「意識百問之1」神經系統爲什麼存在

本週起,我們將開始結合 來逐一解讀和闡釋“ ”,敬請關注。

【意識百問之1】——“意識活動來源於神經系統,神經系統是動物所獨有的,然而植物雖沒有神經系統,也能茁壯成長,也能適應環境,植物也是鮮活的生命體現。既如此,動物為什麼需要神經系統?神經系統本身存在的意義是什麼?

我們知道,植物是沒有神經系統的,通常動物才擁有神經系統,從動物和植物習性的不同,可以為我們揭示神經系統的一些奧秘。海洋中有一種奇特生物——海鞘,其幼年期有腦,使得海鞘能夠到處遊動,而當成年時就附著在物體表面,併成為一個不動的寄食者,此時,發生了一件似乎有違生物進化規律的事件:海鞘開始慢慢將自己的腦給消化掉了[1]!在消化前,海鞘需要到處遊動,而消化後海鞘就一直固定在海底,從這個對比過程當中可以看出腦及其神經系統的基本作用,那就是機體的行為調節,當行動不再成為必須項時,腦也是多餘的。

「意識百問之1」神經系統為什麼存在

海鞘

能夠進行機體行為調節控制的,並不是動物的專利,實際上,許多植物也具有調節能力,諸如趨光生長、背地生長,病蟲侵害時釋放有毒氣體,枝苗受傷時側芽生長等等[2],這些過程都是基於特定的信號刺激下,而形成的特定反應,並且是一種固化的程序性反應。如果把植物的生長調節過程用鏡頭記錄下來並快速播放的話,其調節過程會像動物一樣明顯。

對於動物來說,調節過程則要複雜得多。首先,動物可以面對更加開放的環境,而不是偏安一隅,神經系統實現了對肢體運動的支撐調控,由此形成了從植物的被動適應環境到動物的主動遴選環境,這是環境調節能力的一種飛躍;其次,神經元信號傳導的速度可達每秒上百米,使得動物可以在毫秒級時間內對刺激作出反應,而植物的調節反應通常會慢很多;第三,在開放的生存環境中,動物需要具備採集更多的信息來輔助完成調節過程,包括目標對象識別、方位方向識別、運動狀態識別、行動結果識別等等,相比植物只需“頭上”吸光、“腳下”吸礦這種單一動作來說,動物探測感知環境信息的能力大為提升。總體而言,擁有神經系統的動物,能夠感知更復雜的環境狀態,能夠建立更快速的反應機制,能夠更便捷的調節自身的狀態,神經系統賦予了機體更為強大的環境適應能力。

“以程序記憶為特徵的最低層次的意識即失知意識,是生物體感知外部和內部刺激並作出反應的能力,所有植物和簡單的動物都具備這種能力[3]。”擁有神經系統的動物調節,與基於生長激素的植物調節,本質上並沒有什麼不同,它們都是為了適應環境的生存,區別的只是調節能力的差異。一方面,動物並不是因為有了神經系統才具備了行為調節能力,調節過程還可以基於分子,基於細胞,基於體液循環;另一方面,動物的許多複雜調節過程又必須依賴於神經系統,這兩方面的矛盾意味著,神經系統不斷髮展演化的基礎,就是源於單一的固有調節能力,即從特定刺激到定向調節的過程,神經系統所體現出來的所有複雜功能,都是基於單一的固有調節能力的組合衍化發展而來。從中可以看到,單一調節能力既體現了神經系統的本質特點,同時又是構成神經系統不斷複雜化的演化基礎,這個鏈路也是催生意識的重要基礎。基礎調節鏈路既體現了神經系統的微觀信號作用過程,同時又展現了神經系統最為基本的調節方式,並且是最為簡潔的結構體現,缺少任何構件,這個作用鏈路將不能完整呈現調節過程的基本邏輯。

「意識百問之1」神經系統為什麼存在

如果把上圖中間的感受器到傳出神經這四個要素視為細胞交互的話,那麼鏈路就變為“刺激源→細胞→激素→效應器”,這個反應過程既代表動物的調節過程,同時也代表著植物的調節過程,這間接反映了生命的本質特性。植物的鏈路更單一更簡短,因此其性質表現相對比較簡單,而動物的鏈路更豐富更冗長,其關係發展演化的空間更大,為容納更多的性狀表現提供了可能。

意識在神經系統中的表現就是刺激信號在神經網絡中傳遞交互的過程,而關係則沉澱在這個交互級聯當中,併成為意識映射事物的重要紐帶,以及意識理解事物的一種重要取象。單個神經元既缺乏關係內涵又難以體現過程,整個神經系統則關係過於複雜且過程難以定性。而感應鏈路則體現了關係過程的基本傳導邏輯,感應鏈路是刺激信號和效應器反饋之間的確切關聯性,是刺激和反應之間的一對一映射,它既是一個確定的關係,又是一個確定的過程,因此,感應鏈路可以作為意識的本元,它是意識的一種最基礎最底層的表現


[1]詹姆斯•卡拉特.生物心理學[M].蘇彥捷,等,譯.10版.北京:人民郵電出版社,2011:240.

[2] 丹尼爾•查莫維茨.植物知道生命的答案[M].劉夙,譯.北京:長江文藝出版社,2014:6,42,118,153.

[3] 丹尼爾•查莫維茨.植物知道生命的答案[M].劉夙,譯.北京:長江文藝出版社,2014:167.

「意識百問之1」神經系統為什麼存在


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