自由意志的神经科学是指最近的神经科学调查有关自由意志的问题。这是哲学和科学的一个话题。一个问题是是否和在哪种意义上理性代理行使对他们的行动或决定的控制。由于研究活生生的大脑已成为可能,研究人员已经开始在看决策过程的工作机理。发现的东西一般会带有对道德责任的影响。此外,一些研究表明,如果调查结果似乎挑战人们的自由意志本身的信念的话那么这可能会影响他们的代理(例如在他们的生活中的控制感)感。
相关的发现包括本杰明·李贝特(Benjamin Libet)的开拓性研究和其后续的重新设计;这些研究能够检测相关于一项决定要动作的活动并且活动简要地出现在人们意识到它发生之前。其它的研究试图预测人类动作早几秒钟的时间。合在一起讲,这些不同的发现显示至少一些动作------像动一根手指------首先都是无意识地开始的,随后进入意识的。在决策中意识的作用也被澄清:一些思想家已经建议这个最主要是服务于取消某些无意识发起的动作的。
在很多意义上这个领域仍然是极具争议的并且在研究者中对这些发现、它们的意义或可能会得出什么结论的意义没有共识。一些思想家,像丹尼尔·丹尼特(Daniel Dennett)或阿尔弗雷德·莫尔(Alfred Mele)说解释"自由意志"意味着许多不同的东西是重要的;这些思想家陈述某些版本的自由意志 (例如二元的(dualistic)出现的可能性极小,但是其它的相干于人的"自由意志"概念与从神经科学的证据兼容。
1 概述
“目前的工作是广泛的与意志的神经科学中的一般趋势一致的:虽然我们可能会体验我们的意识决定和想法导致了我们的行动,但这些体验其实是基于控制自愿动做脑区的网络的脑活动的读出之上的......认为 [意愿某些东西的感觉]是一个事先的位于决定的扩展的操作链中最早时刻的意图明显的是错的。而是,W似乎标记行动中的意图、相当密切关联行动执行”。
帕特里克·哈噶德(Patrick Haggard)讨论伊扎克·福莱德(Itzhak Fried)的一个深入实验
现代研究的一个重大发现是一个人的大脑似乎在这个人变得知晓已经做了它们之前承诺某些决定的。研究者们已经发现 (在以下各节中讨论)约半秒的延迟。使用当代的脑扫描技术,其他科学家在2008年能够以60%的准确度在主体意识到作出这种选择的10秒前预测是否主体会用其左边或右边的手按按钮。这些和其它的发现导致一些科学家像帕特里克·哈噶德拒绝某些形式的"自由意志"。要清楚,没有单一的研究能反驳所有形式的自由意志。这是因为"自由意志"一词可以包罗不同的假说,其中每个必须根据现有的实证证据考虑。
有一些关于自由意志的研究问题。特别是在早期研究中,研究过于依赖参加者的反思,但事件时基的反思评估被发现是不准确的。很多大脑活动测量不充分并且是原始的,因为没有意图、选择或决定的意识产生的良好独立的大脑功能测量。从所做的测量得出的结论也值得商榷,因为它们不一定会告诉,例如,突然骤降的读数代表什么。换句话说,骤降可能与无意识的决定没有关系的,因为在执行该任务时许多其它心理进程正在进行。但是,这里的一些研究提到已经得到更多先进的、甚至记录的意识志愿者的单个神经元。研究员伊扎克·福莱德说现有的研究至少表明比此前预期的意识在决策的稍后阶段才来------挑战任何版本的意图发生在人类决策过程的开始的"自由意志"。
1.1 自由意志像错觉
自由地按下一个按钮很有可能一个大范围的认知操作是必要的。研究至少表明我们的意识自我并不会启动所有的行为。相反,意识自我到是某种程度上被提醒到一个给定的行为,大脑和身体的其余部分都正在计划和正在执行的。这些发现并不禁止意识体验一些调节的作用,尽管也是有可能某种形式的无意识的进程正在导致修改我们的行为反应的。无意识的过程可能比以前所认为的在行为中发挥更大的作用。
