意识问题的实证分析

张亚玲

摘 要：意识问题作为当代认知神经科学哲学研究中的一个重要议题，在近年来受到了越来越多研究者的关注并取得了丰硕的成果。在意识的实证研究中，双目竞争实验占有不容忽视的地位。探讨双目竞争实验对意识问题的解释进路、双目竞争实验对意识临床病症的解释方案，并在此基础上，分析了双目竞争实验对意识问题和对神经科学哲学的研究意义，并指出了双目竞争实验未来发展之趋向。

关键词：意识；双目竞争；实证分析；神经科学哲学

中图分类号：B81 文献标志码：A 文章编号：1002-2589（2016）06-0078-03

意识问题是一个传统的哲学问题，也是当代认知神经科学哲学研究中的重点内容，其主要解决的是大脑内部的神经组织及其活动如何表征外显的主观意识，并试图通过分析大脑的神经细胞活动来探寻意识的踪迹。为此，研究者尝试用科学实证的方法，设计一系列实验，通过观察和记录外在的知觉反应变化情况来分析内在的神经系统活动，从而探究意识表征的奥秘。在意识表征的实验中，我们以视觉刺激为突破口，选取双目竞争实验为研究对象，对意识表征的临床实验做具体的分析，并探讨该实验对意识表征理论的意义。

一、双目竞争实验对意识问题的解释进路

双目竞争（binocular rivalry）“是指当给两只眼睛呈现不同的刺激图像时，在大脑中不能形成单一的、稳定的、融合的视知觉影像，进而造成知觉动態交替变化的视觉生理现象”[1]。双目竞争导致的结果就是一只眼睛看到的图案会抑制另一只眼睛里的图案，“一只眼中的影像通常支配几百毫秒到几秒钟，然后被另一只眼中的影像所取代，知觉在双眼的刺激图形之间来回交替切换，两种刺激均力争获取支配权”[2]。可以想象，当两只眼睛所看的东西完全不同时，那么最终显示的图案会是两眼视觉竞争之后的结果。双目竞争实验是脑科学研究的一个重要实验，用这种刺激方式观察知觉的变化有助于探讨意识现象，另外，双目竞争的优势在于客观恒定的物理刺激与主观交替的知觉体验相分离，而这种刺激和意识的分离现象就为研究大脑的意识表征问题提供了基础，用于探究刺激表征的性质、知觉的选择性与抑制性。

双目竞争实验的实施和应用经历了一个漫长的发展过程。双目竞争在16世纪被Porta第一次提出，在18世纪，由DuTour作了更为深入、详细的解释和阐述。20世纪中叶，研究者们对双目竞争的特性以及实验数据进行了一定的观察和记录并深入改进了实验的实施操作和技术更新，尝试用双目竞争实验为学科发展服务，用其中的实验现象解释某些理论，进而将双目竞争范式运用到理论的研究和验证中去，如知觉组织、选择性注意、意识和无意识的区分研究等。在21世纪初，随着当代神经科学的迅猛发展，特别是随着心理物理学、神经生物学等学科的进步，fMRI（功能性磁共振成像）、PET（正电子发射断层扫描成像）、EEG（脑电图）以及生物电生理技术、重复式大脑磁激励技术等的发展成熟和广泛应用，学界对双目竞争的研究也愈发深入。研究者对于双目竞争的应用超越了视觉科学的范围而传播到临床精神病学、医学、神经科学、物理学、生物学、心理学、统计学和哲学等领域，学界出现了大量关于双目竞争话题的论文和著作，人们对双目竞争在视觉信息的加工处理过程有了更深刻的了解。双目竞争正在成为一个被研究者广泛开发的领域和一个推动多学科发展、多问题解决的实验现象，受到众多研究者的重视和推进。

从神经科学哲学的视角来看，“双目竞争并非某一阶段单一神经元作用的结果，而是视觉加工的各个阶段多神经元群组共同作用完成的”[3]。这样的神经元群组组成了一个复杂但自洽的神经网络，在特定的神经网络中，神经元相互作用，各自执行自己的任务并相互协作，共同完成结果输出，实现意识表征的目标。关于这一点，最具有代表性的是Tong等提出的多层次—混合加工模型，这一模型认为，双目竞争涉及的神经元集群遵循多层次和分布式的加工机制[4]，而这就要求我们对这一现象的研究不能只局限于某个单一的层次、神经元或者意识表征阶段，而要综合多层级、多视觉通路、多神经元集群和意识表征的不同阶段，对这一实验现象进行整体的深入分析。但是我们应该清楚地认识到，双目竞争的很多具体问题，如双目竞争意识交替背后所存在的详细明确的认知加工处理环节、意识表征的具体机制、神经元集群的输入输出原则等仍需要更进一步的研究和探索，双目竞争现象仍需要在各个领域进行更为深入的研究和更为广泛的应用。

