意识的神经科学（一）
人类的有意识依赖于大脑活动，因此神经科学将有助于解释意识。 神经科学来解释意识会是什么？ 神经科学的进步是多少？ 它面临有什么挑战？ 它怎样才能达到这些挑战？ 其发现的哲学意义是什么？ 此条目致讨论这些和相关问题。
为了弥合大脑和意识之间的鸿沟，我们需要神经数据，计算和心理模型，以及哲学分析，以确定将大脑活动连接到有意识的方式的意识。 此条目将侧重于确定此类原则，而不会避免神经细节。 将考虑的理论和数据围绕构建两个问题的答案（参见1.4节以获得更多精确的配方）：
通用意识：神经性质如何解释一个国家意识而不是不是？
特定意识：神经特性如何解释有意识状态的内容是什么？
对意识的客观科学的挑战是解剖基本上是主观的现象。 由于调查人员无法体验另一个受试者的意识状态，他们依靠受试者的可观察行为来跟踪意识。 优先考虑受试者的内省报告，因为这些表达了受试者的经验。 因此，内省提供了基本的方式，也许是追踪意识的基本途径。 也就是说，意识普遍地影响人类行为并影响生理反应，因此，超越报告之外的其他形式的行为和生理数据都提供了一种意识的窗口。 如何利用不同的证据是一个核心问题。
“神经科学”一词涵盖那些解释宣传神经元，神经元种群或神经系统较大部分的科学领域。[1] 这包括但不限于心理学家和认知神经科学家使用各种神经影像学方法来监测数百万神经元的活动，计算理论家的生物和人工神经网络的建模，神经科学家“将插入脑组织的电极从神经元的个体或群体记录神经活动，以及临床医生的研究，以脑区域的损坏造成改变的有意识经验。 鉴于神经科学的宽度如此构思，这篇评论主要集中在持续感知意识的皮质活动中，重点是愿景。 这不是因为视觉意识比其他形式的意识更重要。 相反，实证工作中的细节水平往往会更全面地对我们所面临的问题更加全面地发言。
也就是说，有许多形式的意识我们不会讨论。 有些条目涉及诸如分裂性脑现象（见意识的统一，4.1.1节），动物意识（参见动物意识的进入），以及意志和机构的神经相关性（参见机构，第5节的条目）。 此外，此条目不会讨论试镜，嗅觉或烧烤中的意识神经科学; 精神病患者（如精神分裂症）的令人不安的意识; 有意识的快乐，痛苦和情绪; 思想的现象学; 梦的神经基础; 和其他问题中睡眠和麻醉期间意识的调查。 这些是重要的主题，本次讨论中强调的原则和方法将适用于许多这些领域。
1.基础知识
1.1大脑的地图
1.2神经元和大脑
1.3获取意识和现象意识
1.4通用和特定的意识
1.5难题
1.6神经相关的意识相关
2.跟踪意识的方法
2.1内省和报告
2.2访问意识和无报告范式
2.3信心和元认知方法
2.4故意行动推论
2.5无响应醒来综合征和故意行动推理
3.神经生物学意识理论
3.1全球神经元工作区
3.2经常性加工理论
3.3高阶理论
3.4信息集成理论
3.5正面或后部？
4.通用意识的神经科学：无意识的愿景作为案例研究
4.1无意识的愿景和两个可视溪流
4.2盲目
4.3无意识的愿景和故意行动推理
5.特定意识
5.1神经表征主义
5.2对比策略：双目竞争
5.3神经刺激
5.3.1视觉运动感知
5.3.2触觉振动
6.未来
参考书目
学术工具
其他互联网资源
相关条目
1.基础知识
1.1大脑的地图
大脑可分为脑皮质和亚卡塔。 皮质分为两个半球，左右，每个半球可以分为四个裂片：正面，倩碧，颞和枕部。
大脑的图。 标记的主要顺时针部分是“正面叶”，其中PFC标记在其中。 'paretal lobe'，带有s1和额叶; 还包括SPL和IPL。 “背部流”，圆形，MST和MT，V6，V3A。 “枕骨叶”，v1，然后在V1周围的同心圆是V2然后V3。 “腹侧流”，带V4。 '颞叶'有它。 V1有一个指向V4的箭头。 V1还具有指向V3A的箭头，其又具有指向V6和MST / MT的箭头。 V6具有指向SPL和MST / MT的箭头。 MST / MT指向IPL的箭头。
图1.脑皮层和突出区域
图例：灵长类动物的四个裂片，显示为左半球。 一些兴趣领域被突出显示。 缩写：PFC：前额外皮质; 它：普朗特雄性皮质; S1：原发性躯体感觉皮质; IPL和SPL：劣质和上级顶叶; MST：内侧卓越的时间视觉区域; MT：中间时空视觉区域（在人类中也称为v5）; v1：主视觉皮质; V2-V6包括额外的视觉区域。
