意识从何而来？两种神经科学理论的正面交锋

意识产生于大脑的哪些区域？理论比比皆是，但神经科学家仍然没有达成一致。主要是因为我们不能从外部观察到意识。

在意识理论中，整合信息理论（integrated information theory, IIT）和全局神经元工作空间理论（global neuronal workspace theory，GNWT）最受欢迎。但是这两种理论存在很大差异：基础框架假设不同、来自不同的科学领域，甚至可能以不同的方式定义意识。

为了直接比较它们，研究人员组织了一个由12个实验室组成的认知联合体（Cogitate Consortium），共同在一项大型脑成像研究中检验这些理论。并于4月30日在《自然》杂志上发表[1]。结果是一场平局，而且问题远多于答案。

研究的初步研究结果于2023年发布在预印本服务器bioRxiv上。然而，几个月后，一群学者公开将整合信息理论（IIT）称之为“伪科学”，并试图将其踢出意识研究领域。

随着尘埃落定，领先的意识研究学者表示，认知联合体的研究的结果为理解意识是如何产生指明了一条前进的道路——无论最终是什么理论浮出水面。

Chis Ciure没有参与这项新研究，他说：「我们都非常擅长用抽象的想法建造空中楼阁。但有了数据，你就能让这些数据更加可靠。」

两种意识理论

这场对决中的竞争者是彼此对立。西雅图艾伦研究所的认知科学家、Cogitate研究结果的合著者Christof Koch说：「这两种理论是非常不同的生物。」

全局神经元工作空间（GNWT）理论建立在心理学家对大脑与认知的理解之上，认为意识是一个阶段。当一种特定的刺激进入我们的意识时，比如恼人的嗡嗡声或明亮的颜色，它就会被推到舞台上并成为焦点。

Koch首选的整合信息理论（IIT）先对意识进行了抽象抽象的定义，然后想象一个系统需要具备什么属性才能体验到意思。IIT认为，意识源于信息处理——粗略地说，信息越多，系统就越有意识。

虽然这些解释都相当抽象，但这些理论可以对有意识地感知某物时大脑中发生的事情做出可测试的预测。

例如，GNWT认为，当一个人第一次意识到信息时，大脑的额叶区域（如前额叶皮层）会将“焦点”转向信息，这种现象称为点火，当一个个体有意识体验时，在成像研究中应该可以检测到。而IIT认为，意识体验更多地出现在大脑后部，那里的神经元网络连接更紧密。

COGTATE项目始于2018年，旨在通过理论中立团队运营的多个实验室比较不同意识理论的预测能力。Chis Ciure解释说：「研究过程没有偏袒，是中立的。」

他们使用了三种不同的大脑成像技术观察了256名参与者的大脑——对于神经科学研究来说，这是一个非常大的样本量——这些参与者完成了相同的视觉任务，包括旋转面孔和字母。这些类型的任务需要意识上的经验。

研究结果对这两种理论都提出了挑战，因为这两种理论的预测都没有得到数据的充分证实。

例如，GNWT预测，当刺激消失并从意识心理阶段移除时，会检测到前额叶皮层中的电极信号，但这在研究结果中基本上是不存在的。

「你没有看到一点点的事实……我认为这是一个重大的挑战。」苏塞克斯大学的意识研究员Anil K.Seth说，「另一方面，也没有观察到（IIT预测的）大脑后部神经元网络中的同步现象。」

「人们一直认为……一个单一的实验不会驳倒一个特定的理论。」Seth说，「你可能不会改变每个理论支持者的想法，但是我们可以整合意识研究理论，对正在发生的事情达成共识。」

我们能找到意识的来源吗？

1998年，Koch和David Chalmers打赌，神经科学家可以在未来25年内确定意识是如何在大脑中产生的。然而，当研究结果首次在2023年6月的一次会议上公布时，Koch在会议上慷慨地承认了自己的失败。

同年9月，一封质疑IIT地位的公开信首次在网上流传。这封信公开给IIT贴上了“伪科学”的标签，称IIT是不科学的，因为它的核心原则是不可证伪的——这意味着它们不能用当前的技术来反驳。最终有100多位作者签名。

https://osf.io/preprints/psyarxiv/zsr78_v1

事实上，评论家们将IIT与泛心论（panpsychism）联系起来，泛心论认为意识灌注一切，甚至是非生命实体。如果意识源于处理信息的复杂系统，那么计算机芯片甚至整个宇宙都有意识吗？

这场科学除名运动（scientific excommunication）最终在上个月的《自然·神经科学》杂志上得到了讨论。IIT是一个大胆的理论，Seth在杂志的一篇评论中写道：「当涉及意识时，我们有权犯错，甚至有义务大胆。」

Seth并不像Koch那样认为Cogitate的研究结果激发了这封公开信。他认为这更多的是一个十字路口。「每个人都有自己的理论。这不是一个很好的状况。所以我觉得，事实上，这些理论需要变得更加精确。」

接下来是什么？

在1919年5月的日全食发生之前，牛顿的经典理论与爱因斯坦的新广义相对论争执不下，日食发生时，科学家们将望远镜对准了被遮蔽的太阳，最终验证了爱因斯坦的预测，即恒星的引力会弯曲遥远恒星的光线。

近100年后，Koch和其他参与“认知联合体”的人希望以类似的方式测试意识理论。这种所谓的对抗性合作可以是富有成效和有益的，因为它要求两个阵营在中立的基础上测试预测，并得到精心控制和可重复的结果。

其他关于意识对抗性的研究正在进行中。例如，Seth是IIT和其他两种意识理论之间另一种对抗性合作的指导委员会成员。

Seth说，这类研究“将鼓励一种新的研究方式，即设计最有可能区分理论的实验，而不是寻找支持或反对某一特定理论的证据”。

Seth指出，对于解释意识现象这一崇高目标的领域来说，探索过程往往会很容易迷失在存在的迷雾中，但是“即使我们没有足够的理论，我们也在真正重要的实际应用中取得了进展，例如了解脑损伤和昏迷或全身麻醉时的意识。

https://www.scientificamerican.com/article/where-does-consciousness-come-from-two-neuroscience-theories-go-head-to-head/[1]Cogitate Consortium., Ferrante, O., Gorska-Klimowska, U. et al. Adversarial testing of global neuronal workspace and integrated information theories of consciousness. Nature(2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-08888-1