主题：意识是有边界的 （一）之我是水军 -- mailsina

谁是我们的敌人，谁是我们的朋友，毛主席说，这是革命的首要问题。那么，意识是否具有边界，严格来说，这也是涉及人是否承认唯物主义世界观的首要问题。最近徐一吨病死了，本二手科学家也就敢露头了。下河多年，当年虽然八一大楼灌水本二手科学家没赶上,但春夏之交河里的左右大讨论还是经历过的。看现在河里众小将阶级斗争的弦绷得太紧，一个个都比那黑胖子还忧国忧民。云南刚被炸死几个，新疆也砍死不少，亡国之音尚在耳边，现在据说忙总也重出江湖了，真似那六十四路烟尘滚滚，天罡星合当出世。不过虽然本二一向没主见，但毛主席说：死掉一半人，还有一半人，帝国主义打平了，我自岿然不动。所以嘛，众嘴炮们放轻松些，先听个小故事吧。

话说本二手科学家也算跟一吨差点攀上关系。当年本二毕业后，在某非著名研究所开开心心的干着二手科学家的工作，同时不慎跟一个姑娘过上了没羞没臊的日子，直到后来姑娘的肚子被搞大了，我才知道这是我们院长家闺女。得罪天王老子了，主任也保不住我，只好跟我说：“小二啊，这个事情惹大了，我也没办法，现在院长大人看见你就想撕了你。不过咱后清厂卫爪牙虽多，阿美利加阿大人的面子总还是要给的，不兴直接去阿老爷府里抓人。这样吧，我去送个帖子，打发你去给阿老爷做个包衣家奴，能不能活下去就看你造化了。”于是乎，一张机票，一本签证，名曰进修访问，实则革除公职，发配西土，劳动改造去了。Ade，我的炒肝包子们；Ade，我的卤煮火烧和煎饼油条们。其实我们那院长大人本也是郊县散淡的人，不管爹是谁，那孩子总得给他老人家当孙子不是。只是那姑娘打小就联姻给了老徐家，再加上老徐家家风甚严，至少被别人开箱验过货的姑娘是进不得门了。不过现在看来院长大人倒是应该感谢我的，要不然搞不好某天起床一看头条，我就得跟儿子说你姥爷上新闻了。

好了，扯远了，上面的故事大家听个乐，挑自己愿意信的信就是了，有闲的可以顺便分析一下自己的和我的意识边界。这个后面再说，下面先说点严肃的。唯物主义者从来都认为物质决定意识，这里的物质从来都指两个方面，一个是外因，也就是世界对于意识的影响；另一个是内因，也就是意识是建立在物质的细胞之上的。我们常说内因是决定因素，外因通过内因起作用，放到意识领域，就是环境因素（自然环境，社会环境）通过作用于神经细胞，从而控制了意识的走向；但是如果没有一定水平的神经细胞，那么即使处在相同的自然界中，比如猴子也产生不了人类这种水平的意识。那么我们就先从外因分析一下我这张大字报的险恶用心。

好吧，我首先要承认我是领组织补贴的。您要问什么组织，小二我既是几桶油的御用水军，又是PLA下属五毛组织驻阿府办事处的特殊津贴成员，现在还正在申请汉奸（新华）社的正式职位。前阵子有个叫真理的家伙在网上说我是自干五，他还真错了。不领津贴，谁有功夫整天在网上刷帖子叫骂呢？拿人钱财，与人消灾嘛，这是从国际同行那里学来的先进经验。其实我们的组织最初还真是响应毛主席的号召，在几十年前的隐蔽战线上创建的PLA下属组织，至今中心指挥室的墙上仍挂着毛主席当年的三大指示：“一个人只要他对别人讲话，他就是在做宣传工作”，“我们还需要文化的军队”，“使我们的宣传完全符合于党的政策”。在开碰头会的时候，很多分社的同志都私下抱怨过，说社会上对我们存在着偏见，工作缺少荣誉感。每当这个时候，我就会安慰同志们说：你们看看隔壁的三炮系统，一直被辱骂，从来不误工，这才是一曲忠诚的赞歌嘛。在隐蔽战线工作的同志要有比一般同志更高的觉悟，不能跟那些只会说怪话的社会青年们计较。（删掉一些不和谐的内容，没必要，道个歉）

好了，扯得够远的了，下面就说正经的，说说内因。不过我要先声明一下，宣传是有阶级性的，我这种法西斯走狗做的宣传，讲的东西一般都是资产阶级的，是反动错误的，那二十八个半的战士们如果闲极无聊的话，现在就可以准备批斗了。