下面的讨论将突出皮质的特定区域，包括预先平面皮层，将在讨论信心（第2.3节），全球神经元工作空间（第3.1节）和更高阶理论（第3.3节）; 将投影到Paretal Cortex的背部视觉流和延时视觉流，该流程投入到时间皮层中，包括专门用于处理场所，面孔和Word形式的视觉区域（参见第2.5节，4.1在视觉agnosia和5.3上看到单词） 原发性躯体感觉皮质S1（参见触觉感应的第5.3.2节）; 和早期的视觉区域在包括主要视觉区域，V1（在双眼竞争中看到4.2节）和运动敏感区域V5，也称为中间时颞区域（MT;第5.3.1节）参见运动）。 皮质下方是亚卡多特，分为前脑，中脑和后脑，虽然我们的讨论将在很大程度上触及高级小编和丘脑，但占多个地区。 后者对于调节清醒和一般令人的唤醒和一般唤醒是至关重要的，这两个领域都在视觉处理中发挥着重要作用。
1.2神经元和大脑
一种神经科学对意识的解释可以为大脑的性质增添脑，通常是大脑的电气性质。 突出的现象是通过动作电位或尖峰的神经信号传导。 峰值是神经元细胞膜上的电势的大变化，其可以在形成神经回路的神经元之间传输。 对于感觉神经元，它产生的尖峰与其接收领域相关联。 例如，在视觉神经元中，其接收领域以空间术语理解，并且对应于外部空间的区域，其中适当的刺激将神经元触发到峰值。 鉴于刺激和尖峰之间的这种相关性，后者带有关于前者的信息。 感觉系统中的信息处理涉及处理有关接受领域内刺激的信息。
Which electrical property provides the most fruitful explanatory basis for understanding consciousness remains an open question. 例如，在观看单个神经元时，神经科学家对本身的尖峰并不感兴趣，但每单位时间由神经元产生的尖峰率。 然而，尖峰率是许多潜在相关的神经特性之一。 考虑功能性磁共振成像（FMRI）中的血氧水平相关信号（粗体）测量。 当神经组织有效时，粗体信号是大脑中血流变化的衡量标准，并且被假定为突触后活动的功能，而尖峰与突触前活性相关。 此外，神经科学家往往对单一神经元的响应并不是一种神经元，整个大脑区域和/或其相互作用的响应不感兴趣。 脑区域的高阶性能包括由神经元的群体产生的局部场潜力和所属的活性，例如通过例如电灼（EEG）测量的大脑的不同区域的活动之间的同步。
与解释心理现象可能相关的神经性质的数量是令人眼花缭乱的。 本综述重点是神经感官系统携带有关受试者环境的信息，并且神经信息处理可以与神经表示的概念相关联。 了解神经表演的措施本身就是一个烦恼的问题（CAO 2014,2014; 2014年Shea 2014; Baker，Lansdell和Kording 2022），但我们将对可以重新配置的尖峰部署一个简单的假设其他性质：当感觉神经元产生尖峰时，当刺激放置在其接受场中时，尖峰携带有关刺激的信息。 因此，感官神经元的活动代表了驱动其响应的刺激的相关方面（例如，动作方向或声音的强度）。[2] 当讨论神经表现如何解释有意识的内容时，我们将在最后一节返回神经看法。
1.3获取意识和现象意识
一个重要的区别分离从非凡意识中获得意识（1995年框）。 “现象意识”是指对应于拥有这些经历的受试者的经验的经验的那些性质（Nagel 1974和Qualia的条目）。 这些特征对于来自内部的主题显而易见，因此跟踪它们可以说可以取决于具有相关经验的一个人。 例如，只有在有相关类型的视觉体验（Jackson 1982）的视觉体验时，才能理解它所希望的东西。
如前所述，内省是关于意识的第一证据来源。 内省报告桥梁主观和目标。 它们作为一种表达主体自己的行为措施，以了解他们的经验。 虽然近来有关于内省的可靠性或经验有用性的担忧（Schwitzgebel 2011; Irvine 2012A），但有许多内省可靠的许多背景（Spener 2015; Wu 2023：Chap。7;见Irvine 2012B，在意识科学中的反析讨论中展开讨论;对于哲学理论，见史密斯和Stoljar 2012）。
