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任意时刻下意识的程度，也就是涟漪的范围，将取决于以下内容：其一，由外部驱动的原始感觉的激发（投掷石头的力度）；其二，由内部产生的个性化的意义（石头的大小），进一步反映在“固有”长程神经元连接的程度；其三，一般唤醒水平，即喷涌出的特定调节物质的有效性（水坑中水的黏度）。如果真实情况确实如此，那么我们便可以分别操纵这三个因子中任意一个因子所控制的内容。
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让我们来看一下石头相对较小的情况。和闹铃声一样的原始感官刺激便足以招募一个神经元集合，尽管这个神经元集合可能也相对较小。举个例子，想象在伊维萨岛的一个俱乐部中，你在闪烁的灯光下和着音乐的节拍翩翩起舞。在如此“美妙”的体验下，你精心构建的个人化连接将变得既不相关、也不必要。另一种瓦解个人神经连接的方式是服用精神活性药物，它在任何情况下都会让你体验到狂喜。药物会损害“与生俱来的”中枢的突触效率，以至于使其在功能上变得不那么有效。
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对许多人来说，饮酒可以让他们快速得到愉悦感，因此这同时也会减小神经元集合。由于酒精是一种高度脂溶性的物质，因此它可以轻松地穿透细胞间紧密的连接（血脑屏障），血脑屏障可以将大脑从循环系统中隔离出来，但酒精却可以快速地进入大脑。在大脑中，酒精所起的作用与一类我们尚未提到的特殊神经递质相同：γ-氨基丁酸（GABA）。41 GABA将会引发带负电荷的氯离子流入神经元内，相应地使得细胞内的负电位更强（超极化），这意味着细胞更难产生动作电位——它们受到了抑制。因此，GABA能大幅度地减小神经元集合可能也就没什么好奇怪的了。42
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第三种情况是，如果涌入你大脑的刺激信息是极度惊险刺激的，你便会产生一种类似“惊心动魄”体验的感受。这些惊险刺激的活动，如木筏漂流、跳伞以及滑雪，它们有着相似的影响，但也稍有不同。尽管这些刺激并不是极度耀眼或过于吵闹，但接连不断的惊险刺激，意味着互相竞争的神经元集合快速地同时出现，这将阻碍任何其他信息的输入，直到大脑最大程度地处理和理解这些神经元集合。
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在所有这三种情况下，我们关注的重点是石头虽小，但投掷有力。特别有趣的是，尽管这些活动可能有很大的不同，但它们有着一个关键的共同因素：“脱离”心智的感觉。你现在回到了作为一个小孩儿的体验中，只能作为一个被动的、无条件的、无自我意识的感觉接受者活在当下。如果这与婴儿和非人类生物所拥有的当下的意识是同种类型的意识，那么我们便可以将这种快速形成的小型神经元集合与完全以“纯”情绪为特征的主观体验进行关联，而婴儿和非人类生物很容易就会表现出这种主观体验。由惊险刺激的运动、音乐和其他事物产生的大部分体验，都是人们主动选择的娱乐活动，因此我们可以推测这些活动都是可以使人愉悦的。也许我们可以通过观察大脑的化学特征并关注某个熟悉的神经递质——多巴胺，来扩展这种想法，进而以一种更精确的方式将愉悦和非常小的神经元集合联系起来。到目前为止，多巴胺仅仅被认为是大脑中一个集合的一部分，是一个“源泉”，因为它与其他的神经递质有着密切的关系（去甲肾上腺素和5-羟色胺）。但现在，多巴胺本身就值得我们仔细地去研究一下了。
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尤其是多巴胺的释放，一直以来都与愉悦有着紧密的联系。一项可追溯至20世纪50年代的开创性研究表明，如果将一根电极植入老鼠大脑中释放多巴胺的区域，那么老鼠很乐意按动压杆来电击自己大脑，即使这么做并不会得到食物。43 此外，所有的娱乐消遣性药物最终都会对大脑产生一种相同的作用：释放多巴胺。它的作用就像大脑中的一个“源泉”，通过它可以进入范围更加广阔的“高级”中枢。多巴胺水平的升高与唤醒和兴奋水平的升高有关，只要看看安非他命的刺激作用就可以明白了，这种药物会引发多巴胺这种强力化学分子的激增。
