K. 女士質疑她真正的身份。她的家庭、事業、乃至整個人生似乎都毫無意義。她感到焦慮和憂鬱。有時她會無緣無故地對孩子尖叫，然後又感到內疚。她曾考慮過自殺。 與此形成對比的是，M. 先生認為自己擁有非凡的天賦。他花費大量夜晚書寫拯救世界的宏偉計劃，並將他的手稿寄給眾多出版商。儘管債臺高築，他還是買了一輛昂貴的跑車，期待著成功。他從未感到如此自信。這些患者患有不同的精神疾病——K. 女士患有抑鬱症，而 M. 先生患有躁狂症——但他們都對自我持有高度扭曲的看法。
正如赫拉克利特在公元前五世紀所倡導的那樣，“認識你自己”不僅僅是明智的建議。 現實的自我形象是健康思想的標誌。 古希臘哲學家推測，精神決定行為。 從那時起，大量研究表明，自我形象有缺陷的人往往具有高度的焦慮、防禦性、自我懷疑和自戀。 當現實與我們認為自己是誰不符時，人際關係、事業和幸福感都會受到影響。
一個人的自我形象是如何變得不確定的？ 神經科學家長期以來一直在大腦中尋找自我的起源。 感謝成像技術的進步，他們近年來取得了進展，但“我”仍然難以確定。 首先，它是分散式大腦結構陣列的產物。 更令人困惑的是，“我”是一個移動的目標：從一個人的成長經歷到重大的人生事件，許多因素都在不斷塑造著自我。 這種不斷變化的自我意識不僅源於我們為理解生活而構建的敘事。 它也是生物學上的：經驗會產生新的腦細胞和神經通路。
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然而，儘管有所有這些佈線和重新佈線，大腦通常還是設法保持一致的自我畫像。 主觀上，我們將“我”視為一個不變的框架——一個用於組織我們的思想、情感和體驗的穩定參考點。 此外，“我”提供了清晰的界限——我們在內部事件和外部事件之間做出明確的區分。 我們將思想、感覺和記憶視為我們自己的；它們屬於我們。 即使當我們與他人產生共情時，我們也清楚地知道誰的精神狀態屬於誰。 健康的大腦是如何維持這種堅定不移、定義明確的自我的？ 最終目的是什麼？ 為什麼我們不只是生物自動機——沒有意識到自己或我們與周圍環境的關係？ 這或許是關於人之所以為人的核心問題之一。
自我意識的層次
我們在出生後不久就開始建立自我意識。 從三到五個月大時，嬰兒開始控制自己的動作； 他們在大約 18 個月大時在鏡子裡認出自己； 他們在大約兩歲時掌握諸如“我”和“我的”之類的概念； 並且他們在大約三歲時很容易描述自己的感受。 一旦孩子上小學，他們就會交朋友並開始進行比較，這進一步塑造了他們的自我形象。 青少年和年輕人繼續擴充套件他們的個人身份，因為他們練習越來越細緻入微的社交技能。
神經連線與這些發育階段同步形成。 新生兒的大腦表現出的突觸連線相對較少，而最終它將擁有數萬億個突觸連線。 然而，到孩子六歲時，他或她的大腦經歷了連線的爆炸性增長。 隨著時間的推移，經驗鞏固和修剪了這些關聯：不常用的連線消失，而重要或頻繁的經驗則加強了其他通道。 隨著這種微調的進行，我們越來越熟悉自己——從我們基本的生物本能到根深蒂固的慾望和夢想。
自我意識具有多個組成部分。 首先，有能力識別自己的臉和身體，並知道這些身體部位在任何給定時刻正在做什麼。 還有所有權感——你認為你的身體屬於你——以及能動性：你對自己的動作和行為感到負責。 在最高層面，存在對自己情緒的意識以及將不同的生活經歷與穩定的自我形象聯絡起來的能力。
大腦功能障礙會擾亂這些過程中的任何一個。 我們已經看到抑鬱症和躁狂症如何破壞穩定的自我形象，但自我的其他方面同樣脆弱。 例如，有些人幾乎正常地運作，只是他們在鏡子裡認不出自己。 其他人則難以追蹤自己身體的運動。 有些人甚至可能不承認自己的一條肢體 [參見 Sabine Mueller 的文章“截肢者嫉妒”； 《大眾科學·心智》，2007 年 12 月/2008 年 1 月]。
