意识的神经科学（三）

如果有些科目故意行动，那么她的行动被感知状态指导，那么感知状态是显着意识的。

认知版本采取行动提供了良好的证据，即国家是有意识的。 请注意，内省通常是有意的行动，因此它被推理所涵盖。 通过这种方式，推理有效地级别级别的播放领域：内省报告只是一种形式，包括提供意识的证据的许多类型的有意行动中的一种形式。 这些报告不特权。

故意的行动推理和无报告范式突出显示，意识科学在很大程度上将其行为数据限制为一种有意行动，内省。 对他人的一个有意行动的特权是什么？ 考虑校准问题。 对于在实验中部署的许多类型的故意行动，科学家可以通过客观措施如准确度进行校准性能。 这尚未正式地完成了意识的内省，因此科学家们在校准的一个方面有特权。 这似乎是经验虐待。 在翻盖方面，一个担心故意的行动推论是它忽略了无意识感知状态的指导（参见第4节和5.3.1节）。

2.5无响应醒来综合征和故意行动推理

当无法使用主观报告时，故意行动推理是可操作的。 例如，它部署在争论中，一些诊断出患有无反应醒来综合征的患者是有意识的（Shea＆Bayne 2010; Drayson 2014）。

有时会出现一个患者[没有反应的清醒综合征综合征]醒来，眼睛闭合和眼睛开口的循环类似于睡眠和醒来。 然而，密切观察显示没有意识或“功能思维”的迹象：特别是，没有证据表明患者可以感知环境或他/她自己的身体，与他人沟通或形成意图。 通常，患者可以自发地呼吸并具有稳定的循环。 该状态可能是从昏迷中恢复的瞬态阶段，或者它可能持续直到死亡。 （工作缔约方RCP 2003：249）

这些患者在临床上并不昏迷，但缺乏处于“最小意识状态”。 与无反应醒来的患者不同，最微小的州患者似乎表现出故意行为。

最近的工作表明，一些被诊断患有无响着醒来的醒来综合征的患者是有意识的。 欧文等人。 （2006）使用FMRI在这些患者中展示相关活动，以响应部署想象的命令。 在早期的研究中，FMRI扫描了一名年轻女病人，同时扫描了三个听觉命令：“想象一下打网球”，“想象一下，访问你家中的房间”，“现在只是放松”。 该命令是在第三十二期的开始时呈现，在想象力和放松命令之间交替。 当匹配与执行相同任务的控制对象匹配时，患者展示了类似的活动：在电动机图像任务期间观察到补充电动机区域（SMA）的持续激活，同时持续激活包括Parahippopal Place区域的ParahipPopAlpal Gyrus（PPA）在空间图像任务期间观察到。 后来工作在其他患者和一个患者中复制了这一结果，任务被用作“是”/“否”对问题的回应（Monti等，2010;参见Fernández-Espejo＆Owen 2013）。 请注意，这些任务通过监测有意识图像的神经相关性来探测特定的意识内容。

若干作者（Greenberg 2007; Nachev＆Husain 2007）已经反对观察到的活动是对命令句的自动，非故意的反应，特别是“网球”和“房屋”。 在正常的主题中，已知读取动作词激活传感器区域（Pulvermüller2005）。 欧文和同事（2007年），回应了三十秒内的持续活动，使得自动反应不太可能是有意的反应。 排除自动的一种方法是向患者提供不同的句子，例如“不想象的播放网球”或“莎琳正在打网球”。 欧文等人。 （2007）证明，将“莎拉琳正在打网球”，正常主题并没有诱导相同的活动，因为当主体遵守命令“想象出网球”时，但患者没有试过相同的干预。 但是，随后使用其他措施如脑电图（Goldfine等，2011; Curley等，2018; Cruse等，2012）和功能连通性（Demertzi等，2015），表明有意识的意识确实存在于患者中（错误的诊断出的）无响应的清醒综合征（参见审查，见Edlow等人。2021;对于涉及意识障碍患者诊断意识的伦理反思，见Young等人。2021）。

欧文等人。 利用想象力的神经相关性，心理行动。 争论神经关联提供了患者执行有意行动的证据，他们援引了有意行动推理的一个版本，以争辩说，绩效为被激活的大脑区域中携带的信息相关的特定意识提供了证据。[6]

3.神经生物学意识理论

回想一下，通用意识问题问：

强神经系统的任何条件/州n是必要的和/或足以让精神状态，m，而不是不是？

Victor Lamme笔记：

决定是否有心理表现中存在的惊人，意味着在不同类型的陈述之间进行边界绘制......我们必须从直觉中开始意识（在现象意义上）存在，并且在自己的权利中是一种心理功能。 直接直接意味着还有无意识的信息处理。 （Lamme 2010：208）

