一场科学赌注结束 神经科学家输给哲学家

  一场长达25年的科学赌注结束了。

一场科学赌注结束  神经科学家输给哲学家

  1998年,神经科学家克里斯托夫‧科赫(Christof Koch)与哲学家大卫‧查尔默斯(David Chalmers)打赌:大脑神经元产生意识的机制将于2023年被发现。6月23日在纽约市召开的意识科学研究协会(ASSC)年会上,两人公开承认,这仍需持续探索,并宣布哲学家查尔默斯获胜。

  最终帮助解决这个赌注的是一项关键研究。该研究测试了关于意识神经基础的两个主要假设,其研究结果已在会议上公布。

  “对我来说,这一直是一个相对不错的赌注,对克里斯托夫来说,也是一个大胆的赌注。”哲学家查尔默斯说。但他也表示,这并不是故事的结局,最终会得到答案:“该领域已经取得了很多进展。”查尔默斯现任纽约大学心智、大脑和意识中心联合主任。

  一个很好的赌注

  意识是一个人所经历的一切――他们尝到的、听到的、感觉到的等等。查尔默斯说,意识赋予生活的意义和价值。

  实验室培养的大脑能变得有意识吗?

  尽管付出了巨大的努力,研究人员仍然不明白人类的大脑是如何产生意识的。“它一开始是一个非常大的哲学谜团。”查尔默斯补充道,“但多年来,它逐渐转变,即使不是一个‘科学’谜团,但至少我们可以通过科学来部分掌握。”

  科赫是华盛顿州西雅图艾伦脑科学研究所(AllenInstituteforBrainScience)的一位杰出研究员,他在20世纪80年代开始寻找产生意识的神经足迹。从那时起,他一直致力于识别“大脑中真正重要的部分”,他认为,“对于最终产生看到、听到或想要的感觉来说,确实是必要的。”

  当科赫提出这个赌注时,某些技术进步让他对尽快解开这个谜团持乐观态度。功能性磁共振成像(fMRI)可以测量大脑活动时发生的血流微小变化,这在实验室中掀起了风暴。光遗传学已经出现了,它使科学家能够刺激非灵长类动物大脑中的特定神经元。科赫当时是位于帕萨迪纳(Pasadena)加州理工学院的一名年轻助理教授。“所有这些技术都让我着迷。”他说,“我想:25年后?没问题。”

  对抗性合作

  多年来,这个赌注几乎被遗忘了。也就是说,直到几年前,斯德哥尔摩的一位科学记者佩尔‧斯纳普鲁德(Per Snaprud)重新提起了这一话题,他曾在1998年采访过查尔默斯。

  大约在那个时候,科赫和查尔默斯都参与了一个由位于巴哈马拿骚(Nassau)的邓普顿世界慈善基金会(TempletonWorldCharityFoundation)支持的大型项目,旨在加速意识研究。

  该项目的目标是建立一系列“对抗性”实验,通过让竞争对手的研究人员合作研究设计来测试各种意识假设。“如果他们的预测没有实现,这对他们的理论将是一个严峻的挑战。”查尔默斯说。

  其中一项实验的结果在周五的ASSC会议上公布,该实验涉及科赫和查尔默斯等几位研究人员。

  它测试了两个主要假设:综合信息理论(IIT)和全局神经元工作空间理论(GNWT)。

  印度理工学院提出,意识是大脑中由特定类型的神经元连接形成的一种“结构”,只要某种体验(例如看图像)发生,该神经元连接就会保持活跃。这种结构被认为存在于大脑后部的后皮质中。另一方面,GNWT表明,当信息通过互联网络传播到大脑区域时,意识就会产生。根据该理论,这种传输发生在体验的开始和结束时,并涉及大脑前部的前额叶皮层。

  六个独立实验室按照预先注册的协议进行了对抗性实验,并使用各种补充方法来测量大脑活动。其实验结果尚未经过同行评审,与这两种理论都不完全相符。

  “这告诉我们,这两种理论都需要修改。”参与研究的研究人员之一、德国法兰克福的马克斯‧普朗克实证美学研究所(Max Planck Institute for Empirical Aesthetics)的神经科学家露西娅‧梅洛尼(Lucia Melloni)说道,“每种理论的修正程度略有不同”。

  未实现的预测

  梅洛尼说,“关于IIT,我们观察到的是,后部皮质的区域确实以持续的方式活动,包含信息。”她并补充说,这一发现似乎表明,该理论所假设的“结构”被观察到,但研究人员并没有发现大脑不同区域之间持续同步活动的证据。

  人脑的特征性皱纹有助于推动其工作方式。就GNWT而言,研究人员发现,意识的某些方面,但不是全部,可以在前额叶皮层中得到确认。此外,实验发现了该理论倡导者所假设的证据,但只是在体验的开始阶段,而不是像预测的那样,在结束时也是如此。

  所以在实验中,GNWT的表现比IIT差一些。“但这并不意味着IIT是真的,而GNWT不是。”梅洛尼说,它意味着支持者需要根据新的证据重新思考他们提出的机制。其它实验正在进行中。

  作为邓普顿基金会倡议的一部分,科赫参与了在动物模型的大脑中测试IIT和GNWT的研究。而查尔姆斯正在进行另一个项目,评估其它两种意识假说。

  梅洛尼说,让相互竞争理论的支持者们走到一起,并对独立研究人员测试他们的预测持开放态度,这很罕见。“这需要很大的勇气和对他们的信任”。她认为像这样的项目对科学的发展至关重要。

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