嬰兒何時開始擁有意識？揭開人類意識起源之謎
人類意識的第一道火花究竟在何時點燃？這個問題一直困擾著科學家和哲學家。雖然我們無法直接詢問嬰兒他們的感受，但近年來一些創新的研究方法正在逐步揭開主觀意識起源的神秘面紗。
回顧歷史，1980年代許多嬰兒在未使用麻醉的情況下接受手術，這種做法在今日看來簡直難以想像。哲學家Jonathan Birch在其著作《The Edge of Sentience》（2024年）中提及這段歷史時，對當時麻醉醫師的道德傲慢感到驚訝。究竟是什麼理由讓他們認為這種做法是合理的？雖然嬰兒使用全身麻醉確實存在呼吸問題的風險，但當時要麼是過度評估了這種風險，要麼是完全忽略了嬰兒的心理感受和痛苦。
或許你不需要太多說服就能相信嬰兒是有意識的——成為一個嬰兒確實有其獨特的感受。根據我的研究經驗，這是一種普遍存在的直覺。在學術界，超過四分之三的研究人員在年度意識研討會上認為嬰兒是有意識的，或至少很可能如此。
如今，有大量證據表明嬰兒不僅僅是一堆反射的集合。我與同事Tim Bayne、Rhodri Cusack、Julia Moser和Lorina Naci最近發表了一篇學術評論，闡述了嬰兒早期意識的論據。然而，這場辯論尚未結束。由於嬰兒無法告訴我們他們的經歷，而成年人通常也無法記住自己生命的第一年，因此要確立意識的堅實證據相當困難。根據我引用的調查，仍有一小部分學者懷疑嬰兒是否有意識。反之，如果嬰兒確實有意識，那麼意識是在出生時開始的嗎？還是更早？
意識首次出現的時間點仍然是一個開放性問題。讓我們考慮三個可能的答案，每個答案都基於出生後、出生期間和出生前的里程碑。
意識是否在出生後才開始？
雖然直覺上我們可能認為新生兒是有意識的，但這並非定論。畢竟，大腦發育的一個重要里程碑要等到出生後才會出現。
我們發現，神經複雜性實際上隨著成熟而降低，這與我們的預期相反。在生命的第一年，一種名為GABA的神經傳遞物質會改變其作用。通常，GABA作為一種神經化學的平衡器，能夠鎮靜或抑制神經元，使它們更難將訊號傳遞給其他神經元。這防止了大腦陷入癲癇發作，但也是大腦進行複雜計算的關鍵。一個沒有適當抑制傳遞的大腦就像一個對所有事情都說「是」的委員會——複雜的決策和資訊處理受到限制。然而，在生命的最初幾週（甚至幾個月）內，GABA的作用方式不同，它可能並不總是抑制性的。
在新生兒中，GABA偶爾可能會刺激某些神經元，使神經活動的平衡點偏離，從而失去複雜性。如果平衡點偏離得足夠遠，複雜性可能會喪失，就像一個對所有事情都說「是」的委員會，或一群只能加速而不能減速的椋鳥。如果複雜性喪失，那麼通常伴隨而來的意識也可能隨之消失。
根據一些理論和許多觀察，神經複雜性通常表明更豐富的主觀體驗狀態。例如，神經科學家和精神藥理學家Robin Carhart-Harris提出的「熵大腦假說」認為，豐富多樣的神經活動模式與豐富多樣的內在體驗狀態相關。因此，當興奮和抑制的平衡被打破，複雜性喪失時，意識通常也會隨之消失。
基於這個原因，我對嬰兒和胎兒神經複雜性的變化非常感興趣。一些關於大腦電活動的研究表明，複雜性在出生後的幾週內增加。然而，我和同事最近發表的證據顯示，神經複雜性實際上隨著成熟而降低。這與我們的預期相反。無論如何，目前尚不清楚出生後的GABA轉變是否與這些複雜性變化有關。簡而言之，我並不認為GABA轉變對意識有多重要，儘管它非常有趣。
懷疑者對新生兒是否有意識的質疑還有其他原因。這些原因通常涉及嬰兒時期自我概念的不合理性：一個新生兒怎麼可能擁有「我」的概念？但這是一種術語上的混淆。擁有體驗並不需要擁有自我。作為成年人，我們經常在流動狀態中失去自我，或深深沉浸在音樂、運動、工作或性愛中。類似的狀態，在冥想中也可能出現，且沒有自我。聲稱這些是非體驗、缺乏任何意識的說法是無稽之談。意識並不需要自我。
意識是否在出生時開始？
假設意識具有實際目的，而不僅僅是大腦資訊處理的副產品，那麼有相當強的理由認為意識在出生時出現。新生兒離開了子宮的安全環境，身體對自主性的新需求可能需要意識和主觀性。
