脑与意识一一重新认识自己

脑与意识

“神经科学领域的诺贝尔奖”大脑奖得主迪昂集大成之作!大胆挑战脑科学中的问题,带你“看到”看不见的意识。中科院院士、国内三大高校教授盛赞推荐!

(法)斯坦尼斯拉斯·迪昂(Stanislas Dehaene)  著  章熠  译

编辑推荐

  电子化、智能化将是人类未来的生活基础和主流,这意味着脑科学,尤其是意识问题,将成为人类研究的核心。本书的新探索、新方法、新范式、新观点无疑会为将来脑科学发展开辟新疆土。

  斯坦尼斯拉斯·迪昂的研究跨越神经科学、教育学、心理学、生物学,作为全世界极具影响力的认知神经科学家、欧洲神经科学领军人、“神经科学领域的诺贝尔奖”大脑奖得主,迪昂已超其导师、认知神经科学的创始人之一迈克尔·波斯纳,确立了自己在脑科学领域的大神级地位。

  这本书适合所有奋战在一线的医疗技术人员、医生和人工智能技术专家,它可以帮助医疗人士对病人的意识情况做出诊断,让人工智能专家找到如何让AI拥有人类思维这一问题的答案。本书也适合任何与脑科学直接或间接相关的学科专业人士。对神经科学、实验心理学、教育学初学者来说,它是了解大脑很好的入门书籍,为读者提供了清晰可操作的意识实验范式,对这些学科的专家而言,本书呈现了一幅完整的现代意识研究拼图。对于乐于探索前沿知识的读者,他们可以从这些设计新奇、令人拍案叫绝的实验中锻炼科学思维与逻辑推理。

  诺贝尔生理学或医学奖得主埃里克·坎德尔、世界领军神经科学家克里斯·弗里思、加州理工学院的生物学和工程学教授克里斯托弗·科赫、《华盛顿邮报》等盛赞。中科院院士、核物理学家、浙江大学教授唐孝威倾情作序,北京大学校务委员会委员周晓林、复旦大学生命科学学院退休教授顾凡及、浙江大学哲学系教授李恒威、果壳网CEO姬十三、苇草智酷创始合伙人段永朝盛赞推荐!

  湛庐文化出品

内容简介

  除宇宙外,大脑是目前人类的头号未解之谜,宛若科学领域闪耀的王冠,而王冠上璀璨的明珠,要属人的意识,它令人着迷又深不可测。意识吸引了全世界科学领域的巨擘的目光,而脑科学家斯坦尼斯拉斯·迪昂从这些人里脱颖而出,他让意识探索从空想走向实践。如诺贝尔生理学或医学奖获得者埃里克·坎德尔所说,迪昂开创的一系列意识实验,彻底改变了脑科学领域。

  在《脑与意识》中,迪昂集结了意识与思维近20年来的前沿研究成果,用丰富、富有创新性的实验,将深奥难懂的脑科学知识,以大众看得懂的方式娓娓道来,发现了人类主观意识的客观标志,原来意识是“可见的”,掀起了脑科学的新篇章。

  从我们感觉不到无意识讲到人人可察觉的主观思想,从意识的功能讲到意识的测量方法,从与植物人沟通讲到创造有意识的AI。本书对意识与思维背后的脑活动进行了重新定义、检验和阐释,探讨了意识在临床医疗和未来科技方面的潜在用途和进展,为读者打开了新思路。迪昂与同事提出的突破性理论“全脑神经工作空间”书中也进行了详细解释。

  让我们跟随迪昂一同踏上旅程,探索人类思想、情感与意志背后那复杂而令人兴奋的真相。

作者简介

  斯坦尼斯拉斯·迪昂

  全世界极具影响力的认知神经科学家之一,欧洲脑科学研究领域的领头人,世界脑科学领域大师级的人物。

  虽然本科主修数学专业,但对神经科学抱有极大兴趣,继而跟随认知神经科学创始人乔治·米勒、转换生成语法理论创始人乔姆斯基、认知发展理论创始人皮亚杰三位大师的学生杰柯·梅勒学习。

  2014年,与其他两位科学家共同获得有“神经科学界诺贝尔奖”之称的大脑奖(The Brain Prize)。该奖项在脑科学领域,地位极高、分量极重,显示了迪昂在神经科学领域过人的天赋和巨大影响力。

