您是否因?yàn)轲囸I或寒冷而無(wú)意中做出決定?換句話(huà)說(shuō)，大腦對(duì)內(nèi)部身體信號(hào)的處理會(huì)干擾您自由行動(dòng)的能力嗎?

這種思維方式是研究的核心，質(zhì)疑我們對(duì)自由意志思想采取行動(dòng)的能力。我們已經(jīng)知道，諸如心跳之類(lèi)的體內(nèi)信號(hào)會(huì)影響我們的精神狀態(tài)，可以用來(lái)減輕疼痛感，并且對(duì)身體的自我意識(shí)至關(guān)重要。

由于有了新發(fā)現(xiàn)，事實(shí)證明這些體內(nèi)信號(hào)確實(shí)確實(shí)影響了意志行為。

瑞士EPFL的科學(xué)家表明，呼氣時(shí)您更有可能主動(dòng)做出自愿決定。這些發(fā)現(xiàn)發(fā)表在今天的《自然通訊》上，為將近60年的關(guān)于自由意志和人腦參與的神經(jīng)科學(xué)辯論提供了新的視角。

我們證明，自愿行動(dòng)確實(shí)與您的體內(nèi)狀態(tài)有關(guān)，特別是與呼吸和呼氣有關(guān)，而與其他身體信號(hào)(如心跳)無(wú)關(guān)。”

Olaf Blanke，EPFL的Bertarelli基金會(huì)認(rèn)知神經(jīng)假體主席和資深作者

這些結(jié)果的核心是準(zhǔn)備就緒潛力(RP)，這是在人類(lèi)皮層中觀察到的大腦活動(dòng)信號(hào)，不僅在自愿肌肉運(yùn)動(dòng)之前出現(xiàn)，而且在人們意識(shí)到運(yùn)動(dòng)意圖之前就已經(jīng)出現(xiàn)。RP是自愿行動(dòng)的標(biāo)志，因?yàn)樗冀K出現(xiàn)在自由意志行動(dòng)之前的大腦活動(dòng)測(cè)量中(例如，意識(shí)到有人想拿走巧克力)。

RP的解釋已經(jīng)爭(zhēng)論了數(shù)十年。有些人將RP解釋為表明自由意志是一種錯(cuò)覺(jué)，因?yàn)镽P優(yōu)先于自由意志的有意識(shí)體驗(yàn)。似乎表明大腦甚至在我們有意識(shí)地意識(shí)到做出決定之前就做出了決定(巧克力)。[請(qǐng)參閱準(zhǔn)備就緒可能性和解釋框。]

最近，有人建議說(shuō)，RP可能是衡量的產(chǎn)物，有可能將自由意志重新納入我們的命令。

但是，如果我們認(rèn)為我們的意識(shí)決定是由一連串的發(fā)射神經(jīng)元產(chǎn)生的，那么RP的起源實(shí)際上可以提供對(duì)導(dǎo)致自愿行動(dòng)和自由意志的機(jī)制的深刻見(jiàn)解。大腦神經(jīng)元協(xié)同工作以做出決定的方式仍然知之甚少。[請(qǐng)參閱高維代數(shù)拓?fù)浣沂镜拇竽X活動(dòng)的隱藏模式。]然后，我們的自由意志的有意識(shí)體驗(yàn)，我們自由決策的能力可能會(huì)與我們身體的其他部分錯(cuò)綜復(fù)雜地聯(lián)系在一起。

EPFL的結(jié)果表明，RP的起源與呼吸有關(guān)，為自由意志的體驗(yàn)提供了新的視角：規(guī)律的呼吸周期是導(dǎo)致有意識(shí)的決策和自由意志行為的機(jī)制的一部分。而且，我們?cè)诤魵鈺r(shí)更有可能發(fā)起自愿運(yùn)動(dòng)。(您在呼氣時(shí)到達(dá)那塊巧克力嗎?)

