用神经成像方法研究大体神经元工作空间

1980年，认知心理学家B. Baars引入“大体工作空间理论”（global workspace theory）。按照此理论，意识，包括注意和觉察，实际上是把先前无意识的信息向整个脑广泛传播（broadcasting）的过程。所谓“大体工作空间”包含一系列神经回路，这些回路把信息从脑干传到丘脑，再传到大脑皮层。在Baars写《意识的认知理论》论文之前，多数心理学家认为，意识并不是一个科学上值得研究的问题。但是现在我们认识到，有一系列脑科学技术，利用它们可以在实验室里考察意识。基本上，实验工作者可以拿任何一种刺激——一张脸孔的图像或一个单词，改变其部分条件；当刺激按照我们的要求进入或走出意识的时候，再看看我们的知觉如何。这种生物学途径的研究方法，原理是基于把两件事情结合在一起，一方面是意识知觉的心理学，另一方面是在脑内的信息广播，即传播信息的神经回路的脑科学。这两者是不可分离的，没有一个好的意识状态的心理学，我们就不能够在生物学上有所前进；反之，要是没有生物学，我们也不能了解负责意识的机制。这就是正在进行中的当前新的神智科学［9］。

Dehaene扩展了Baars的心理学脑模型。他发现，作为能被我们报告出来的意识状态，它伴有一系列广泛分布的神经元回路的活动。这些回路选择一小片信息加以放大，然后广播，往前送到大脑皮层。Baars的理论和Dehaene的发现告诉我们，人以两种不同的方式考虑事物，一种是无意识过程，另一种是有意识过程［9,10］。

试图考察脑内成像意识的某个方面，主要的困难是需要创造出一种实验方法，它使得我们能够对比无意识和有意识的加工过程。Dehaene发明了一种方法，他让荧光屏上闪出一些字，例如1、2、3、4。即使闪光非常快，人也可以看到它。但是如果在此闪光之前及闪光4完了之后，再闪一个图形，那么这些字就似乎看不到了，可见图形闪光掩盖了字：字还在那里，还在视网膜上，脑还在加工它，但就是意识不到它。Dehaene又把这个字的强度放在刚刚超过意识阈值的水平，其条件是一半时间你会说看到它，一半时间你会说看不到。不论你说看到或看不到它，字的客观真实性是一模一样的［9］。

Dehaene提出了问题，当我们看到阈下的一个字的时候，发生了什么事情？他发现，首先视觉皮层是非常活跃的，这是一个无意识活动的相关物。我们看到，这个字到达了大脑皮层的早期视觉加工站，经过200～300 ms后，活动就消失了，而且没有能到达高级大脑皮层中枢。这件事情是令人惊奇的：在20世纪80年代初，如果我们问，一个无意识知觉能不能到达大脑皮层，神经科学家一定会回答不能，只有有意识信息才能到达大脑皮层［9］。

Dehaene发现，当知觉变成有意识的而且能够报告出来以后，很不相同的事情的确发生了。有意识知觉的开始，同时伴随有视觉皮层的活动，但活动不是慢慢消失，活动被放大，大约过300 ms后，它变得很大，像海啸一样，而不是一个消失的波。活动还在往前走，走到大脑高级部分——前额叶皮层（PFC）；到了那里，又走回来到原来发生的部位，而且在两者之间回荡。这就是达到意识的时候，就是信息广播的过程，此过程把信息传送了。Dehaene争辩说，这就是进入了大体工作空间，可以有来自不同脑区的神经功能进入这个空间。从心理学角度看，发生了什么呢？我们发生意识时，信息可以提供给大系统，这个大系统离开了字的真正知觉范围。字仅仅是短暂闪光，但可以用我们的工作记忆保持在脑中，而且广播传输到需要它的其他脑区。这样我们可以说，意识信息是总体的广播信息，它是总体地提供给脑的。此机制被认为也可以应用于其他感觉刺激。因为在一个时间我们只能够聚焦到一小片段感觉信息，Dehaene争辩说，可以被报告的意识是在进化过程中产生出来的，它使我们能够保持信息，而且把信息传向其他脑区，包括参与抉择的PFC，也到达为清晰记忆所必需的颞叶，到达语言区，使得意识经验能够用言语加以报告，在那里还可以被评价、记忆，或者被计划以供应用。根据这些争辩可以看出，我们有了不同形式的意识，它们在我们的神智生活中起特殊作用。对于这些不同形式意识的生物学功能，我们现在只是刚开始有所了解，对于其生物学必要性的了解也是如此［9,10］。