  已在《自然》《科学》等权威杂志上发表300多篇文章;是数学认知领域公认的专家,作品《数感》被哈佛大学等用作专业教材。在《脑与阅读》一书中提出关于人类阅读能力的新理论,有力地驳斥了大脑具有无限学习能力的传统观点,在阅读方面取得的研究成果,对教育领域同样有重要的参考价值。在另一本佳作《脑与意识》中,迪昂总结了近20年来意识与思维领域的前沿研究成果,翻开了脑科学领域研究的新篇章。

格言

坦斯尼斯拉斯·迪昂

推荐序 开启意识探索之门

测试题

引言 寻找思维的物质基础

从笛卡尔谈起

意识——人类的终极之谜

界定“意识通达”

看得见VS看不见

主观报告科学吗

寻找意识思维的标志

意识科学的未来

1 如何以科学方法研究意识

意识面面观

最小差别实验

双目竞争

注意瞬脱

掩蔽意识知觉

相信主观报告

2 打开“黑箱”,探索无意识

无意识研究的历史

在脑中定位无意识

阈下启动效应

自动视觉加工

象棋大师的无意识思维

声音和图像的自动联结

无意识的语义启动

批评与自我批评

无意识算术

不依靠意识的概念组合

无意识与注意

无意识与决策

无意识与问题解决

在睡眠中获得灵感

阈下知觉小结

3 意识有什么用

无意识统计,有意识抽样

意识让思维延续

人类图灵机

社会分享

4 发现主观意识的客观标志

意识——神经激活的雪崩

意识通达的时间进程

滞后的意识

区分意识与无意识

全脑启动

深入意识脑

全脑激活的意识网络

引爆点

解码有意识的思维

现实与幻象

如何阻断意识

“罐中之脑”

5 意识理论的构建和计算机模拟

意识是全脑信息的共享

超越模块化

交流网络的演化

编码意识思维

全脑神经工作空间

计算机模拟意识的启动

无休止的自发活动

自发活动的进化

无意识的分类

物质的主观状态

6 将意识科学应用在临床

意识疾病的分类

能够思考的“植物人”

如何与植物人沟通

提出检测意识的新方法

皮质探测

检测自发想法

如何恢复患者的意识

7 意识科学的未来:让人类意识不再孤独

婴儿有意识吗

动物有意识吗

猴子有自我意识吗

人类意识是独一无二的吗

为什么人类会有精神疾病

如何建造有意识的机器

注释与参考文献

致谢

译者后记

媒体评论

  在本书中,迪昂院士通过严谨而科学的实验资料解释人类意识,揭示了主观意识现象的客观规律;还对梦、出体体验等意识现象及其背后的神经机制进行了阐述。本书内容深入浅出,娓娓道来,兼具科学性与可读性,能引发读者的阅读兴趣。读者能在不经意间学到意识科学的精髓。相信本书的出版将会促进我国关于意识的神经科学研究的发展

  ——唐孝威

  中国科学院院士、核物理学家、浙江大学教授

  意识从何而来?亘古至今,这一问题迷人而深奥。迪昂的这部著作总结了近20年来人类对意识的探索,涵盖了经典的科学实验以及前沿的研究进展,为读者展现了一幅绚烂的意识画卷,是难得的佳作。译文忠于原著,行文流畅,得其精髓。无论是学界的研究者,还是大众读者,都能从本书中获得启发。

  ——周晓林

  北京大学校务委员会委员、中国心理学会候任理事长、教育部长江学者特聘教授

  《脑与意识》是我近年来读到过的有关意识问题的书中非常优秀的一本。此书好在以严格的实验观察到当人“意识到”某一刺激物出现时的脑活动变化,从而以实证的方法确定了这一意识现象涌现的某些必要条件,并据此提出了一种富有启发性的、有关意识的“全脑神经工作空间”假说。此外,本书语言生动,具有很强的可读性。一切对意识问题感兴趣的人,不论是否同意作者的所有观点,都应该仔细读一下这本书。

