当你闭目塞听,世界仿佛消失,但自我意识依然存续。这种对自身经验的觉察,被视为人类作为有意识生物的核心特质。然而,意识究竟从何而来?传统神经科学认为,大脑褶皱的外层——大脑皮层,是主观体验的产生地。

耶路撒冷希伯来大学神经科学家马歇尔·德沃尔(Marshall Devor)与哈佛医学院马克·巴伦(Mark Baron)在一篇新论文中提出了颠覆性观点:我们可能在错误的地方寻找自我感,意识的真正起源或许位于更深、更古老的脑干。

疼痛:指向脑干的关键线索

大脑皮层无疑在感官信息处理中扮演关键角色,但“处理信息”与“有意识地体验”截然不同。研究人员指出,疼痛体验的特殊性为这一理论提供了主要线索。

当手触碰滚烫炉灶时,神经系统先于意识检测到高温并触发缩手反射,随后才产生刺痛感。前者是客观可测的“伤害性检测”,后者则是高度主观的疼痛体验。与视觉、听觉等在皮层有明确处理区域不同,疼痛在皮层缺乏专属定位。

更显著的差异在于,刺激大脑皮层的感官区域可重现光影或声音幻象,却极少引发疼痛感,即便是在通常参与疼痛处理的区域。这暗示大脑皮层虽处理疼痛信息,但疼痛的实际体验可能源于他处——即连接大脑半球与脊髓的脑干。

古老结构中的意识火花

脑干是脊椎动物大脑中最古老的进化部分之一,早在复杂皮层出现前,其早期版本就已协助动物调节基本功能。如今,脑干负责调控呼吸、心率及睡眠周期。临床观察显示,即使大脑皮层完好,脑干受损也可导致昏迷或意识丧失。传统观点据此认为,脑干仅维持意识状态,而非意识源头。

然而,德沃尔实验室的早期研究显示,向大鼠脑干特定区域注入微量麻醉剂,即可使其进入类似全身麻醉的极度无反应状态。德沃尔和巴伦认为,这表明脑干的作用更为根本。

更具说服力的证据来自极端病例。患有水脑症(hydranencephaly)的儿童虽缺失大部分大脑皮层,却能对熟悉的人做出反应,表现出偏好及喜怒哀乐。同样,手术切除大脑皮层的动物实验中,部分个体仍展现出包含情感成分的复杂行为及疼痛反应。

尽管行为本身不能直接证明主观体验的存在,但这引发了另一种可能性:至少某些原始形式的意识,可在没有复杂皮层机制的情况下独立存在。

“灰度图像”上的色彩

德沃尔和巴伦提出了一种双组件模型:脑干提供作为意识基础的原始主观体验,而大脑皮层则处理填充该体验的具体信息。

“我们设想的脑干计算是严格生物学的,相对简单且‘原始’,”他们在论文中写道,“它提供的是一种‘风味’,赋予主要在皮层进行的复杂、无意识计算一种‘存在感’,就像添加到灰度图像上的颜色。”

这意味着,大脑皮层让我们能够解释环境、调用记忆及反思思想,但那种“作为体验主体”的潜在感觉,可能起源于大脑更深处。如果意识的基础确实植根于如此古老的大脑结构,那么主观体验的能力在整个动物界中的分布,可能远比我们曾经想象的更为广泛。当然,这并不意味着其他动物拥有与人类同等复杂的意识体验,人类的丰富意识或许是建立在古老基础之上的高级演化产物。