我们都知道中枢神经系统有很多不同种类的细胞，包括神经原，胶质细胞，内皮细胞等等，但是到目前为止，人们发现的直接参与意识形成的还是只有中枢神经系统的神经原。为了简化讨论，下面我就将中枢神经系统的神经原称作神经细胞。作为细胞的一种，除了执行普通细胞的功能外，神经细胞并不具备任何“神奇的能力”。河里某大师曾把神经细胞类比做了硬盘，用来讨论汉字的低效，提出了一个汉字占据一个神经细胞的著名类比。当然啦，这是一种欠缺当代知识的机械唯物主义的观点。

神经原的基础结构，河里曾有不少旧贴都详尽说明过，我再简单说下。神经细胞是一种形态比较特殊的细胞，同时它具有普通细胞所具有的一切普遍性特征。我们可以使用病毒将身体里面到处可见的成纤维细胞（比如红烧猪蹄，扒猪脸），在体外诱导为神经细胞。这个例子说明了作为一种细胞，神经细胞并没有太特殊的地方（也就是说猪蹄和猴头实际上是相通的，我们常说某人猪脑子，其实科学的说法应该是某人的脑子与猪蹄一样适合红烧）。神经细胞的特殊性在于其结构，以及表达了一些特殊的蛋白（这些蛋白的基因同样存在于猪蹄中，只是不表达而已）。人脑皮层的神经原一般是一个不太大的细胞胞体，一个方向有一根很长很长的轴突（外周神经系统里面，我们常说的神经纤维束就是外周神经细胞的轴突上下行投射，长度单位可以以米或者厘米记，中枢神经系统中轴突的长度也可以以毫米记，一般人脑皮层也就是五毫米左右的厚度。），另一个方向有无数不那么长的树突。其实把皮层锥体神经原单拎出来，长得就像一颗树，下面有无数的树根，但上面的树干基本只有一个。

不同的神经原之间，依靠一种被称作突触的结构相互联系。突触前端一般长在轴突上，突触后端一般长在树突或者胞体膜上。出现在树突上的突触多是兴奋性的，出现在胞体膜上的突触多是抑制性的。突触的结构也比较特殊，像一个关节一样。常吃鸡爪猪蹄的人一定都知道关节长什么样子。简单说就像门前有两个蘑菇倒扣在了一起，一个是突触前端，连接轴突；另一个是突触后端，也叫树突棘，连接树突。突触在体内长得非常密集，皮层神经原一般是一微米一个突触的密度。

细胞可以导电，神经原也不例外，而且到目前为止，人们发现的神经原的最主要功能就是导电。一个神经细胞产生神经冲动后，会把电流通过轴突传出去，到了突触前端后，电流会促使突触前端释放很多化学物质，这些化学物质跟另一个细胞的突触后膜的蛋白结合后，就可以在另一个神经原的突触后膜局部产生局部电势（所以大多数突触都被称作“电化学连接”）。局部电势积累水平高了，就会在新细胞形成神经冲动，继而形成电流沿着新神经原的轴突继续往下传递。这一过程成年人可以自行脑补一下繁衍后代的基本过程。表皮的感受器在经过机械刺激后（受体周围细胞膜张力发生改变），形成局部兴奋电位，但是这种局部兴奋必须要上传，在脊髓换元（换车），最终才能到达高级中枢，从而让高级中枢做出反应。这期间，机械刺激必须要持续存在，才能不停的积累局部兴奋，克服电流损耗（电阻），从而点亮一路上不同的神经原，最终刺激中枢。考虑到脊椎动物的有髓电流传导速度一般类似，患有早泄症状的患者一般情况下是换车换得太快。科学点就是说比如别人需要积累七十毫伏的电压才能换车的话，这些哥们可能三十毫伏就已经跑到终点站了（跑个题，目前常用于治疗的神经阻断术从原理上分析并不是好办法，慎用）。

