·范围速览
毫无疑问，单纯地从第三人称视角看，人类意识的最接近的原因都可以在脑中找到。例如，直接对枕叶的微观刺激足以导致一个简单的视觉形式的体验，对颞叶的刺激可以产生听觉体验，对体感皮层的刺激可以产生触觉体验等等。当然，脑中的因果过程嵌入在作为支撑的身体以及周围的宇宙中，并且脑细胞的活动如何可能“产生”(produce)意识体验仍有十分神秘之处。我们稍后将会回到这两点上。然而，如果只局限于根据意识结果出现的必要的和充分的神经条件来考虑“原因”,我们可以暂时将这个更广的问题“搁置一边”,而继续尝试详细说明这些最接近的神经条件。
首先，需要指出的是，人脑中(任何种类的)意识存在都可以有效地从支持特定形式人类体验所需要的条件中区分出来。例如，脑干中控制睡眠-清醒循环的活动、产生昏迷或其他全局意识障碍的破坏以及麻醉效果都能够有效地与中脑系统中负责动机和情绪(它们赋予体验以情感调子)的额外活动相区分。反过来，这些中脑中的活动效果有别于新皮层系统的活动，后者主要是负责各种感官体验，以及相关的高级认知功能，诸如伴随思考、记忆等的内部言语。当然，最终，这些活动相互联系，在高度相互关联的脑中彼此影响。
按照当前的惯例，意识或其多种形式的存在的条件或者根据功能或根据结构来详细说明。例如，从实验心理学推导出的脑功能的知识对于寻找支持这种功能的神经结构而言非常有用。我们已在第10章研究了其中一些功能上规定的意识条件。简言之，这些证据表明，在刺激到达脑后意识需要时间来形成—大约200ms。什么使刺激变得有意识?正如威廉·詹姆士(William James)所说，我们选择我们所注意的，并且我们有意识地觉知我们所选择的，但是我们并没有觉知到未注意的信息。如果这样，意识现象学一定与被选择为焦点注意的信息紧密相关。意识的内容也似乎形成了一种能够立即报告的“心理的当下”,与之相对的是必须通过回忆或再认知才能被记起的“心理的过去”。这意味着在储存同当前体验相关信息的暂时的短时(工作或初级)记忆系统与储存同过去体验相关信息的相对长时(次级)记忆之间存在心智加工上的功能区别。
与意识最紧密相关的注意加工如何呢?线索来自注意加工部分地与意识相分离的情形。例如，在该情形中被试将注意力集中在输入刺激上，但对该刺激的意识却没有出现。这些例子还有包括盲视、内隐学习和记忆，以及在催眠镇痛中的“隐藏的观察者”。这些情形的共同点是不同形式的信息“封装”。被试具有(有关视觉输入、先前呈现刺激的规律，以及外科手术的痛苦)的知识，但是他们并不"知道自己知道"。按照卡尼曼和特瑞斯曼的观点，当前的被加工信息像其他信息加工模块的扩散可能是焦点注意加工的功能之一，这使得更多资源可以专用于输入并使得系统能够作为一个整体以一种连贯的、全局的方式对注意焦点上的输入作出反应。这将可以解释“有意识的”焦点注意加工的更大灵活性和精明(sophistication)(相较于“前意识”前注意的加工)。当信息的扩散中断时，(对该信息的)意识的中断也出现了。这意味着输入分析大约在它的产物扩散时成为有意识的——焦点注意加工的一个晚期出现的阶段。可根据信息加工来说明的意识的其他条件也需要被满足。意识体验的构成特征通常是相当整合的(integrated)。例如，在正常的观看条件下我们并没有将个体的颜色和移动作为分离的特征进行体验，尽管脑的视觉系统中对于颜色和移动的信息的加工处于截然不同的区域。因此信息整合或这类特征的"绑定"必须在这种整合的体验出现之前。
·额外线索
关于人类意识的神经条件的额外线索由睡眠一清醒循环,以及因严重脑损伤如昏迷或植物人状态导致的意识全局紊乱的研究提供。意识状态的复杂组织也可以通过产生意识分离或意识障碍的许多神经综合征进行研究，例如，伴随着连合部切开术(commissurotomy)(这是一种为了缓解局部癫痫而进行的切断连接左右脑半球的主要神经纤维束的手术)而出现的意识分离。按照斯佩里的观点，这揭示了一个截然不同的左半球和右半球的意识这种令人不安的可能性已经被广泛讨论了30年之久。
理解脑化学影响意识存在及其多种形式的方式也可以从麻醉研究中获得,也可以从通过模拟(动机争胜性行为(agonism))或阻碍(拮抗(antagonism))正常出现的物质——这些物质被神经元用来进行彼此交流活动的方式中获得。