它是无助的，所以存在无意识的信息处理，例如在计算机中发生处理。 什么Lamme意味着有意识和无意识的心理状态（陈述）。 例如，可能存在看到有意识的X的视觉状态（第4节）。

在下文中，所讨论的理论提供了更高水平的神经特性，这是必要的和/或足以对给定状态的通用意识的。 为了在假设上提供光泽：对于全球神经元工作空间，进入神经工作空间是必要的，并且足以让国家或内容成为意识。 对于经常性加工理论，感觉区域中的一种复发处理是必要的，并且足以让感知意识，因此没有必要进入工作空间。 对于高阶理论，需要与前额相区域相关的更高阶状态是必要的，并且足以用于非凡的体验，因此感觉区域的复发处理不是必需的，也不是进入工作空间。 对于信息集成理论，需要一种信息类型是必要的，并且足以有意识的状态。

3.1全球神经元工作区

通用意识的一个解释调用全球神经元工作空间。 Bernard Baars首先提出了全球工作空间理论作为认知/计算模型（BAARS 1988），但我们将专注于斯坦尼斯拉斯德阿诺和同事的神经版：一个国家是有意识的，只有（或其内容）存在于全球神经元工作空间中，使得多个系统（包括长期记忆，电机，评估，注意力和感知系统）（Dehaene，Kerszberg，＆Changeum 1998; Dehaene＆Naccache）（Dehaene，Kerszberg，Evenceucke）（包括长期内存2001; dehaene等人。2006）。 请注意，先前的表征不承诺是否是所定义的象征性或访问意识。

访问应该被理解为关系概念：

系统x从系统中访问内容Y IFF X在其计算/处理中使用该内容。

然后将信息的可访问性定义为其他系统的潜在访问。 Dehaene（Dehaene等人2006）引入了三倍的区别：（1）携带无法访问的信息的神经状态（潜意识信息）; （2）携带可访问但未访问的信息（不在工作区;前心信息）; （3）工作空间（有意识信息）访问其信息的状态，并在其他系统中全球可访问其信息。 因此，州的有意识的必要和充分条件是由工作空间访问状态或内容，使得其他系统可访问该状态或内容。 因此，仅在（3）中的州是有意识的。

看传奇。 顶部图是一系列带有线条和节点网络的一系列点心同心圆; 最内心的圆圈标有“全球工作区”。 圆圈分为五个部门[除了扇区半径，不会越过最内心的圆圈]; 每个扇区在箭头中有一个标签，指向[除非另有说明]从顶部的“评价系统（价值）”，'注意力系统（重点）'，'电机系统（未来）'[箭头指向的唯一一个]，'感知系统（现在）'，'长期记忆（过去）'。 底部图是相同的线条和节点网络（减去圆圈，箭头和标签，但在左侧的图片上标有“正面”和右侧的图片标有“Sensory”的图片。

图2.全球神经元工作空间

图例：顶部图提供了工作空间的神经架构，指示可以涉及的系统。 下部图设置了跨越跨越普通和感官区域的六层层内的架构，重点是从Dehaene，Kerszberg和Changeux 1998复制的图层2和3中的神经元。版权所有（1998）国家学会版权所有科学。

全球神经元工作区理论与大脑建筑联系。 它假设皮质结构，涉及具有远程连接的工作空间神经元，链接系统：感知，助药，注意力，评估和摩托车。

神经术语的全球工作空间是什么？ 不同系统内的远程工作区神经元可以构成工作区，但不一定与工作空间识别。 当举例说明某些神经特性时，工作空间神经元的一个子集成为工作区。 什么决定在给定时间在给定时间构成工作区的工作空间是给予受试者当前状态的那些神经元的活动。 然后工作空间不是刚性神经结构，而是一种迅速变化的神经网络，通常只有所有工作空间神经元的适当子集。

然后考虑一种携带含量P并且由工作空间神经元构成的神经群。 凭借工作空间神经元，内容P可以访问其他系统，但尚未遵循神经元然后构成全球工作空间。 另一个要求是工作区神经元（1）投入到必须持续的活动状态，使得（2）激活产生工作区系统之间的反复活动。 只有当这些系统经常激活时，它们才与访问它们携带的信息的单位，工作区的成分。 此活动占Global广播的想法，在该工作区内容可用于进一步的系统中。 广播向主题解释了意识的想法：对主题在通知行为的使用中可以访问全局广播内容。

全球神经元工作区理论提供了访问意识的陈述，但意识的意识呢？ 该理论预测皮质工作空间网络的广泛激活与现象意识的经验相关，并且支持者往往吸引了在报告意识时揭示了广泛激活的成像结果（Dehaene＆Changeux 2011）。 然而，有可能的困惑。 我们通过进入的内省报告跟踪现象意识，因此在有意识的经验报告期间普遍存在的活动与访问和现象意识相关。 相关性不能告诉我们观察到的活动是表现意识或报告中获取意识的基础（框2007）。 这仍然是如2.2节所述的那样，我们没有经验证据溢出是假的。