  ——顾凡及

  复旦大学生命科学学院退休教授、《三磅宇宙与神奇心智》作者

  迪昂提出的“全脑神经工作空间”理论可谓独树一帜,他对意识科学的所有基本问题都提出了自己独特的看法,包括意识是什么、意识的功能、意识的演化、意识的神经机制、意识与脑的关系、研究意识的方法等。尤其突出的是,他提出意识的神经基础在于出现“意识标志”。《脑与意识》言简意赅、内容丰富且意蕴深透,是一本见解新颖的力作。

  ——李恒威

  浙江大学哲学系、语言与认知研究中心教授

  我们每天都会思考、做梦、进行各种意识活动,这些绚丽多彩的意识火花是怎样从大脑千沟万壑的皮质上产生的呢?《脑与意识》这本书,就从一个基本的问题——“意识是什么”出发,步步深入,通过神经科学家的神奇实验,把我们曾经以为看不见的意识思维呈现在眼前。期待你与我一起踏上这场探索意识的奇妙旅程。

  ——姬十三

  果壳网CEO、在行创始人

  这是一本激动人心的佳作!脑与意识,无疑是21世纪认知科学领域非常令人着迷的核心问题。能把这一问题讲到专业凝练又生动有趣的水平,作为世界知名的认知神经科学家,斯坦尼斯拉斯·迪昂当之无愧。《脑与意识》为任何一位关注和深思人脑意识深层奥秘的人,提供了一流的指南。

  ——段永朝

  苇草智酷创始合伙人、财讯传媒首席战略官     这是一部出色的作品……迪昂向读者介绍了关于意识的神经基础的复杂知识。对于想要在大脑中寻找心灵兴奋感的人来说,这本著作必不可少。

  ——克里斯·弗里思(Chris Frith)

  伦敦大学教授、知名神经科学家

  迪昂描绘了“意识”这一神秘谜团的蓝图……是一部雄心十足之作,一本奇妙的意识研究之书。

  ——《华盛顿邮报》

前言

  推荐序 开启意识探索之门

  唐孝威 中国科学院院士 核物理学家 浙江大学教授

  《脑与意识》是法国著名认知神经科学家斯坦尼斯拉斯·迪昂的重要著作,其法文版曾于2014年被法国《阅读》(LIRE)杂志评为最佳科学书籍。迪昂是法国科学院院士、比利时皇家科学和艺术院院士、美国科学院外籍院士,2014年获得有“神经科学界诺贝尔奖”之称的大脑奖。长期以来,他一直从事对意识、阅读、数学认知加工等人类最复杂的高级认知活动的研究,在《科学》(Science)、《自然》(Nature)等世界著名学术期刊上发表了300余篇论文。我和他有过学术交流,对《脑与意识》一书的内容进行过深入讨论。

  迪昂院士在回顾意识研究历史进程的基础上提出了自己独特的观点。千百年来,人类的意识现象引起了众多哲学家、心理学家和神经科学家的广泛兴趣与深入思考。其中,法国哲学家勒内·笛卡尔(Rene Descartes)提出的二元论思想影响十分广泛,他认为:脑的意识活动并不遵循物理规律,意识不是由物质组成的。这个理念在当代受到广泛的批判,但迪昂院士从历史角度给予了正确评价,他认为笛卡尔的思想在当时十分先进,这是人类首次综合运用生物学的知识与理论对人脑机制进行深入分析。但迪昂院士又进一步指出,笛卡尔的机械模型无法解释人脑的高级功能,例如用语言表达思想的能力和灵活的推理能力,而这些问题是当代意识科学的核心。

  由于研究方法与研究手段的突破,意识研究克服重重困难,才成为当今科学的前沿热点。早在19世纪后期,心理学研究者就试图用实验方法来研究意识问题,但由于意识研究十分复杂,尤其是其主观性使客观实验无法进行,因此,20世纪大部分时间里,实验心理学研究者不仅回避意识的实验研究,甚至根本不提“意识”和“无意识”这些词,意识研究成为心理学禁忌。直到20世纪80年代末,主观意识才成为神经科学的前沿研究课题。迪昂院士把这一转变归功于以下三个方面的进步:(1)研究者对意识的定义更精确;(2)主观意识问题可进行客观实验操作;(3)学界开始重视对主观现象的科学研究。

