[导读]这是投稿给中国科学院主办的《科学智慧火花》网站被录用发表的文章。观点与前述博文基本相近，表述方式和角度不完全相同。欢迎从事人工智能研究或脑机接口开发的研究人员参与讨论。

脑科学研究的目标是用现有的科学原理或法则对意识原理进行解释。为此，提出几点思考性建议。

一、意识的等级次序

生命在亿万年的进化过程中，生命物种从单细胞到多细胞、从无脊椎动物到脊椎动物、从低级动物到智性动物直至人类，意识现象并非偶然产生，应该随着物种的进化而升级。如果将人类具有智慧的意识活动定义为意识的金字塔尖，那么，智慧及其以下的意识状态可否作如下的定义？

智慧意识：指大脑具有创造发明能力的神经元活动模式，即为智慧意识。

认知意识：认知是生命个体对外部事物具备认识的同时，还了解“认识物”的特点、功能、属性，是认识的深化。许多动物也具有认知意识，如，狼被人类猎杀之后，其他的狼对人类的诱捕方式有了认知，不再上当。但是，狼不会用类同的方式诱捕人类，因为狼缺少智慧意识。

认识意识：认识仅局限于对事物外部表象的识别。某些鱼类只有5秒钟的记忆，当这种鱼受了伤害，5秒后用同样的方式引诱，又会上钩。因为这种鱼仅具备对食物外表的认识能力，没有认知能力。人类个体的智慧也是从认识到认知，然后上升为智慧。认知就是“吃过葡萄才知道葡萄的酸”。

反射性意识：指生命个体对外部剌激仅能作出机械性反应。反射性意识在低等软体动物中很常见，医学上的先天无脑儿或某些植物人对局剌激作出的躯体反射功能也是反射性意识。

二、意识的本质

意识的本质是肌体表层神经采集的外部信息（视、闻、嗅、味、触五类）经颅内神经加工、处理、储存，并在记忆信息的参与下，最终由大量感知神经元作出的一种感知反映。这里的表述有三层含义。首先，意识现象是大量感知神经元作出的综合反映；其次，意识形成的整个过程是通过电信息作为媒介完成的；最后，所 有产生意识现象的最初信息均来自外部输入。无论是梦境，还是虚幻的空灵现象，都不可能凭空形成。意识研究必须在自然科学的范畴内展开。

目前大量实验性的相关意识研究报告均有一种模式化的提法：“外部信息进入颅内，经初级皮层加工后，传入高级神经系统处理”。事实上，这种提法与现有科学理论存在明显的冲突。神经元不是电的传导介质，信息的两级传输如何完成？脑内除了神经元，没有别的介质可用于传导。从生命活动的角度思考，细胞生存的 最大任务是保持自身稳定。神经元的活动不能违背自身稳定这一原则。

意识是自然进化的产物，大脑决不会存在“中央处理器”。这一判断可从自然进化的痕迹中展开还原思考。

三、意识研究的还原论途径

如果承认意识现象是自然进化的产物，则意识形成的进化痕迹在自然进化的历程中应该可以寻找到证据。

1、神经细胞胞体逐步向头部集中形成神经元群

在神经生物学中，自然进化形成的神经元胞体向头部集中被称之为脑化。脑化的神经元，其轴突仍然留在肌体的各部位采集肌体信息或负责调节肌体活动。这是低级动物向高级动物进化的起点。

启示：颅外神经活动是颅内神经元活动的延伸，即肌体各部位感知神经和运动神经的活动皆与颅内神经元胞体相关。肌体表层信息进入颅内不涉及传导介质问题，而是神经元自身的轴突活动；也不涉及细胞稳定性问题，因为轴突只是细胞的表层组织，胞体才是稳定的中心。

2、神经元群的功能分工，或许是意识形成的前提

神经元集群，并形成单一化功能，一种细胞只具备一种功能，这是生命从单细胞向多细胞进化的基本规律。这种现象在颅内外随处可见，视网膜神经元群负责光信号的采集，耳蜗神经元群负责声波信号的采集，其他闻、嗅、味、触等分别负责各自职能范围的信息采集。这些由轴突延伸到表层的神经元在颅内分别集群，形 成各自的神经核。这样的神经核在颅内分布非常繁多，极具特点。几乎所有的神经核都分布在中脑以下，大部分神经核外围均包裹着网状神元群。这些结构布局与动物从低级向高级进化的次序是一致的，是进化的痕迹。