那么有可能我们意识到的我们的"意图"的作用的直觉已经把我们带入歧途;有可能是我们通过相信意识晓知必然导致身体的运动混淆了与因果关系的相关性的情况。这种可能性是被神经刺激、大脑损伤中的发现所带动的,但也探究反思错觉。这种错觉显示人类并没有对各种内部进程完全访问。人类拥有坚定的意志这一发现会对道德责任有影响。
神经学家和作者山姆•哈里斯(Sam Harris)认为我们相信意图初始动作的直观想法是错的。事实上,哈里斯甚至批评自由意志是"直觉的"的想法:他说认真反思可以对自由意志产生怀疑。哈里斯辩称"想法只出现在大脑中。它们还能做什么呢?关于我们的事实比我们可能会想的甚至更陌生:自由意志的错觉本身就是一种错觉"。
不过哲学家瓦尔特·杰克逊·弗里曼三(Walter Jackson Freeman III)谈论甚至无意识的系统和按照我们的意图改变世界的动作的能力。他写道:"我们的有意图的行动不断地流入世界,改变世界和我们的身体与世界的关系。这个动态系统是我们每个人中的自我,它是负责的代理,不是我们的知晓,我们的知晓不断尝试跟上我们做什么的。对弗里曼来讲,意图和行动的能力可以是独立于意识的。
1.2 和科学研究有争辩的关系
一些思想家像神经学家和哲学家阿笛纳·罗思基思(Adina Roskies)认为这些研究仍然只能显示,意料之中的,大脑中的物理因素在作出决定之前就涉及到了。相比之下,哈噶德认为"我们觉得我们选择的,但我们不这样的"。研究员约翰-迪伦·海恩斯(John-Dylan Haynes)添加说"我怎能把一个意志说成是'我的'如果我甚至不知道它什么时发生的和它已决定要做的?"。哲学家瓦尔特·哥拉农(Walter Glannon)和阿尔弗雷德·莫尔认为一些科学家正在得到科学上正确的,但现代哲学家故意对此作错误的报道。这主要是因为"自由意志"可以意味很多东西:有些人当他们说"自由意志不存在"时意味着什么是不清楚的。莫尔和哥拉农说现有的研究是针对任何自由意志的二元概念的更多证据,但这是一个"神经科学家容易打倒的目标"。莫尔说大多数的现在讨论的自由意志具有物质的项。在这些情况下,"自由意志"意味着更像是"不被强制"的某些东西或"在最后的时刻人可以不这么做"的某些东西。这些类型的自由意志的存在是值得商榷的。然而,莫尔同意科学将继续显示在决策制定过程中发生在大脑中的关键细节。
"[自由意志的一些感觉] 是符合我们从科学所学的东西的......如果那只是科学家告诉人们的。但科学家,特别是在过去的几年中,一直在横冲直撞------不明智的写作------考虑到公开声明有关自由意志的那些------接近对社会的不负责任"。
——丹尼尔·丹尼特(Daniel Dennett)讨论科学与自由意志
这个问题可能有很好的理由是有争议的:有证据表明人们通常的自由意志的信念关联与影响他们的生活的能力。哲学家丹尼尔·丹尼特,手肘房间的作者和确定性的自由意志的支持者认为科学家们犯了一个严重的错误的风险。他说有不符合现代科学类型的自由意志,但他说这些种类的自由意志并不值得想。其它类型的"自由意志"是对人的责任感和目的 (也见"相信自由意志")十分重要的,并且这些类型的许多与现代科学实际上兼容。
下文所述的其它研究才刚刚开始,阐明意识在行动中的作用,对某些种类的"自由意志"下非常强的结论还为时过早。值得注意此类实验------到目前为止------仅涉及在短时间 (秒) 所做的自由意志决定可能和主体在许多秒、分钟、小时或更长时间上的自由意志决定("深思熟虑")没有直接关系。科学家们到目前为止也只研究极其简单的行为(例如移动手指)。