好吧，又扯远了。通过上面这个例子，我们后面会重点说说“换车快”这一神经生理现象。但是现在还是先说一下神经细胞的基本生理反应。唯物主义者首先将神经细胞看作是一种特殊的细胞，然后才会去谈细胞功能；而唯心主义者首先会分析意识都有哪些特点，然后会将这些特点分门别类的归因于神经原，甚至计算机，这是一大区别，导致唯心主义的科学研究基本不会有太大发展。从一百多年前，人们就开始研究脑。到目前，人们对神经细胞的认识基本就是“条件反射”。提到条件反射，首先就要提邪恶的巴浦洛夫同志，杀了那么多苏维埃的狗，做足了条件反射的科普工作。条件反射，顾名思义，就是你给一个刺激，对象给一个反应。比如某些同志被人抽了左脸之后会立刻把右脸也送上去，这就是条件反射的一个例子，虽然这种现象比较反生物规律（被打会产生痛，痛代表有害刺激，生物会躲避有害刺激），但基因突变也确实是客观事实，不可否认。最家常的条件反射是在买活海鲜的时候，如果同志们去买活鲍鱼，那么用手碰一碰，鲍鱼的那个开口就会合起来。这就是条件反射。那么神经其实也是一样的，我们从最小处说，两个最常见的锥体神经细胞连接在一起，你刺激其中一个细胞（上级神经元），在刺激足够强的条件下，上极神经元会沿轴突放电并释放化学物质，从而激活下游神经元的突触后膜，并最终促使下级神经元放电。实际上到目前为止，上面所述的这种神经细胞的连接，基本上就是目前认为的神经细胞的最主要功能体现。换言之，目前认为，神经元与意识最相关的功能基本就是放电和导电，而不同的电流时间，空间分布才是意识形成的高级基础（脑电的频率大约是50Hz，写在这里备忘）。

好了，说了这么多，我们会发现其实神经元的基本功能就像电线。那么在现实生活中，电阻决定了电流的强弱，在脑细胞中，电化学突触是神经元电流进行换元的结构，那么突触的自然属性也就决定了脑电的走向。在最常见的神经连接中，上下级神经元细胞通过化学突触相连接，电流在细胞胞体中传递的速度是可以忽略的，那么决定性的因素实际上就存在于突触前端释放化学物质的情况，以及突触后端被激活的情况。举一个例子，比如打架，对方一嘴巴抽过来，我首先是眼睛看到，信号以电流的形式通过视神经上传，经过换元进入皮层的视中枢，信号在视中枢中进行分析，将对方的动作上传到脑皮层，然后脑皮层做出处理后，将判断（有人要抽我）通过换元发送到运动神经中枢，然后运动神经中枢再做决定，将相应的信号继续通过两到三次换元发送到不同的肌肉群，然后不同肌肉群会做出人类肉眼可以辨别的动作，比如躲避，比如还击，或者跪下求饶（当然啦，这里的处理过程说的比较简单，后面会仔细说一下，但核心在于，即使是处理过程，按照人类目前的知识，也仅仅是基于条件反射进行的，而并没有任何神奇的功能。），这个过程在生物学上被称作反射弧。通过这个反射弧，我们在输入大嘴巴抽过来这个刺激之后（视力正常），反应快的人可以躲开，练过的人（在特殊方向上的反应被增强）甚至可以同时还击，但是反应慢的人就只能先挨一大嘴巴再说。我们上学的时候嘲笑别人反应慢，总说某个人的反射弧太长，以至于耽误了信号往大脑传送的时间，其实这不科学（因为电流在神经纤维中传导的速度是类似的）。科学的说法应该是丫的从小营养不良，突触没长够数量。

通过上面那个例子，我们实际上可以发现，电流在脑内传播的决速步骤是神经元换元（因为换元是一个化学过程，比电流传递要慢得多），而神经元换元的关键在于突触连接。如果把几个神经元连接想象成一条电线的话，那么突触就是其中的电阻部分。好了，还是上面那个例子，我们把信号从视神经上传到皮层中枢的部分拎出来做一个化简，叙述一下突触的作用。电信号沿脑干上传，到达了自己的轴突末端，和中枢神经相连接。在这里突触前膜感受到电流后，将自己事先储存的大量化学物质释放一部分出去，同时对面的突触后膜开始接收。这个释放过程实际上是连续不断的，因为你的眼睛一直在盯着对面那个大嘴巴的运动。那么随着突触前膜不断的释放化学物质，突触后膜也在不断的接收，每接受一批物质，突触后膜的局部就产生一次电压变化。当接受的物质足够多了，电势积累突破阈值，就会形成电流，而形成了电流，就是所谓的中枢系统（的这个细胞）被激活了。这个过程中我们可以看到，同一个细胞连接中突触数量的多少，突触前膜中化学物质积累的多少，以及突出后膜表面受体蛋白的数量，都决定了电信号跨越细胞的速度。那么，对于脑这个整体来说，突触数量越多，实际就代表着整体电阻越小，脑电传播越快。实际上癫痫患者就是一个极端的例子，癫痫患者抽搐的时候，实际上就是不受意识控制的不协调肌肉紧张，这种肌肉紧张是受神经调节的（非意识调节）。癫痫患者脑皮层内的突触密度实际上是远高于正常人的，换言之，也就是运动中枢不能正常地控制肌肉运动。正常人在受到大嘴巴的刺激后会躲闪，也就是说只有躲闪相关的肌肉会被激活，而癫痫患者受到这种刺激后，脑内异常放电，就可能导致全身肌肉都被激活，从而抽搐。