雖然我們無法詢問新生兒他們的體驗，但科學的變通方法已經產生了證據，表明新生兒已經在經歷視覺、聽覺和其他感覺。這些線索包括他們的大腦網路資料以及對意外嗶嗶聲的神經反應。在德國圖賓根大學，我的同事Julia Moser（當時是博士生，現在是明尼蘇達大學的博士後研究員）領導的研究團隊使用一種稱為腦磁圖（MEG）的技術測量了新生兒的這些神經反應。MEG機器可以檢測到發育中大腦的生物磁場，這些磁場比指南針的磁場弱數十億倍。為了避免淹沒這個微弱的訊號，MEG機器附近不使用揚聲器；相反，聲音模式透過一個振動的氣球播放給新生兒。與對較大嬰兒的研究一致，打破既定模式的嗶嗶聲序列顯示出新生兒大腦的更大反應，這表明一個能夠記憶、學習、預測甚至可能感到驚訝的心智。
新生兒形成對世界期望的能力可能是出生時意識的證據。神經科學家Anil Seth等人支援一種稱為「預測編碼」的意識觀點。根據這一觀點，意識並非來自大腦的原始感官輸入，而是來自我們對外部世界的推斷。這些推斷基於到達我們感官器官的新資訊和我們對事物應有樣子的先前模型。
如果你不相信對現實的先驗信念會影響你的意識，請考慮「McGurk效應」，在這種效應中，相同的語音（例如「ba」或「fa」）被重複播放，但伴隨著不同的唇部動作。你對哪些唇部動作與哪些聲音匹配的先驗信念可能會影響你對說話者所說內容的感知。已有證據表明，生命第一年的嬰兒容易受到McGurk效應的影響，我們可以從他們看視覺顯示的時間長短等線索中推斷出來。
嬰兒中的McGurk效應證據表明，在嬰兒時期正在對世界進行主動推斷，這與意識的可能性密切相關。此外，McGurk效應要求大腦整合來自耳朵和眼睛的訊號，這種高度整合也暗示了意識的存在。沿著這些思路，最近對新生兒的神經影像研究顯示出相對較高的大腦網路整合程度：一些成人腦的標誌性網路在出生時已經形成。
意識是否在出生前開始？
那些對意外聲音模式的有趣神經反應不僅發生在新生兒大腦中。Moser和我的其他同事在晚期胎兒中也觀察到了這些反應。
胎兒意識的證據幾乎完全限於妊娠的第三個月：懷孕的最後三個月。在美國，幾乎不可能在不立即想到政治的情況下提出胎兒意識的話題。如果你想知道，第三個月已經超過了全球大多數合法墮胎管轄區的妊娠限制。在這裡，我們處理的證據不會也不應該限制墮胎的權利，即使這些證據在未來的研究中得到證實。
是什麼讓第三個月的意識變得合理？大約在妊娠24至26週，即第二個月的末尾，第一條神經通路將大腦皮層與身體和外部世界連線起來。在此之前，幾乎沒有感覺通路到達胎兒皮層，這是大腦的最大部分，與成人人類的意識相關。一些讀者可能不願意接受這一結論，但這是一個堅定支援的觀點，大多數反對意見都無法反駁。嗅覺可能是一個小例外，因為來自鼻子的神經遵循不同的路徑到達皮層，儘管目前尚不清楚胎兒是否能在子宮內嗅聞。雖然有時有人提出，如Birch最近的描述，皮層下的大腦結構可能足以感知疼痛，但目前這並不是共識觀點。
在第三個月之前，胎兒是否可能對任何事情有意識，與世界甚至自己的身體斷開連線？很難想像作為一個新心智存在是什麼樣子，它沒有也從未看到、聽到、觸控或品嚐過任何東西。在第三個月之前，胎兒很可能處於類似深度睡眠的狀態。最近的研究發現，接受脊髓麻醉的嬰兒，其大腦電活動類似於睡眠，這種麻醉阻斷了來自身體的大部分感覺。胎兒大腦更加不成熟，因此在沒有感覺輸入的情況下維持意識的可能性更低。此外，子宮中的鎮靜化學物質浴甚至在第三個月感覺訊號到達皮層後仍抑制清醒。
如果意識確實在24週之前出現，它可能不是我們通常所知的意識，而更像是哲學家Thomas Metzinger所描述的無內容意識：沒有進入的感覺來劃分時間的流逝或描繪空間，一切都是無時間、無空間和空虛的。更奇怪的是，考慮到胎兒大腦網路的未成熟整合，與較大的大腦相比（想想美國的客運鐵路系統與歐洲的相比），胎兒心智可能被分割成許多平行心智，或「意識島嶼」（繼續這個比喻，想像美國東北走廊有一個心智，而以芝加哥為中心的鐵路網路有另一個獨立的心智）。
當然，任何關於胎兒意識的討論仍然高度推測。根據目前的證據，我預測意識的光芒從出生時（如果不是更早）開始閃耀，直到死亡。意識也不太可能一下子全部出現。然而，即使它的出現是漸進的，也必然有一個時刻，它的第一道火花被點燃，就像燈泡的第一個光子隨著模擬撥號的轉動而輻射出來。也許有一天，我們會知道這究竟發生在何時。
