人的意识是如何在读了《贪吃脑》后产生和进化的?

丹尼尔·玻尔1997获得牛津大学哲学和心理学学士学位,1998获得剑桥大学认知神经科学博士学位。

该书提出了一种新的意识运作模式,他的观点与传统哲学观点完全不同。玻尔认为意识是大脑的产物,随着知识的积累,意识也在发展。意识实际上是一个思想工厂,一个精心挑选的致力于创新的精神空间。意识的主要任务是发现深层结构。

玻尔的意识运作模式解释了为什么我们的大脑会对信息产生贪婪,尤其是那些有模式的信息。比如,当我们的生理需求得到满足时,我们会玩填字游戏和数独游戏。从生物学的角度来看,玩这些游戏只是浪费时间;但在玻尔看来,这种探索结构的行为具有巨大的进化意义。正是这种对结构模式的探索,引导人类发现了火并学会了耕种。

第一章:哲学视野中的意识问题。

第二章:大脑的进化史:思维的科学

第三章:大脑的进化和结构。

第四章:从注意到意识

第五章:大脑如何产生经验?

第六章:总结

第一章:哲学视野中的意识问题。

意识是人类生命的本质。通过意识,我们可以认识自己,认识他人,欣赏美丽的风景,聆听音乐,分享喜悦和悲伤。我们生活中的很多行为都是有意识的行为。没有意识,我们的生活将失去色彩和意义。

从历史上看,哲学家对意识有着浓厚的兴趣。400年前,哲学家提出意识是纯粹个人的、主观的,个人的意识是无法被他人理解的。现代哲学家进一步发展了这一观点,认为意识不能简单地解释为大脑活动的产物。他们认为,人的情感和知识是错综复杂的,是计算机无法比拟的。

但作者的观点与他们相反。作者是神经科学家。他认为意识是大脑的产物,大脑本质上是生物计算机。意识是人脑在接收和处理信息的过程中产生的。

但并不是所有的信息都能达到意识的程度,很多基础信息,如呼吸、行走等常规而枯燥的信息,都是在无意识中加工的。意识的一个强烈愿望是发现信息的深层结构,这可以快速提高我的理解和控制能力。意识渴望在现有结构之外建立一个新的模型。

现在,神经科学家已经清楚地知道了大脑中产生意识的区域,并提出了这些区域是如何相互联系起来形成意识的数学模型的。这些模型都是基于神经结构和信息特征,并在理论上得到解释。与此同时,新的实验方法不断涌现,探索不同层次的意识。

第二章:大脑的进化史:思维的科学

最初地球上没有生命,只有化学分子,然后善于复制后代相似度高的分子不断发展,最终形成生命。生命出现的关键在于,无生命的物体无法储存大量信息,而有生命的物体可以。

最初的生命是由RNA(核糖核酸)形成的,RNA是DNA的近亲,是信息存储的最初载体。它们不仅复制自己,还像计算机一样用0和1或二进制代码制造蛋白质。

RNA由于分子结构不稳定,无法增加信息存储容量,而DNA解决了这个问题。它比RAN稳定得多,可以存储更多的信息。

DNA储存在与有机结构和功能相关的指令中;RNA暂时复制DNA编码片段,将信息转换成不同类型的蛋白质;蛋白质是所有生物的基本生物分子。这个过程初步成功,打败了所有竞争对手。

一些微生物,如细菌,可以根据蛋白质进行计算,证明了它们的学习能力。而非动物生物通过自然选择和DNA对周围环境的变化进行编码,需要几代的时间。即使是结构最简单的动物,也只需要几秒钟就可以从环境中学习到很多知识,轻松掌握相关环境的一些复杂特征,这是单靠DNA无法实现的。从某种意义上说,动物掌握了另一种进化形式:内部进化,通过学习积累,将计算和学习功能内化为“思想”,这与我们的人工智能领域有些类似:深度学习。

一个动物可以产生无数个“想法”。对于生物来说,基因组合产生复杂的想法是很常见的,因为每个生物体都有数十亿个相互作用的基因“想法”,这些想法经过无数代的进化产生了大量复杂的想法。这种高级智能的信息处理行为根植于DNA。

人脑就像一个内部进化的世界。我们的大脑可以全面准确地反映世界,可以产生不同的想法,做出大量的选择,而不浪费一点体力。控制身体是大脑的主要任务,但它似乎没有产生想法重要。大脑构建了一个广阔的内心世界,让我们几乎毫不费力地拥有各种想法和“价值体系”。

它知道什么是好的,什么是坏的,什么对进化和繁殖好,什么对进化和繁殖不好。

第三章:大脑的进化和结构。

人脑有三个不同的进化区域。

大脑的中央脑干也叫“爬行动物脑”。这是人类和爬行动物祖先共有的区域,是连接大脑和身体的通道。我们体内所有的感觉信号都是通过脑干传递到大脑的其他部位。脑干还控制基本的生命特征,如呼吸和心率。如果脑干受损,死亡概率非常高。即使活着,也可能永远失去意识。

