〔提要〕艾克尔斯根据近年来脑科学研究中的一些新发现,从心理物理相互作用原理出发,提出了大脑 - 精神相互作用论。他所提出的自我意识精神同神经元相互作用以及神经元的组合单元具有“开放”特性等假说,值得研究。

一、大脑和自我意识精神

概括地说,在动物(以及人)的行为方式能组织为有效的整体方面有两种理论,这是很明显的。

首先是,一元论者的唯物论同形形色色的心身平行论所持的解释。现行的神经生理学理论认为,各种输入脑并同所有结构和功能的连结物的基础相互作用,致使运动行为的某些综合输出。神经科学的目的是,为对用那些术语可解释的动物和人的全部行为提供越来越多一致而又完整的描述方式。这并没有提出过分教条的主张,它可以说明,神经科学的目的是,为了提出一种可在原则上对动物和人的一切行为,包括人的言语行为提供完整解释的理论。虽然我以自己的实验工作分担了这个目 · 的,但仍有某些重要的保留意见。我相信,这个理论对于无意识和潜意识活动,甚至最复杂类型的活动来说,是可以接受的。可是,我相信假如简化论者试图用来描述更高级的人脑活动,那么他们的企图将会遭到失败。

其次是,二元相互作用论者所持的解释已经特殊地发展为人脑和自我意识精神。它的作用适合于动物和劣势半球是会产生争论的。二元相互作用论者提出,它的一切行为都基于神经机构之上,优势半球(联络区)有某一场所有效地与自我意识精神产生相互作用,既接收又发出。

对我的论述的哲学基础作一简单介绍是合乎需要的。正如下图所解释的那样,存在和经验之中的每一件事都可以归于三个世界之中,不是这个便是那个:

4.1

4.2

大脑 - 精神问题通常更简明地用所熟悉的三个主要的术语来表示世界2。首先是外部感觉,它尤其涉及到大量由视、听、触、嗅、味、痛觉等感觉器官所获得的感觉。其次是内部感觉,由各种各样的认识经验如思维、记忆、意图、想象、情绪、情感、愿望等组成。第三,是世界2的核心,即自我或纯粹的自我,它是我们每个人通过自己的一生经验得到的个人同一性和连续性的基础。

二、自我意识精神和联络脑相互作用的假说

现在对自我意识精神和大脑之间相互作用的方式提出一种假说是很重要的,它比迄今为止系统地提出的关于我们可以称之为二元论假说的任何假说都更强有力和更明确。我们在提出一个二元论的假说方面是以下列证据为基础的:

1)关于自我意识精神的经验有一种一致的特性。在任何一个瞬间,大脑的行动都是先集中在这个方面,然后再集中在那个方面。这种集中被认为是注意力这种现象。

2)我们可以假定,自我意识精神的经验同联络脑中的神经活动有一种关系,这是一种相互作用的关系,在一定程度上是一致的,但不是同一的。心 - 神经的同一性假说,在哲学基础上已有效地受到批判。神经生理学家Barlow〔1972〕简明而又固执地陈述了他的心身平行论信念:“思维是由神经元产生的,我们不应该用诸如‘神经元活动的反应、展现,或清醒者的思维过程之类的措辞,因为很简单,神经元活动是思维的过程。”提出这种同一性是毫无科学根据的。令人惊奇地发现,在单个神经元的活动有效性方面,他表示了一种信念:“在一种特定的神经元中的一种强冲动频率符合于感觉的起因是外部世界的产物这一高度自信。”为了强调神经元的俭他忽视了所有的解剖学和生理学依据,在比较高级的神经系统中,有效的神经元活动是通过神经元整理集群或组合单元的大量综合活动而获得的。

在比较高级的中枢神经系统中,神经元的俭约性是一种神话。大脑的行动只有用无数的时空模式的组成方式中神经元的耗损的话来说才能够理解。神经生理学家Doty1975意识到神经元的耗损非常好,但最后还是选择了一种不可思议的同一性,意识只有同胼胝体中巨大而频繁的交往相联系时才会发生。涉及意识的这种交往的重要性为连合部切开手术病人身上的研究所证实,然而,有髓纤维中全或无的刺激应直接地包括在与自我意识精神联络之中,这似乎是不可想象的。还应注意到,在胼胝体发育不全的病人的临床情况中,胼胝体的缺乏明显地不会导致有意识经验的任何失调。