为了消除混淆，实验者确保在存在意识存在的条件和不存在的条件之间没有差异。 在控制这种情况下，没有明确观察到广泛的激活（Lau＆Cractionham 2006）。 尽管如此，通过成像技术缺乏观察到的活动并不意味着对活动的实际活动的缺失可能超出该技术的检测限。 此外，鉴于占用的神经科学研究占用前额叶皮质的神经科学研究通常是在潜在的动力下（用于讨论，请参阅Odegaard，Knight，＆Lau 2017）的神经科学研究的重要性。

3.2经常性加工理论

不同的解释与独立于工作空间处理的感知意识，重点关注感官区域的复发活动。 这种方法强调一阶神经表征的属性，作为解释意识。 Victor Lamme（2006年，2010年）认为，经常性处理是必要的，充分的意识。 发生经常性处理，其中感觉系统高度互连并涉及馈电和反馈连接。 例如，来自主视觉区域V1的前向连接，第一皮质视觉区域，将信息携带到更高级别的处理区域，并且视觉信息的初始登记涉及转发的处理。 与此同时，有许多反馈连接连接视觉区域（Factereman＆Van Essen 1991），稍后在处理中，这些连接被激活产生可视化系统内的动态活动。

LAMME识别正常视觉处理的四个阶段：

第1阶段：肤浅的前馈处理：视觉信号在视觉系统内本地处理。

第2阶段：深馈处理：视觉信号在处理层次结构中进一步前进，可以影响动作。

第3阶段：肤浅的经常性处理：信息已经返回到早期的视觉区域，导致本地经常性处理。

第4阶段：广泛的重复处理：信息激活广泛的区域（因此与全局工作区访问一致）。

LAMME保持阶段3中的经常性加工是必要的，并且足以实现意识。 因此，要意识到的视觉状态是用于保持相关视电路的某个经常性处理状态。 这识别全球神经元工作空间和复发处理理论之间的关键差异：前者保持阶段4的复发处理对于意识是必要的，而后者保持阶段3的复发处理足够。 因此，经常性处理理论确认了全球神经元工作空间的无可访问的现象意识。 从这种意义上讲，它是一种溢出理论（见2.2节）。

为什么认为第3阶段处理足以意识？ 鉴于内部报告不访问第3阶段的处理，我们缺乏充足的内省证据。 LAMME诉诸于简要介绍刺激的实验，例如据说主题的信件报告的消息，以报告更多地在报告中识别（LAMME 2010）。 例如，在George Sperling的部分报告范式（Sperling 1960）中，将主题简要介绍，其中12个字母数组（例如，在300毫秒的展示中），但即使他们声称要查看更多字母，通常也能够报告三到四个字母（但是请参阅Phillips 2011）。 目前尚不清楚这是对经常性处理的强烈动机，因为主题可以报告更多字母显示它们有一些可以访问它们，只是无法访问字母标识。

LAMME还介绍了他称之为神经科学论据。 该策略比较了两个神经网络，一是足以意识的一个，如全球工作空间理论所说，在第4阶段的处理中，以及充足的争议，说在第3阶段中的经常活动。阶段4中的某些特征也在第3阶段发现了某些特征。鉴于这种相似之处，持有阶段3个处理是合理的，即意识。 例如，两个阶段表现出复发处理。 全球神经元工作空间理发师可以允许在第3阶段中的复发处理是相关的，即使是必要的，但否认该活动是识别出识别充分意识条件的相关意义的解释性。

值得重新调解测试在测试中是否需要获得的经验挑战，从而对非凡意识（第2.1-2.2节）。 这两个理论退回了不同的答案，需要访问，另一个否认它。 正如我们所看到的那样，对独立于访问的现象意识的存在测试中的方法论挑战仍然是两个理论的障碍。