在 20 世紀 90 年代中期，當時在愛荷華大學的神經學家安東尼奧·R·達馬西奧將自我的多個層面提煉成一個三層等級結構。 最低層，達馬西奧稱之為原始自我，對應於身體的簡單神經表徵。 這種原始自我監督基本的生理功能，如新陳代謝、體溫和晝夜節律。 除非出現問題，引起核心自我（中間層）的注意，否則我們不會意識到原始自我的存在，核心自我會產生我們對此時此地的即時認知。 在這個意識層面，來自身體的訊號會產生非語言的衝動——飢餓、悲傷或寒冷的感覺。 自傳體自我，達馬西奧的頂層，使我們能夠理性地評估我們的衝動——參考早期的經驗和當前的目標——並以有針對性的方式指導我們的行為。
自我的這三個層次源於大腦中日益複雜的處理中心。 原始自我與腦幹和下丘腦有關，這些結構位於大腦底部靠近脊髓的位置。 核心自我利用間腦或間腦中的區域，這些區域充當內臟活動的繼電器，以及主要參與情緒處理的杏仁核。 它還激活釦帶回和腦島，它們與情緒有關，以及內側和背外側前額葉皮層，它們充當內部管理者，制定行動計劃併發出指令。 與此同時，自傳體自我依賴於只有人類才擁有的語言能力。 因此，它使用海馬體和布羅卡區的言語和記憶中心，以及前額葉皮層的一部分。 許多與自我相關的區域都位於大腦中線，即大腦兩個半球相遇的地方。
撓癢癢的難題
為了在實驗室中探索自我，科學家通常使用一個兩部分模型，而不是達馬西奧的三元模型。 在實踐層面，將“我”分為生理和認知組成部分是有意義的。 生理自我是指我們感受到自己身體的地方，這要歸功於來自皮膚、關節和腹腔的感覺反饋。 這種輸入產生內感受——我們對疼痛、溫度、瘙癢和飢餓等內部感覺的意識。 認知自我是指我們在世界中識別和指稱自己的地方。
內感受意識似乎在很大程度上依賴於前腦島，這是一種埋藏在大腦皮層深處的腦結構。 2004 年，雨果·D·克里奇利和他在倫敦大學學院的同事進行了一項實驗，他們要求人們在躺在磁共振成像儀中時估計自己的心率。 研究物件透過耳機收聽他們的心跳——即時或延遲半秒——然後必須決定哪個版本是他們的實際脈搏。
結果表明，前腦島的活動越大，任務的準確性就越高。 換句話說，更瞭解自己心跳的受試者更充分地利用了他們的腦島。 此外，對身體感覺特別敏感的人——例如，他們更容易注意到口乾或腹部壓力——往往比正常人擁有更多的腦島灰質。 其他研究表明，內感受意識增強與恐慌症和焦慮症有關。 在這種情況下，行為功能障礙可能與對自我的錯誤解讀有關。
相比之下，認知自我似乎位於內側前額葉皮層——位於眼睛後方，每個半球的內表面。 2006 年，約瑟夫·莫蘭（現為麻省理工學院的博士後研究員）和他的同事要求健康的測試物件判斷一系列形容詞在多大程度上適用於他們自己或他們認識的人。 只有當參與者將這些特質與自己聯絡起來時，他們大腦的功能性核磁共振掃描才顯示內側前額葉皮層的活動增加。 有趣的是，無論形容詞描述的是積極屬性還是消極屬性，這種增加都會發生。
大腦還包含專門的迴路，用於區分自身產生的刺激和外部刺激——這至少部分解釋了為什麼我們無法自己撓癢癢。 為了發現哪些大腦區域通常會區分自我/非自我，德國波恩大學的克努特·施內爾和他的同事要求 15 名男性玩一個簡單的賽車影片遊戲。 計算機定期接管轉向功能，男性必須在玩遊戲時監控是由他們還是計算機控制汽車。