毋庸赘言，以上所有领域几十年来一直是注意和记忆、心理物理学、知觉、神经生理学、神经心理学、神经化学、药理学、认知神经心理学等研究中高度活跃的研究项目的主题。我们已经了解了许多支持人类体验和内容的脑结构。
由于目前的工作主要涉及意识的根本困惑，而不是其神经具身性(embodiment)的完整细节，因此我并不打算回顾处理这些问题的百科全书式的研究文献。为方便起见，许多优秀的综述文献已经列出。为了理解脑状态如何导致或与意识体验相关联，我们只需要知道这个因果故事大概是怎样的就够了。特别是，我们需要将经验实证的问题与概念的问题区分开来。
·一个神经因果故事的大致形态
对意识的神经原因的解释会是什么样子的?当人们醒着、做梦、深度睡眠、昏迷等时，意识的全局变化出现了。但是从清醒到入睡的变化并不对应意识与非意识。睡着时，人们可以具有有意识的梦，而在醒着时，存在许多人们并没有意识到的到达感官表层的刺激。因此，起码任何神经因果故事都必须包括调节睡眠/清醒循环的机制，以及控制注意力的机制。
·睡眠-清醒循环
对成年人来说，睡眠一清醒循环中意识状态的改变是刻板的，每晚要经历四或五个周期中的四个脑激活阶段。当人们开始睡觉时，对外部世界的觉知消失了，尽管人们可能仍旧具有视觉意象和相关的思想。这种觉知的丧失伴随着EEG的减慢，而这被称为阶段Ⅰ睡眠。随着脑激活水平的继续下降，随之而来的是阶段Ⅱ,其特征是反映丘脑-皮层系统独立振荡的睡眠纺锤体的EEG的变化。随着这些振荡逐步阻止脑中外部和内部信号在丘脑皮层的传输(在NREM(非快速眼动)阶段Ⅱ),可报告的意识体验消失了。随着激活的进一步消失，阶段I的纺锤体中加入了慢速高压波。当它们占据EEG半数记录以上时，这个时刻被称为NREM阶段Ⅲ,而它们控制整个记录时就被称为NREM阶段IV。在这一阶段唤醒是十分困难的，通常需要持续的刺激。然而，这些阶段的脑激活水平显示了主要波动的一些时期。例如，阿瑟瑞斯基和克莱特曼发现这些阶段会周期性地激活至接近清醒的水平，并且这些阶段会伴随快速眼动(REM)。当从这些REM阶段被唤醒时，被试通常报告类幻觉的梦。在夜晚的整个过程中还存在一种阶段I-IV中去激活时期变短的趋势，而REM时期则变得更长和更强烈。在他关于这一证据的评论中，霍布森的结论是：做梦“是我们对睡眠中的脑激活的有意识体验”。
以下是霍布森的总结中的一些令人惊异的内容：
在睡眠阶段I-IV中，随着激活水平的下降，肌肉张力持续被动地减弱并且眼球转动停止。在阶段IV中，脑最大限度地停止活动并且对外部刺激的响应能力降至最低水平。意识，如果它存在，也仅限于低水平的、非进行性的(progressive)思想。关于这些事实需要指出三点。第一，因为意识处于脑活动过程的波峰，即使是很小的活动水平的下降也会导致清醒警觉(waking vigilance)的失效。第二，即使在意识被大量抹杀的NREM睡眠的阶段IV的深度，脑仍保有高度的活跃并且仍够加工它自己的信息。从PET和单个神经元的研究中可以有把握地得出结论认为：脑在深度睡眠中仍有80%的活跃程度。
这些结论不仅仅强调了意识的分级和状态依赖的性质。它们同样暗示了脑活动中致力于意识的那一部分是如此之小，而大部分的脑活动是与意识无关的……很明显，意识需要一组特定的神经生理条件使其发生。
这些条件是什么?脑干中的网状激活系统(reticular activating system, RAS)显然参与其中，它作为清醒和睡眠的调节器广为人知。然而，按照神经物理学家斯图尔特·戴蒙德(Stuart Dimond)的观点，RAS并非意识的“所在地”。而是：
现今对于皮层下中枢参与的一般性解释是，清醒和唤醒本质上的从属地位没有同时暗示意识的机制必须驻留在清醒中枢，所有超过的军事决策都是由每天早上唤醒指挥官执行其职责的勤务兵所作出的。换句话说，皮层下中枢的工作是提供意识的必要条件，至少在它完全清醒的意义上，但是仍旧有理由假设我们这里所描述的意识——作为主观体验的运行跨度本质上是一些皮层起源(cortical origin)和一些根本上由皮层控制的东西。因此，皮层下系统的作用，根据我们的观点，本质上是提供一种从皮层下区域向上延伸直到脑皮层的激活循环，从而使处理主观体验现象的皮层中心保持唤醒和清醒。
声明：脑医汇旗下神外资讯、神介资讯、神内资讯、脑医咨询、Ai Brain 所发表内容之知识产权为脑医汇及主办方、原作者等相关权利人所有。
