GNW理论是美国心理学家伯纳德 · J · 巴尔斯(Bernard J. Baars)和神经科学家斯坦尼斯拉斯 · 迪昂(Stanislas Dehaene)与让-皮埃尔·尚热(Jean-Pierre Changeux)提出的意识模型。
GNW理论是基于这样一些实验观察,当人对某事物有意识时,大脑中多个不同的区域均会调用该信息。相反,假如人无意识地做一些事,这些信息只会被特定的感官和运动系统调用。例如,当你打字速度很快时,你的手指会无意识地按下不同的键。假如有人问你是怎么做到的,你很难回答,因为你几乎没有意识到这些信息,它们只存在于从你的眼睛到手指的大脑回路中。由于记录感官信息的“黑板”空间有限,在任意时刻,我们只能意识到很少量信息。
Baars(1988)分析了有意识与无意识处理的区别:
1、计算能力:意识处理是低效的、易受干扰、易出错,无意识处理是高效的
2、处理过程的可能性:意识处理包含大量可能性,无意识处理范围是有限的、专属的
3、关联能力与语境敏感性:意识处理较强,无意识处理是相对独立的
4、串行性:意识处理是串行的、连贯的,无意识处理是并行的,可以相互矛盾
GNW理论认为,意识源自一类特殊的信息处理过程,大脑记录的感官信息会被多个认知系统使用,如语言、形成或提取记忆、执行动作等。在数据被传播至整个大脑的多个认知系统时,意识开始逐步产生。GNW理论将意识描述为大脑中的处理/输出模块对一种重要的有限资源的竞争,占有这种资源意味着能够在大脑全局上“广播”信息以供广泛的访问和使用。如果信息以这种方式占有全局工作空间,则其至少在可访问的意义上是有意识的。同时,这些内容通过与工作空间及其所关联的其他内容形成反馈而进一步得到增强。全局工作区的容量大小则对应于典型的认知模型中的注意力或工作记忆容量。
Dehaene(2000)指出,只有当相应内容进入到涉及主要感觉区域及与注意相关的额叶、顶叶区域的全局神经网络时,才触发访问和现象意识。Dehaene称,有意识的感知仅产生于全局网络的发放,而无论主要感觉区域的活动多么强烈,都不足以产生意识。当被这个神经网络广播后,感官信息就能被全脑的各个系统访问,进入人的“意识”,即能被主体意识到。
意识与一个全局的“广播系统”相关联,这个系统在整个大脑中广播信息。大脑中专属的智能处理器会按照惯常的方式自动处理信息,这个时候不会形成意识。当人面对新的或者是与习惯性刺激不同的事物时,各种专属智能处理器会通过合作或竞争的方式,在全局工作空间中对新事物进行分析以获得最佳结果,而意识正是在这个过程中得以产生。
哺乳动物甚至包括许多鸟类和鱼类,都进化出了同样的意识工作空间的迹象;动物在一定程度上拥有自我认识。
《脑与意识》斯坦尼斯拉斯 · 迪昂
4 发现主观意识的客观标识
标志1:虽然阈下刺激可以被传送到大脑皮质深处,但是当超越意识的阈限时,这些脑活动会大大增强。随后,大脑活动就会扩散到其他许多脑区,导致顶叶和前额叶回路突然激活。
标志2:从脑电图上可以发现,意识通达以一种叫作P3的晚期慢波的形式出现。这个事件电位在刺激出现后的1/3秒后才发生,也就是说,意识滞后于外部的世界。
通过插入大脑深处的电极来追踪脑活动,我们可以观察到另外两个标志:
标志3:一个在后期突然出现的高频振荡。
标志4:远距离脑区之间信息交换的同步化。
所有这些事件都为意识加工提供了可靠的标识。
5 意识理论的构建和计算机模拟 意识是全脑信息的共享
全脑工作空间理论认为,我们的意识是全脑信息的共享。大脑包含了多个局部处理器,每个处理器都擅长一种运算。“全脑工作空间”这个具体的交流系统允许这些处理器灵活地分享信息。在任意时刻,工作空间选择处理器中的一部分,根据它们各自编码的信息建立一个连续表征,将其保持在脑中任意一段时间,并将这些信息传递给任何其他处理器。只要有一段信息到达了这个工作空间,就会被我们所意识到。
5 意识理论的构建和计算机模拟 全脑神经工作空间
工作空间理论提出,意识状态由稳定激活的神经元所编码,整个编码过程持续十分之几秒。这些神经元是工作空间中被激活的神经元的子集,分布在脑的多个脑区,为同一个心理表征的不同方面进行编码。
在意识通达中,多亏了工作空间神经元的长轴突,所有这些神经元才可以以大规模平行的方式相互交换信息,以获得一个统一的、同步的解释。
意识内容由沉默神经元和激活神经元共同决定。
《意识本能》第6章 受到损伤却有意识的脑 皮层增强意识
尽管我们大部分的脑系统和其他物种相同,但是人脑的独特之处在于,人类能够使用复杂的“思维语言”来联合这些脑区。在所有的灵长类动物中,意识最初是作为交流工具进化而来的。而唯独在人类身上,这种交流能力被第二次进化加强,产生了“思维语言”,使得我们能够思考复杂的想法并与他人进行分享。
《意识的宇宙》埃德尔曼
竞争队列权限:不同的低级意识竞争高级意识空间。
模块的运作相对独立,比起整齐有序的队列,模块间的关系更接近某种竞争,而竞争的结果就构成了我们意识体验的内容:某一时刻某个加工占据了你的意识高峰,其他一些加工则被挤了出去。根据这一观点,皮层下模块和皮层模块都能产生某种形式的意识体验,而且并不一定需要“底层”或“高层”意识系统的干预。数量众多的意识模块让你的意识体验变得五花八门。
《比天空更宽广》第4章 神经达尔文主义——全脑理论 埃德尔曼
高级动物的大脑自动建构出对于全新环境的响应模式。
神经元群选择理论(theory of neuronal group selection),或TNGS。3条主要原理:发育选择、经验选择、折返式映射。
这种动态过程产生的后果就是广泛分布的神经元群活动的普遍同步。这将它们功能分隔的活动结合起来,从而能产生一致的输出。