脑干周围的部分被称为边缘系统,这是人类和最早的哺乳动物共有的区域,被称为本能中枢。边缘系统决定我们的性取向和爱好,影响我们的饥渴感,调节我们的体温。边缘系统神经元的节律活动使我们的生物钟有规律。愤怒、恐惧等原始情绪,以及逃避、突出的本能反应,都是由边缘系统决定的。

最后,大脑皮层,也就是包裹大脑其余部分的外壳,只有高级哺乳动物才拥有,负责我们最复杂的。敏感的精神活动。它可以复制、控制和改变另外两个相对原始的区域功能。

大脑皮层分为四个部分,分别处理各种感觉和抽象思维。此外,大脑中还有一个联络官叫丘脑,它位于大脑中间,连接大脑的各个部分,使信息在大脑中顺畅流动。

从生物学上讲,人类的目的是生存和繁衍,无意识为了这个目的竭尽全力。意识是帮助无意识达成目标的高级助手。意识的作用是实现人类的伟大创新,揭示深层的认知模式,但它只起辅助作用,而不是主导作用。

第四章:从注意到意识

注意力与意识密切相关。我所关注的一定是我所意识到的,而超出我们注意力的则由无意识来处理。

注意力的功能是处理信息。一些复杂系统接收的信息太多,大脑无法全部处理,所以注意力帮助它们筛选出哪些需要处理,哪些不需要处理。注意力是一种过滤和提炼数据的决策机制。

就感觉能力而言,我们和大多数哺乳动物相似。人类的优势在于分析能力。大脑和神经系统可以处理各种数据,让我们拥有无限的学习能力。处理信息需要我们花费时间和精力,所以我们也必须过滤掉多余的信息。

那大脑是怎么知道哪些信息重要或者不重要的呢?注意力系统中的最高优先级是“当前威胁”。在没有威胁的情况下,注意力集中在基本的生理需求上,比如事物、生育、社会地位,然后就轮到广泛的信息调查,也就是好奇心的世界。

注意力是神经元(类似于神经系统的原子)之间竞争的结果。类似生物界的物竞天择,强者生存是一样的。“意识”是我们“注意力”过滤提炼信息的产物。

把基本信息组合起来,形成更有意义的信息,对于学习和意义都是非常重要的。注意,信息过滤后,只剩下三四个有意识的物体,但注意,还有一个提炼的过程,以弥补大规模过滤的不足。虽然进入意识的物体数量有限,但每个物体都要经过复杂的评估、比较和控制过程,庞大的数据信息被压缩成一小片。这个过程是在工作记忆系统中完成的。

工作记忆的存储容量是有限的,只能存储少数关键的意识对象,但利用注意系统和意识强大的分析能力,可以大大增加每个意识对象的信息。

密切相关的项目可以形成块,这些块可以组合成更大的内存对象。这样,我们就可以利用意识和语块产生具有各种功能、层次和相互关系的知识。知识就是这样在我们的大脑中形成的。

自然界是高度结构化和相互关联的,我们可以把理解和运用结构的能力称为“组块能力”。能够有序地运用组块能力是比其他动物更优秀的关键。结构上加结构,概念上结合,也是人类最强大的能力之一。

意识的主要目的是在工作记忆中寻找结构化的信息组块,并有效地加以利用,以达到用最少的意识量完成任务的效果。

因此,我们渴望发现收到的任何信息的结构。我们一直在积极寻找模式。任何能提高我们认识和实践能力的模式,我们都在不断总结规律,发现规律。我们也构思对我们有益的策略,帮助我们发现更多的模式。如果我们把一种策略看作构成意识的材料,并把它与其他策略结合起来,产生新的更有效的策略,我们就能获得学习和理解的能力。

寻找模式就是找到信息重复的部分,然后找到重复的规律,从而把信息压缩成更小但更有用的形式。这样我们就不需要记住很多数据,只需要记住规则就可以了。我们还可以通过规律进行预测,从而有效控制周围环境。

新的和重要的内容,不断提高我们对世界的认识。我们不断寻找包括模式和层次在内的信息,寻求强大的结构认知工具来操纵这些信息。这些工具中最有用的是:语言,它使得在另一个层面上处理信息成为可能,即人们可以相互交流,团队合作可以产生创新的新思想。

意识的主要目的:

一:处理一些新的或复杂的任务;

第二,创新,发现模式,创造组块。

第五章:大脑如何产生经验?

