科学难以企及?彼得·沃茨——融合大脑

加入我们的科学爱好者社区!

本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点


研究连体双胞胎能否揭示意识的奥秘?

“科学难以企及?”系列中,我采访了科学家,了解他们渴望探索但认为无法研究的想法。例如,它们可能涉及超出可能性的机器,例如像星系一样大的设备,或者它们可能完全不道德,例如像对待实验鼠一样对儿童进行实验。这个专题旨在探讨不可能的梦想,科学中看似棘手的问题。然而,“科学难以企及?”末尾的问号表明没有什么是不可能的。


关于支持科学新闻报道

如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅,您正在帮助确保关于塑造我们今天世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。


彼得·沃茨。图片来源:Cat Sparks。

科学家:彼得·沃茨,科幻小说作家,曾任圭尔夫大学和不列颠哥伦比亚大学的海洋哺乳动物生物学家。

想法:研究连体双胞胎是否有助于揭示意识?

“意识继续在各个方面困扰着我们——我们甚至还没有确定它有什么用,”沃茨说。“它速度慢,代谢成本高,而且——据我们所知——对于智力来说是不必要的。更根本的是,我们不知道它是如何运作的——神经元的电脉冲如何产生主观的自我意识?一堆离子跳过突触间隙,如何产生眼睛后面那个自称为‘我’的小东西的感觉?”

“我们已经发现的一件事是,意识涉及同步——遍布大脑不同区域的神经元同步放电,”他说。“我们早就知道的另一件事是,当你将大脑从中间分开——迫使两个半球绕远路通过下脑进行交流,而不是使用胼胝体的粗大的高带宽管道——你最终会得到不是一个意识实体而是两个,而这两个实体会发展出不同的品味、观点,甚至不同的宗教信仰。”

“这似乎表明,意识是延迟的函数——它取决于遥远的神经元群的同步放电,如果信号跨越这些间隙花费的时间太长,意识就会分裂。“我”会瓦解成“我们”,”沃茨说。

“幸运的是,有一些发育上的意外可能会为这种现象提供巨大的见解,”沃茨说——这就是说,大脑融合在一起的连体双胞胎。

“我们已经从这些偶然发生的案例中了解了很多,”他解释说。“例如,不列颠哥伦比亚省的霍根双胞胎似乎具有独特的个性,但可以利用彼此的感官系统——它们在丘脑处融合在一起,丘脑是一种结构,除其他外,还充当感觉中继站。假设它们在新皮层融合在一起呢?它们还会是独立的个体吗——跨越两个头骨深度的信号延迟对于连贯的自我来说是否太大了?或者我们会面对一个与两个身体相连的单一完整的人,拥有两套感觉器官和两倍于正常人类的处理能力?”

然而,大脑融合的连体双胞胎“在自然界中极其罕见,即使它们确实发生,结果也并不总是配置为获得最佳科学见解,”沃茨说。如果人们有系统地在子宫内精确控制的位置融合发育中胚胎的大脑,人们就可以回答所有关于连体双胞胎的问题以及更多的问题,沃茨说。“一个连体双胞胎繁殖计划可以彻底解开意识的整个难题,”他推测道。

问题:“我不知道。真的。我完全看不到这样做的任何缺点。我实际上有点惊讶它还没有被做过,”沃茨说。

[编者注:沃茨是在开玩笑说对未出生的孩子进行实验。— CQC。]

解决方案?“人们总是可以求助于将这些实验作为模拟来做,”沃茨说。例如,洛斯阿拉莫斯国家实验室的路易斯·贝当古已经讨论了在计算机模拟整个大脑方面取得的进展。“现在还做不到,但在十年或二十年后,谁知道呢?”沃茨说。

“当然,这样的模拟至少必须扩展到分子水平,”他补充道。“如果软件可以复制自我意识出现的必要条件,那么你就会面临与你坚持进行肉体实验时面临的类似的一堆问题——你创造了一个有智慧的实体,假设你正确地模拟了大脑,它可以遭受痛苦。”

“模型的优势在于,一旦你完成了实验,你可以点击重置,无论你对你的受试者施加了什么痛苦,都会随着实验后的自我一起消失,这提出了另一个问题——如果痛苦没有留下记忆,没有创伤后症状,没有任何痕迹,那么一个实体可以说已经‘遭受’痛苦了吗?如果受试者之后完全不受这种体验的影响,那么施加痛苦可以吗?”沃茨问道。

*

如果您有想推荐我提问的科学家,或者您是一位科学家,您有一个您认为可能对科学来说太难的想法,请发送电子邮件至toohardforscience@gmail.com给我。

Charles Q. Choi is a frequent contributor to 大众科学. His work has also appeared in The New York Times, Science, Nature, Wired, and LiveScience, among others. In his spare time, he has traveled to all seven continents.

More by Charles Q. Choi
© . All rights reserved.