3)在神经活动和自我意识精神之间可以有暂时的不一致。关于这一点,Libet的实验显示得特别清楚。例如,缓慢阻碍和提前这种现象。在严重的紧急情况中,感受的时间慢下来也显示出暂时的不一致。

4)有一种连续不断的经验,那就是自我意识精神可以有效地作用于大脑活动。这在随意运动中看得最明显,但是,在我们清醒时,当我们试图唤起一种记忆,或者回忆一个字或短语,或者表示一种思想或确立一种新的记忆时,我们都故意唤起大脑活动。

这个假说的一个简单而最初的提纲可以叙述如下:自我意识精神在大脑活动的最高水平上,从大批的活动中心即优势半球的联络区中主动地从事于读出。自我意识精神按照注意力从这些中心中选择出来,从瞬时到瞬时综合它的选择,产生统一的甚至最短暂的经验。而且自我意识精神作用于这些神经的中心修改神经活动的时空模式。因此,我们提出,自我意识精神对神经活动施加着一种优越的解释和控制作用。

这个假说的关键组成部分是,意识经验的统一中是由自我意识精神提供的,而不是由大脑半球联络区的神经机构提供的。迄今为止,它已不可能提出任何神经生理学理论来解释各种各样的大脑事件是怎样综合成为一个统一的具有完整的或者完形特点的意识经验。大脑事件仍然是不可比较的,基本上是无数神经的个别行动,构成了复合的变化顺序,就这样参与活动的时空模式。甚至对于迄今发现的最专门化的神经元来说,即灵长目动物下颞叶探测视觉特征的神经元来说,情况就是这样。我们现在的假说认为,神经机构是一种多路的发射和接收机构;经验的统一并不来自神经生理的综合,而是来自人们提出的自我意识精神的一体化特征。我们推测:为了在一切有意识的经验和行动中产生自我的这种统一而首先发展了自我意识精神。

在推敲这种假说时,我们务必想象到,某些感觉输入到大脑半球的联络区,在那里会产生一种巨大而不断发展的神经活动的动态模式。初级的感觉区投射到第二层,第二层又投射到第三层,等等。在这些更深的层次中,不同的感觉形式投射到共同的区域一多模区。在这些区域中,最多变的和广大范围的信息是在大脑皮层的单一的组件中加工处理的。人们也许问,这种信息是怎样从中选择出来,怎样整合而产生统一的?我们的意识经验是如何简单地从瞬间到瞬间联系起来?作为这个问题的回答,我们提出,自我意识精神经由整个联络脑以选择和统一的方式起作用。Jung〔1954〕和鲍波尔〔1945〕已经提议用闪光灯提供一种类比。也许多路扫描和探测装置会是一种更好的类比,它在大脑皮层中从大量的和各种各样的活动类型中读出和选择,并把这些选择出来的组成部分结合起来,这样把它们组织到统一的有意识的经验中去。因此,我们假定,自我意识精神扫描着大脑皮层联络区中组合单元的活动。从瞬间到瞬间,它依据它的兴趣、注意力的现象来选择组合单元,而且是它自己把所有多样性结合起来,产生统一的意识经验。如果我们可以这样叫的话,对于这种辨认有效的是有语言和思维性能的占优势半球的那些区域的全部性能。我们共同把它们叫作联络区布劳德曼氏皮质区域39-40,前额叶,在这方面也许是最重要的。

