自由意志劫持了!呼吸可能会改变你对自由意志的看法。

时间:2020-02-17 18:20 来源:seo 作者:小可爱科技知识网 点击量:

自由意志劫持了!呼吸可能会改变你对自由意志的看法。

当你决定点击那个按钮的时候,你认为你是在点击它吗?再想想!

你是否曾经不顾自己的感受,吃了那块巧克力?

你是否因为饥饿或寒冷而无意中做出决定?换句话说,大脑对身体内部信号的处理会干扰你自由行动的能力吗?

这条思路是研究的核心,它质疑我们按照自由意志的想法行事的能力。我们已经知道,身体内部的信号,比如心跳,会影响我们的精神状态,可以用来减少对疼痛的感知,对身体的自我意识来说是至关重要的。

由于一项新发现,这些身体内部的信号确实会影响意志行为。

瑞士EPFL的科学家已经证明,当你呼气时,你更有可能主动做出一个决定。这些发现发表在今天的《自然通讯》(Nature Communications)杂志上,为一场已持续了近60年的关于自由意志和人脑参与的神经科学辩论提供了一个新的视角。

“我们证明,自主行为确实与你的身体内部状态有关,尤其是呼吸和呼气,但与其他一些身体信号无关,比如心跳。”Olaf Blanke, EPFL基金会Bertarelli认知神经修复学主席和资深作者解释道。

这些结果的中心是准备电位(RP),这是在人类皮层观察到的大脑活动信号,不仅出现在随意肌肉运动之前,而且出现在人们意识到运动意图之前。RP是自愿行为的标志,因为它始终出现在大脑活动测量之前的自由意志行为(如意识到一个人想要伸手去拿巧克力)。

关于RP的解释已经争论了几十年。有些人将RP解释为自由意志是一种幻觉,因为RP先于自由意志的意识经验。这似乎表明,在我们有意识地做出决定之前,大脑就已经做出了决定(巧克力)。(参见下面的准备潜力和解释。)

最近,有人提出RP可能是一种度量的人工制品,可能会将自由意志放回到我们的命令中。

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但是,如果我们认为我们的有意识的决定是由一连串的神经元放电产生的,那么RP的起源实际上可能为我们提供了一种机制的洞察力,这种机制导致了自愿行为和自由意志。人们对大脑神经元协同工作以做出决定的方式仍知之甚少。我们对自由意志的有意识体验,我们自由做决定的能力,可能会被复杂地连接到我们身体的其他部分。(参见下面的自由意志行为和身体的内在状态。)

EPFL结果表明,RP的起源与呼吸有关,这为自由意志的体验提供了一个新的视角:呼吸的规律循环是导致有意识决策和自由意志行为的机制的一部分。此外,当我们呼气时,我们更有可能启动自主运动。(你是不是在呼气时伸手去拿那块巧克力?)

这些发现表明,呼吸模式可以用来预测“何时”人们开始自愿行动。你的呼吸模式也可以用来预测消费者的行为,比如当你点击那个按钮的时候。使用脑-机接口的医疗设备可以根据呼吸进行调整和改进。呼吸-动作的耦合可以用于研究和诊断工具,用于自愿行动控制缺陷的患者,如强迫症、帕金森病和图雷特综合症。Blanke和这项研究的第一作者Park Hyeong-Dong根据这些发现申请了专利。

自由意志被内感受信号劫持?

更普遍地说,EPFL的发现表明,自由意志的行为受到身体其他系统信号的影响。屈服于吃巧克力的冲动可能比你意识到的更依赖于你身体内部的信号!

