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图4：在浅层（A）和深度（B）麻醉条件下，刺激大鼠胡须引发的集合。45 注意，浅层麻醉时，强烈激活后出现了反弹性的抑制。但深度麻醉时，降低激活后并不会产生这种效应。右上角显示了刺激开始后的时间，注意第二行和第三行中时间间隔的变化。比例尺：500微米（彩色扫描图请见彩插4）
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此外，浅层麻醉下产生的集合很快被抑制了活性的反弹窗口所限制（图4），也许为了确保集合在清晰的背景下仍然能作为更清晰的信号出现。一旦麻醉程度加深，这种效应就不见了，很可能是因为它需要大脑整体的相互连接才能起作用。
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最终，或许可以预见的是，在浅层麻醉条件下，产生集合的速度更快。在这里我们再次看到一种持续的效应，正如我们在切片实验中看到的一样。在深度麻醉时，偏转大鼠胡须产生的集合现在能保持更长时间了，再次和切片实验中的结果一致。但是这次是在完好的皮层上，我们看到麻醉似乎延长了集合的时间，令它的持续时间明显变长，这可能会阻碍进一步形成其他的集合。
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因此我们得出的结论是，神经元集合以某种方式，与意识及意识丧失相联系。理由如下：首先，麻醉剂比止痛药对它们的影响大；42 其次，它们都对高压这一条件敏感，而高压能够逆转麻醉；43 最后，它们反映了不同深度的麻醉状态。44 试图把这三个不同的实验结果拼凑起来解释麻醉剂的作用，似乎有点太早了。让我们等到这一天结束，收集更多观察结果，再看是否能得出一些全面的理论吧。但是就目前而言，我们至少能看到在不同条件下，集合的工作情况。这是一种真实存在、自然发生的现象。同时，鉴于它们快速而短暂的时间范围、广阔的空间范围、持续多变的性质，以及对改变意识的处理的敏感性，都可以在我们的“购物清单”上打勾了。话说回来，当然还没有证据表明，这个大脑信息处理的水平确实可以作为衡量意识程度的一个好的指标。
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集合的动力学特性与麻醉剂的影响可能相关，但是要说二者的联系决定了我们是否有意识，还远远不够。尽管如此，麻醉师布莱恩·波拉德（Brain Pollard）及其在曼彻斯特大学的团队46 已经自主研发了一种技术，能够进一步验证集合与意识之间的联系，这种技术叫作“诱发反应的功能性电阻抗断层成像”（Functional Electrical Impedance Tomography by Evoke Response，简称fEITER）。用电刺激大脑，然后监测穿过头骨的结果（电阻），时间分辨率是VSDI的两倍，也就是约500微秒！47 我们无法将电压敏感染料的光学成像直接用在意识清醒的人身上——甚至用在失去意识的人身上也不行，而波拉德的方法打开了人类神经元集合可视化的新可能。
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还有一点要弄清楚：我认为在大脑中，大规模神经元集合的瞬时结构，与每时每刻不同程度的意识有关。如果这个理论被证明是正确的，对集合的监控和操作将会提供一种宝贵的途径，帮助我们对此前难以研究的心理现实进行探索。我们最终能通过研究集合中神经元之间在时间和空间维度上的相关性，首次做到还原真实的脑内情况。
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意识的程度有点像把石头扔进水潭时产生的层层涟漪。试想一下，尽管阵阵微风吹过，水面已经波浪起伏，你还是把石头扔进去了，石头激起了各种清晰的波纹图案。石头本身是恒常或准恒常的物质，在任何情况下，它都是一个确定不变的物体。它不大，但激起的涟漪大小却远远超出它本身。石头是准恒常的物体，但涟漪却是稍纵即逝的。
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对我们来说非常有帮助的是，涟漪的扩散范围，也就是说某一时刻集合的范围以及意识的程度，都是由一系列不同的独立因素决定的。例如，产生集合（涟漪）的大小从这一刻到下一刻会有所不同，一方面因为触发刺激的强度不同（比如说闹钟），另一方面也因为神经元同步的难易程度不同，而这一点又取决于促进“调节性”的化学物质的利用率，这些物质主要与唤醒水平及睡眠——觉醒周期有关。然而，我们也并非仅凭原始感觉所驱动的意识过一辈子，某个瞬间产生的一个集合的最终范围，也会由其他因素决定。
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最重要的是，石头本身是存在的，投掷石头的外力和石头的大小都是具有可变性的。投掷石头的外力就是心理物理刺激的强度，而石头的大小可以被视为一种内部的、预先存在的固有网络的范围，这种固有网络会被最先激活。我们已经看到这样一个由功能上相互连接的细胞所组成的局部枢纽是神经科学的标准模式：事实上，这最初是由唐纳德·赫布在上世纪中叶提出的，后来又被“长时程增强”[6] 现象所证实，即同时活跃的细胞形成局部的、持久的固有连接，我们现在可以把这种连接想象成一种神经元石头。不过，就其本身而言，这种连接脑细胞的枢纽太过局部化，太过固定，形成时间也太慢了，无法满足我们组成意识的“购物清单”的要求。
