克里克对意识神经相关机制的探索

在谈意识研究的复兴时，不能不提及克里克的开创性工作。正是他登高一呼，指出了意识是大量神经元的集体行为。他把这种说法称为“惊人的假说”，并以此为书名出版了他的最后一本书。该书开宗明义地说道：“惊人的假说是说，‘你’，你的喜悦、悲伤、记忆和抱负，你的本体感觉和自由意志，实际上都只不过是一大群神经细胞及其相关分子的集体行为。”⁽⁴⁾

克里克被2000年诺贝尔生理或医学奖得主坎德尔誉为可以与伽利略、牛顿、达尔文和爱因斯坦比肩的科学巨匠，20世纪最伟大的生物学家。这是因为在三大科学之谜——宇宙产生之谜、生命之谜和意识之谜中，他与美国分子生物学家詹姆斯·沃森（James Watson）和英国生物学家威尔金斯（Maurice Wilkins）在1953年共同发现了脱氧核糖核酸（DNA）分子的双螺旋结构，分享了1962年的诺贝尔生理学或医学奖；1966年破译了遗传密码，揭开了生命与非生命的本质区别；当他功成名就之后，他又在20世纪70年代毅然离开了他开辟成熟的正如日中天的分子生物学坦途，吹响了用自然科学手段研究意识的号角。

克里克原来是学物理的，第二次世界大战前他的课题是研究高压下水的黏度。在第二次世界大战期间，德军的轰炸把他的整个实验设备化成了灰烬，使得研究工作无法进行，且由于战争的需要，克里克转而从事磁性和声学水雷的设计工作了。战争结束后，他有点迷茫，不想再搞武器设计，也不想重操旧业再去研究水黏度。这两项工作对他都没有吸引力，他的兴趣是做基础研究。但是问题是，要研究什么？在此之前，克里克并没有什么专长，这反而成了一个有利条件，他可以转向任何自己真正感兴趣的方向。他仔细回忆一下，自己最喜欢和人谈论的论题：一个是生命和非生命的差别，再有一个就是脑功能的机制。这必定就是自己的兴趣所在，他把这称之为判断一个人爱好的“闲聊测试”。然后就该两者择一了，根据他当时的条件，他觉得自己从事前一项研究更容易入手，于是义无反顾地投身到这一研究中去。最终他和詹姆斯·沃森发现了遗传的物质基础——DNA的双螺旋结构，揭开了遗传之谜，甚至也可以说揭开了生命之谜。

就在他和詹姆斯·沃森一起提出DNA的双螺旋结构，破解遗传密码，奠定分子生物学的基础之后，1966年他意识到分子生物学的轮廓已被清晰地勾画了出来，进一步研究已经有了可靠的基础，以后的工作主要是填补许多细节。所以在1976年时，他觉得是该转向下一个自然之谜——意识研究——的时候了，这时他已年逾花甲，因此他对自己说：“要么现在就干，要么就永远也干不成了。”在功成名就又年逾花甲之际，放弃自己已经驾轻就熟的领域，而另走当时还被自然科学家视为禁区的意识研究这样一条荆棘丛生、前途未卜的未知之路，这需要何等的勇气和胆略！詹姆斯·沃森不愧为他的知交，一语道出了这位大师的崇高思想境界：“弗朗西斯（Francis，克里克的名字）……从来不追名逐利，他唯一有兴趣的就是去解决问题。”所以后来克里克婉拒了英国女皇授予他爵位也就不足为奇了。

图7-2　詹姆斯·沃森（左）和克里克（右）。

因意趣相投，1988年克里克和比他年轻了40岁的科赫结成忘年交，他们决心为揭开意识之谜而共同奋斗。科赫回忆说，当时绝大多数科学家对待研究意识的态度是：“至于说到意识，我们还是把它留给宗教界人士吧，或者留给哲学家、或是新世界教派的邪教，科学家对此无能为力。”克里克和科赫觉得这样的看法是愚蠢的，因为我们明明知道自己是有意识的，如果不去研究，那实际上就是自动放弃了对自然界中一个最重要的问题的研究。他们确信意识也是一种自然现象，因此可以用自然科学的方法去进行研究。

图7-3　科赫。他与克里克年龄相差了40岁合作了近20年，是一对意识研究的忘年交！

尽管克里克在开始意识研究之前，对脑就早已有所了解，也有许多神经生理学家朋友，但是当时他毕竟还不是一位神经科学家，在正式开始要研究意识问题时，他发现自己对脑了解太少。根据他通过研究DNA的双螺旋结构发现遗传密码的经验，他深刻领会到生物学中的一条普遍规律，即如果你想要理解某个生物系统的功能，那么你就首先要了解它的结构。因此，他踏入该领域要做的第一件事就是自学神经解剖学的知识。接着就是广泛阅读实验文献和综述，以全面掌握现况。另外，他根据自己的具体情况对自己的工作做了一个明智的定位：“至少在开始时不直接亲自做实验，除了技术上的困难之外，我想我可以在理论方面起更大的作用。……我希望能在用各种不同的角度研究脑的学科之间架起桥梁。”当然他在这里说的只是由于他的年龄、背景和经历使他决定“不直接亲自做实验”，但是这一点也不意味着他不重视实验，或者可以脱开实验事实去苦思冥想；相反，他和神经科学家维持着密切的联系，并且“广泛阅读实验文献和综述”，他的意识理论既来源于实验事实，又要受实验事实的检验。接下来的问题就是选择突破口了，也就是选择从什么样的具体课题入手。