功能性核磁共振掃描顯示，當參與者觀察自己的行為時，他們激活了前額葉皮層區域和頂下小葉的網路。 前額葉皮層作為大腦的指揮中心，計劃我們的行動並向所需的任何身體部位傳送指令。 與此同時，它將指令的副本傳送到頂葉的部分，頂葉監控我們的運動並預測相應的 sensation。 如果我們的體驗與頂葉的預測不符，大腦會特別注意——例如，當我們向右轉動方向盤時，汽車卻向左轉。 透過這種方式，我們過濾掉自身產生的刺激，更緊急地感知外部輸入——我們沒有預測到的感覺。
德國馬爾堡大學精神病診所的蒂洛·基希納和佐治亞州勞倫斯維爾佐治亞格溫內特學院的史蒂文·M·普拉泰克的研究表明，相關的腦結構負責自我參照思維。 當測試物件觀看自己的照片時，扣帶回以及前運動皮層、腦島皮層和軀體感覺皮層的活動增加。 但是，當參與者觀看其他人的照片（其中一些人他們認識，另一些人不認識）時，這些大腦區域要麼沒有亮起，要麼只在 MRI 掃描器上發出微弱的光。 此外，正如蘇黎世精神病大學醫院的 Annette B. Brühl 在 2008 年於柏林舉行的德國精神病學和心理治療協會年會上報告的那樣，即使有人僅僅期望看到自己的臉，扣帶回和腦島區域也會放電。
情感連線
為什麼大腦包含描繪我們自己的機制——我們在哪裡，我們在做什麼，我們是誰以及我們感覺如何？ 簡單的答案是，許多生物，不僅僅是人類，都具有基本的自我意識；它們需要它才能生存。 無法分辨什麼是自己，什麼是世界的動物幾乎是無助的。 它無法做出反應或協調其運動。 它無法做出關於因果關係的關鍵推斷（“當 x 發生時，我感到 y”），從而使其能夠找到食物並避免傷害。
但是對於像人類這樣居住在複雜社會宇宙中的動物來說，自傳體自我提供了另一個優勢：調節情感的機會。 我們生活在一個充滿情感重要性刺激的海洋中，從鄰居咆哮的狗到意外的擁抱，對我們的身心健康至關重要的是，我們做出適當的反應——這可能涉及用更理性的觀點取代本能的情緒。 一旦我們將充滿情緒的情感帶入意識領域，我們就可以中和其有壓力的生理影響，例如心率升高、血壓升高、出汗和顫抖。
2007 年，在哥倫比亞大學的凱文·N·奧克斯納和斯坦福大學的詹姆斯·J·格羅斯先前工作的基礎上，我和我的同事探索了一種稱為認知重評的技術的神經基礎，這種技術在定義上依賴於自我意識。 使用這種方法，人們學會反思情境並以積極的方式重新構建它。
我們來自蘇黎世精神病大學醫院、瑞士蘇黎世大學和德國烏爾姆大學的團隊進行了一項分為兩部分的研究。 在第一部分中，我們告訴 18 名健康的測試物件，我們將向他們展示不愉快或情緒模糊的圖片——可能是快樂的，也可能不是——當他們躺在 MRI 掃描器中時。 我們要求他們在預期圖片時，向自己保證，無論影像顯示什麼，他們都是絕對安全的。
在第二部分中，我們告訴另外 16 名受試者預期這些影像，但沒有指示他們以任何方式管理他們的期望。 第一組中成功使用認知重評來保持冷靜的人在前額葉皮層中表現出更高的活動，而在杏仁核中表現出較弱的活動——他們顯然促使大腦使用其決策能力來緩衝情緒反應。 即使人們不知道會發生什麼，該策略也奏效。
增強正念的冥想技巧——有目的的、專注的和非評判性的當下意識——似乎啟動了相同的迴路。 在最近的一項研究中，我們要求受試者要麼意識到他們當前的情緒，要麼思考他們自己。 純粹關注個人的情緒狀態會降低杏仁核的活動，從而產生鎮靜效果。
隨著成像技術的不斷發展，腦部掃描裝置有一天可能會在人們冥想時提供即時反饋，使他們能夠訓練他們的大腦變得更加正念。 在不久的將來，科學家們或許能夠研究這種反饋是否可以用來幫助人們掌握情緒自我調節。 像 K. 女士和 M. 先生這樣的人可能會從中受益。 研究清楚地表明，我們的自我形象是我們大腦的產物。 透過磨練我們的自我反思能力，我們可以積極努力使我們的自我形象與現實保持一致。