大脑的电磁场是意识的所在地吗？

克里斯托夫·科赫是一位神经学家，以他坚如磐石的科学工作和对理解意识的浪漫渴望而闻名。他最近在一篇文章的结尾想知道：“大脑是已知宇宙中最复杂的一块活动物质，它是什么将其活动转化为对生命本身的感觉的？”这句话绝非巧合--“生命的感觉”本身就是他的最新著作。他认为意识是由大脑产生的，但它在自然界中的分布也比我们想象的要广泛得多。

他的文章描述了斯坦福神经学家基兰·福克斯(Kieran Fox)和他的同事们的新实验工作，这些工作探索了电刺激大脑的影响，揭示了一种有序原理。也就是说，大脑区域离感觉输入或运动输出结构越远，它对我们主观体验的贡献就越小。“精确的数据，”科赫写道，“提供了关键的因果证据，而不仅仅是观察性的证据，来识别意识的神经元关联。”

意识的神经元关联是大脑中被认为是意识发生所必需的部分。只有意识的神经元相关，这些相关是大脑特定部分的突触放电模式，这一观点可能会被你称为神经科学中的传统观点。换句话说，如果我们深入观察大脑，我们会发现电化学突触触发--由各种类型的神经元产生--负责，正如科赫所说，生命本身的感觉，意识。

但是如果这个故事有更多的内容呢？如果由大脑的神经解剖学产生的、但与大脑的神经解剖学不同的电磁场实际上是意识的主要位置，那该怎么办呢？大脑的磁场是由大脑中的各种生理过程产生的，但主要是由通过神经元的跨膜电流产生的。这些磁场总是在振荡，它们以不同的速度出现，聚集在特定的频带周围，从低端的1-2.5周/秒(振荡)的增量到每秒40-120周的伽马。

一些神经学家长期以来一直认为大脑的振荡电磁场很有趣，但仅仅是大脑的“表象”特征-就像蒸汽机车上的火车汽笛。电磁场可能只是不影响大脑工作的噪音。科赫似乎仍然倾向于这样。

“虽然在大脑探索的早期阶段，断然排除任何物理过程都是愚蠢的，”他告诉我，“作为一名电生理学家，我不太热衷于将特定的功能归因于特定的频段，更不用说体验了。”在与意识相关的时间尺度(5-500毫秒)活动的神经元之间的因果因素是动作电位，它反过来导致神经递质包的突触释放。“。他认为，振荡对神经元放电模式的影响程度仍然是一个悬而未决的问题。“想想跳动的心脏发出的声音，”他说。“这些可以被听诊器捕捉到，可以用来诊断心脏疾病。然而，没有证据表明身体利用这些声音来实现任何功能。“。

我问萨尔茨堡大学的沃尔夫冈·克里姆施(Wolfgang Klimesch)教授，他对科赫的电磁场观点有何看法。Klimesch发展了“脑-体二元层次振荡理论”，该理论认为意识是大脑内部以及大脑与其他各种器官(如心脏和胃)之间不同程度共振的函数。

他说：“关于克里斯托夫的观点，他们太弱了，不能发挥更高的大脑功能，如果人们只看一次磁场的振荡，他就是对的。”“关键点是振荡之间的相互作用和同步。即使每个振荡器都很弱，它们之间的同步也可以诱导出一种很强的、非常有选择性的作用力。“

科赫的合作者之一György Buszaki早在2004年就相当清楚地阐述了他在这场辩论中的立场，他强调了大脑电磁场可以执行的各种功能，包括将大脑的不同区域连接在一起，促进突触变化，以及创建和巩固记忆。因此，布萨基承认这些领域具有功能性作用，而不是像心脏跳动或火车头哨声那样的声音。

著名的德国神经生理学家帕斯卡·弗里斯(Pascal Fries)也支持大脑区域的功能作用。在他的工作中，他强调了跨越大脑不同部分的场同步在改变交流模式，从而改变意识方面的作用。他强调，这些动态存在于大脑的“更严格的解剖结构”之上。

也许最近支持电磁场功能作用的最有说服力的研究可以在凯斯西储大学Dominique Durand的团队2019年的一篇论文中找到。他们检查了断头小鼠海马组织中的缓慢电磁场振荡(不到1赫兹)。研究人员发现，缓慢振荡可以在没有通过突触连接的神经元中触发突触活动。而且如果它们没有突触连接，它们就不能通过突触发射进行交流。杜兰德的团队写道，“结果支持这样的假设，即内源性电场以前被认为太小，不足以触发神经活动，但如果它们没有突触连接，它们就不能通过突触发射进行交流。”结果支持这样的假设，即内生电场以前被认为太小，不足以触发神经活动。它们在海马体中慢周期活动的自我传播过程中起着重要作用。“。

杜兰德和其他人一样对他们的结果感到惊讶。他说，“这是一个令人瞠目结舌的时刻，对于我们，对于我们到目前为止告诉过的每一位科学家来说，这都是令人瞠目结舌的时刻。”

然而，考虑到这些结果的统计有效性和影响大小，科赫对其持怀疑态度。他告诉我：“当然，在这一点上，任何神经机制都不能被明确排除(包括奇异的宏观量子效应)，只要它们不违反物理定律。”就像大多数挑战共识观点的新科学发现一样，其他团队将不得不复制杜兰德的结果，让其他团队觉得它们令人信服。

现在就断言大脑的电磁场是意识的主要位置还为时过早。但是哲学家和神经科学家提出了意识的电磁场理论，我自己的广义共振理论就是其中的一种，他们正在建立证据。感兴趣的读者应该看看道格拉斯·菲尔兹的新书“电脑学：脑电波的新科学是如何读取思想，告诉我们如何学习，并帮助我们变得更好”，作为对这一工作的介绍。它非常详细地探讨了这场辩论。“脑电波是意识的关键，”他写道。“但到目前为止的结果是相互关联的，并不能证明因果关系。”

毫无疑问，我们对大脑解剖学及其领域的理解的进步，将帮助哲学家和科学家更好地掌握如何提出正确的问题，以探索各种形式的意识的本质。

谭亨特是一位哲学家、执业律师和作家。他是两本关于意识哲学的书的作者：21世纪的生态，自我，性爱：哲学，灵性，精神和科学的散文，精神，世界，上帝：科学和精神。