  迪昂院士区分了意识研究中的三个重要概念:警觉、注意、意识通达。他指出,真正可算作意识的是意识通达,因为人在清醒时关注的对象才能成为意识的内容,而仅有警觉和注意是不够的。意识通达是一种可以进行实验研究的、界定明确的现象,同时也是通往形式更复杂的意识体验的途径。

  书中更精彩的地方是,迪昂院士系统地总结了包括自己的研究团队在内的当代神经科学家们,运用功能性磁共振成像技术与方法来探索“意识标志”的系列研究。这些研究不仅大大地拓展了我们在意识研究领域的知识,更为重要的是,这些知识已运用于对处于昏迷状态、植物人状态、最小意识状态的患者和闭锁综合征患者的意识状态的探索与治疗。其中,最有名的例子是法国时尚杂志《世界时装之苑》(Elle)的主编让-多米尼克·博比(Jean-Dominque Bauby),他在中风后成为闭锁综合征患者。他的畅销书《潜水钟与蝴蝶》(The Diving Bell and the Butterfly)采用一种独特的方式完成——助手逐个报出字母,他通过眨眼来确定想要的字母。博比通过20万次的眨眼,叙述了一个闭锁综合征患者破碎而美丽的心灵。

  在本书中,迪昂院士通过严谨而科学的实验资料解释人类意识,揭示了主观意识现象的客观规律;还对梦、出体体验等意识现象及其背后的神经机制进行了阐述。本书内容深入浅出,娓娓道来,兼具科学性与可读性,能引发读者的阅读兴趣。读者能在不经意间学到意识科学的精髓。

  本书的译者章熠毕业于美国伊利诺伊大学香槟分校心理学系,在法国国家健康与医学研究院(INSERM)迪昂的实验室学习过,多年来一直参与迪昂的合作研究项目。多年的留学和研究经历及对脑与认知科学研究的热爱,使他很好地领会并理解了书中的内容,译文也通顺流畅。本书的校译者周加仙研究员在翻译和校译脑与认知科学的学术著作方面经验丰富。相信本书的出版将会促进我国关于意识的神经科学研究的发展。

精彩书摘

  对意识的研究是如何成为科学的?首先我们要关注这个问题最简单的定义。将更复杂的如自由意志和自我意识等概念留到以后,我们先聚焦于意识通达这个小问题:为什么我们的有些感觉会变成有意识的知觉,而别的感觉却仍然停留在无意识的状态?许多简单的实验让我们得以区分意识知觉和无意识知觉之间的最小区别。现如今,我们可以随心所欲地让一幅图变得看得见或者看不见,而且完全是在实验控制的条件下。通过找出临界状态,也就是一幅图只有一半概率能被看见的状态,我们甚至可以让刺激保持恒定,让大脑来做有意识与无意识之间的切换。于是,记录观察者的内省变得很重要,因为这就是意识的内容。我们最后得出了简单的研究过程:寻找主观状态的客观机制,也就是大脑活动由无意识变成有意识的系统“标志”。

  请看图1-1,12个淡灰色的点围着一个黑色的十字,这是一张视错觉图片。仔细盯着中间的十字看。几秒钟后,你应该能看见这些灰点忽隐忽现。有几秒,它们从你的意识中消失了,然后又重新出现。有时候,所有的点都消失了,只留下一页白纸,但几秒后又重新出现,而且灰颜色变得更深了。

  一个客观不变的视觉图片能够随机进出我们的主观意识。这个意义深远的发现构成了现代意识科学的基础。在20世纪90年代,已故诺贝尔奖获得者弗朗西斯·克里克和神经生物学家克里斯托夫·科赫(Christof Koch)共同意识到这种视错觉为科学家追踪大脑中的意识和无意识提供了途径1。

  至少从概念上来讲,这种研究项目没有任何大的难度。在这个12个点的实验中,我们可以在看见点的时候测量大脑不同区域的神经元放电的情况,并与看不见时的记录做对比。克里克和科赫选择技术成熟的视觉领域进行研究,不仅是因为我们已经开始详细地理解从视网膜到皮质传递视觉信号的回路,而且还因为有无数种视错觉可以用来对比看得见的和看不见的刺激2。看得见和看不见时的大脑状态之间有没有联系?有没有一种独立的神经活动的模式,能支持所有的意识状态,并提供统一的意识通达的“标志”?找到这种标志模式将会是意识研究的一大进步。

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