也有在人们的行为中这种解释的影响的问题。2008年,心理学家凯瑟琳·沃思(Kathleen Vohs)和乔纳森·思古乐(Jonathan Schooler)发表了当人们被提示考虑决定论是真实的时他们如何行为的研究。他们让他们的主体读两个段落的之一:一个提出行为归结于环境或遗传因素不在个人控制下;另一个是中性的关于什么影响行为的。参加者然后在计算机上做了几个数学的问题。但只是在测试开始之前,他们被告知因为在计算机中的一个小故障它偶尔会显示答案;如果这发生了,他们不用看单击掉它。那些读过确定性信息的人更有可能在考试上作弊。沃思和思古乐建议,"或许,否认自由意志只提供终极的人喜欢的行为的借口"。
2 李贝特(Libet)实验
这一领域开创性的实验是在20世纪80年代由本杰明·李贝特(Benjamin Libet)进行的,在实验中他要求每个主体来选择一个随机的瞬间轻弹自己的手腕,同时他来测量他们的大脑 (尤其是叫做准备潜势的电气信号的建立) 中的相关活动。虽然众所周知准备潜势先于身体行动之前,但李贝特问的是准备潜势是怎样对应于移动的感觉到的意图的。要确定当主体感到移动的意图的时候,他让他们看着时钟的秒针并在他们认为他们已经感到要移动的意志的意识时报告。
李贝特发现无意识的大脑活动在主体有意识地感觉到她已决定移动之前先于主体有意识的决定轻弹他或她的手腕开始大约半秒钟。李贝特的发现表明主体所作的决定首先是在潜意识的层面只是后来被译成一个"有意识的决定"的,主体的在她的意志命令下它发生的信念只是由于她对事件的反思角度上看的。
这些发现的解释被丹尼尔·叠涅特所批评,他争辩说人们将不得不从时钟转移他们的注意力,这引入了感觉到的意志体验和感知的时钟指针之间的位置的时态不匹配。和这个论据一致的,随后的研究表明确切数值有赖于注意力。尽管确切数值有差异,但是主要的发现维持着的。哲学家阿尔弗雷德·莫尔为其他原因批评这种设计。莫尔尝试了自己的实验,解释到最好的"移动意图的意识"是含糊不清的感觉。为此他仍然怀疑主体报告的时间与他们的'准备潜势' 的比较的解释。
2.1 李贝特发现的调查
在一个这个任务的变种中,哈噶德和爱莫尔(Eimer)让主体不只决定移动他们的手,而且也要决定移动哪只手。在这种情况下,感觉到的意图与"不对称性准备潜势(LRP)"更加密切相关,这是一个ERP的测量左、右半球的大脑活动之间的差异的构件。哈噶德和爱莫尔争辩说有意识的意志的感觉必须因此将遵循哪一只手要移动的决定,因为LRP反映了举起特殊手的决定。
准备潜势和"意图移动的意识"之间的关系的更直接测试是由邦克(Banks)和依沙母(Isham,2009年)进行的。在他们的研究中,参与者执行了李贝特范式的变体其中按下按钮跟随的有延迟的声调。随后,研究参与者报告了他们意图行动的时间(即李贝特的"W")。如果W被时间锁定在准备潜势上,W将不受任何后动作信息的影响。然而,从这项研究的发现显示W事实上有系统地随音调表现转移,涉及到W至少部分是反思重建的而不是预先由准备潜势确定的。
由杰夫·米勒和朱迪特雷韦纳(2009年)进行的一项研究表明李贝特的实验中的准备潜势 (RP)信号并不代表移动的决定,而只是大脑正在注意的迹象。在这个实验中古典的李贝特实验修改成通过向志愿者播放音频音调指示来决定是否点击某个键或不点。研究人员发现这两种情况下有相同的RP信号,与志愿者实际选的表明RP信号并不指示作出决定的点击无关。在第二个实验中,研究人员让志愿者当场作出决定是否要使用左手还是右手点击键,同时监控他们的大脑信号,他们发现信号和选的手之间没有关联。这种批评本身受到自由意志研究员帕特里克·哈噶德的批评,哈噶德提到区别在大脑中导致行动的两个不同电路的文学:一个"刺激-反应"电路和一个"自愿"的电路。按照哈噶德,研究者运用外部刺激可能不能测试提议的自愿电路,也不会是李贝特的关于内部触发动作的假说。
