我们特别关注的是意识相关神经区(neuronal correlates of consciousness,简称NCC),即可以产生任何意识体验的最小神经机制。例如,牙疼的感觉出现时,你的大脑里有哪些过程是必然要发生的?是不是一定有某些神经细胞要以特殊的频率放电?是否存在一群特殊的“意识神经元”必定会被激活?这些细胞位于大脑的哪些区域?
假如在做这个实验的同时,也用磁共振成像仪扫描脑部活动,你会发现此时有一系列脑区被激活了,这些区域统称为后侧热区(posterior hot zone)。这些脑区位于皮层后侧的顶叶、枕叶和颞叶区域,我们最终看到的是什么,与这些脑区的活动显著相关。有趣的是,接受并传递从眼睛而来的视觉信息的视觉初皮层,却并不体现受试者的主观所见。类似的结论可以拓展到听觉和触觉:听觉初皮层和触觉初皮层与听觉及触觉感受并不直接相关。反而是这些脑区的下游系统——那些后侧热区,与意识感知对应,例如你看到的是特朗普还是克林顿。
21世纪初,威斯康星大学麦迪逊分校的朱利奥·托诺尼(Giulio Tononi)和马尔切洛·马西米尼(Marcello Massimini,现任职于米兰大学)开发了一种叫做“刺激-压缩”(zap and zip)的技术,用来探测一个人是否有意识。他们把一个裹有保护套的线圈放置在病人头皮上,穿透颅骨向大脑内输入一个磁脉冲信号,在所刺激区域的神经元中诱导出电信号。这个扰动信号会影响到所有相连的其他神经元——可能是激活也可能是抑制,并在整个皮层内反复回荡直到逐渐衰退。研究人员可以在病人颅骨外部用脑电图(electroencephalogram,简称EEG)记录这个过程中的大脑活动。记录到不同位置的信号变化后,我们便得到了大脑活动的动态影像。
而由托诺尼和他的同事——包括我在内——提出的信息整合理论(Integrated information theory ,简称IIT)有着完全不同的出发点——体验本身。每个体验都有一些重要的属性。首先它是内在的,只对拥有者本人存在;它有一定结构,例如“黄色出租车因棕狗穿越街道而刹车”;而且它还是独一无二的,与任何其他意识体验都不同,就像电影里不同帧的画面一样。更重要的是,它是统一且具体的。当你在一个阳光明媚的日子,坐在公园的长椅上看孩子们玩耍时,这种体验的不同部分——吹过头发的微风,听到孩子笑声时的喜悦——都无法被单独分开。体验若被拆分,便也不复存在。