“作为一名神经外科医生,我曾被教导大脑创造了意识。”曾详细写下自己在深度昏迷时的意识体验的埃本‧亚历山大博士(Dr. Eben Alexander)说道。
许多医生跟生物医学学生或许也曾被教导过关于意识的这一理论。然而,科学家们仍在尝试探究这一理论是否成立。
想像一个孩子第一次观察大象。光线从动物身上反射进入孩子的眼睛,眼睛后部的视网膜感光器将这些光线转化为电信号,这些信号再通过视神经传输到大脑皮层。这就形成了视觉或视觉意识。
这些电信号是如何奇迹般地转化为生动的心理图像的呢?它们又是如何转变为孩子的思维,进而引发情感反应——“哇,大象真大!”?
关于大脑是如何生成主观感知,包括图像、感受和体验的问题,被澳大利亚认知科学家大卫‧查尔默斯(David Chalmers)于1995年提出,并称之为“难题”(hard problem)。
事实证明,拥有大脑可能并不是意识的先决条件。
“没有大脑”但非无意识
《柳叶刀》记录了一例法国男子的病例,他在6个月大的时候被诊断为产后脑积水——即大脑周围或脑部的脑脊液过多。
尽管他的病情如此,他依然健康成长,成了家并有了两个孩子,且在公务员岗位上工作。
当他44岁时,由于感到左腿轻微无力,便去看了医生。医生彻底扫描了他的头部,发现他的脑组织近乎完全消失。大部分颅骨空间被液体填充,只有一薄层的脑组织。
“脑部几乎不存在。”该病例研究的主要作者、法国马赛的蒂蒙医院(Hôpital de la Timone)神经科(Department of Neurology)的利昂内尔‧费尤耶博士(Dr. Lionel Feuillet)写道。
该名男子此前一直过着正常的生活,且没有出现任何视觉、感觉或知觉方面的问题。

正常的大脑皮层负责感官和运动功能,而海马体则负责记忆。脑积水患者的这些大脑区域会显著减少,但他们仍能够执行相关功能。
即便大脑体积大幅减少,这些人依然能够保持高于平均水平的认知功能。
约翰‧洛伯教授(John Lorber,1915—1996年),谢菲尔德大学(University of Sheffield)的神经学家,分析了600多例脑积水儿童的病例。在其中,他发现大约60名患有最严重脑积水和脑萎缩的儿童中,半数人的智商超过100,且过着正常的生活。
其中,一名大学生成绩优异,在数学专业获得一等荣誉学位,智商高达126,并且社交能力正常。这位数学天才的大脑厚度仅为1毫米,而普通人的大脑通常有4.5厘米厚——相差44倍。

洛伯的研究结果于1980年发表于《科学》(Science)期刊,标题为“你的大脑是否为必需?”(Is Your Brain Really Necessary?)。
看不见的大脑
罗杰‧刘易(Roger Lewin)1981年在《科学》期刊上发表文章讨论洛伯文章时,引用了伦敦大学学院(University College London)解剖学教授帕特里克‧沃尔(Patrick Wall,1925—2001年)的话:“关于洛伯研究的重要性在于,他进行了一系列长期的系统探究,而不仅仅是涉及一些奇闻异事。”
无脑人的案例挑战了“大脑结构是产生意识的基础”的传统理论。我们的大脑——大约三磅重,约有二十亿个神经元,通过大约五百万亿个突触相互连接——是真正的意识来源吗?
一些科学家提出,大脑深层且看不见的结构或能够解释正常的认知功能——即便在严重的脑积水情况下也是如此。这些结构也许在常规的大脑扫描或肉眼下并不容易发现。然而,事实是,它们不容易显现并不意味着它们不存在或不重要。
“几百年来,神经学家一直认为他们所珍视的一切都是由大脑皮层执行的,但很可能,大脑深层的结构执行了许多被认为是仅由皮层承担的功能。”沃尔在前述1981年的文章中评论道。
哈佛大学附属贝斯以色列医院(Beth Israel Hospital)的神经学家诺曼‧盖施温德(Norman Geschwind,1926—1984年)在1981年的文章中表示,这些未知的深层结构“无疑对许多功能都非常重要”。
此外,利物浦大学神经生理学教授大卫‧博舍(David Bowsher)在同一篇文章中表示,这些深层结构“几乎肯定比目前认为的更为重要”。
意识的来源可能存在于我们尚未探索的领域。而当医学理论无法解开谜团时,物理学可能会带来情节上的转折,尤其是量子物理学。
超越神经元
“要理解意识,我们不能只看神经元。”亚利桑那大学意识研究中心(Center for Consciousness Studies)主任斯图尔特‧哈梅罗夫博士(Dr. Stuart Hameroff)告诉《大纪元时报》。
即使是单细胞生物如草履虫,也会展示出目的性行为,如游泳、避开障碍物、交配以及重要的——学习,而这些行为并不依赖于任何突触或神经网络的一部分。