内省报告表明，主题可以访问目标意识状态。 也就是说，该状态是可读性的：可以在推理，报告和控制控制中访问它。 谈论访问意识必须跟踪实际访问与可访问性之间的区别。 当一个关于一个人的有意识状态的报告时，一个人访问了该州。 因此，获取意识提供了重要意识理论的大部分证据。 尽管如此，它似乎似乎是合理的，即使一个状态无法访问它，似乎是有意识的，只要该状态可访问。 一个人可以报告它。 访问意识通常根据这种亲构的可访问性概念来定义。
我们还必须考虑访问/可访问性的类型。 块的原始表征访问 - 意识强调了在对行为的合理控制方面的可访问性，因此我们可以总结他的帐户如下：
如果在推理和直接“理性”控制行动和言论中，则可以访问意识。
Rational Access与更广泛的有意访问概念的对比，如果它可以告知目标或有意的行为，则采取精神状态，包括非理性或由于某种原因所做的行为。 这种更广泛的概念允许额外的可测量行为与评估非语言动物，非语言婴儿和非交际患者的现象意识相关。 因此，如果访问为我们提供了证据意识的证据，这可以通过内省报告（a）; （b）通过理性行为，（c）通过包括非特性行为的故意行为。 实际上，在某些情况下，反射行为和自主生理措施提供了意识的衡量标准（第2.2节）。
1.4通用和特定的意识
在此条目中有两种方式可以理解意识。 第一次重点关注精神状态，一般来说，而不是没有意识。 致电这个属性通用意识，一个由特定意识的国家共享的财产，如看到红玫瑰，感觉触摸或生气。 从而：
通用意识：神经系统的任何条件/州n是必要的和/或足以为精神状态，m，而不是没有？
如果存在这样的n，则n的存在需要相关的精神状态m是有意识的，并且/或其缺失需要m是无意识的。
第二次焦点将是意识的内容，例如，与感知体验有关一些可感知的X.这会产生关于特定意识内容的问题，例如体验物体的运动（参见第5.3.1节）或在一个人的手指上的振动（见5.3.2）：
特定意识：对于有意识的感知状态来说是必要的神经状态或属性，以满足内容x而不是y？
在内省访问他们的意识状态时，一个主题报告他们的经验是通过报告他们的经历。 因此，该主题可以报告看到对象移动，改变颜色或存在某种类型（例如，麦考），从而指定感知状态的内容。 对特定意识的讨论将专注于称为有意识地感知x的感知状态，其中x可以是诸如面部或属性等颜色的诸如对象的颜色。
构成一个明确的问题涉及掌握其可能的答案和科学，通过识别可以为这些答案提供证据的实验来了解情况。 在我们两个问题中强调必要和充分的条件表明如何经验经验测试特定的提案。 为了测试充足，一个人会旨在产生或调节某种神经状态，然后表明出现了某种形式的意识。 为了测试必要性，人们将消除某种神经状态，并证明意识被废除。 请注意，这种测试超出了神经状态和意识状态之间的相关性（参见Neural相关的第1.6节，以及2.2,4和5的必要性和充足的测试）。
在许多实验环境中，潜在的想法是因果关系和充足的。 然而，如果a = b，则A的存在也是必要的，并且足以为B的存在而足够。 因此，消除N的脑病变可以消除有意识状态S可能会这样做，因为n是必要的，或者因为n = s。中间关系是n构成或地面，这并不意味着n = s（参见条目形而上学接地）。 无论哪种选择持有S，第一步就是找到N，意识的神经相关性（第1.6节）。
在如下，为了解释通用意识，将考虑神经系统的各种全球性质（第3节）以及与有意识的有关视觉相关的特定解剖区域作为案例研究（第4节）。 对于特定的意识，将检查一个细粒度的神经表征操纵，以这种方式转变和调节感知经验的内容（第5节）。
1.5难题
David Chalmers呈现出难题如下：
不可否认的是，有些生物是经验的受试者。 但是，这些系统是如何令人困惑的问题的问题。 为什么当我们的认知系统在视觉和听觉信息处理时，我们有视觉或听觉体验：深蓝色的质量，中间C的感觉？ 我们如何解释为什么有些东西可以娱乐心理形象，或体验情感？ 众所周知，经验从物理基础出现，但我们没有良好的解释为什么以及它是如何出现的。 为什么物理处理根本不应该引起丰富的内心生命？ 它似乎应该是客观的，但它的表现也是如此。 如果有任何问题有资格作为意识的问题，这就是这个。 （Chalmers 1995：212）
难题可以在通用和特定意识（Chalmers 1996）中规定。 在这两种情况下，Chalmers认为，对现象意识的经验解释存在固有的局限性，因为实证解释将根本是结构或功能的，但是现象意识不会降低。 这意味着将有一些东西在对意识的经验解释中遗漏，缺失的成分（另见解释性差距[Levine 1983]）。
