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惊人的假说——灵魂的科学探索

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第十七章 振荡和处理单元(3 / 4)
元具有它自己的半全局表象,通常覆盖几个皮层区域。它们可能具有各自的特征处理时间,各自对应于极短时记忆的特征时间(如,V1区非常短,而高级皮层区域则较长些),以及,更重要的是,它自己的特殊的表象形式:Vl区的简单特征,下一个更高皮层表达的2.5维物体,等等,每一种形式的处理单元的特性会依赖子那种特殊表象的内容和组织,有可能每个特殊的丘脑区域都使用它自己的注意形式,允许它的皮层区域集团中的神经元发送信息到丘脑的神经元,而丘脑的神经元又将信息反馈回去,如此通过某种方式来协调它们的发放。这里还有一种推测性的观点(在第十六章描述),即丘脑一皮层一丘脑回路可能是紧密地关系到极短时记忆的回响回路。

    当然,在许多不同皮层区域之间有复杂的、并不通过丘脑的直接连接,如图52所示。处理假设并不意味着神经元活动仅有一种流动方式,即从较低处理单元到较高单元。几乎可以肯定存在多个方向的信息流动。

    这并不意味着丘脑自己能产生觉知的所有的不同形式。除了丘脑以外,形成觉知还需要各个皮层区域的电活动,这就像指挥需要演奏乐曲的管弦乐队一样。①(由此)至少可以说,如果你对视觉觉知或者意识的其他方面感兴趣,那就不能忽略丘脑。有人或许会元视那quot;微不足道quot;的侧膝体,说它不过是一个中继站。但是研究视觉系统的学生会间道:quot;那为什么一定要有丘脑后节结呢?quot;这并不是脑中一小块不重要的区域;事实上,它在灵长类进化过程中变得越来越大。它可能具有某些重要的功能,但那又是什么呢?尽管在细节上比较含糊,处理假设确实提出了一种可能性。

    丘脑是意识过程的一个关键的参与者。这并非一个新观点。很早以前怀尔德·彭菲尔德(ilder Penfield)①就提出过这个观点。詹姆斯·纽曼(James Ne;层内核quot;的某些核团把信息传播到他们所假想的全局性工作空间。这些核团中有一个称为中央核,与视觉系统密切相关。它们主要投射到脑的一个重要的部分——纹状体,也有较少的一部分投射到许多皮层区域。纹状体与运动系统有很强的连接,但它的某些部分也可能涉及更具有认知特性的问题。它是脑中帕金森氏病侵袭的部位之一。

    每个层内核向外发出何种具体信息,这尚有待探索(2)。纽曼和巴尔斯也很强调丘脑的网状核的作用(在第十章描述)。就像我曾经考虑过的,他们相信网状核可能参与了对注意的控制。目前还不清楚网状核在丘脑中是否能执行所要求的选择性的程度。它或许只有一个功能,就是当脑处于睡眠或清醒等状态期间全面控制丘脑和皮层的活动。如果丘脑确实是形成意识的关键,网状核很可能参与了意识的某些控制。

    这里还须简述一下另一个脑区,即屏状核。它是靠近quot;脑岛quot;(皮层的一部分)附近低级皮层区的由神经元组成的薄片。其输入主要来自皮层,而大部分输出也返回到皮层,因而它犹如皮层中的一颗卫星。它接受来自许多皮层区域的输入,并可能向它们全体发回连接。皮层某些视觉区域(但不是全部)投射到它的一部分,(在猫脑中)在那里形成一个单独的视网膜区域对应图。这些视觉输入与其他屏状核的输入可能有所重叠。近几年似乎很少有关于猴子屏状核的工作,因而上面所说的可能有某些不准确之处。(例如,那里可能有两个视觉投射图。)

    屏状核的功能尚不为人所知。为什么所有这些信息会汇总到一个薄片呢?人们或许会猜测屏状核具有某种形式的全局功能,但没有人知道那是什么。尽管它只是脑中一块相当小的区域,但也不可完全忽视它。

    处理单元很有可能存在一个等级式系统,从某种意义上,有些可能对其他的部分执行某种类型的全局控制。还有一些神经元群(如屏状核和丘脑的层内核)向皮层有很广泛的投射,它们可能就扮演这种角色。

    回顾以上两章可以看出,目前并不缺乏看似合理的观点和实验。令人失望的是,目前看来还没有一些观点能以令人信服的方式组织在一起,以形成一个详尽的、貌似正确的神经假设。如果你觉得我就像在丛林中摸索道路,那你是完全正确的。研究前沿领域时,情况通常会这样。但现在我确实感觉到比十年前对quot;关键问题是什么quot;有了更深刻的理解。我甚至常对自己说,我能瞥见某些答案。不过这是人们长久地研究一个问题时产生的一种共同的幻觉。我们已经突破到了较高的层次,因此,即使道路还很漫长和艰难,我们已经看到了探索的最佳方向。

    尽管有所有这些不确定性,在仔细考虑所有这些非常分散的事实和推测之后,是否有可能描绘出一些全局性的示意图(哪怕是尝试性的),用来大致指导我们穿过面前的丛林呢?让我抛弃那些谨慎,勾画一个可能的模型。现实可能比它要复杂得多,而不大可能更简单。

    意识是与某种神经活动相关联的。一个合理的模型认为这些活动发生在皮层的较低层次,如第5、