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因此，如果多巴胺与愉悦感有关，并且如果小型神经元集合的出现也是愉悦体验的一个共同特征，那么我们便可以认为多巴胺会减小神经元集合。这正是我们在实验室中进行的先导试验所发现的。阿扑吗啡，一种作为脑内多巴胺替代物的药物，有着降低小鼠大脑皮层切片中神经元集合大小和持续时间的明确作用（见图7）。44
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图7：随着时间的推移，老鼠大脑切片（皮层）中产生了一个神经元集合。注意当使用了多巴胺替代物阿扑吗啡（下图）后，神经元集合的强度减低且持续时间显著缩短（Badin&Greenfield，未出版）。45 （彩色扫描版，见彩插5）
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但是高水平的多巴胺并非一定预示着愉悦感，它同样也在恐惧的体验中扮演着重要的角色。以精神分裂症为例，这是一种复杂的障碍，有许多症状表现，而该病的患者体内多巴胺功能水平过高。没人会说患精神分裂症是一件很有趣的事情。但如果我们仔细想想就会发现，一般而言，狂野和放纵的快乐往往会变成恐惧。躲猫猫游戏可能会吓到儿童，而在坐过山车的时候，尖叫更是不可避免。这一正一负的两种极端对立的体验为何能如此简单地相互转变？
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在愉悦的案例中，我们可以看到很多娱乐活动都是“惊心动魄的”。然而，通常情况下，相互独立的同种类型的瞬间冲击会接踵而至：乐曲的鼓点和节奏，情人间不断的爱抚以及一口接一口品尝食物是同种类型 的美妙体验。与之完全相反的是当我们谈到恐惧时。长久以来，心理学家们已经承认，当我们谈论恐惧的定义时，它可能与任何一种极为新奇的事物相关，并且我们完全无法预测恐惧何时会发生。46 也许当我们不知道接下来会发生什么事情的时候，愉悦就转而变成了恐惧，每一个时刻都变得支离破碎且完全无法预测。事实上这种从愉悦向恐惧的转变可以归结为多巴胺水平的不同，并且不同水平的多巴胺会对神经元是否参与神经元集合产生相反的作用。47
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然而，愉悦及与其相关的小型神经元集合不单单依赖于将这种神经化学物质维持在中等水平上。我们之前提到过，能产生意识剥夺作用的麻醉剂同样也会减小神经元集合，而麻醉产生意识剥夺是分阶段进行的，其中一个阶段通常被归类为躁狂。这种“谵妄”会发生在麻醉剂刚刚起效，并因此导致神经元集合减小时。显然，麻醉剂的剂量太低，因而个体不能进入通常会引起愉悦感的无意识状态。过去人们所熟悉的醚类麻醉剂，会对那些不想失去意识而是想改变意识状态的人产生巨大的影响。被称为“醚游戏”的公众集会便会让参与者吸入乙醚，从而显露出该类物质所具有的那种致幻作用。与之类似的是，麻醉剂氧化亚氮曾一度在19世纪的“笑气”聚会上作为一种娱乐性毒品使用，一部分参与这类聚会的人会变得精神恍惚、安静，而另一部分人则会体验到欣快感并不断发出阵阵傻笑。碰巧的是，氧化亚氮现在作为一种合法的娱乐消遣性药物在英国卷土重来，人们通常会从装满氧化亚氮的黑色气球中吸食，当局对此非常关注也就可以理解了。48 无论是由哪种化学物质激发产生，对于纯粹愉悦的美妙体验似乎最终都会一致地与高度情感化、低认知水平的小型神经元集合对应起来。
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如果美妙体验中的决定因素是下一口酒，是乐曲的下一小节，那可能这一问题也同样可以被应用于其他类型的链条中，如在剧烈运动时重复的动作。在这种情况下，锻炼是非常剧烈的，并且伴有强烈的感官刺激，我们知道这会引发人体内生理性吗啡样物质（内啡肽）的释放，并导致广为人知的“慢跑者快感”现象。这些生理性鸦片类物质会对神经元活动产生一系列的抑制作用，并因此在神经元水平上减小神经元集合。49 但是，在更加全面的水平上，剧烈的运动同样也会对大脑产生另一种作用。