对难题有不同的反应。 一种响应是通过专注于查尔姆斯呼叫现象意识的结构特征，例如视觉体验的空间结构，或对现象意识的内容来磨砺神经科学的解释性目标。 当我们评估对特定意识内容的解释时，这些关注修复意识内容的神经表现。 这些解释确切地说，秘密成分是什么，将这种内容从无意识到意识的意识移位。 在解释通用意识的成分上，已经提出了各种选择（参见第3节），但目前尚不清楚这些答案是否存在难题，特别是如果问题有必要的条件，解释必须在概念上关闭某些可能性的必要条件，请说明可以添加成分但意识不会像僵尸一样点燃，一个没有惊人意识的生物（见僵尸的条目）。 实际上，一些哲学家否认了难题（见最近的陈述，参见Dennett 2018）。 Patricia Churchland敦促：“学习科学，做科学，看看会发生什么”（1996年1996：408）。
也许是神经科学家最常见的态度是让难题一边。 而不是解释生物学世界中的意识存在，而是通过识别可以通过识别意识内容的神经代表性的神经代表基础来解释可以转向和解释特异性意识的神经特性来解释泛型意识。
1.6神经相关的意识相关
现代神经科学的意识试图通过专注于意识或NCCS的神经相关性（Crick＆Koch 1990; Ledoux，Michel，＆Lau 2020; Morales＆Lau 2020）来解释意识。 识别相关是了解意识的重要第一步，但这是一个早期的一步。 毕竟，相关性不一定是神经科学所带来的特定问题的意义上的解释。 那个不想要仅仅是相关的Chalmers的关联，他们定义了NCC，如下所示：
NCC是最小的神经系统，使得从N的状态映射到意识的状态，其中N的给定状态在条件c下足够，用于相应的意识状态。 （Chalmers 2000：31）
使这类似的方式是NCC是“对于特定意识的感知的最小神经元事件和机制，即适用于特异性意识”（Koch 2004：16）。 一个人想要一个最小的神经系统，因为粗鲁地放了，大脑足以意识，但要指出这一点，即使它为充足问题提供了问题的答案，也很难解释意识。 当然，还有更多的是，即使一个人不介绍一个棘手的“最小”神经系统，也是更易于定义或运作的“最小”（参见Chalmers 2000进行讨论;对于NCC方法的批评，见Noë和汤普森2004年;对于对Chalmers的定义批评，请参阅Fink 2016）。
由于神经科学家的目的是回答的不仅仅是一个问题：有意识的现象C是什么，因为神经科学家的目标是超越相关性，因为有意识的现象C是什么是神经相关性？ 例如，Chalmers'和Koch对充足的重点表明，他们的目标是回答这个问题：神经现象是什么足以意识到意识？ 也许更具体地说：神经现象是什么原因足以意识？ 因此，由于充足意味着相关性但不反之亦然，因此“相关”的谈话是不幸的。 毕竟，假设NCC是与有意识状态相同的类型。 然后许多神经状态将与有意识状态相关：（1）NCC的典型效果，（2）其典型的原因，（3）NCCS获得所需的状态（例如，存在足够的氧气的存在）。 因此，一些相关效果不是解释性的。 例如，引用意识的影响不会为意识提供因果性充分条件。
建立意识的必要条件也很困难。 神经塑性，冗余和收敛演变使必要的索赔非常难以通过实验支持。 在正常情况下，健康的人类可能需要某些大脑区域或用于支持意识的过程。 然而，这并不意味着这些地区或过程是必要的任何强的形而上学意义。 例如，在病变之后，大脑的功能连接可能会改变允许不同的结构支持来出现意识。 在特定功能的专业区域的皮质布置中也没有任何内容。 所谓的“Visual Cortex”被揭示在盲人中进行听觉，数值和语言处理（床上2017）。 同样，与许多其他复杂结构一样，大脑高度多余。 不同的区域可以执行相同的功能，防止任何单一的功能严格必需。 最后，哺乳动物脑经营的方式不是支持意识的唯一途径。 鸟类以及昆虫（Barron＆Klein 2016; Barron，Schnell，＆Clayton 2020） - 即使是其他灵长类动物也有不同的解剖学和功能性神经机制，但它们的神经系统可能支持意识（Nieder，Wagener，＆Rinnert 2020）。 因此，可能没有一个必要的结构或用于支持有意识的意识的过程。
