意识可以测量吗？

俞之凡

法国哲学家笛卡尔认为，意识是独立于物质世界之外的。如今，一个国际团队证明，无论意识是物质的还是非物质的，意识都是可以测量的。意大利米兰大学的马塞洛·马西米尼和他的同事首次提出了意识指数的概念，这一概念的提出不仅可以帮助创伤外科医生量化评估患者的意识水平，还为我们带来了未来开发出将植物人从昏迷状态中唤醒的希望。

墨尔本莫纳什大学的研究人员在发表于《科学转化医学》上的论文中指出：“这是一项很了不起的研究，人类第一次能够将许多由不同原因造成的意识和无意识状态可靠地区分开来。”

对于马塞洛·马西米尼来说，意识不是一个哲学问题，而是一个医学问题。作为一名医生和神经生理学家，他非常清楚无法确定患者是真的脑死亡还是仅仅是无法反应时的苦恼。在最近的一个病例中，一位昏迷中的患者在听到让他打网球时，大脑扫描显示有反应，这种提示方式显然很有效，可用以确定昏迷患者或植物人是否存在意识，但这样的测试只有在患者能够听到并理解单词意义的情况下才有效，而事实上并非所有脑损伤患者都能听到并理解别人所说的。

作为一种可能的替代方法，研究人员试图通过脑电图（EEGs）信号和功能性磁共振成像技术（fMRIs）来作为识别意识是否存在的直接信号，通过脑电信号来测量大脑活动。但問题是，一个刚刚癫痫发作昏倒的人的大脑与一个完全清醒的大脑其实有着相似的同步信号。

基于威斯康星大学神经科学家朱利奥·托诺尼提出的综合信息理论，他们尝试从理论上描述意识。美国西雅图艾伦脑科学研究所的神经学家克里斯托夫，科赫认为，这是唯一真正有前途的意识基础理论。

该理论认为，一个有意识的大脑既有丰富性的一面，又有统一性的一面。相较之下，无意识的大脑更可能体现其统一性，但却没有有意识的大脑那般丰富的信息。有意识大脑和无意识大脑的区别，就类似天然林和松树种植园的区别一样，天然林充满了生物多样性的勃勃生机，而松林种植园则只有单一树种。

这种信息量的贫富对比让意大利的研究团队受到了启发。计算机算法通常将信息压缩成足够小的文件，例如，通过“压缩包”发送电子邮件，单一重复的内容很容易“压缩”，但信息量丰富的内容压缩起来却要困难得多。于是，研究小组据此提出了一个尝试测量意识的创新概念：大脑活动有多大空间的“压缩性”。

他们的基本想法是：用磁脉冲（即经颅磁刺激）刺激受试者的大脑，然后用放置在头皮上的60个电极记录大脑放电信号。信号被转换成由，0和l组成的数字信号，这个数字信号被压缩并给出一个叫作“扰动复杂度指数（PCI）”的值。这种预测方法的原理是，有意识的大脑会产生丰富多样的大脑放电信号，得出较高的PCI值，而无意识的大脑要么只会产生很少的放电信号，要么产生较多但单一的放电信号，这两者都很容易被压缩，其PCI值也就较低。

功能性磁共振成像技术（fMRls）

研究小组首先分别对清醒与睡眠状态的大脑进行测试，结果表明，深度睡眠中受试者的PCI值较低，快速眼动睡眠或完全清醒状态下的受试者PCI值较高。然后，研究小组又分别对正在接受麻醉的患者、处于植物人状态的患者和身体瘫痪不能动但大脑清醒的“闭锁综合征”患者进行测试，这些患者的PCI值也都验证了团队的预期。麻醉状态或植物人状态下的患者PCI值较低，而“闭锁综合征”患者的PCI值与清醒者一样高。

如果这些结果能在更大规模的研究中得以证实，PCI值将成为临床上测量意识的一种强大工具。但马塞洛·马西米尼承认，他与哲学家的争论不会很快中止。他们并非要把意识压缩为数字信号，其实他们都知道，意识是不可压缩的。