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事实证明，即使是快步行走也可以带动新神经元的产生（神经元生发），50 即干细胞（通过分化产生机体其他多种细胞的原始细胞）将会最大限度地将其自身转变为神经元细胞，同时刺激化学物质的释放，进而帮助新生的神经元细胞生长，并且它不会就此停止。在剧烈的体育锻炼增加了大脑干细胞从而产生新神经元的同时，源自丰富环境的附加刺激将会增加神经细胞之间的连接，并加强这些连接的稳定性。51
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我们现在可以再前进一步。正如我们所看到的，如果环境可以改变一个大脑正常且健康的个体的思维，那么反过来，思维这种心理活动是否可以改变物理大脑本身呢？还记得吗？“仅仅”是在脑中想象练习演奏钢琴这样的心理活动都可以对物理大脑产生可测量的影响。科学家们甚至在老鼠身上观察到思维产生的相似的结果。在一项实验中，加利福尼亚索尔克研究所遗传学实验室教授弗雷德·“拉斯蒂”·盖奇（Fred‘Rusty’Gage）已经证明，如果想要通过锻炼促进产生新的大脑细胞（神经元生发），那这种锻炼必须是自愿进行的。52 老鼠必须主动参与跑轮练习，而不是在违反其意愿的情况下被迫在跑步机上不断跑步。53 这种令人难以置信的心理带动生理的过程究竟是什么？
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非常有趣的是，只有当老鼠自愿地 参与体力活动时，重要的生理因子才开始发挥作用。最重要的是，自愿参与的老鼠表现出更低的焦虑水平，54 这表明主动参与活动是没有压力的，而较低的压力意味着所有潜在相关的破坏性激素的减少，如皮质醇。55 研究确实发现，定期自愿锻炼可以预防大鼠和小鼠产生健康和认知方面的应激损伤。56 尽管我们现在仍无法通过追踪任何有意义的细节，来明确一类化学物质的减少如何让大脑进入一种对神经发生来说至关重要的状态之中。然而，一项更吸引人的线索是，这种情况发生时还伴随着一种特定的脑电波模式（θ节律的脑电信号特征），57 人类大脑的这种脑电模式意味着大脑正在注意某件事情。58
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因此，如果可塑性和注意之间有某种联系，并且当你完全失去意识的时候是无法注意到事物的，那么可塑性和意识之间是否存在着某种联系？如果是这样的话，这种联系是否由某种恰当的神经元集合构成？正如我们看到的，大脑的可塑性在丰富环境的刺激下产生了大量的神经元分支，并以此促进神经元之间的连接。在我们的实验室里，我们开始研究神经元集合构成的动态变化是否能反映出这种长期的可塑性变化，这种可塑性变化是动物暴露在“丰富的”环境中几周的时间里产生的。答案是：可以。
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当老鼠被暴露在丰富的、可互动的环境中三个星期后，59 与被放在不那么有趣的环境（只有几个塑料盒子的、丰富度最低的环境）中的控制组相比，它们在行为上表现出了显著的差异。那些通过与梯子、转轮互动，攀爬小秋千和树枝并从中获益的老鼠，与没有这些机会的老鼠相比，测得的压力水平更低。那些生活在最丰富环境中的老鼠表现得更加平静，而通过将其与那些刺激最少的老鼠进行比较，结果发现它们在进食新奇食物前表现出更短的等待时间，并且这种变化伴随着增强的电生理反应，这种电生理反应代表着大规模的神经元激活，60 即一种强化的神经元集合。61
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现在，这一观察为我们带来了一个有趣的问题。如果环境的丰富性可以增加大脑的可塑性并且可能增加神经元集合的大小，那么将这一过程反过来，同样的事情会发生吗？通过建立短暂的大规模神经元集合，可以使你的大脑具有更高的可塑性吗？换句话说，这能使建立更加长期的、局部的、“固有的”神经连接变得更容易吗？如果是这样的话，那么将有助于我们从进化学的角度理解意识的生存价值。毕竟，为什么我们不能仅仅像自动的机器一样在这个世界上繁衍和行动？为什么要有意识？这一问题的答案并没有那么显而易见。