克里克认为自我意识是意识的一种高级形式。除了极少数例外，动物并没有自我意识，更难以研究，所以他认为要研究自我这样的问题，现在还没有到时候。即使不牵涉自我，要想解释主观体验是怎样由神经回路产生的也非常困难，查默斯（David Chalmers）将其称为意识研究中的困难问题。克里克说道：“还没有人能对我们是如何通过脑的活动而体验到红色的‘红’这样一种主观体验⁽⁵⁾以可信的解释。”他和科赫认为，打仗要选择好最容易取得战果的突破口，这个突破口就是揭示视知觉的神经相关机制。因为不仅人有感知觉，许多动物都有感知觉，所以研究意识也许应该从感知觉是由脑的哪些部位的哪些神经活动引起的这样一个问题开始着手。他们把这些最小限度的神经元集群活动称为该知觉的神经相关机制。脑中的许多活动都是下意识的，因此克里克“想知道我们意识到时的脑活动和我们意识不到时的脑活动差别何在”。这样，他们提出意识研究的第一步应该集中在对视知觉的神经相关机制的研究上。他们认为只有在此基础之上才能进一步深入到因果性问题。也只有在解决了这样的问题之后，才需要进一步考虑怎样，甚至是否能解决查默斯所讲的“困难问题”。

正是这样，他们经过近20年的研究，提出了一个意识研究的理论框架，这个框架的一个中心思想是有关相互竞争的集群的想法。脑后部的集群和脑前部的集群之间有广泛的相互作用，并不是所有的皮层活动都是有意识的，注意对新产生的集群进行选择，优胜集群的活动就表现为意识的内容。他们指出：双眼竞争会是研究意识的神经相关机制的一种有效的途径。所谓的双眼竞争是指当给两只眼睛分别看完全不同的两幅图像时，主体并不能同时看到这两幅图像，也不能看到它们的叠加，而是轮流看到其中的一幅。如果读者要想体验一下这种双眼竞争的感受，您可以戴一副两个镜片分别是红色和蓝色的眼镜，这时您看到的周围环境的颜色就不断地在这两种颜色之间切换。他们当时想要研究清楚的就是，当主体意识到某种感受或是他们意识不到某种感受时，脑中发生了些什么样的变化。他们的这一理论已经总结在克里克过世后科赫发表的专著《意识探秘》（The Quest for Consciousness）一书中了。

2004年7月，88岁高龄的克里克得了结肠癌，并且到了晚期，化疗已经不起作用，非常疼痛，医生告诉他过不了9月了，但是他依然对科学充满了热情，并对他无能为力之事保持冷静。就在他逝世的一个星期前，美国科学家史蒂文斯（Charles F. Stevens）和谢诺夫斯基（Terry Sejnowski）为了建立一所新的克里克—亚科布斯计算与理论生物学中心的事去拜访他，看到他依然在伏案工作，周围放满了论文，一如以往，只是有一根手杖斜靠在他的椅子旁，且他的脚踝红肿。他们谈了大概有一个小时，其中绝大多数时间都在谈论他对屏状核的想法，他正在写一篇有关这个问题的综述。由于这个核团和许多皮层区都有双向联结，因此他猜想这一核团可能对意识起重要的作用。他说他希望他的文章能激发人们对这个以前一直受人忽视的组织的研究。

直到他临终以前的几个小时，他还在写论文。对来访的朋友，他从来不谈自己的疾病，谈的依然是意识研究中的种种问题。他以一种极度理性的态度对待他的疾病，别人看不出他对此有何不安，他也从来不因此让他的朋友感到不安。他的好友拉马钱德兰回忆道：

在他去世前三星期，我到他拉霍亚的家中去探望他。……在我在那儿的两个多小时里，我们一点都没有提到他的病，只是讨论有关意识的神经基础的种种想法。……当我离开时，他说：“拉马，我认为意识的秘密就在于屏状核，你说呢？要不的话，它为什么要和大脑中那么多的区域有联系？”然后他意味深长地朝我眨了眨眼。这是我最后一次见到他。

2004年7月28日，一代巨星陨落。就这样，这位近世最伟大的生物学研究大师带着他对解开意识之谜的执着追求走完了他的人生道路。在他之后，越来越多的科学家投身探索意识之谜。令人告慰的是，在克里克逝世差不多10年之后，他梦魂萦绕的屏状核之谜有了好消息。2014年6月美国科学家库贝斯（Mohamad Koubeissi）报道说，他让一位癫痫病人不断复读“房子”这个词，并且不断地用手打榧子，如果在此时用高频电脉冲刺激病人的屏状核，病人说话越来越轻，动作越来越慢，最后逐渐丧失意识，而一旦停止刺激，病人马上恢复了意识，这提示屏状核可能在触发产生意识体验中起到关键作用，就如同一个意识开关。科赫感叹说：“克里克要是知道了这个消息，准会高兴得就像喝了潘趣酒一样。”另一件应该能告慰克里克在天之灵的事是，他的“小朋友”科赫还正在他们共同开辟的道路上继续奋勇前进。