以下讨论的("意图时基与动作比较"节中) 是一项已重复了许多李贝特发现的研究,同时解决一些原始的批评。也值得注意的是在2011年,依扎克·福莱德(tzhak Fried)在单个神经元的规模上重复了李贝特的发现。这是在志愿者癫痫病人的帮助下完成的,需要在病人的大脑深处植入电极进行评价和任何的治疗。现在能够监测清醒的和移动的患者,研究者们重复了李贝特发现的时基异常并在以下研究中讨论。
阿德里安·古基堡(Adrian G.Guggisberg)和安奈思·莫塔滋(Annaïs Mottaz)也挑战了伊扎克·福莱德的发现。
3 无意识动作
3.1 意图时基与动作比较
松桥正雄(Matsuhashi)和马克·哈雷特发表于2008年的一项研究,声称已重复李贝特的发现,而不依赖于主体报告或参与者的时钟记忆部分。作者们认为他们的方法可以确定主体变得意识到她自己的动作的时间(T) 。松桥正雄和哈雷特认为这次不只是各不相同,而且经常在动作起源的早期阶段已经开始 (由准备潜势测量) 后发生。他们的结论是一个人的意识不能是动作的原因,可能相反是只注意动作。
实验
松桥正雄和哈雷特的研究可以这样总结。研究人员推测,如果我们有意识的意图是导致动作成因 (即动作的开始) 的原因,然后很自然我们有意识的意图总是应该发生在任何动作已开始之前。否则,如果它已经开始后我们才变得意识到动作,我们的意识就不应是那个特别的动作的原因。简单的说,有意识的意图必须先于动作,如果它是其原因的话。
为了测试这种假设,松桥正雄和哈雷特让志愿者参与执行随机时间间隔的轻快的手指动作,同时当做这样(未来)的动作时不计数或规划,而只要他们想到它就立即做动作。外部控制的"停止信号"声音以伪随机间隔演奏,志愿者们不得不取消其意图移动如果他们听到了一个信号,同时意识到他们自己的立即移动意图。每当有一个动作 (手指运动)时,作者们记载 (并制成图) 任何在该动作之前发生的音调。因此动作之前的音调图只显示主体即使意识到他们的"动作创生"(或其它他们会停止或"否决"的动作)之前 (a)和(b)否决动作太晚之后的音调。这第二套音调图形在这里不是重要的。
在这项工作中,"动作创生"被定义为使成动作的脑过程,其中做出的生理观察(通过电极)表明,它可能出现在移动意图的(见本杰明·李贝特)有意识晓知之前。
通过看当音调开始防止动作时,研究者们理应知道存在于主体持有有意识地移动意图和执行动作之间的时间(以秒为单位)长度。这一认识的时刻(在下图可以看到)被称为"T"(有意识地移动意图的平均时间)。它可以在音调和没有音调之间的边界发现。这使得研究人员能够估计有意识地意图移动的时间,而不依赖于主体的知识或要求他们专注于一个时钟上。实验的最后一步是比较每个主体的其事件相关潜势 (ERP)测量时间T (即此页的先图像),这个揭示其手指动作第一创生的开始时。
研究人员发现,有意识的意图移动T想成为动作创生的原因通常发生的太晚了。看下右图一个主体的示例。虽然它没有显示在图上,主体的准备潜势(ERP)告诉我们他的动作在-2.8 秒开始的,但这是大大早于他有意识地意图移动时间"T"(-1.8 秒)的。松桥正雄和哈雷特的结论是有意识地意图移动的感觉不会造成动作创生;意图的感觉和动作本身都是无意识处理的结果。
分析和解释