這些發(fā)現(xiàn)表明，呼吸模式可用于預(yù)測(cè)人們何時(shí)開(kāi)始自愿行動(dòng)。您的呼吸模式也可以用來(lái)預(yù)測(cè)消費(fèi)者的行為，例如單擊該按鈕時(shí)。使用腦機(jī)接口的醫(yī)療設(shè)備可以根據(jù)呼吸情況進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)。呼吸作用耦合可以用于研究和診斷工具中，用于自愿行動(dòng)控制不足的患者，例如強(qiáng)迫癥，帕金森病和圖雷特綜合癥。這項(xiàng)研究的第一作者布蘭克(Blanke)和樸慶東(Hyeong-Dong Park)已根據(jù)這些發(fā)現(xiàn)申請(qǐng)了專(zhuān)利。

自由會(huì)被感知信號(hào)劫持嗎?

更普遍地，EPFL的發(fā)現(xiàn)表明，自由行為會(huì)受到來(lái)自身體其他系統(tǒng)的信號(hào)的影響。放棄吃巧克力的沖動(dòng)可能更多地取決于身體的內(nèi)部信號(hào)!

布朗克闡述道：“這種自愿行為，一種內(nèi)部的或自我產(chǎn)生的行為，與一種互感信號(hào)，即呼吸相結(jié)合，可能只是自由行為是如何束縛許多體內(nèi)狀態(tài)和大腦對(duì)大腦進(jìn)行處理的一個(gè)例子。這些內(nèi)部信號(hào)。有趣的是，這些信號(hào)也被證明與自我意識(shí)有關(guān)。”

您可能很想將攔截巧克力的行為歸咎于劫持您的自由意志的感知電信號(hào)。直覺(jué)連接是研究的活躍領(lǐng)域，向大腦發(fā)送的感知信息肯定會(huì)影響對(duì)食物的渴望。目前，這項(xiàng)最新的EPFL研究?jī)H改善了您何時(shí)沉迷于這種渴望的預(yù)測(cè)，而不是您真正渴望的東西。

在神經(jīng)科學(xué)中，盛行的觀點(diǎn)是意識(shí)是大腦的一種新興現(xiàn)象。激發(fā)大腦神經(jīng)元會(huì)導(dǎo)致意識(shí)和自由意志或自愿行動(dòng)的感覺(jué)。由于屬于物理宇宙，因此大腦在解剖學(xué)限制內(nèi)的電活動(dòng)受物理定律的約束。從這個(gè)意義上講，編碼身體，肺部和心臟的大腦信號(hào)也自然會(huì)影響大腦的認(rèn)知狀態(tài)，因此會(huì)影響自由意志的行為。

為了測(cè)試RP是否取決于人體的內(nèi)部狀態(tài)及其大腦的表示，Blanke及其同事要求52位受試者在日內(nèi)瓦的Campus Biotech上隨意按下按鈕。腦電圖監(jiān)測(cè)大腦活動(dòng)，胸部周?chē)钠y(cè)量呼吸活動(dòng)并記錄心臟活動(dòng)。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，RP和自愿行動(dòng)(按下按鈕)與身體的內(nèi)部狀態(tài)(規(guī)律的呼吸周期)有關(guān)，但與心跳無(wú)關(guān)。與呼氣相比，參與者在呼氣期間發(fā)起自愿運(yùn)動(dòng)的頻率更高，并且他們完全不知道這種呼吸-動(dòng)作耦合。還根據(jù)呼吸周期來(lái)調(diào)節(jié)RP。