好了，到这里我们已经知道突触是整个神经系统的关键步骤了。其实还是要感谢工业革命，使我们认识到了老年痴呆。100年前发现老年痴呆的时候，人们发现了大量的神经元丢失，直到二十一世纪，人们逐渐发现老年痴呆患者的发病是逐渐加重的，而记忆的丢失发生在早期，这一时期并没有神经元的明显病变，反而是突触损失的很厉害。这一下研究人员更加确定了突触是认知的重要结构基础。插一句，实际上以目前对神经科学的研究水平，人类还不能很好的定义：意识，记忆，认知，学习这些单词的生物学定义和区别，也并不清楚这些生理过程的生物学基础。所以我在这里也是混用这些词。不过到目前为止，研究也还是认为这些过程的基础都在于：1神经元，2神经元通过突触的连接，3 不同放电模式的变化，4 神经元细胞聚集在特异性的地方，会形成特异性的功能集团（脑区），这四个主要方面。

现在轮到重点说一说突触这个小结构了，这是这些年研究的热点和重点。在上个世纪，感谢物理学家发明了电生理设备，搞生物的文科生们又有事请可以做了。通过电生理研究，人们发现了对于神经元的突触来说，基本上只有两种最基本的反应：长时程增强和长时程抑制，这两种功能贯穿了整个大脑的所有反应。其中跟主动学习关系最大的就是长时程增强这一生理过程。体外试验就是在活脑切片中用高频电流持续刺激一个脑区，同时用电极在下游脑区记录，那么在几次之后，就可以发现这个脑区的下游脑区将更容易被激活（更容易被更低的电压刺激放电）。联系实际这就是死记硬背的生理基础，文字多背诵几遍，也就记住了。当然，这种长时程增强是短期的，如果之后不持续刺激，那么这种增强将很快消失，变成普通的脑区，再没有任何特殊。这也就是遗忘的生理过程。深入研究后，人们发现重点在突触。在高频刺激后，下游脑区与刺激脑区连接处的突触会普遍变大，突触变大就意味着突触前可以分泌更多的物质（膜面积变大，分泌物质跟突触膜面积正相关），突触后有更多的膜受体可以接受这些物质，从到导致了下游神经元更容易积累局部电势。（插一句，这里没有考虑突触前端储存的物质绝对数量，实际上在儿童学习汉字的时候，会有一种现象，就是当你快速抄写一百或者二百遍相同的汉字之后，你会觉得这些汉字变得陌生甚至短时间内会感觉不认识它们，基本上这就代表者突触前端的物质短时间内被释放光了，视觉冲动不能继续上传。当然这种过程一般很短时间内就会消失，可能会持续几秒钟。这也就是说囊泡的合成还是蛮快的。这种现象在我本人身上出现过，快速大量抄写相同的汉字，或者持续快速朗诵相同的汉字，一段时间后会感觉这个字很奇怪，会怀疑这个字到底是不是这么写或者这么念，几秒钟之后这一过程消失）。在长时间持续刺激一个突触后，我们最终会发现突触体积会变小成正常，但是相同方向上的突触数量会增加，也就是说一切都被成倍增加了。这个时候，我们就可以说新的知识（在脑内的投射）形成了。

当然了，突触这种结构的形成和消失是高度动态的。可以说脑内每时每刻都在有新的突触形成，也在有旧的突触消失。人们目前认为突触的动态调节实际上就是意识形成的高一级结构基础。不过总体来说，突触的绝对数量是处在减少的过程中。前几年听过一个报告，一个研究组使用活体显微镜观察的手段（再次感谢物理学家）估算了小鼠在1年半的寿命中，皮层神经元的突触大约损失了50%上下，其中绝大多数是成年之前损失的。这一结果实际上比较符合常识，也就是小孩子的突触数量要高于成年人，而老年人随着年龄增加，学习能力和记忆都明显减退。

待续，下期话题：从意识边界到西河乱象

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