意识新理论指出大脑使用模拟计算创造知觉与体验

# 意识新理论：大脑依赖模拟计算创造体验 来源：https://www.iflscience.com/new-theory-of-consciousness-suggests-the-brain-uses-analog-computing-to-create-awareness-and-experience-84627 为创造意识体验，大脑需实时协调数十亿神经元的活动，却仅依靠点亮一盏弱光灯所需的电能（https://www.iflscience.com/the-human-brain-runs-on-20-watts-of-power-about-the-same-as-your-computer-monitor-82823）便完成了这一壮举。 根据一项新理论，这一非凡的协调过程由行进的脑电波主导，它们以类似模拟计算的方式编排海量突触连接。 在新论文中，该理论团队首先强调了神经科学公认的“混合选择性”原理——即每个神经元能根据特定线索和情境调节放电模式，从而参与多元思维过程，而非仅执行固定任务。 麻省理工学院的研究作者厄尔·米勒（https://ekmillerlab.mit.edu/earl-miller/）指出：“这些连接描述了思维、外部世界、动作细节的具体内容，同时也存储着你大脑中所有的记忆。但必须有某种机制来组织它们。这就像拥有无数只羊，却需要将它们全部聚拢。” 传统神经科学一直假设：大脑通过持续微调每个神经元的活动，来生成定义我们意识（https://www.iflscience.com/what-is-consciousness-and-when-does-it-develop-78405）的思维、记忆与意识流的持续涌动。 然而米勒及其同事指出，这种模型极其复杂且效率低下。 “这就像体育场观众进行[墨西哥]人浪，”他比喻道，“若试图通过逐一影响观众来实现人浪，绝无可能。但人浪本身的影响力会自然组织人群，这正是我们认为脑电波发挥的作用。” 该理论认为，当脑电波（https://www.iflscience.com/you-may-feel-on-the-same-wavelength-as-someone-but-can-we-engineer-brains-to-synchronize-it-may-actually-be-possible-83984）席卷大脑皮层时，会引发协调的神经元活动涟漪，进而催生意识体验。不同波形的相互作用产生新的波形模式，从而形成脑海中变幻不定的思维星图。 “这些新波形模式代表着新的大脑状态，”米勒解释道。 从这个角度看，该过程类似于模拟计算（https://www.iflscience.com/antikythera-mechanism-the-true-story-of-indiana-jones-dial-of-destiny-69629），米勒将其描述为“由波形叠加完成的数学运算”。例如当不同脑电波相遇时，若波峰重合则振幅倍增，若波峰遇波谷则相互抵消。 在此过程中，海量神经元活动以高度组织化的方式被瞬时调控。“这是数字计算无法实现的。数字计算必须逐步分解任务，”米勒强调。 研究作者总结该模型时表示：尽管意识的内容与结构由神经元电信号决定，但“瞬时计算可由动态演变的波形模式而非单独脉冲完成。” 他们进一步指出：“当动态波形模式使皮层进入有序、全局整合的状态时——这种状态自然链接并影响着广泛区域的活动——意识由此涌现。” 更精妙的是，整个过程具有双向性和自延续性：外部刺激引发的神经元脉冲会产生新的电振荡（https://www.iflscience.com/how-do-you-know-your-hand-is-really-yours-its-thanks-to-these-specific-brain-waves-82184），这些振荡以波的形式（https://www.iflscience.com/cytoelectric-coupling-how-brain-waves-sculpt-the-structure-of-the-mind-69561）扩散至全脑，在此过程中组织更广泛神经元的放电，生成与其他波形互动的新模式，最终创造出全新的大脑状态。 研究作者指出：“模拟计算的高效性或许能解释大脑为何仅消耗约20瓦功率（近似昏暗灯泡的能耗）就能完成巨量计算。相比之下，现代数字人工智能系统需要庞大能耗。” 该研究已发表于《神经科学杂志》（https://www.jneurosci.org/content/46/33/e0711262026），预印本可通过此处（https://osf.io/preprints/psyarxiv/z48x7_v3）获取。