根据哈梅罗夫的说法,这些智能的、可能具有意识的行为,是由草履虫内部的微管介导的。相同的微管也存在于大脑神经元以及所有动物和植物细胞中。
微管,顾名思义,是细胞内部的微小管道。它们在细胞分裂、运动和细胞内运输中发挥着重要作用,且似乎是神经元中的信息载体。
组成微管的蛋白质(微管蛋白)是“整个大脑中最常见或最丰富的蛋白质”,哈梅罗夫在接受《大纪元时报》采访时表示。他认为微管在人类意识中扮演着关键角色。
“当你观察神经元内部时,你会看到所有这些微管,它们呈周期性晶格排列,而这对于信息处理来说是完美的。”哈梅罗夫表示。
由于它们的特性,微管像天线一样工作。哈梅罗夫提到,它们可以作为“量子设备”,从量子维度传递意识。
量子设备
英国物理学家、数学家及诺贝尔奖得主罗杰‧彭罗斯爵士(Sir Roger Penrose)和哈梅罗夫提出了一种理论,认为量子过程产生意识。
量子是指在微观层面上存在的极小单位的能量或物质。其独特的特性有助于我们理解许多当前科学无法解释的事物。
简单来说,微管充当了量子世界与我们意识之间的桥梁。它们接收量子信号,将其放大、组织,并以某种我们尚未完全理解的方式,将其转化为构成我们意识觉知的感觉、知觉和思想。
微管可以解释有关大脑的一些令人困惑的现象。哈梅罗夫假设,天生患有脑积水的人的大脑能够适应,因为他们的微管控制神经可塑性,并重新组织大脑组织。
“随着时间的推移,大脑中的微管适应并重新排列,以维持意识和认知。”他表示。
因此,根据哈梅罗夫的说法,我们的大脑如同信息处理器一样,接收来自宇宙的信号,并将它们转化为意识。
大脑在多个尺度上处理信息,每个尺度以不同的频率振动。大脑波以0.5到100赫兹(Hz)的速度缓慢振荡。单个神经元的放电频率较快,在500到1000赫兹之间。在神经元内部,微管的振动速度要快得多,处于兆赫(MHz)范围。在最小的量子尺度上,频率达到令人难以置信的高水平,理论上可达到10^43赫兹。

其他科学家也在使用其它的量子理论来解释心理活动。发表在《物理评论E》(Physical Review E)上的一项研究表明,髓鞘内的脂质分子中的振动可以产生一对量子级纠缠光子。研究表明,这种量子纠缠或有助于同步大脑活动,为意识领域提供了新的见解。
量子交响乐团
“与其说大脑是一台简单的神经计算机,不如说它是一个量子交响乐团”,哈梅罗夫描述道,“因为你有共鸣与和谐,伴随不同频率的交错,如同音乐中的音符一样。所以,我认为相较于计算,意识更像是音乐。”
科学总是在不断地发展。意识的研究仍然是神经科学及哲学中一个活跃的研究和争论领域。
然而,每一次新的发现都会引发新的可能性。因此当我们逐步探寻这些谜团时,请让我们继续保持着好奇心和开放的心态。
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英文报导请见英文《大纪元时报》:Can Consciousness Exist Without a Brain?
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责任编辑:李琳#