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由波鸿鲁尔大学的 Albert Newen 教授和旧金山州立大学的 Carlos Montemayor 教授提出的ALARM意识理论给出了一套系统的解释。他们认为,意识并非一个单一的、不可分割的实体,而是随着演化历程分层出现的三个阶段:基础唤醒(Basic Arousal)、一般警觉(General Alertness)和反思(自我)意识(Reflexive Consciousness)。

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Basic Arousal

基础唤醒:生命的终极警报

ALARM 理论的第一层,也是演化上最古老的一层,被称为“基础唤醒”。这一层的功能非常明确:在生命受到威胁的瞬间,强制接管缓慢的稳态调节过程,确保生存。

正常的生物调节通常是潜意识的,比如出汗降温。但当外界环境突变,如皮肤被灼烧时,潜意识的调节太慢了。此时,“痛感”作为一种基础唤醒的意识形式,像警报器(ALARM)一样突然响起,切断一切正在进行的精细活动,强制身体进入逃避或冻结状态。

这一层意识不一定依赖复杂的皮层,主要由皮层下结构(如丘脑和脑干)主导。这意味着,许多在生物分类上较为原始的动物可能也具备这种层面的现象意识。

它解决了“选择优先级”的问题。主观的痛感比单纯的神经电信号更具有驱策力,它让有机体“不得不”立即处理当前的危机。

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General Alertness

一般警觉:灵活学习与复杂决策

如果说“基础唤醒”是应对当下的危机,那么第二层意识——“一般警觉”则让生物能够超越本能。

这一层意识的主要功能是高级学习和决策支持。它涉及注意力的聚焦,即生物能够从复杂的环境干扰中,挑选出最重要的信号进行处理。例如,一只鸽子在觅食时能主观体验到环境的变化,并在多种感官刺激中进行切换。

这种意识赋予了生物“学习关联”的能力。它不再仅仅是对刺激的条件反射,而是一种具有灵活性的行为策略。通过主观地“关注”某个目标,生物可以进行更复杂的关联学习(例如,烟雾意味着火,火意味着危险)。

这就是我们人类日常生活中感知外界的大部分体验——对色彩、声音、气味的感知。它不仅仅是信息的输入,而是一种被“呈现”出来的主观视野。

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当生物体突然置身于极端环境中时,身体可能无法迅速适应并保护自身。此时需要有意识地采取行动来解决困境。

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Reflexive Consciousness

反思意识:社会化与跨时空规划

第三层,也是最高级的层面,是“反思(自我)意识”。它不再关注外界环境,而是转向内部。

它的核心功能是长期规划和社会协调。拥有这种意识的生物能够意识到“我”的存在,从而能够反思过去并规划未来。

这种意识包括对自己身体状态、思想、感觉和行动的监控。最典型的例子就是镜子测试:能够认出镜子中的是自己,而非另一个同类,就标志着反思意识的萌芽。

在复杂的社会群体中,意识到自己的意图和他人的意图(心理理论)至关重要。反思意识允许人类和某些高等动物(如黑猩猩、海豚、甚至某些鸦科鸟类)更好地融入社会,进行复杂的合作。

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Research Significance

为什么这个理论很重要?

当前的意识理论往往只强调皮层的作用。ALARM 理论通过分层,调和了“亚皮层意识”与“皮层意识”的矛盾。它承认了即使是没有复杂大脑皮层的鸟类或原始脊椎动物,也可以拥有基础的现象意识。

它解释了意识不是凭空产生的,而是一步步累积的。每一层意识的出现,都是为了解决特定的生物学难题:第一层解决生存(当下),第二层解决适应(学习),第三层解决复杂性(社会与未来)。 既然基础唤醒和痛感属于最底层、最普遍的意识形式,那么我们对广泛物种的痛苦感知应有更深刻的认识。这不仅是科学探讨,也具有伦理价值。

因此,ALARM 理论对脑机接口的启发在于,它提醒开发者不应仅将意识视为单一的“开关”,而应构建一个分层交互系统:通过底层监测实现类似“生存警报”的生理状态自动预警,利用中层注意力机制优化任务驱动的灵活控制,并在高层通过增强反馈来重塑“自我意识”与机器义体的深度融合,从而实现更符合生物进化逻辑的人机共生。

论文:Newen, Albert, and Carlos Montemayor. “Three Types of Phenomenal Consciousness and Their Functional Roles: Unfolding the ALARM Theory of Consciousness.

DOI: 10.1098/rstb.2024.0314