們都相信我們在這些行動中行使了自由意志——我們決定做什麼以及何時做。然而，當你試圖思考它如何從大腦活動中產生時，自由意志就變得更加複雜。
是我們控制我們的神經元還是神經元控制我們？如果我們所做的一切都始於大腦，那麼什麼樣的神經活動會反映自由選擇？如果我們要告訴你神經科學家可以觀察你大腦的活動，並告訴你你即將做出移動的決定——並且他們可以在你自己意識到自己的選擇之前一秒半就做到這一點，你對你的自由意志會有什麼感覺？
來自加州大學洛杉磯分校和哈佛大學的科學家——伊扎克·弗裡德、羅伊·穆卡梅爾和加布裡埃爾·克雷曼——在尋找自由意志方面邁出了大膽的一步，他們在《神經元》雜誌上發表的一篇新文章中報告了這一發現。他們使用了一種強大的工具——顱內記錄——來尋找人腦中活動可以預測做出運動決定的神經元，挑戰了自由意志的傳統觀念。
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弗裡德是世界上少數幾位進行將電極插入活人腦內的精細手術，並用它們記錄單個神經元活動的外科醫生之一。他這樣做是為了確定癲癇患者大腦中衰弱性癲癇發作的來源。一旦他找到患者大腦中引發癲癇發作的部分，他就可以將其移除，從而阻止他們的神經元風暴。
這種癲癇發作是隨機的。沒有人知道何時會發生癲癇發作，因此在植入電極後，每個人都會坐著等待。這為研究人員提供了一個觀察人類神經元活動的獨特機會：在等待期間，患者可以自願參與實驗，從而使科學家能夠發現記錄的神經元執行哪些功能。在人類身上進行植入電極所需的侵入性手術（通常在動物如大鼠和猴子身上進行研究）是不能進行的，除非有醫療狀況（如對藥物沒有反應的癲癇）需要這樣做。因此，此類調查非常罕見。
弗裡德和他的同事在十二名患者體內植入了電極，總共記錄了 1019 個神經元的活動。他們採用了一個本傑明·利貝特在近三十年前開發的實驗程式，他是加州大學舊金山分校自由意志研究的先驅：他們讓病人觀看一個在鐘面上掃動的手，要求他們隨時按下按鈕，然後讓他們指出當他們決定按下按鈕時，指標指向的位置。這為動作（按下）以及行動的決定提供了精確的時間。有了這些資料，實驗者就可以尋找與行動意願相關的神經元活動。
他們發現，這種神經元大量存在於額葉的一個區域，稱為輔助運動區，該區域參與運動的計劃。但有趣的是：大約四分之一的神經元在患者宣佈他們感到有按下按鈕的衝動的那一刻之前就開始改變它們的活動。這種變化早在決定前一秒半就開始了，早在決定前千分之七秒，這種活動就足夠強大，研究人員可以以超過 80% 的準確率預測不僅是否發生了運動，而且何時發生做出該運動的決定。
因此，事實證明，你大腦中的一些神經元在你自己知道之前的大部分時間裡，就知道你即將做出動作。這代表什麼？
人們可能會傾向於得出自由意志是一種錯覺的結論。自利貝特時代以來，一些人就相信這一點，他記錄了腦電圖，發現腦電圖包含一種特定的模式，可以預測他的受試者在他們感到有意識的行動意願之前所做的動作。腦電圖測量的是頭部表面的電活動，結合了數十億個神經元的資訊；弗裡德和他的同事透過發現單獨的神經元做到這一點，從而更進一步。
但是在得出任何籠統的結論之前，重要的是要記住這項研究考察的是一種非常基本的動作。移動手指的決定與我們做出道德選擇或重大生活決定時所行使的自由意志幾乎不在同一級別。例如，得出我們不對自己的行為負全部責任的結論將是非常牽強的。
讓我們再考慮兩件事。首先，弗裡德和他的同事使用了他們的病人關於行動決定時間的報告；人們可能只是非常不擅長準確地記住或報告他們何時做出這樣的決定（儘管他們不太可能錯了一秒多）。其次，移動手指的決定——尤其是在這是你唯一應該做的事情時——可能會逐漸發展，而不是發生在單一的時間。（你自己試試：將你的手指按在表面上，等待直到敲擊它的衝動導致你這樣做。你可能會發現這種衝動不是一個完全有或沒有的事情，你會等到它足夠強大才真正繼續。）
即使有上述警告，這些發現仍然令人難以置信。它們表明，我們大腦中的某些活動可能明顯早於我們想要移動的意識。利貝特認為，自由意志透過否決起作用：意志（行動的意願）在意識體驗之前就出現在神經元中，但意識意志可以覆蓋它並阻止不需要的運動。
其他解釋可能要求我們重建我們對自由意志的看法。我們的行為可能不是一個決策導致行動的線性過程，而是許多同時發生的過程的最終結果：我們不斷面臨著現在做什麼的多種選擇——換臺？喝一口飲料？起床去洗手間？但是我們的選擇範圍不是無限的（即，我們剛剛提到的選擇範圍不太可能包括“發射彈道導彈”）。決定做什麼以及何時做可能是評估和權衡所有當前可用選項的過程的結果。自由意志可能不是做任何事情的能力，而可能是一種從當前選項範圍中進行選擇的行為。並且決定可能在你意識到它之前就做出了。下次你拿起遙控器時，請考慮一下。