EPFL科學(xué)家兼這項(xiàng)研究的第一作者Hyeong-Dong Park解釋說(shuō)：“ RP不再僅對(duì)應(yīng)于皮層活動(dòng)'無(wú)意識(shí)地準(zhǔn)備'自發(fā)行動(dòng)。RP至少部分反映了與呼吸有關(guān)的皮層加工，并伴隨了自發(fā)行動(dòng)更普遍地說(shuō)，它進(jìn)一步表明，較高級(jí)別的運(yùn)動(dòng)控制，例如自愿行為，是受我們內(nèi)部器官(尤其是肺)的不自主和周期性運(yùn)動(dòng)行為影響或影響的，但仍然存在控制呼吸的精確神經(jīng)活動(dòng)。進(jìn)行映射。”

準(zhǔn)備潛力和解釋

哲學(xué)家，心理學(xué)家以及最近的神經(jīng)科學(xué)家長(zhǎng)期以來(lái)一直在爭(zhēng)論我們自由行動(dòng)的能力。自從神經(jīng)科學(xué)家Hans Helmut Kornhuber和LüderDeecke于1965年發(fā)現(xiàn)準(zhǔn)備就緒潛力(RP)的含義以來(lái)，人們就一直對(duì)其提出質(zhì)疑，后來(lái)又在神經(jīng)科學(xué)家Benjamin Libet的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了它與自由意志的關(guān)系。

整個(gè)大腦由大約1000億個(gè)神經(jīng)元組成，每個(gè)單獨(dú)的神經(jīng)元在大腦工作時(shí)都會(huì)傳輸電信號(hào)。放置在頭部的電極可以測(cè)量大腦神經(jīng)元的集體電活動(dòng)，這被稱(chēng)為波浪線(xiàn)，稱(chēng)為腦電圖(EEG)。

1965年，神經(jīng)科學(xué)家Hans Helmut Kornhuber和LüderDeecke進(jìn)行了一項(xiàng)開(kāi)創(chuàng)性實(shí)驗(yàn)，以測(cè)試自愿行為，并發(fā)現(xiàn)了大腦活動(dòng)的復(fù)發(fā)模式。他們將腦電圖電極放在受試者的頭部上方，并要求受試者隨意按下一個(gè)按鈕。Kornhuber和Deecke發(fā)現(xiàn)，在自愿運(yùn)動(dòng)之前1秒鐘或更長(zhǎng)時(shí)間，EEG始終表現(xiàn)出波浪線(xiàn)的上升斜率，準(zhǔn)備就緒潛力。

在1980年代初期，神經(jīng)科學(xué)家本杰明·利伯特(Benjamin Libet)進(jìn)一步測(cè)試了RP與意識(shí)意識(shí)或自愿行動(dòng)意圖之間的關(guān)系。他極具影響力的結(jié)果表明，在受試者按下按鈕之前約200毫秒，他們意識(shí)到了一種沖動(dòng)或行動(dòng)的意圖，這被Libet稱(chēng)為W時(shí)間，而RP始終早于W時(shí)間。

Libet建議這些發(fā)現(xiàn)表明，即使在我們做出自愿行動(dòng)的自覺(jué)決定之前，大腦已經(jīng)不知不覺(jué)地被激活并參與了行動(dòng)計(jì)劃。

有些人將RP和W時(shí)間之間的關(guān)系解釋為表明無(wú)人居住可能是一種幻想。RP被視為大腦在受試者甚至尚未做出決定之前就做出決定(按下按鈕)。如果在我們還沒(méi)有意識(shí)到之前就做出了決定的承諾，那么哪種機(jī)制正在為我們做出決定?

對(duì)于認(rèn)為意識(shí)源于大腦活動(dòng)(相對(duì)于意識(shí)活動(dòng)引起的大腦活動(dòng))的神經(jīng)科學(xué)家而言，Libet的結(jié)果可能不足為奇，因?yàn)樽杂梢庵镜挠幸庾R(shí)經(jīng)歷被視為大腦活動(dòng)的一種新興現(xiàn)象。

但是，利貝特的結(jié)果與思想哲學(xué)，民間心理學(xué)，文化和法律事務(wù)中的自由意志和自愿行動(dòng)的觀念相抵觸。