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然而，“石头”需要有不同的大小，正是这种局部且持久的连接满足了这个要求，正如传入刺激（比如闹钟响的声音）对连接的激活需要符合激活连接的要求。那么接下来，什么才能在现象学上等价于或大或小的石头，即广泛或适中的固有枢纽呢？当我们追踪研究你的一天时，便开始探索这个问题的答案了。窗外，天边已经泛起了鱼肚白，该起床咯。
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大脑的一天 第三章 遛狗
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当你睁开眼睛，环视着你的卧室，你脑中立刻出现的想法就是你起床之后应该做什么。至少到现在你已经完全清醒了，知道自己是谁，自己在哪儿，自己昨天做了什么，知道今天是星期几。不止接下来的十二小时，甚至整个一周，你独特的生活结构将从此刻开始令人安心地展开，进入一个轮廓清晰、井然有序的图景当中。从期望在羽绒被下依偎更长时间的简单而被动的意识，发展到如此专注地指向内心，在这个过程中，你的大脑中发生了哪些变化？
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你当下所处的卧室正在被一个充满事务和会议的嘈杂的假想世界所替代，而你作为一个个体也在其中扮演着自己的角色。毫无疑问，你的意识在此前的几分钟以某种方式“深化”或“成熟”了。因此现在肯定有一些额外的因素参与进来，为这个更有意义、更加个体化的世界的形成提供了帮助，这些因素将你从单纯地沉浸此时此刻带进这个更加个人化的“认知”图景中。
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你艰难地从床上爬起来，胡乱穿上几件衣服，跌跌撞撞地下了楼。你发现在这大清早，你养的边境牧羊犬波波早已迫不及待而又欣喜若狂地等着你了，他嘴里叼着遛狗的绳子，不停地冲你摇着尾巴。现在已经没时间喝咖啡了，更别说吃早饭了，要是现在不立刻带着波波去遛弯儿，可就没法得到安宁了。但也许新鲜的空气和有节奏的步伐（机械地把一只脚放在另一只脚前面）将使你在这段时间里能进行更深刻的反思和思考。正如尼采曾宣称：“所有真正伟大的想法都产生于行走中。”
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这种观点似乎与我们通常的直觉是相反的：由于大脑的资源肯定是有限的，那么当两项任务同时进行时（比如说散步和思考），其中一项任务的表现就有可能会受到影响。事实上，这一点最近已经被证明：高强度的数字媒体多任务处理与某些大脑区域的连接减少有关。1 然而，另一种观点认为与彼此相似并竞争着相同神经资源的并行屏幕活动不同，人们有多个心智资源池，每个资源池都对应着不同的任务。当所进行的各项活动彼此完全相异时，活动之间甚至可能存在协同作用。事实证明，真实情况很可能就是如此。在自然环境中散步的一个鲜为人知的好处是可以改善注意力。因此，当人们做着把一只脚放在另一只脚前面这种完全不同于思考的行为时，认知表现确实得到了提高。同时研究表明，当被试按照自己选择的步速行走时，他们的工作记忆也显著改善。2
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此外，当谈到如何运用你的大脑时，你所生活的是自然环境还是城市环境有着很大的区别。密歇根州安娜堡市的研究者们选用了两种测量方式来评估大脑能力。3 首先，在评估注意力的任务中，被试首先听取一段长度为三到九个数字的数字串，然后以倒序的方式复述出来。此时，任务的表现取决于你的直接注意能力，因为你需要将这些数字移入和移出你的关注焦点。这是短时记忆的主要组成部分。其次，一项基于计算机的任务对三种类型的注意进行了测量：警觉注意、定向注意和执行注意，其中执行注意需要最大的控制。
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在确定运用这些心理能力的测试后，接下来便是分别测量被试在安娜堡市植物园（顾名思义，这是一个充满了树木、可以随意行走的地方）步行50分钟、行走将近3英里前后的各项指标。这些环境带来的影响被拿来与被试在安娜堡市中心的生活体验进行对比——显然，后者暴露在一个繁忙、吵闹且交通拥堵的环境中。更有意思的是，仅仅看了十分钟城市或自然环境照片的一组被试，在观看照片之前和之后也接受了相同的注意力测试。之所以将使用照片作为研究的一部分，是为了对看上去受益于自然环境变量的关键因素增加一个控制组，以此避免研究所得的效应产生于自然环境带来的不同寻常的安静与平和，而非自然环境本身。令人惊讶的是，研究结果表明无论是在自然环境中漫步的体验，还是仅仅在很短的时间里观看照片，二者都会对大脑产生显著的影响。4 那些在植物园中散步或是仅仅观看自然环境照片的被试，其执行注意的测试分数显著改善；但是那些在市中心步行或观看市中心场景照片的被试却并没有表现出相同的改善。似乎仅仅暴露在二维的乡村环境中，仅仅通过图片触发对美好环境的联想，也可以促进认知能力——大脑在任意时间点能保留下来的信息总量。