布兰科解释道:“自主行为,一种内在的或自我产生的行为,是与一种内感受性的信号——呼吸——结合在一起的,这可能只是自由意志的行为如何受制于一系列的身体内部状态和大脑对这些内部信号的处理的一个例子。”有趣的是,这些信号也被证明与自我意识有关。”

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你可能会把吃巧克力的行为归咎于内感受性电信号劫持了你的自由意志。内脏与大脑的联系是一个活跃的研究领域,传递给大脑的内感受性信息肯定会影响对食物的渴望。目前,这项最新的EPFL研究只是改进了对你何时会沉溺于这种渴望的预测,而不是你真正渴望什么。

自由意志的行为和身体的内在状态

神经科学的主流观点是,意识是大脑的一种自然现象。大脑神经元的激活导致意识和自由意志或自愿行为的感觉。由于属于物理宇宙,大脑的电活动受解剖学的限制,受物理定律的制约。从这个意义上说,编码身体、肺和心脏的大脑信号可能也会自然地影响大脑的认知状态,从而影响自由意志的行为。

为了测试RP是否依赖于身体的内部状态和大脑对它的表达,布兰科和同事们让52名受试者在日内瓦的Campus Biotech随意按下一个按钮。脑电图监测大脑活动,胸部束带测量呼吸活动和心脏活动。

科学家们发现RP和自主行为(按下按钮)与身体的内部状态有关有规律的呼吸周期但不是心跳。参与者在呼气时比吸气时更频繁地开始自主运动,他们完全没有意识到这种呼吸-动作的结合。RP也根据呼吸周期进行调制。

EPFL的科学家和这项研究的第一作者Hyeong-Dong Park解释说:“RP不再仅仅对应于‘无意识准备’的皮层活动。自愿行动。RP至少在一定程度上反映了与呼吸相关的皮层处理与自主活动相结合。更普遍地说,它进一步表明,更高层次的运动控制,如自愿行动,是由我们体内器官,特别是肺的非自愿和循环运动行为形成或影响的。控制呼吸的精确神经活动仍有待进一步研究。

准备就绪的潜力和解释

哲学家、心理学家,以及最近的神经科学家,长期以来一直在争论我们自由行动的能力。预备潜能(RP)的意义自1965年被神经科学家汉斯·赫尔穆特·科恩胡贝尔(Hans Helmut Kornhuber)和利德·迪克(l&uumder Deecke)发现以来就一直受到质疑,后来在神经科学家本杰明·利贝特(Benjamin libeto)的实验中也被问及它与自由意志的关系。

整个大脑由大约1000亿个神经元组成,每个神经元在大脑工作时传递电信号。放置在头部的电极可以测量大脑神经元的集体电活动,被称为脑电图(EEG)的波形线。

1965年,神经科学家Hans Helmut Kornhuber和Luder Deecke进行了一项开创性的实验,以测试志愿者的行为,并发现了大脑活动的一种重复模式。他们将脑电图电极置于受试者头部上方,并要求受试者随意按下按钮。Kornhuber和Deecke发现,脑电图始终呈现出波状线的上升斜率,即在自主运动前1秒或更久的准备电位。

20世纪80年代初,神经科学家本杰明·利贝特(Benjamin Libet)进一步测试了RP与意识意识或自愿行为意图之间的关系。他的极具影响力的结果显示,在受试者按下按钮前约200毫秒,他们就会意识到一种冲动或行动的意图,这就是Libet所说的W时间,而RP总是先于W时间。

Libet认为,这些发现表明,甚至在我们做出有意识的自愿行动决定之前,大脑就已经在无意识中被激活,并参与了行动计划。

有些人将RP和W时间之间的关系解释为人类自由意志可能是一种幻觉。RP被认为是大脑在被试意识到做出决定之前就做出的决定(按下按钮)。如果一个决定在我们意识到之前就已经做出了,那么是什么机制在为我们做出决定呢?

对于认为意识是由大脑活动产生的神经学家(相对于由意识产生的大脑活动)来说,Libet的结果可能并不令人惊讶,因为自由意志的意识体验被视为大脑活动的一种自然现象。

然而,利贝特的研究结果却与心灵哲学、民间心理学、文化和法律事务中的自由意志和自愿行为的概念相冲突。

参考文献:呼吸与自主行为和皮层准备电位相结合。Hyeong-Dong Park, Coline Barnoud, Henri Trang, Oliver A. Kannape, Karl Schaller和Olaf Blanke, 2020年2月6日,Nature Communications。

DOI: 10.1038 / s41467 - 019 - 13967 - 9

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