意識可以測量嗎？

俞之凡

法國哲學家笛卡爾認為，意識是獨立于物質世界之外的。如今，一個國際團隊證明，無論意識是物質的還是非物質的，意識都是可以測量的。意大利米蘭大學的馬塞洛·馬西米尼和他的同事首次提出了意識指數的概念，這一概念的提出不僅可以幫助創傷外科醫生量化評估患者的意識水平，還為我們帶來了未來開發出將植物人從昏迷狀態中喚醒的希望。

墨爾本莫納什大學的研究人員在發表于《科學轉化醫學》上的論文中指出：“這是一項很了不起的研究，人類第一次能夠將許多由不同原因造成的意識和無意識狀態可靠地區分開來。”

對于馬塞洛·馬西米尼來說，意識不是一個哲學問題，而是一個醫學問題。作為一名醫生和神經生理學家，他非常清楚無法確定患者是真的腦死亡還是僅僅是無法反應時的苦惱。在最近的一個病例中，一位昏迷中的患者在聽到讓他打網球時，大腦掃描顯示有反應，這種提示方式顯然很有效，可用以確定昏迷患者或植物人是否存在意識，但這樣的測試只有在患者能夠聽到并理解單詞意義的情況下才有效，而事實上并非所有腦損傷患者都能聽到并理解別人所說的。

作為一種可能的替代方法，研究人員試圖通過腦電圖（EEGs）信號和功能性磁共振成像技術（fMRIs）來作為識別意識是否存在的直接信號，通過腦電信號來測量大腦活動。但問題是，一個剛剛癲癇發作昏倒的人的大腦與一個完全清醒的大腦其實有著相似的同步信號。

基于威斯康星大學神經科學家朱利奧·托諾尼提出的綜合信息理論，他們嘗試從理論上描述意識。美國西雅圖艾倫腦科學研究所的神經學家克里斯托夫，科赫認為，這是唯一真正有前途的意識基礎理論。

該理論認為，一個有意識的大腦既有豐富性的一面，又有統一性的一面。相較之下，無意識的大腦更可能體現其統一性，但卻沒有有意識的大腦那般豐富的信息。有意識大腦和無意識大腦的區別，就類似天然林和松樹種植園的區別一樣，天然林充滿了生物多樣性的勃勃生機，而松林種植園則只有單一樹種。

這種信息量的貧富對比讓意大利的研究團隊受到了啟發。計算機算法通常將信息壓縮成足夠小的文件，例如，通過“壓縮包”發送電子郵件，單一重復的內容很容易“壓縮”，但信息量豐富的內容壓縮起來卻要困難得多。于是，研究小組據此提出了一個嘗試測量意識的創新概念：大腦活動有多大空間的“壓縮性”。

他們的基本想法是：用磁脈沖（即經顱磁刺激）刺激受試者的大腦，然后用放置在頭皮上的60個電極記錄大腦放電信號。信號被轉換成由，0和l組成的數字信號，這個數字信號被壓縮并給出一個叫作“擾動復雜度指數（PCI）”的值。這種預測方法的原理是，有意識的大腦會產生豐富多樣的大腦放電信號，得出較高的PCI值，而無意識的大腦要么只會產生很少的放電信號，要么產生較多但單一的放電信號，這兩者都很容易被壓縮，其PCI值也就較低。

功能性磁共振成像技術（fMRls）

研究小組首先分別對清醒與睡眠狀態的大腦進行測試，結果表明，深度睡眠中受試者的PCI值較低，快速眼動睡眠或完全清醒狀態下的受試者PCI值較高。然后，研究小組又分別對正在接受麻醉的患者、處于植物人狀態的患者和身體癱瘓不能動但大腦清醒的“閉鎖綜合征”患者進行測試，這些患者的PCI值也都驗證了團隊的預期。麻醉狀態或植物人狀態下的患者PCI值較低，而“閉鎖綜合征”患者的PCI值與清醒者一樣高。

如果這些結果能在更大規模的研究中得以證實，PCI值將成為臨床上測量意識的一種強大工具。但馬塞洛·馬西米尼承認，他與哲學家的爭論不會很快中止。他們并非要把意識壓縮為數字信號，其實他們都知道，意識是不可壓縮的。