二、双目竞争实验对意识问题临床病症的解释方案

意识问题的研究涉及很多临床病症，其中大部分是关于神经系统、脑部的疾病，如抑郁症、焦虑症、老年痴呆症、强迫症、精神分裂症等，可以说，精神疾病就是意识的不正常表征的结果，为此，研究意识表征对于治疗这些病症有着直接的现实意义。研究者利用双目竞争实验研究意识表征的成果，在临床运用上有效地帮助了对一些精神疾病的认识和治疗。在利用双目竞争实验解决具体的临床病症方面，研究者发现，“双目竞争的测量参数可以反映受试者的意识状态或老年痴呆症患者的痴呆程度，并可作为诊断和评价躁郁症等疾病病情的辅助手段”[5]。为此，研究者用双目竞争实验具体分析精神疾病的发生和发展，取得了一定的成果，我们以双相情感障碍为例做一详细说明。

在众多精神疾病中，双相情感障碍（bipolar disorder）是“一种常见的精神障碍，这种疾病以躁狂和抑郁交替发作为临床表现，是一类重性、高残性心境障碍”[6]。双相情感障碍患者存在神经认知功能，如注意、感觉、知觉、识别、记忆、分析、理解、执行等的损害。双相情感障碍会严重影响患者的思维态度、认知方式、价值观、适应能力和人际关系，他们疾病的不定期发作、对药物的依赖、自理能力的下降等，都会影响其正常的学习、受教育和人际相处，给患者的生活带来重大的消极影响。患者自身的精神问题和不良的身体状况，不仅会导致疾病治疗难度的增加，而且据调查，双相情感障碍患者自杀风险非常高，这就意味着这种疾病的存在甚至会产生难以预料的社会问题。因此，对这种疾病的研究和治愈有着迫切的现实需要和重大的社会意义。Miller等人的研究证实双相障碍患者较正常人有明显减慢的意识交替速率和知觉转换速率[7]，这就意味着在双相情感障碍的治疗中，可以尝试通过仪器、药物实现对患者双目竞争速率的提高，使其某些特定指标趋向正常。

此外，研究者在对另一种精神病症——焦虑症的研究中发现，焦虑症患者与正常受试者相比，其双目竞争的交替速率明显增快，这与双相情感障碍患者的受试反应正好相反。为此，研究者将两种疾病进行了对比研究，找到了影响这一结果的大脑区域——中脑，证实“中脑在双目竞争中起到了振荡器的作用”[8]，从而针对这一特定脑区，展开了更进一步的研究。也有研究者通过实验发现，双相情感障碍患者和焦虑症患者的双目竞争结果差别可能与大脑左右半球神经元的相互作用有关，是两个半球之间神经元的联结、转换出了问题。

沿着这一思路进行下去，研究者或许可以将很多相关的精神疾病纳入这一解释框架中来，从而使其得到科学合理的解释，并被最终攻克，而这也会成为相关精神疾病患者的福音。相应的研究成果被应用到这些精神疾病的治疗过程中，如加重或减轻某一种药物的剂量、实施相应的设备辅助治疗等，对患者的康复起到了积极的作用。在今后的研究中，我们可以结合多门学科和多种技术，“进一步深入探讨双目竞争的机制，明确各参数与脑区的关系，更进一步了解其详尽脑机制”[3]，并在此基础上，将双目竞争运用到更广泛的领域，帮助治疗更多的精神性临床病症，以使其发挥相应的现实作用。

三、双目竞争实验的实证分析

双目竞争实验被用作意识问题研究，是研究者开拓研究思路、创新研究方法的体现。在认知科学的研究中，学者多采用思想实验的方法，如我们熟知的中文屋、缸中之脑、黑白玛丽等。但是这些思想实验的开展在取得一定理论成果的同时也遭到了不少质疑：思想实验终究是没有办法实际验证的，因为其中的很多预设条件是现实实验难以提供的，比如那个在黑白房间中通过黑白电视机学习到广义物理学所有知识的玛丽。因此思想实验的结果，其确证性、合理性、科学性也无从验证。在这样的背景下，通过科学的方法、利用仪器设备而开展的传统实验成为众多认知科学研究者的主要研究手段。从这个意义上讲，双目竞争实验作为意识表征研究，甚至放在更加广阔的学科背景下，作为神经科学哲学研究的实验佐证，具有重要的意义，具体来看有以下几方面。

第一，双目竞争实验是研究者用科学的方法研究意识表征问题时以视觉作为突破口所采用的一种方法。科学家选择视觉作为意识表征研究的突破口是因为视觉相较于其他的感知觉，有着独特的优点，主要表现在[9]：动物依赖视觉、视觉包含大量信息、视觉易于实验控制、视觉容易出错。正是基于这四个原因，学界在开展意识表征研究时进行了大量的视觉研究，对各种动物的许多视觉现象和错觉的神经基础已经有了很多令人信服的结论，使其具备了翔实的参考资料和坚实的研究基础，这也是研究者选择视觉研究为切入点的一个重要原因。