3.3高阶理论

一个长期存在的意识状态，如果只有一个相关的代表自己，那么只有一个有意识的状态。 例如，如果一个适当地代表自己处于视觉状态，则一个是有意识地看到移动物体的有意识的视觉状态。 代表世界代表世界的一阶状态的这个更高阶的状态，导致第一阶州的意识地没有。 这种理论的直观理由是，如果一个人处于视觉状态，但绝不意识到该状态，那么视觉状态就不会有意识。 因此，要处于有意识状态，必须了解它，即代表它（罗森哈尔2002;参见较高阶的意识理论的条目）。 在某些高阶理论（高阶思想理论，2005年Rosenthal;以及代表（Horor），棕2015）的高阶表示，即使没有视觉系统活动，也可以处于有意识的视觉状态，只要一个代表自己在那种状态中即将到来（对于辩论，见2011年街区;罗森希尔2011）。 其他理论家族假设经验是由第一和高阶陈述的共同确定的[例如，高阶状态空间（HOLS）（弗莱明2020）; 感知现实监测（PRM）（LAU 2019）]。 中间透视提出了高阶状态，沿着包括熟悉，鲜艳，价值等的不同维度对我们的精神态度跟踪我们的精神态度（自组织元代表账户（SOMA）2011; CLEREMANSET al。2020）。 这些差异分开，通过将高阶表示与大脑活动绑定的高阶表示，通常在预逆转性皮层中与经验工作相结合，这被认为是所需高阶表示的神经基质。

预接口皮层的重点允许对其他账户的高阶理论进行实证测试（Lau＆Rosenthal 2011; Ledoux＆Brown 2017; Brown，Lau，＆Ledoux 2019; Lau 2022）。 例如，在高阶理论上，提出前甲基皮质的病变应该影响意识（参见Kozuch 2013,2022,2023），测试前额叶皮质的必要性。 针对高阶理论，一些报告称，前额甲酸皮质的患者手术被移除维持保存的感知意识（Boly等，2017），并且颅内电刺激（IES）对前额外皮层没有改变意识（raccah，block和fox 2021）。 这将对复发性加工理论提供支持，该理论认为预先平面皮质活动不是必需的意识（并且是针对GWT和高阶理论的证据）。 然而，目前尚不清楚，干预措施成功地去除了所有前额外的皮质，也可能需要足够的正面领域来维持意识（金刚老的骑士，刘2017），或者简单，本地化刺激前额外的刺激皮质将是改变意识的正确刺激（参见Naccache等，2021）。 使用经颅磁刺激的前额叶活动的双侧抑制也似乎选择性地损害了通过元认知报告证明的可见性（Rounis等，2010）。 此外，某些综合征和实验性操纵表明，在没有适当的感官处理的情况下，如一些高阶账户所预测的（LAU＆Brown 2019），这是与理论的充足索赔的声明。

有意识的主观报告与无意识的试验激活正面区域，如eeg所示（cul等，2009）和fmri（lau＆cractionham 2006）。 刘和同事（Liu等人2019）利用“双漂移幻觉”，以表明，仅在横向和内侧前皮层中的神经活动的真实和明显的运动共享模式，而不是视觉皮质。 双漂移幻觉是由垂直移动的光栅斑点垂直移动的斑点的物理和表观运动之间的显着不匹配; 这会产生距离垂直45°以上的贴片路径的幻觉。 无论是物理学还是幻象，看看刺激刺激转向的有意识的经历只在预先平面皮层中类似地编码，表明刺激的对角线运动的有意识经验在那里表示，而不是在视觉皮层中。 在精心设计的无报告范式中，Hatamimajoumerd和同事（2022年）发现有意识的刺激可从预逆转的皮层差别达到差异。 颅内电生理记录，其中电极直接放在大脑表面上，揭示了与视觉意识相关的前额叶活性，即使当受试者不需要响应刺激时（NOY等人2015）。 Fazekas和Nemeth（2018）讨论使用不同神经影像技术的研究显示在梦中前额叶皮质中活动中的活动显着增加，自然意识没有报告。 关于前额叶皮质持续意识的作用的收敛证据来自MAKQUES中的单细胞录音。 使用双目竞争（参见第5.2节），Dwarakanath等。 （2023）和Kapoor等人。 （2022）表明，猴子有意识的经历的动态主观变化在前额外的皮质中鲁棒地代表。

3.4信息集成理论

信息整合理论（IIT）绘制了由φ的综合信息的概念，作为解释通用意识的方式 - 特别是系统中存在的意识量（Tononi 2004,2008; oizumi，Albantakis，＆Tononi 2014; Albantakis等人。2023）。 IIT还旨在通过吸引综合信息复合体的概念因果结构来解释特定的意识（即有意识经验的质量或内容）（即最大综合的物理基质单元的单位）。

综合信息理论（IIT）“从现象学开始，利用思想实验声明意识是融合信息”（Tononi 2008：216）。 IIT的第一步是找到“现象学公理”，即立即给出每个可想到的经验的必要性。 一旦正确理解，这些现象学原理被IIT被诱使是真实的（Albantakis等人。2023：3）。 通过绘制内省和理性获得的这些公理是意识存在，并且它是内在的，具体的，单一的，明确的和结构的。 这些公理导致物理存在的假设。 换句话说，尊重通过内省所发现的属性的物理实现。 最后，IIT开发了数学形式主义，旨在保留所有这些功能，并且原则上可以帮助计算系统中的集成信息的质量和数量。[7]