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在日常生活中,我们几乎不需要去觉察自己的身体。但这种无需刻意思考的稳定体验,背后其实隐藏着一项非凡的成就:我们的脑必须持续不断地将视觉、触觉以及来自肌肉和关节的信号整合在一起,才能形成一种连贯而稳定的体验——“这个身体是我的”。
心理学家和神经科学家将这种体验称为”身体所有权“。它是自我意识的一个关键组成部分:一种让我们自然地感觉自己就在这个身体里,并清楚地区分“我”和外部世界的体验。
长期以来,相关理论一直认为,来自自身身体的许多感觉信号在加工过程中并不会进入意识层面,即这些过程是“无意识”的。现在,一项新发表于《美国国家科学院院刊》的研究所得出的结论对这一观点提出了挑战,它发现身体自我感知与意识体验之间的联系出乎意料地紧密。
身体所有权实验:橡胶手实验
和意识相关的研究主要关注的是:在视觉和听觉信息已经经历无意识加工之后,人类是如何进一步对这些信息产生有意识的知觉的。大多数关于意识的实验都使用了闪光或声音等刺激,来研究这些外部信息在何时、以何种方式进入意识层面。然而,几乎没有研究直接检验意识觉知与身体自我之间的关系。
对“身体所有权”的研究可以通过让健康参与者进行身体错觉实验来进行,其中最常用的一种范式实验是“橡胶手错觉”。在这种错觉中,参与者的手会被遮挡在视野之外,而一只外观逼真的橡胶手则被放置在他们面前,当真实的手与橡胶手被同步抚触时,参与者会产生一种奇特的体验:眼前清晰可见的橡胶手就是自己的手。
要产生这种对橡胶手的虚幻身体所有权体验,必须满足一些明确的感知规则:
时间规则:橡胶手与真实手必须在抚触上保持时间上的同步;
空间规则:橡胶手与真实手必须被放置在相似的位置和朝向;
橡胶手在外形上必须具有与人类手部相似的特征。
这些规则实际上反应了多感官整合的基本原则:也就是说,来自不同感觉通道的信号,只要在空间、时间以及其他刺激特性上高度匹配,就会被整合为单一的知觉事件或知觉对象。
两只橡胶手
在新的研究中,研究人员搭建了一套机器人实验装置,能够以毫秒级精度来操控橡胶手错觉。在实验中,32名参与者会看到两只橡胶手并排放置,机器人会敲击他们被遮挡的真实手,来诱发橡胶手错觉。
在每一次测试中,机器人手臂都会在12秒内,对参与者的手以及对应的橡胶手各施加6次触碰。其中一只橡胶手与真实手同步被敲击,而另一只橡胶手则与真实手不同步被敲击。
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橡胶手错觉示意图,两只橡胶手同时呈现的橡胶手错觉。(图/Mattias Karlén)
在敲击结束后,参与者需要完成一项身体所有权判别任务:他们需要报告在两只橡胶手中,哪一只感觉最像是自己的手。随后,参与者还需要对这种身体所有权体验的清晰度进行评分:1表示“不清晰”,2 表示“模糊”,3表示“清晰”。评分依据是他们对所选橡胶手的身体所有权体验的清晰程度。
身体所有权的意识阈值
如果大量与身体所有权相关的加工确实发生在无意识层面,那么即便参与者只报告了模糊的、不清晰的所有权感觉,他们仍然能够相对准确地选出正确的那只橡胶手。
然而,研究人员发现,事实并非如此。随着真实手与橡胶手之间不同步程度的增加,参与者确实越来越擅长选出“正确”的那只手。身体所有权的判别对视觉和触觉刺激中的时间不同步具有高度敏感性,其敏感性起始于约30毫秒:当低于30毫秒时,参与者的判断基本等同于猜测;而一旦超过30毫秒,他们不仅判断得更加准确,也报告了更加清晰的身体所有权体验。
换言之,一旦脑开始能够可靠地区分“这是我的手”与“这不是我的手”,这种区分便会体现在参与者的意识体验之中。研究人员并没有观察到视觉研究中常见的那种模式——即刺激在进入意识之前,已经经历了一段无意识加工并对行为产生影响。
不仅仅是时间判断