总而言之，视觉的独特性使研究者将其选中作为意识表征研究的突破口，以双目竞争实验为出发点进行实验和理论的双向验证研究，这既是双目竞争实验的理论意义，也是意识表征研究的成果所在。

第二，双目竞争实验参数可以作为精神疾病的鉴别和诊断指标之一，可以作为对精神疾病进行客观诊断和评价的辅助手段，为研究者分析此类病症提供了一种可靠依据。患者双目竞争参数的正常化在一定程度上可以表明患者病情的好转，双目竞争的量值可以成为验证患者病情的一项指标。这样看来，双目竞争实验的开展有效地建立了一个分析精神疾病的数据库，通过这个数据库，研究者可以精确把握精神疾病患者在身体、精神方面的各项相关指标，明确病症根源，利于对症下药。在一定意义上，双目竞争实验对于研究意识问题，并通过研究意识辐射一些相关的临床病症，解决实际问题，具有极大的现实意义和社会价值。

第三，双目竞争实验对神经科学哲学中其他问题的研究具有启发意义和指导性价值。神经科学哲学是当代蓬勃兴起的一门关于脑认知、尝试探索心—脑关系的学科，意识问题便是其中一个议题。神经科学哲学中其他问题的研究，如心灵模拟，认知功能定位，情绪、语言、记忆的神经机制等，和意识问题有着交叉的研究内容和相似的研究范式，由此，双目竞争实验的方法可以推而广之，拓展神经科学哲学的研究思路。从另外一种意义上讲，实证方法已经越来越成为理论问题不可或缺的研究手段，理论只有经过实验的验证才得以发展完善且令人信服。因此，在神经科学哲学的问题研究中，实证的方法已经越来越成为一种趋势，甚至成为理论发展的方向。双目竞争实验对意识表征问题研究的意义，可以折射到意识表征问题所属研究领域之外更加广阔的范围中去，在整个科学研究的领域内，从古至今，实证的方法都是必不可少的。因此，单从理论上讲，双目竞争实验的开展既是对理论的验证，也有利于推动理论的更新和发展，它对于推动现代神经科学、医学、精神病学、生物学等学科的发展，以及跨学科的整合研究，具有很大的理论意义。

综上所述，研究者将双目竞争实验现象的特殊性用于意识表征问题研究，取得了一定的成果，帮助解释了一些意识表征的临床病症，具有很大的理论价值和现实意义。但是我们应该清楚地认识到，这并不代表双目竞争实验就已经是一个成熟的实验，我们还应该做进一步的工作，具体表现在：增加实验的样本量，扩大实验研究对象；利用最新的技术更新实验设备和检测机制，准确把握双目竞争的测量指标和影响因素；对双目竞争实验做更进一步的分析，构建更加全面完善的理论模型；充分利用实验结果，整合现有研究成果，加强意识表征的基础理论研究，明确详细的大脑神经机制；借助这一实验分析神经科学哲学研究范围内更多的理论议题；广泛推进双目竞争范式的理论应用，最大限度地实现其现实意义。而这些，也正是这一实验的未来发展方向之所在。

参考文献：

[1]Blake R. A primer on binocular rivalry，including current controversies[J]. Brain and Mind，2001，2（1）：5-38.

[2]冯成志，贾凤芹.双眼竞争研究现状与展望[J].心理科学进展，2008，16（2）： 213-221.

[3]朱若霖，汪凯.双眼竞争的研究现状和展望[J].安徽医学，2014，35（9）：1321-1324.

[4]Tong，F. et al. Binocular rivalry and visual awareness in human extrastriate cortex [J]. Neuron，1998，21（4）： 753-759.

[5]Pettigrew J. D，Miller S. M. A 'sticky' interhemispheric switch in bipolar disorder？[J].Proceedings： Biological Sciences，1998，

265（1411）：2141-2148.

[6]朱若霖.双眼竞争范式在双相障碍患者的应用[J]，中国神经精神疾病雜志，2013，39（8）：449-452.

[7]Miller S.M，Gynther B.D，Heslop K.R，et al. Slow binocular rivalry in bipolar disorder[J]. Psychological Medicine，2003，33（4）：683-692.

[8]Smoller J.W，Finn C.T. Family，twin，and adoption studies of bipolar disorder[J]. American Journal Medical Genetics Part C： Seminars in Medical Genetics 2003，123C：48-58.

[9]克里斯托夫·科赫. 意识探秘——意识的神经生物学研究[M]. 顾凡及，侯晓迪，译. 上海： 上海科学技术出版社，2012：16-17.