神经核的功能是什么？显然只有一种解释，就是将采集到的信息发送出去。电信息的发送途径在现有的科学认知中只有传导和传播两种方式。传导需要介质并通过相互接触完成，传播却无需介质，也不受传播方向限制，但需要将信息转换成电波发送。

启示：（1）各神经核将采集到的信息以电信号的方式按一定规则进行整合，即以一定的振荡周期发送电波信号，不同神经核采用不同的振荡周期。下行运动神经接收对应频率的信号。肌体不同部位的运动神经可接收不同频率的信号，包裹在神经核外围的网状神经元正好处在接收信号的最佳位置。以电波频率作为信号地 址的对应关系非常符合肌体的活动需要。（2）中华文明传承中的“经络理论”在解剖学上无法证明，若以电信号频率与肌体各部位运动神经的对应关系去解释就显 得很合理。剌激肌体某一部位可导致颅内对应神经核发送电信号，该信号频率或许能使若干个不同部位的运动神经因为频率相同而产生活动。古人中某些修炼有成的高人将这些感知点理解成为连线，“经络”体系自然形成。（3）医学上先天无脑儿仍然具备躯体反射功能，这种功能就是脑干以下部位神经核发送的信息被运动神经接收后产生活动，形成反射弧。反射弧功能与大脑的智性无关，但肌体局部组织的精细化活动功能必须要有智性的大脑参与，这就是后一阶段的进化。

3、信息综合感知神元群和记忆神经元群的形成是认识及认知意识产生的重要前提

生命的生存和延续，不仅需要对外部信息作出综合感知，还需要对自然竞争的失败事件作出回避。于是具备记忆功能的神经元进化形成。对于生命个体产生 “威胁”或“有利”的神经活动模式被分别储存起来，越来越多的记忆神经元按可储存信息的类别分区集群排列。视闻嗅味触五类活动信息分别在不同脑区聚集，形成端脑。

如果将生命初次的活动简单分为“好”与“恶”两类。则前者的神经活动模式倾向是摄取好的食物，后者为各种惊恐性反应。两种状态都需要有意识感知的 “形象物”及对应的肌体运动神经共同参与。意识感知“形象物”反映在脑干和丘脑的网状神经元群中，主要由视信息提供信号。网状神经元群不与颅外神经关联，在解剖学上称为非脑神经，形成的意识形象物本身没有“好”与“恶”之分。而闻、嗅、味、触等四类信息引起的运动神经的活动，却让肌体具有“紧张”与“放 松”之别。网状神经元群和运动神经共同形成的感知就是当下的意识状态。由于意识当下的所有神经活动信息同时也被端脑神经元储存为记忆。因此，下一次相同的意识形象物一旦出现时，记忆神经元发放的信息就还原了当初的“好”或“恶”的意识倾向。这样的神经元工作模式对生命的生存绝对是正确的。非洲大草原上的食草动物出生不久就开始模仿着母体的行为，见到豹子就是逃跑，这是模仿形成的神经活动模式，不需要懂得为什么。因为，一旦逃跑不成功就没有第二次生存机会， 自然进化中的优胜劣汰也隐藏在其中。人类的恐惧心理也是这样，许多人怕鬼，但回答不了鬼是什么样的？

正是因为外部信息既让网状神经元群感知到某种状态，又触发记忆神元发送以往储存的信息模式，并带动运动神经按初始活动曾经有过的方式活动，因此，肌体形成的意识状态自然就是“好”或“恶”的体验。人类的好恶就是初始教育储存信息的当下反应。

四、意识研究的学科视野

意识研究涉及的学科知识远不止神经科学和信息科学等少数几个学科知识所能解决。自然科学本来就是一个完整的体系，只因人类个体自身的能力限制，在有限的能力范围内只能掌握少数的某些学科知识。因此，在学科交叉中寻找灵感。这是本文的最后一点思考。

（主要参考文献《意识的物理学原理和记忆的生物学机制》）

 2015年10月8日完稿于宁波大学校园