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让我们转变一下这个问题。这一次，我们不考虑意识和它的生存价值，而是只考虑神经元集合。神经元集合由脑内大量的细胞网络组成，并且以大规模集团的方式共同工作，神经元集合会导致广泛的神经激活，这是它们的一个最典型特征。这进而会使更多、更广泛的适应性在脑内产生，而不仅仅是某些局部的反应——这种局部的反应通常发生在没有神经元集合（因此也没有意识）运作的脑区。而如果是那样的话，就意味着如果神经元集合确实与意识相关，那么，具有意识的你就有着一个更加广泛适应环境的大脑。因此，神经元集合的功能（以及因此附带紧随其后的主观意识的关联物的功能）就是促进并协调个体对环境进行更加广泛的适应。这也就意味着动物的意识水平越“深”，它们的适应性越强。这给了我们一种直观感觉：看看我们人类自身，我们是这个星球上适应性最强的物种，当然，我们也是所有物种中意识水平最“深”的。
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五、锻炼、愉悦、神经发生，以及神经元集合
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接下来我们要探讨的问题甚至比意识的进化价值还要有更加深远的意义。大脑中神经元集合的存在是否可以帮助我们更好地理解可塑性、神经发生、锻炼以及有意识的思维之间的联系，并在此基础之上启动这些在脑内的改变？其中有意识的思维是最重要同时也是最神秘的因素，它似乎是心理活动所必需的。为了探索这一问题，让我们想象一下这样两个场景，这两个场景都与剧烈运动有关，却涉及大小非常不同的神经元集合。
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场景一是由外界事物 驱动的。例如音乐中响亮的节拍，滑雪时急剧下降的滑雪跑道，冲浪时起伏的海浪，这些都会引起人们的高度唤醒，我们现在已经知道，它们与生理学的关联在于多巴胺的释放。由多巴胺引发的高度唤醒，在快速变化的感觉环境中剧烈运动所产生的兴奋，以及随之而来的内啡肽（人体产生的天然吗啡）的释放，都会减小神经元集合，进而与当下的愉悦体验产生现象学上的关联。62 来自外界的“惊心动魄”刺激越大、速度越快，并且神经元集合越小，那么就会有越多的意识状态变得被动、无自我意识，仅仅对连续快速出现的刺激做出反应，且在某些情况下这种反应会近似于恐惧。神经元集合会变得很小。
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与之相对，现在让我们来考虑一下另一种方案：场景二。这一次运动的动力是认知，它是主动从内部 产生的。例如你有一个特定的想法——决定去慢跑。正如我们刚刚所看到的，这种自愿的决定，这种积极的思考，将会为神经发生（产生更多的神经元）提供必不可少的关键条件。你拥有的神经元越多，它们之间产生连接的可能性就越大，而神经元之间的连接越多，大脑的可塑性就越多样化。我们同样已经看到了，相同的刺激，如驱动可塑性的“丰富的”环境也将驱使产生更大的神经元集合，进而加深意识。但反过来也同样成立：更大的神经元集合促使局部突触更容易形成可塑性，而局部突触的可塑性所能保持的时间远比广泛的神经元集合本身要长得多。
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如果说神经元集合确实是意识的神经关联（前提是你不能单独具有一个而没有另一个），那么我们便能明白为什么有意识的思维对于由运动引导的神经发生来说是必不可少的了，同时也能明白为什么诸如想象演奏钢琴这样的“思想”，能够像我们在实验中观察到的那样，增强大脑的可塑性。随着时间的推移，强化了的可塑性将让你具有获得更大的“石头”以及更深的意识的潜力。其中调节唤醒的化学物质并没有那么重要，与外部世界的交流，更多地取决于大脑内部的过程，而不是环境中的外部触发因素，就像是在演奏钢琴实验中那样。神经元集合会变得更大。