也许有人认为,这种假说只不过是心身平行论的一个煞费苦心的版本——一种有选择的心身平行论。然而,这是错误的。根本区别在于,选择功能和整合功能被推测为自我意识精神的属性,这样自我意识精神就被赋予了一种主动的和支配的作用。这同心身平行论中暗含的意识精神的被动性形成完整的对照。而且,自我意识精神的主动作用在我们的假说中已扩大到引起神经活动中的变化。因而,它不仅从神经机构的不断发展的活动中有选择地读出,而且也变更这些活动。例如,当追溯一条思路或者试图恢复一种记忆时,人们提出,自我意识精神是通过神经机构中专门选择的区域,积极参与调查和探测的,而且是能同他的希望和兴趣相一致,使偏离或形成这种从动态与组成图形的活动的。自我意识精神的这种介入神经机构的作用的一个特殊方面,是在它的引起某些与所希望的随机行动相一致的运动的能力上显示出来的,我们可以把这种行动叫做运动神经的命令。准备电位是这种命令在神经机构的活动中产生变化的一种标记。

这种假说的基本特征是,自我意识精神的主动作用能够对联络脑的神经机构产生影响。最近的实验研究提供了这种影响的时间关系方面的证据。李别特所做的人脑方面的实验证明,使用弱刺激直接刺激体感觉皮层,迟延0.5秒之后才导致一个有意识的经验的产生,使用强刺激的话也能观察到类似的迟延现象,但在周围的皮肤中刺激时就减弱。尽管在周围的刺激的经验中也有这种迟延,但实际上判断下得更早,这大约是这种传入的刺激到达皮层的输出的时间。这种提前发生的过程似乎不可能用任何神经生理学的过程来解释。这可能是自我意识精神已学会的一种谋略。

自我意识精神的另一暂存的特性是通过长时间持续的准备电位表现出来。按照这个正确的假定,现在可以提出,当意愿带来一种运动时,在一个很大范围的神经元区域上就有自我意识精神的连续活动,由于这种活动的结果,神经元活动的增加越过大脑皮层的广阔区域,然后一个长期而又复杂的模制过程导致最终回到运动神经的角锥形细胞上,这对于造成所希望的运动是适当的。自我意识精神对这些运动神经的角锥体细胞并不产生直接的作用。而是在皮层的广阔范围上细微而又缓慢地起作用,迟延的时间惊人地长达0.8秒。准备电位表明,千百个神经元的相随活动是包含着自我意识精神的长期潜伏时间,最后引起运动神经的角锥形细胞的释放。这段时间大概是用于大脑皮层几万万神经元中建立必要的时空模式。我们可以认为,它是比较暂时的和微小的。自我意识精神需要时间来建立活动的模式,而且当它们发生的时候,自我意识精神可以改变它们。

三、自我意识精神和皮层组合单元的假说

现在我们可以问这个问题了:对给予和接收两者来说,与自我意识精神有联系的神经事件是什么?这问题涉及世界1和世界2之间的交处的世界1一边。

首先,自我意识精神与个别神经元或个别神经纤维相联系,这是不可理解的。按照我们目前对神经机构作用方式的理解,我们强调,千百个神经元的集合必须以某种互相结合的模式活动。只有在这样的集合中才能有可靠性和效果。这种组合单元在某种程度上有它自己的集体生活,也许有一万个各种各样类型的神经元,而且有兴奋和抑制馈给和反馈的功能安排。然而,我们对一个组合单元内部机能上的生活还只有很少一点知识,但是我们可以推测,它具有复杂的组织和极其灵敏的性质,所以它应该是物理世界(世界1)的一个组成部分,这对于接收和发出自我意识精神(世界2)都是开放的。我们可以进一步假定,在大脑皮层中并不是所有组合单元对世界2都是“开放的”,都有组合单元这种卓越的性质,因而是相交处的世界1的组成部分。按照定义来说,这种性质将局限于联络脑的组合单元,而且只有当它们处于恰当程度的活动时,每个组合单元才好比一架无线电的接收 - 发射机构。

通常认为,开放的组合单元被表明为开放的环状物,封闭的组合单元则为固体的环状物,而且亦有部分开放的组合单元。可以假定,自我意识精神扫描这种组合单元的排列,能够产生接收和发出的只是有某些开放程度的组合单元。然而,由于它的活动作用于开放的组合单元,所以,它能够按冲动变换的方式从开放的组合单元起沿着交往纤维影响封闭的组合单元。按照这种方式,可以引起封闭的组合单元的开放。我们可以假定,组合单元之间有一个强烈的动态的相互作用。这种相互作用会通过抑制活动直接地影响邻近的组合单元,并通过交往的兴奋活动和连合部纤维影响更远的组合单元。

