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1700685692 另一类被神经科学家广泛关注的神经疾病是“盲视”。这种疾病的症状是患者在其视野中有一片盲区，因而对放置于盲区内的物体“视而不见”。5 有时盲区扩大至整个视野，会导致患者完全失明。但奇怪的是，心理学测验却显示患者的大脑已然对这些位于盲区中物体的视觉信息进行了记录和加工处理。例如，那些患有“盲视”的患者即使主观上并不能觉察自己看到了飞来的球或扔球的人，但经常能接住扔向他们的球，就像装了自动驾驶仪一样。
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1700685694 然而这里有一个大大的“但是”。研究脑损伤患者的问题在于，尽管对这些病症的研究可以帮助我们深入了解某个特定患者所经验的某种奇异的意识状态，包括其性质或内容，但我们仍然无从得知这些意识最初是如何产生的。毕竟，被试在整个实验过程中都保持着意识清醒。
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1700685696 那么我们再一次回来研究健康被试，而这次我们仅仅是要观察意识的转变。一些神经科学家居然把意识视为注意的同义词6 ，但二者并不相同。例如，你可以在没有意识到的情况下就注意到了某些事物。7 当一张照片快速而出人意料地闪过时，即使人们没有时间记住其中的细节，但他们依然可以大概说出照片的内容。8 事实上，在不去注意画面所包含的具体细节的情况下，要抓住一幅画面的“主旨”似乎只需要千分之三十秒（三十毫秒）。同样地，你也可能在没有注意的情况下对某些事物有了意识。即使某人正在关注一些其他目标，他们仍然能够分辨出周围场景的特征，如场景中是否包含了一只动物或一辆汽车9 ，又如一张面孔是男人还是女人10 。
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1700685698 这些发现本身是有趣的，也可能有其内在的合理性，但它们仍不能阐明这一基本的问题：如何理解从无意识状态（麻醉或睡眠）真正转变到具有那令人着迷的主观内在体验的意识状态。可以确定的是，裂脑和盲视患者（或是正常志愿者在实验条件下被有效地诱导出这些症状时）确实是保持着连续的意识。但我们希望探索的是潜藏在表象之下的问题核心，而这问题的关键却依然在嘲笑着我们的无知。要记住，不及物动词短语“具有意识”和及物动词短语“意识到某物”，二者不可互相替换。
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1700685700 然而，对比被试看到物体的瞬间与没看到时分别所对应的脑内事件，这一策略依然是科学家们用来研究意识的普遍方法，健康个体和脑损伤患者都是他们的实验对象，毕竟扫描脑成像技术已经成为主流。比如说，只有在对特定物体进行“有意识的”视觉体验时，大脑视觉通路后段才会在脑成像中凸显出来。11 但归根结底，当知道了某个特定脑区与某种特殊的意识体验相对应并在脑成像中凸显出来时，我们又能真正从中推导出多少内容呢？毕竟，一个相关的东西可能是原因，也可能是结果，也可能二者都不是。大脑活动的脑区和主观体验之间真实的关系仍远没有明确，并且依旧无法解释。
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1700685702 任何人不经意间望进肉店的窗户，都能看到不同哺乳动物的大脑在大小、形状以及外观上存在差异，但用肉眼就能很容易看出，它们由不同的区域组成并且有着相同的基本解剖结构。那么这些分明的脑区中，是否有哪个脑区就是意识本身在大脑中的“中枢”呢？毕竟，我们很乐于认为大脑由负责不同功能的、独立的“中枢”组成，因为如果是这样，那理解大脑的工作原理就容易多了。正是由于这个原因，在19世纪初期，颅相学（phrenology，这个词在希腊语里的意思是“心灵的研究”）这门“科学”才会盛极一时。白色瓷制头盖骨上布满黑线画出的矩形区域，内有精确标签，写着诸如“爱祖国”和“爱儿童”——这提供了一种模板，通过对个体大脑的凸起进行评估，以此了解个体某种人格特质的强弱。
