2023第一屆「心智與腦科學」 - 心理、神經、與大腦 科普寫作徵文
A組心智與腦科學－優等：陽明交通王Ｏ瀚
今年一場長達二十五年的賭注在眾人見證下落幕。當年，神經科學家向哲學家挑戰，人類將在今年明白意識究竟為何物。然而，幾個主流的意識理論在近期發表的實驗中都被證實有瑕疵，顯然，第一回合由哲學家贏得勝利。
1998年的Association for the Scientific Study of Consciousness (ASSC)的年度會議，是神經科學家Christof Koch和哲學家David Chalmers簽下戰帖的所在。當時功能性磁振造影(fMRI)和光遺傳學(optogenetics)等研究方法開始萌芽，讓人類對大腦的了解增添一道曙光。Koch認為，若微觀和巨觀的神經造影技術照此速度發展，25年後人類能破解意識之謎是一件理所當然的事。那時的他是領域內的知名人物，與解開DNA結構的諾貝爾獎得主克里克(Francis Crick)合作，發現腦細胞會以40Hz的頻率同步振動，這可能是意識運作機制的某種可能性。比Koch年輕並遠不如他有名的Chalmers，卻認為任何物理式的機制都僅能解釋知覺(perception)層面的問題，而無法詳盡解釋伴隨知覺而來的”conscious sensations”，亦即帶有個人主觀情感與感受的經驗，或曰「感質」(qualia)─Chalmers所類比的意識。他提出”Hard Problem”的論點，認為這些體驗為何且如何產生，遠非單純破解物理機制就能解決。「為何」可能有淪於本質論之嫌，但「如何」確實是讓我們朝理解人類意識和情緒邁向一大步的關鍵。
這個賭注在之後的多年都被雙方所遺忘，直到近幾年一位記者的訪談才提醒了兩位。此時，雙方正投入一個致力於加速意識研究的計畫COGITATE之中。該計畫讓各種意識理論的支持者為他方進行理論的驗證，以確保公正。六次獨立的實驗研究根據預先協定好的規範，並採用多種互補的方法進行實驗。在此先簡單介紹兩個目前學界呼聲最高的理論：
資訊統整理論(Integrated information theory, IIT)用機械論的角度看待意識，首先肯定意識的存在，在透過因果關係回推它的物理機制。它將意識視為一種腦中神經元在遭遇經驗時產生活動而形成的「結構」，並認為此結構存在於後皮質熱區。這些神經元將客觀經驗的不同資訊(如明暗、顏色、音色、氣味等)結合起來，共同形成意識，分解單一的資訊並不能形成意識。Koch即是IIT的擁護者。
全局工作空間理論(Global workspace theory, GWT)則是將意識比作一個劇院。源自感官、記憶或個人內在想法的資訊在「工作記憶」的舞台上來來去去，但只有在名為「選擇性注意」的聚光燈照耀下才會形成意識的內容。光圈投射的空間被稱作「全局工作空間」，目前假定位於前額葉。我們的行為決策即是從全局工作空間整合訊息並「廣播」到各系統而產生。我個人非常喜歡的皮克斯動畫「腦筋急轉彎」所採用的觀點相當類似GWT。
而實驗的結果在今年6月底公布了：根據實驗結果，後側皮質的確存有資訊，某種程度上支持IIT中的「結構」，但這些資訊並沒有像IIT所宣稱的彼此整合；與此同時，研究人員發現前額葉確實存在意識的某些方面，但並非完整的意識。而「廣播」的機制的確也存在，但只在一個經驗的開始時發生，而不像GWT所言會在經驗結束時也發生。綜合來看，GWT的瑕疵較多，但兩者皆需要被修正。Koch也在今年的ASSC會議前夕，承認自己輸了，並依照賭注搬了一箱葡萄酒送給他的對手，但他也表示，他願意賭兩箱葡萄酒，再25年，會輪到他成為贏家。再更久恐怕也不能等了，畢竟屆時，兩位學者都是八九十歲的老人了。
時間快轉到今年9月，一封由124位學者連署的信發布在網路上，表示IIT應該被視為偽科學。這在意識研究領域引起軒然大波，Koch等學者認為這個標籤太過煽動，IIT作為一個理論，本來就有被修正的可能，但不代表它不符合科學。連署的學者們則認為，IIT在大眾媒體所受到的關注與它實際的科學價值過於不一致，他們質疑IIT在學術界的領導地位甚至可能是因為輿論而迫使學界給予其認可。除此之外，IIT的核心理論過於模糊以致難以證偽，根據普遍定義，這就是所謂的偽科學。然而根據前文所提及，IIT能被驗證所謂的資訊整合部分不正確，難道不就是可證偽嗎？同時，根據目前的大腦掃描技術及我們對大腦的了解，理論的驗證本來就在努力的階段中，那些模糊的假設在不久的將來或許就能被更精準的測試。而模糊性的問題更不是只有IIT獨有，因此許多反對連署的學者認為，透過這種公開叫板的方式，無助於意識領域的研究，尤其此領域本就因處於知識的前沿而有許多針對其科學性的質疑。反對派認為這種從領域內部人員產生的分裂反而會影響到外界對於此領域的觀感。有些學者則認為這封信會阻撓其他大膽理論的發展，「我們不該為了避開偽科學的標籤，而只能持續的做些瑣碎且顯而易見的假設」。
在撰寫這篇科普文章的時候，我研究了科學哲學，對於何謂科學和正確的科學態度有了全新的認識，因此在初讀報導到如今落筆完成有了相當程度的心理轉變。回顧這一整段針對意識的探討和研究，我認為是非常嚴謹且令人感動的。不同領域的學者從不同面向對我們最親切也最陌生的大腦進行不輟的研究，技術和理論在前人的奠基下推衍、更新，只為一步步逼近真相。或許我們現在都還在半途上，也因此會遭遇許多錯誤，但針對有價值的研究，也不該全面否認其為偽科學，而應用更審慎的態度去驗證理論。畢竟，「大膽假設，小心求證」才是科學應有的態度。21世紀是屬於腦科學和心理學的時代，也許我們最終仍無法揭開真相，但探索人何以為人以及我們與外界如何互動，本身不正是一件極度有趣又充滿意義的事嗎？
1.關鍵詞
意識、Hard Problem、IIT、GWT、科學哲學
2.原始論文
Cogitate Consortium et al. Preprint at bioRxiv https://doi.org/10.1101/2023.06.23.546249 (2023).
3.新聞來源
Decades-long bet on consciousness ends — and it’s philosopher 1, neuroscientist 0 (nature.com)
A 25-Year-Old Bet about Consciousness Has Finally Been Settled | Scientific American
Consciousness theory slammed as ‘pseudoscience’ — sparking uproar (nature.com)
意識的起源找到了？長達25年哲學家與神經學家的對賭，結論是什麼？ - YouTube
4.相關連結
困難問題 - 維基百科，自由的百科全書 (wikipedia.org)
資訊統整理論 - 維基百科，自由的百科全書 (wikipedia.org)
全局工作空間理論 - 維基百科，自由的百科全書 (wikipedia.org)