大脑 - 精神相互作用的最简明的假设是,自我意识精神可以扫描联络脑的每一个组合单元的活动,或者至少把这些组合单元调整为现存的兴趣。我们已经提出,自我意识精神有综合的功能,它从大量的模式中选择出来,并输入它从联络脑中接收的一一现在这个假说中的组合单元的活动——为了从瞬间到瞬间建立它的经验。组合单元按照这种方式选择出来,暂时构成世界1和世界2之间相交处的世界1一边。这个相交处是在联络脑广阔区域内部的这样一个经常变化的领域中。

我们可以认为,联络脑是由优势半球的大部分组成的,特别是在语言区和多模区,如脑额前叶一般大的区域。这些广阔区域可能是由若干块大而连续展开的大脑皮层组成的。可是,在任何的运动中,同自我意识精神发生关系的开放的皮层的组合单元的实际分界处可能会有一种不规则的或不协调的特性。

这种假说进一步提出,某些组合单元对以自我意识精神为名义的世界2是开放的。更确切地说,我们必须想象到,自我意识精神“查究”组合单元,并读出和影响单一种经元活动的动态模式。可以假设,这种过程是在这些组合单元的整个分散的集合物上从瞬时到瞬时完成的,而这些组合单元处理着作为它的综合行动的自我意识精神直接注意的信息。

自我意识精神同组合单元相互作用的另一重要特征是,由于它同“开放”的组合单元的相互作用,所以,自我意识精神可以直接地同“封闭”的组合单元相互作用。

自我意识精神通过胼胝体投射,同左半球开放的组合单元发生联系后,我们提出,有一通道进入右半球,因为自我意识精神经由左半球的开放的组合单元,穿过胼胝体,进入右半球的所有专一而又封闭的组合单元。这些处于旋转状态的组合单元将以对称的二条通道的活动反馈到左半球的开放的组合单元。这样,自我意识精神能够从事于主动加工右半球中的信息。

四、概

这种假说的核心部分是,赋予自我意识精神为首位。假说提出,自我意识精神积极地从事于大脑活动的探究,即它的现存兴趣、注意力活动。自我意识精神也是综合的动因,从变化着的大脑的全部活动中建立起有意识的经验统一体。更重要的是,自我意识精神被赋予一种按照它的兴趣和愿望积极地修改大脑活动的作用,而且根据它探究的扫描活动可想象为选择中所有的一种主动作用。

大脑和自我意识精神的这种相互作用依赖于解剖学和生理学研究中所解释的组合单元——大脑神经元的排列。我们认为,每个组合单元都有一种以千百个组成的神经元的集体相互作用为基础的强烈而又灵敏的内部动态生活。这些物理世界(世界1)的部件以这种方式瞬息间组成一个十分重要的相交处的结果,并按两种方式产生“开放”,影响另一世界,即世界2的自我意识精神。在这个方式中,不是所有的大脑半球的组合单元都“开放”的。后来在连合部切开手术病人身上获得证明,自我意识精神仅同优势半球相联系。我们认为,在广泛意义上说,联络区更局限于语言区到多模感觉区,特别是局限于大脑前叶和靠那个自我意识精神传送非言语的如列举的绘画和音乐的概念区域。

可以认为,坚定的二元相互作用论者的假说在此已发展为有强大说服力的介绍。原则上,这个假说至少对涉及脑 - 精神相互作用的一系列问题作出了解释,它也有助于对记忆和幻觉及创造性想象等若干方面的了解。但最为重要的是,它恢复了人类的神秘而有用的惊奇的理智。

最后,我们可以认为,这个假说是属于科学的,因为它是基于经验的论据之上的,在客观上是可检验的。我们必须强调这一点;正如同其他有强大说服力的科学理论一样,这个现存的假说必须服从于经验的检验。然而,可以断定,它不被任何现存的知识所驳倒。可以乐观地预言此假说将会历经长时期的修改和发展,而不是无法挽救的伪造。

The Self and its Brain》第七章,1977年