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1700685704 现如今，神经科学家很清楚这只不过是一种诱人的简单化概念，事实上任何心理功能都没有这样的“核心”区域，更不用说意识了。有两个充足的理由来驳斥这种观点。首先，如果说大脑是由互相独立的迷你大脑组成，这本身就没有什么意义。当我还是个孩子的时候，我经常读一本名为《麻脑壳》（Tee Numskulls ）的连环画，12 它讲的是一群名叫“麻脑壳”的小人儿生活在一个人脑袋中的故事。他们每个人都有各自的工作。比如说，有负责清理鼻子的部门，也有某种类似司令部的部门，负责管理的“麻脑壳”在里面打电话给他的下属发布命令。我现在依旧能回忆起，卡通大脑中不同“麻脑壳”的房间都由墙严格地分隔开，房间与房间之间的门也都关闭着。在某种意义上讲，当某些人谈论大脑中的“中枢”时，他们对意识进行的定义可能不经意间和这本简单的漫画如出一辙。试想一下：如果大脑确实以这种方式工作，那我们又必须知道在“麻脑壳”的脑袋里有着什么。“麻脑壳”的脑袋里可能住着“小麻脑壳”吗？而在“小麻脑壳”的脑袋里又住着“微麻脑壳”吗？以此类推。当然，用这样的方式我们仅仅是让问题变得越来越“小”，而不是解决它。
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1700685706 无论怎样，通过半个多世纪的研究，我们现在已经知道大脑不是那样工作的。拿视觉来说，至少有30个不同的脑区参与视觉体验。13 这有点像管弦乐队中不同的乐器，或是一种包含有非常复杂的配料的高级食谱 。每个脑区确实有其自身特殊的功能，但每个脑区都参与整体的功能。整体的功能大于每个部分功能的简单相加，这个整体就是那一瞬间的意识体验。
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1700685708 即便如此，人们仍有一种执念，认为意识肯定以某种方式与位于大脑表层的大脑皮层（以拉丁文中的“树皮”命名）有所关联。之所以有这种执念，是因为在进化中，这部分脑区是最后才演变出来的，并且在智力日益复杂的物种中，该脑区在大脑中也更加明显。此外，似乎单是大脑皮层的失活便足以导致意识丧失。14 因此如果这就是问题的全部，那我们可以简单地说，维持意识状态所需要的就是一个联系其他脑区进行运作的完好的大脑皮层。这种观点太模糊了，因此对我们并没有什么帮助，毕竟最重要的不是大脑皮层本身，而是大脑必须同时保持完整。
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1700685710 不把解决意识问题的全部希望都寄托在大脑皮层上，另一原因来自一项约70年前进行的研究。加拿大神经外科先驱维尔德·彭菲尔德（Wilder Penfeld）认为大脑皮层对于意识体验可能并没有那么重要。这一另类的提议以对750名在清醒状态下接受大脑皮层部分切除术的患者所进行的观察为基础，结果发现750名患者意识的连续性并未受损。15 此外，最近又有一种观点得到了研究的支持，即对于意识来说大脑皮层并不是必不可少的。支持这一观点的研究是针对先天无脑畸形或积水性无脑患儿所进行的——这些患儿在出生时就有着包括大脑皮层在内的大部分脑区的阙如。对患有此类病症的儿童，在其生长和发育期间使用标准神经测验进行评估，结果发现他们依然可以表现出觉醒和意识的迹象。16 最后，即使大脑皮层完好，癫痫患者在“失神”发作时依然会表现出意识丧失。17 换句话说，大脑皮层不可能是意识的所在地。
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1700685712 当我们观看监测麻醉效果的脑成像数据时，就会发现任何试图将意识定位在某个特定脑区的研究项目都存在另一个明显的瑕疵，即在任一时刻，个体的第一手体验都涉及许多脑区。假设确实有一个单一且独立的意识中枢，那么便可以预见，如果我们要麻醉某个人，使其丧失意识，那我们仅仅需要使“意识中枢”这一特定脑区显著失活便可。但事实并非如此，针对人类志愿者的脑成像研究显示，当某人经历麻醉过程时，没有哪个特定脑区单独停止活动，而是全脑普遍停止活动。18 在手术中，随着麻醉剂开始起效，全部脑区都会被麻醉。