为了检验这一结果是否真的与身体所有权有关,而不仅仅是对时间差异的察觉,研究人员又进行了两项对照实验。
在第一项对照实验中,实验装置、实验流程以及任务指令方面都完全复现了之前的实验设计。唯一的不同之处在于,他们将橡胶手顺时针旋转了90度,使其呈现为一种在解剖学上不可能属于自身身体的姿态。
结果表明,无论时间同步与否,参与者大多都报告自己几乎没有明确的所有权感觉,即错觉消失了。
在第二项对照实验中,研究人员在实验装置和流程上复现了原实验的设计,但做出了两项关键修改:
1、将橡胶手替换为大小相近的木块,从而消除橡胶手错觉;
2、不再要求参与者完成身体所有权判断任务,而是让他们执行一项视觉-触觉同时性判断任务。
因此,参与者的任务是报告哪一个木块与其真实手的敲击是同步的,并对其视觉-触觉同时性体验的清晰度进行评分。
结果显示,视觉-触觉同时性判断的敏感性,会随着视觉-触觉时间不同步程度的增加而显著提高。这表明,所观察到的意识可达性效应是身体所有权所特有的,而并非视觉-触觉整合的一般属性。
意识对身体的“特权式访问”
在进一步的实验中,研究人员探寻了当身体所有权是逐步建立时,这种紧密关系是否仍然存在。在其中一项测试中,他们改变了参与者在做出判断之前所经历的敲击次数。敲击次数越多,意味着可供整合的感官证据越多。正如预期的那样,参与者区分身体所有权的能力会随着触觉证据的增加而提升;与此同时,他们对自身体验的意识清晰度评分也以相应的比例同步提高了。
综合所有结果,研究人员得出了一个看似简单却极具力量的结论:在身体所有权这一层面上,意识似乎对相关信息拥有持续且具特权性的访问权。
这一结论与大量关于视觉和听觉的研究形成了鲜明对比——在那些研究中,刺激即便从未进入意识,也依然可以被加工并影响行为。这表明,身体自我在我们的意识生活中可能占据着一个独特的位置。
其中一个原因可能在于,身体所有权本身就是一种与自我相关的体验:它在空间中锚定了第一人称视角,并为几乎所有其他体验提供了基础。另一个原因是,身体所有权依赖于跨多种感觉通道的复杂整合,而这种整合过程,可能正需要那种通常与意识体验相伴随的、广泛而分布式的脑活动。
对心理健康的启示
理解身体所有权与意识觉知之间的联系,并不仅仅是一个哲学问题。在精神分裂症、进食障碍、边缘型人格障碍以及孤独症谱系障碍等多种状况中,身体自我感知的扭曲十分常见:人们可能感到自己与身体疏离,或者错误地感知自身的大小、形状或身体边界。新的研究为精细刻画这一系统的运作方式提供了新的研究工具。
这些发现同样与虚拟现实和假肢技术的快速发展产生了共鸣。许多应用程序试图让用户“具身化”于一个数字或人工身体之中。既然身体所有权与意识体验高度绑定,那么成功的具身体验,很可能依赖于多感官信号在时间和空间上的精细对齐,从而维持一种清晰而稳定的“这就是我”的主观感受。
最后,新的结果也触及了关于意识的大图景理论问题。如果有关自身身体的信息几乎总是能够进入意识层面,这就支持了一种观点:维持一个稳定、具身化的自我,可能正是意识体验的核心功能之一。这一视角最终凸显了人类与当前人工系统之间的一道关键鸿沟,并对“人工智能是否(至少在其现有形式下)能够接近人类意识”这一设想提出了严峻挑战。
#参考来源:
https://theconversation.com/why-our-physical-bodies-may-be-a-core-part-of-conscious-experience-new-research-270836
https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2503629122
#图片来源:
封面图&首图:Sergei Gavrilov / Unsplash
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