意识的产生并不涉及所有的大脑区块,其中最关键的一个区域是脑干网状结构,它对意识的形成是不可或缺的。网状结构控制着人的睡眠和觉醒周期。我们做梦时,网状结构发出信号,传递到脊髓神经或身体其他部位,这样即使梦见自己在跑来跑去,也不会真的撞墙。

与网状结构相比,丘脑与意识的形成关系更为密切。丘脑可以接收和发送来自大脑其他区域的信息。丘脑除了负责信息处理,还负责将注意力分配到不同的方向,所以丘脑大面积损伤会导致成为植物人。

外侧前额叶皮层和后顶叶皮层几乎总是一起被激活,我们称之为“前额叶-顶叶网络”。他们能处理新鲜复杂的思想,意识与其活动有很大关系。人类前额叶皮层的面积比黑猩猩和其他灵长类动物大得多,因此我们可以从有限的感觉输入中获得深刻的理解。也就是说,前额叶帮助大脑更好地理解事物。

人脑中最新的高级感觉区域参与了各方面的体验,但这些区域必须与“前额叶-顶叶网络”共同作用,才能使我真正有意识。

它是整个大脑最高级的部分。当我们完成任何复杂或新奇的事情时,我们的“前额叶-顶叶网络”就会被激活。想要最大限度的激活这个区域,或者让意识发挥最大的作用,就必须让大脑去探索一些新的认知模式。一旦任务变得不受挑战,它的活跃度就会下降,任务完成后就会停止。

那么意识是怎么产生的呢?

当我们看到一朵玫瑰时,我们的经验在1/3秒内成型。首先,神经元之间的激烈竞争将我们的注意力转向了玫瑰,超快速和谐的神经元节律从丘脑章向四面八方传递,这是大脑皮层各个区域存储的与红玫瑰相关的神经元信息的融合。这个统一的意识块会传递到“前额叶-顶叶网络”形成“意识”。

未来几十年,意识研究者面临的挑战是研究神经元如何共同反映信息,以及神经元之间何种相互作用产生意识。以现在的技术,收集的数据远远不够。但在接下来的几十年里,技术将会进步,这样我们就可以找到产生意识的神经元活动的确切情况。

意识有两种学说,都认为意识产生的过程就是大脑中信息传递的过程。

大脑的特殊区域接收来自感官的数据并储存记忆。这个区域的神经元缺乏联系。当我们需要完成一项放松的、自动的、基本无意识的任务时,有这些神经元就足够了。

多功能区域位于大脑网络的中心,包括前额叶-顶叶网络和丘脑。当执行一项复杂的任务时,整个大脑皮层同时被激活。这些核心区域包括许多神经元之间的远程连接,这些神经元可以从专门的区域获得专门的信息。必要时,前额叶-顶叶网络和丘脑还可以控制和改变特殊区域的活动,从而进行复杂的信息处理,完成困难复杂的任务。正是这个过程产生了意识。

第二种理论叫做“信息整合理论”。这个理论只讨论意识的机制,不讨论大脑的运作,试图把意识和信息的本质联系起来,并跟进这个理论。大脑是一个网络,能否产生意识取决于不同类型信息的多少,以及这些信息能否有效连接。就一个网络而言,信息互联越多,网络产生意识的能力就越强。比如小脑只有很少的神经元相连,所以它产生意识的作用就比较小。前额叶-顶叶网络由于内部联系紧密,与许多特殊区域联系紧密,所以能产生高级意识。

一个网络能容纳多少信息与它能有多少不同的活动状态是一致的,这也意味着我们能有多少不同的体验。

哲学家们一直困惑于一个问题,为什么意识是主观的?我们的经历只属于我自己,别人感受不到。

根据信息整合理论,如果意识是由大脑网络最密集的部分产生的,我当然不能延伸到大脑之外的另一个人。这不是一个哲学问题,而是一个紧密联系的网络产生一个复杂统一的信息工程的过程,我们称之为意识。

但是,目前我们对意识的研究还处于起步阶段,还有很长的路要走。

第六章:总结

意识科学解释了意识的起源、功能、心理特征和神经机制。

从地球上的生命发展史中,我们可以找到意识的起源。为了生存,古代生物试图获得关于周围环境的有用想法。在一代代的遗传进化过程中,出现了神经系统,这是一种专门处理信息的器官系统。

意识的本质和主要功能是组合各种对象,产生有意义的结构。

进化给了我们每个人一台复杂的生物计算机:大脑。意识探索模式的能力有助于我们了解和征服周围的环境,但它只满足原始社会进化的需要:生存和繁衍。

只有在人类身上,进化的基本动机和更高意识的目标才会产生如此强烈的距离感。我们的生活很容易失控。我们可以用自己的创新能力去发现世界的真相,也可以用它去做各种破坏活动和非理性行为。我们既是意识的受益者,也是受害者。

从深层意义上来说,意识科学可以改变我们的生活方式,而防止意识水平下降的有效方法就是培养怀疑精神。意识的主要目的是创新,通过改革改善我们的生活,形成一种习惯。让怀疑进入意识范围内的每一个精神区块的方法,可以构建一个超级区块。这是一种更高级的习惯,让我们不断探索任何更高创造力的事物。