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1700685714 随着医学科学的进步，对真实大脑本身进行更加直接的侵入性检查得以可能，这必然会使颅骨突起和微妙的心理特性之间本就不太可能的颅相学联系变得更不可信。然而，这种过于简单的颅相学推论依然能在其后的临床解释中产生一些影响。随着医学的发展，临床医生越来越擅长使患者存活，即使是那些遭受了严重脑损伤的患者，如枪伤、脑外伤、脑中风。不幸的是，这导致特殊神经综合征在当下依旧很常见。但某些错误的颅相学观点依然会不时地溜进我们脑中，将缺失的“功能”与损伤的脑区联系在一起这种观点对科学家依然很有诱惑力。五十多年前一位心理学家强调过这一推论方式的缺陷：如果你从一部无线电接收机（当时这样称呼，亦称收音机）上拿掉一个电子管之后，这个设备便开始鸣叫，那么你也不会说这个电子管的功能是抑制呜叫。19 可以肯定的是，如果我们关注的脑区出现了问题——就像这个老旧的电子管出现问题会导致无线电接收机整个系统受损——我们不能单纯从结果中反推出这个电子管或特定脑区在整个系统中的作用。20
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1700685716 尽管对该问题的理解取得了上述进展，但在神经科学研究中，人们对研究不同脑区潜在意义的热情却丝毫没有减退。我们现在认识到，三十多年前有关功能损伤的早期研究提供了一条线索，让人们把不同的脑区与特定的功能问题联系在一起。然而，由于20世纪80年代以来在非侵入性脑成像技术上的巨大飞跃，我们现在已经可以运用健康志愿者进行研究，以此明确人们在做出某些特定行为时，哪些脑区正在进行工作。如今，当我们观看一张脑扫描图时，我们或许可以清楚地看到在一片灰色大脑的背景下某些大脑区域有明亮的斑点，或可能是五颜六色的阵列，其中一个亮点是白色的，阴影则可能是黄色、橙色、红色或表示低激活程度的紫色。面对这些令人印象深刻的美丽图案时，重要的是要记住：这些图片虽然为我们敞开了一扇观看工作中大脑的窗口，但是 在时间上有一定的延迟，并且缺失了大量有关大脑活动的重要信息。真正的问题源自对图像的解释。脑扫描技术的时间分辨率通常是秒级，而动作电位（活跃脑细胞的通用电信号）则有一千倍以上的速度。因此，我们可以把脑扫描技术比作那些维多利亚时代的暗色照片，这些照片可以精确地记录下静态、无生命的建筑物，但不能同时记录下任何人类或动物，因为对于捕捉其画面所需的漫长曝光时间来讲，他们移动得太快了。诚然，这些建筑物是真实存在的，正如脑扫描中一个处于稳定状态的肿瘤，或是中风后遗留下的永久性病灶也是真实存在的，但实际上它们只构成了整个图像的一小部分。
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1700685718 一些锲而不舍的科学家21 在其研究中声称，如果在整个大脑皮层范围内关注刺激应答的空间模式，那么“破译”脑成像所包含的信息是可能的。然而，“破译”这一词语恰恰是一种误导。从本质上说，一种密码是一种格式，它总是需要被翻译回原本的内容，并且为了使密码的存在有意义，密码与其原本内容必然具有非常大的差异。比如说，除非你知道摩尔斯电码的规则，否则那些点和划的组合便毫无意义——只有当你知道其中的规律，才能将其解译成原本的内容。相反，即使主观心理状态确实与摩尔斯电码那些点与划相似，它们也无法转换成空间分布式的脑活动，反之亦然。事实上，主观心理状态只是这些脑活动的关联物。在脑科学中，甚至连一个因果关系的框架都没有，更不用说能破译二者之间转换关系的密码规则手册了。22 仅仅知道事情可能在哪里 发生，并不意味着你就知道了事情是如何 发生的，尤其是当这个事情非常不明确，而捕获到它的时间窗比实际时间慢两到三个数量级。