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研究者通过对比主动注意和被动反应性注意来解释这些发现。无论我们喜欢与否，大多数人日常工作生活的城市环境，充斥着纷杂的刺激，吸引着我们的注意。这类环境因此占据着我们注意过程中更偏反应性的成分，只有这样我们才能避免诸如车祸之类的事情发生。与之相反，自然环境让我们免于这种永无止息的，对外界环境的反应性注意，而以一种润物无声的方式将我们的意识塑造得更为主动、积极。在某一时刻，是你自己做出决定，是要更近距离地观察一盆植物，还是要远眺广袤的地平线，然后或许斜靠在一棵树下。这种由内在动力驱使的一系列事件将会带来一些额外的好处，包括恢复控制感，以及让你获得更多的时间来发展和深化你的思想。
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一个有关自然影响力的更加极端的实验，涉及一项在缅因州、科罗拉多州或阿拉斯加进行为期四天的徒步旅行所产生的效应的研究，研究的不只是对认知方面的影响，还包括对至今仍然难以捉摸的创造力现象的影响。5 徒步过程中，不允许使用任何电子设备。徒步参与者接受了一项远距离联想测验（Remote Associates Test），这是一种客观地评估被试创造力的方法：通常情况下被试要回答三十到四十个问题，每个问题中都包含三个日常用语，这三个词汇初看起来并无关联，被试的任务是想出第四个词语，使其能分别与前面三个词语相关联。例如，前三个常见词语是“易碎的”“清晰的”以及“眼睛”，那第四个词就可以是“玻璃”。令人难以置信的是，在经过四天的徒步旅行后，参与者的创造力和问题解决能力的分数比其徒步旅行前所测的分数高出50%。然而，由于干预条件是极端且没有限制的自然环境，因此很难在这些不受控制的因素中找出究竟哪个影响最大。是参与者进行的锻炼？是参与者所处的自然环境？是参与者没有了电子设备？还是仅仅由于参与者有了更好的睡眠、新鲜的空气以及更多的社交互动？
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不管怎样，这种环境与你现在所处的户外环境是相同的，此时你正踉踉跄跄地被狗拽着往前走。外部世界的刺激不断提醒着你它们的存在，但至少现在，你不必急迫地对那些进入你意识的、碎片化的、令你分心的事物做出反应。相反，你有足够的时间来慢慢消化这些输入的感觉信息，将它们整合到一起，甚至可以以一种新颖而富有“创造力”的方式在头脑中把它们联系起来。无论如何，你都已经开始深深地呼吸着外界的空气，不仅关注外在世界，同时也开始关注内在世界——开始进行思考。
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归根结底，一种感觉仅仅包括对此时此地的体验。这不取决于何时开始，何时结束，也不取决于任何以往的背景和未来的计划：大笑和尖叫都是自发的、原始的反应。因此，摇着尾巴的狗和咯咯笑着的婴儿分别产生了最原始意识类型的进化（系统发生）和发展（个体发生）的表现，这种最原始的意识类型是一种由原始的感觉和反应所支配的意识。与之相对，你现在所能想到的一系列不同类型的思想——记忆、幻想、逻辑论证或商业计划，这些都有着一项原始感受和情感所不具备的必要基本特征。对于一个想法来说，最关键的问题当然还是时间框架：它有着开始、中间和结尾，这样无论从哪里出发，你都将到达一个不同的地方。而你又该如何到达这个新的地方，获得新的结论、新的关键点或新的解决方法？通过一系列的步骤，以一种明确、线性的方式从一步走到下一步，我们甚至将其称为“直线型思维”。
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有趣的是，开发出目前仍用于运动障碍疾病帕金森病的治疗方案的著名神经学家欧勒·霍尼克维兹（Oleh Hornykiewicz）沿着同一条“线”（这里我有意使用了双关语），将思维定义为“局限于大脑中的运动”。因此，如果思维是不同于情感的一系列步骤，那它将会是一种运动：旅程越长，思维越“深入”。此外，走路的实际生理行为可能会放大并因此强化这种内部过程：通过将大脑内部正在发生的内容反映在外部运动中，通过在每一步之间建立明确的因果联系，伴随着心理过程被身体过程所强化，重复性的肌肉收缩能帮助心灵的“漫步”不致偏离轨道。
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而遛狗这一活动可能会更进一步强化这一过程……正如时政记者艾德·斯托顿（Ed Stourton）在他有趣的《遛狗日记》（Diary of a Dog Walker ）中记录的那样：“遛狗就像读一本小说或是观看一场戏剧。在一个小时或更长的时间里，‘怀疑’这项功能被暂停，我们获得了暂时逃离日常生活的许可证。狗生命中那些丰富的幻想和非常平凡的时刻反而奇迹般地成为了我们欢笑甚至担忧的源泉。”6
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