本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點
您正在閱讀本文的計算機、智慧手機或其他電子裝置都擁有一個簡陋的“大腦”——某種程度上來說是這樣。* 它具有高度組織化的電路，可以儲存資訊並以特定的、可預測的方式執行，就像您大腦中相互連線的細胞一樣。在最基本的層面上，電路和神經元由相同的物質組成——原子及其組成的粒子——但人類大腦是有意識的，而人造裝置並不知道它們的存在。大多數科學家認為，意識並非宇宙中所有物質都具有的普遍屬性。相反，意識僅限於具有相對複雜大腦的一小部分動物。然而，科學家對動物行為和大腦解剖結構的研究越多，意識似乎就越普遍。擁有像人類大腦那樣複雜的大腦絕對不是意識的必要條件。今年7月7日，一群神經科學家在劍橋大學簽署了一份檔案，正式宣佈非人類動物，“包括所有哺乳動物和鳥類，以及許多其他生物，包括章魚”都具有意識。
人類不僅僅是有意識的，他們還具有自我意識。科學家們對意識和自我意識之間的區別存在分歧，但這裡有一個常見的解釋：意識是對自身身體和環境的感知；自我意識是對意識的識別——不僅理解自身的存在，而且進一步理解自身意識到自身的存在。另一種思考方式：有意識是思考；有自我意識是意識到你是一個會思考的生命，並思考自己的想法。據推測，人類嬰兒是有意識的——他們感知並回應周圍的人和事物——但他們還沒有自我意識。在他們生命的最初幾年，嬰兒會發展出自我意識，學會認出鏡子中的自己，並將自己的觀點與他人的觀點區分開來。
大量神經影像學研究表明，思考我們自己、識別我們自己的影像以及反思我們的思想和情感——即不同形式的自我意識——都涉及大腦皮層，即大腦最外層、褶皺複雜的部分。與身體尺寸相比，人類擁有特別大且褶皺的大腦皮層這一事實，可能解釋了為什麼我們似乎比大多數其他動物更具有自我意識。
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因此，人們會期望，缺失大部分大腦皮層的人至少會失去一些自我意識。病人 R，也稱為羅傑，打破了這種期望。羅傑是一位 57 歲的男子，他在 1980 年因患上嚴重的單純皰疹病毒性腦炎（由皰疹病毒引起的腦部炎症）而遭受了廣泛的腦損傷。該疾病摧毀了羅傑的大部分島葉皮層、前扣帶回皮層（ACC）和內側前額葉皮層（mPFC），所有這些腦區都被認為是自我意識所必需的。他大約有 10% 的島葉皮層和僅 1% 的 ACC 仍然存在。
羅傑記不清 1970 年到 1980 年之間發生的大部分事情，而且他很難形成新的記憶。他既嘗不出味道，也聞不到氣味。但他仍然知道自己是誰——他有自我意識。他認得鏡子和照片裡的自己。對大多數人來說，羅傑似乎是一個相對典型的人，他的行為並沒有什麼異常。
愛荷華大學的 卡麗莎·菲利皮 和 大衛·魯德勞夫 及其同事在一系列測試中調查了羅傑的自我意識程度。例如，在一項鏡子識別任務中，研究人員假裝用遮蓋黑色眼影的紙巾擦掉羅傑鼻子上的東西。15 分鐘後，研究人員讓羅傑照鏡子。羅傑立即擦掉了鼻子上的黑色汙跡，並自言自語地想知道這汙跡最初是怎麼來的。
菲利皮和魯德勞夫還向羅傑展示了他自己、他認識的人和陌生人的照片。他幾乎總是認出自己，並且從未將其他人誤認為自己，但有時當他的臉單獨出現在黑色背景上，沒有頭髮和衣服時，他很難認出自己照片上的臉。
羅傑還將自己撓癢癢的感覺與別人撓癢癢的感覺區分開來，並且始終覺得後一種感覺更刺激。當一位研究人員請求允許撓羅傑的腋窩時，他回答說：“有毛巾嗎？”正如菲利皮和魯德勞夫指出的那樣，羅傑的機敏表明，除了保持自我意識外，他還採用了他人的視角——一種被稱為心理理論的天賦。他預料到研究人員會注意到他腋窩的汗水，並用幽默來避免尷尬。
在另一項任務中，羅傑必須使用計算機滑鼠將一個藍色方塊從計算機螢幕的中心拖到螢幕角落中的一個綠色方塊。在某些情況下，程式讓他完全控制藍色方塊；在其他情況下，程式限制了他的控制。羅傑很容易區分他擁有完全控制權的時候和一些其他力量在起作用的時候。換句話說，他理解自己何時對某些行為負責或不負責。該結果於 8 月 22 日線上發表在《PLOS One》上。
鑑於羅傑的大腦雖然受損，但其自我意識在很大程度上完好無損的證據，菲利皮、魯德勞夫及其同事認為，島葉皮層、前扣帶回皮層（ACC）和內側前額葉皮層（mPFC）本身不能解釋對自身作為會思考的生命的意識識別。相反，他們提出自我意識是一個更分散的認知過程，依賴於大腦的許多部分，包括不位於大腦皮層中的區域。
在他們的新研究中，菲利皮和魯德勞夫提到了一篇引人入勝的綜述，該綜述討論了患有無腦畸形的兒童——這是一種罕見的疾病，其中充滿液體的囊取代了大腦的半球。患有無腦畸形的兒童基本上缺少大腦的所有部分，除了腦幹、小腦和其他一些結構。將燈光靠近這種孩子的頭部會像南瓜燈一樣照亮顱骨。雖然許多患有無腦畸形的兒童在出生時看起來相對正常，但他們通常很快會出現生長問題、癲癇發作和視力障礙。大多數人在出生後的第一年內死亡。然而，在某些情況下，患有無腦畸形的兒童可以存活數年甚至數十年。這些兒童缺乏大腦皮層——大腦中被認為對意識和自我意識最重要的部分——但是，正如綜述論文明確指出的那樣，至少一些無腦畸形的兒童表現出真正的意識。他們會對環境中的人和事物做出反應。當有人呼喚時，他們會精神振奮。孩子們會微笑、大笑和哭泣。他們知道熟悉的人和陌生人之間的區別。他們會將自己移向他們想要的東西。他們也更喜歡某些型別的音樂而不是其他型別的音樂。如果一些患有無腦畸形的兒童是有意識的，那麼大腦不需要完整的大腦皮層來產生意識。
然而，這些孩子是否真正具有自我意識，更難回答，特別是他們無法用語言交流。在D.艾倫·謝蒙的綜述中，一個孩子對自己在鏡子裡的倒影表現出濃厚的興趣，但尚不清楚他是否將自己的倒影識別為自己。儘管如此，對無腦畸形的研究和羅傑的案例研究表明，自我意識——這種表面上複雜且獨特的認知過程疊加在意識之上——可能比我們意識到的更普遍。
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參考文獻
Merker B (2007) 無大腦皮層的意識：神經科學和醫學的挑戰。《行為和腦科學》30: 63-81。
Philippi C.、Feinstein J.S.、Khalsa S.S.、Damasio A.、Tranel D.、Landini G.、Williford K.5、Rudrauf D. 在島葉皮層、前扣帶回皮層和內側前額葉皮層受到廣泛雙側腦損傷後，自我意識仍然保留。《PLOS ONE》。8 月 22 日。
Shewmon DA, Holmes GL, Byrne PA. 先天性去皮層兒童的意識：發育性植物狀態作為自我實現的預言。《發育醫學與兒童神經病學》。1999 年 6 月;41(6):364-74。