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1700685720 哪个脑区才是心理特性的“中心”？这一最麻烦的问题就像“中心”这一术语本身一样基础。“中心”意味着所有事情都在其中开始或结束，可是没有哪个脑区以这样的方式工作。相反，所有的脑区（即使神经元相距很远）都通过神经纤维束互相连接在一起，这使得全脑范围内可以不间断地通话，就像电话交换机一样。俄罗斯套娃每个都在另一个里面，与此不同，个体脑内的指令并没有层次分级。不知何故，每个脑区都像是一个中继站——一个连接点，或是一个转折点——但绝不会是终点。
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1700685722 当我们谈到脑扫描时，另一个困难是我们通常不会用定量的方式思考诸如机智或善良这样的心理属性——我们多久表现出一次这样的属性，或是我们有多少这样的属性——而是将其视为某个人碰巧有或没有的性质 ，这些性质组成了个体人格的一部分。如此精妙、如此复杂的特征以一种神秘的方式产生于全脑许多不同要素的谋划和相互作用，小到单个突触和蛋白的水平，大到神经网络广泛而复杂的活动。因此，对这些特征难以进行简单的操作性定义，如果没有定量化的技巧，这些特征在脑扫描过程中也难以突显——与记忆容量（memory capacity）不同，机智和善良这类抽象的现象是不容易进行测量的。
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1700685724 当然，这并不意味着我们无法通过运用这些扫描技术在脑功能方面取得新的重大发现，只是我们不应妄下结论。让我们来看看一项以伦敦注册出租车司机为被试的著名研究，这些出租车司机必须通过一项考查他们对英国首都的街道和单行线系统了解程度的口头考试。脑成像结果显示，由于工作记忆需要承受巨大负担，这些司机脑中与记忆相关的海马体显著增大。23 但这并不意味着我们可以得出海马体是该任务的唯一“核心”这一结论，因为在这种情况下，记忆有着复杂且多层面的处理过程。记忆包括对多种不同的新技能、新事实、新事件的记录以及随后的检索。所有这些不同类型的记忆，以及它们随着时间流逝而经历的不同阶段，都涉及许多脑区和脑机制。24
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1700685726 因此，近来对于寻找作为意识的生物学基础的大脑关键特性的尝试，已经从探索特定脑区转向尝试从脑区间的连接中获得启发。许多研究将视线集中在位于大脑外层的皮质和位于大脑深层的丘脑（丘脑的作用是作为不同感官感觉的中继站）之间的连接回路，即丘脑皮层回路。脑中的这一回路为何如此吸引研究者的注意？原因有如下几点。
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1700685728 首先，在处于如昏迷等持续性植物状态的患者身上，丘脑皮层回路功能缺失，提示其可能对意识具有关键作用（尽管也有一些案例中，处在相同状态的患者的这一系列脑区也存在微弱的活动）。第二，与清醒状态相比，丘脑和皮层处的神经细胞在睡眠的早期阶段活动更少。第三，研究者发现，直接应用一种具有唤起作用的化学物质（尼古丁）可以恢复意识，这种化学物质模拟了丘脑皮层回路中化学信使的作用。25 相反，丘脑的损伤会导致意识的缺失。26 最后，麻醉消除意识的原理是通过阻断丘脑和皮层间的连接回路，进而使丘脑细胞不再被来自于皮层的反馈所驱动。27 尽管知道了这些，我们依然不清楚为什么丘脑-皮层-丘脑回路是意识存在的必要而非充分条件。能将这一脑回路与其他连接区分开的、意识中那一特殊而关键的过程究竟发生在哪里？究竟是什么？
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1700685730 为了满足从意识向无意识转变的要求，一项更有帮助的可能方案是去看一下我们所研究的细胞的真实活动状态。在睡眠期间，大脑皮层会经历短暂爆发式的兴奋周期，它们与较安静的活动交替出现。正是这种丘脑皮层网络的周期性起伏活动，与意识向无意识的转变相联系。当丘脑细胞处于静止状态时，这就意味着皮层的靶细胞恢复到某种无负载的默认模式：无意识状态下特有的慢脑波。28
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1700685732 之后的研究计划关注更加复杂的机制，而不是“简单地”监控在特定背景下哪个脑区处于激活状态，这种机制平行于意识，且更具有说服力，也更准确，它说明脑区在何时何处以一种大规模混响震荡的方式相互作用。这些广泛震荡中的一部分与放松和睡眠有关，并且取决于丘脑和皮层间的长程相互作用。与此同时，其他的频率似乎产生于丘脑或皮层的特殊区域之内，且这些频率被与包括知觉在内的高级认知功能关联了起来。29 如果神经元集合临时性地同步工作，该过程在功能上或许会有非常引人注目的各种可能性——结果证明，40赫兹这个特殊的频率是这一热门关联的特别有希望的候选者。30
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1700685734 然而，最近的研究显示，这种神经元间的同步活动事实上可能正是大脑的一种常规模式，而不是特殊现象，31 并且也没有理由将某种特殊的频率视为意识出现的充分、神秘的特异条件。此外，失去意识可能伴随着复杂的大脑前额叶同步性的增加 。32 最后，许多意识体验并不能 与大脑的同步活动相联系，而有些高度同步的活动（像是癫痫发作期间出现的那种活动）事实上与意识丧失有关。33
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1700685736 所有这些不同的研究向我们展示了丘脑和皮层之间强大的解剖联系，这种联系带来的最好结果是提供了一种意识的必要而非充分的基础，带来的最坏结果是提出了更多的问题，而不是解答问题。在寻找那难以理解却非常重要的意识的神经关联（NCC）过程中，有一个问题反复出现，即许多科学家都倾向于研究他们最了解的神经（“N”），而在意识（“C”）的研究上只花很少的时间。就目前情况来看，丘脑皮层回路碰巧是所有哺乳动物脑内的标准配置，由丘脑皮层回路组成的意识的神经关联不能解释意识的任何现象学特征，例如情绪调节药物的效果以及物种间的差异，更不用说在人类个体的意识间存在的细微差异，以及我们事实上必须找到一个独特的神经元等价物，它相当于我们在清醒时每一个渐进时刻的体验。许多研究都强调了各个脑区的必要性，却没有说明为什么它们在意识的形成和保持上有特别的作用，而不仅是脑区间复杂互动的一部分。
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1700685738 另一种研究角度不把重点放在大脑的空间和空间结构上，而是将时间方面的研究作为推进的方向。34 似乎只有当神经活动持续了较长的一段时间（几百毫秒）后，意识才可能出现。区分“看见”和“没看见”某事件，关键临界点看上去是在270毫秒到500毫秒（千分之一秒）之间。35 富有创新精神的神经科学家本杰明·里贝特（Benjamin Libet）提出，尽管对某事件最早的反应早在25毫秒时就已经被记录在大脑中，但对于以某种方式建立该事件的意识，270毫秒到500毫秒的时长是必不可少的。36
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1700685740 另一种可能的解释是，关键的因素并非时间本身，而是那个将长时间框架作为其手段 的目的。这种目的将会是创建一个恰当的窗口允许“重返”，“重返”是一种在特殊脑区之间进行输入和输出的持续性反应。37 该理论的一项重要原则是不要将“重返”与单纯的反馈相混淆，因为反馈作为初始效应的结果，是对某种特定存在的状态进行调节。显然，只有当猴子的脑电波显示一种反应此类神经元激活（重返）的特征性模式时，猴子才会回应它们“看到”某个实验对象。38 这种神经元激活同样也会在人类被试中出现。39 然而，尽管这种说法看似非常合理，它却不能向我们解释为什么“重返”（在两个脑区之间建立持续交流）如此重要。
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