真有心靈？還是大腦主宰了你？臺大心理謝伯讓陪你探索腦科學

是否有心靈的存在？又或者這些思考、判斷與感受，只不過是腦神經活動的副產物？臺灣大學心理學系副教授謝伯讓從腦科學來分析。

「人，是怎樣的存在？」經歷數百年哲學思辨，到了科學技術發達的今日，這道問題轉化成當代形式，由腦科學家擔任先鋒，從嶄新角度回應亙古的哲學難題。

大腦與意識的關係是什麼？你相信有獨立於大腦的「心靈」嗎？或者你相信「心智即大腦」：我們以為自己在思考、判斷、感受，這些種種意識經驗，只不過是腦神經活動的副產物？

臺灣大學心理學系副教授謝伯讓指出，腦科學研究者現在不僅找出了人類意識的腦神經生理基礎，他們更進一步發現，大腦可以繞過意識、直接處理外在刺激，在不知不覺間影響人的情緒或行為。使用造影技術即時取得的大腦神經活化狀態，甚至能用來提前「預測」你下一秒的念頭和決定。

但是，如果人類的思考與行動都只是來自大腦神經的反應，我們還可以相信自由意志的存在嗎？身為腦科學研究者的謝伯讓，對意識與心靈哲學也有深入鑽研，讓我們聽聽他怎麼說。

認知神經科學：由大腦取道，通往意識的奧秘

伴隨腦造影、腦電圖等精密技術出現，讓人腦的各種運作不再是哲學家的空談奇想，得以用科學方法檢視。
圖片來源／Pexels

九〇年代，腦科學研究技術出現重要革新，認知神經科學家得以使用腦造影、腦電圖等精密技術，來觀測人腦在各種情形下的運作狀態。傳統的心物問題（mind-body problem）不再是哲學家坐在搖椅上的空談奇想，轉變為實證的科學問題。

為了探討大腦與意識的關係，科學家首先從「意識狀態」切入：「當你從清醒到睡著、做手術麻醉、或在拳擊場上被擊倒而失去意識時，大腦發生了什麼事？」謝伯讓說明，「目前證據指出，視丘─皮質連結（thalamus-cortical connection）與人的意識狀態密切相關。當這段神經連結出錯或斷裂，人的意識狀態會受到嚴重影響。」

腦與意識科學研究的第二大方向，是關於「意識內容」。當眼睛看到不同顏色，大腦枕葉的視覺區，會產生怎樣不同的神經活動？搖搖左手大拇指，會引發運動皮質區什麼樣的神經反應？另外，在許多腦傷（brain lesion）的個案身上，往往能觀察到對應的認知功能受損，正顯示大腦與心智功能有相當緊密的關聯性。

人的意識狀態、心智活動會由大腦的神經狀態反映出來，或許不太令人意外。然而，我們平常可能很難察覺，其實在意識未及之處，大腦仍然活躍運作。這正是謝伯讓主要的研究議題。

週末午後，小明悠哉地坐在公園草地上看書。腦科學家可從中切出三個研究方向：意識狀態、意識內容、無意識的刺激處理。
企劃腳本／林義宏、林俊孝  美術設計／林柏希

腦神經狀態可預測行為：你的決定不是你的決定？

這幅畫好看嗎？我要不要投資這間公司？從抽象的美感判斷到具體的金錢決策，人類通常會以為是自己在做決定。然而謝伯讓發現，人類做某些的決定，竟然可以用事前的大腦狀態來預測，彷彿大腦已經先為你做了主，而非你的意識，或者理性在進行判斷。

「我們請實驗參與者躺進腦造影儀器，觀看一連串無意義的、像螢幕保護程式的碎形圖片，請他們判斷自己喜歡與否。」謝伯讓解釋，這是非常簡單的美感判斷，每張圖片都是隨機產生，沒有客觀的美學標準。

「有趣的是，在圖片出現的幾秒鐘前，你的大腦額葉神經活動狀態，就已經能用來預測等一下你會是喜歡、或不喜歡這張圖片。」換句話說，人在判斷自己是否喜歡一個對象時，可能不是只基於對象本身的特性，而是也會受到大腦的引導。

實驗參與者在觀看一張無意義圖片後，選擇自己喜歡或不喜歡這張圖片。謝伯讓發現，參與者的選擇似乎不是只基於圖片本身好不好看，因為看到圖片前的腦神經活動狀態，早已能用來預測一個人稍後的選擇。
企劃腳本／林義宏、林俊孝  美術設計／林柏希

另一個實驗則是請參與者進行金錢決策，要求參與者在「百分之百可獲得5元」、「有一半機率可獲得10元」之間做選擇。儘管兩個選項期望值相同（5元），有些人會趨向保守，選擇一定能拿到的5塊錢；有些人則會冒險賭博，看自己能不能拿到十塊。

「我們一樣用人們做決定前的大腦狀態，去預測他會不會賭博。」謝伯讓說，「結果發現一樣可以有效預測，準確率最高達到70%。」

所以…人沒有自由意志嗎？

大腦神經活動狀態，可以預測一個人接下來的行為，這豈不意味著人類其實沒有自由意志，一切都只是生理活動？我們應該如何看待這些研究發現，重新理解人類心靈的本質呢？

「有些人會比較武斷，主張心靈只是大腦，人類沒有自由意志。但我認為目前的科學證據遠遠不足以支持那麼斬釘截鐵的結論。」謝伯讓解釋，大腦狀態能預測，但不是「決定」行為，這便為自由意志的觀點保留些許空間。而大腦狀態之所以能預測行為，是因為神經活動反映了情境資訊（contextual information）的影響。

早在腦科學研究蓬勃發展前，心理學家便發現人類有處理無意識資訊的能力。如「雞尾酒會效應」（cocktail party effect）就是一個例子：在人聲嘈雜的場合中，你聽見有人叫自己的名字，就算聲音很小也能馬上注意到。大腦無時無刻在處理、篩選資訊，只讓它認定重要的東西流入意識；而那些未進入意識的資訊，即便不曾察覺，仍可能透過大腦對你產生影響。

心理學研究發現，無關的周邊資訊，如：是否飢餓、天氣冷熱等，皆可能由大腦接收、處理，然後無意識地影響人類行為。
圖片來源／Pexels

曾有心理學研究發現，人在喝熱咖啡時，會覺得眼前的對方比較溫暖；法官在肚子餓時，可能會做出較不利被告的判決。這些無關的周邊資訊皆可能由大腦接收、處理，反映於神經活動，無意識地影響人類行為。「我的研究所捕捉到的，就是這些東西對認知與行為產生的干擾。」謝伯讓說，「但這並不代表我們沒有自主權。在這些影響之外，人還是有可能具備自由意志。」

實務應用：語言輔助、憂鬱症治療、測謊

功能性核磁共振腦造影技術（fMRI）正被廣泛運用於認知神經科學研究，藉由探測大腦不同區域的血氧濃度變化，瞭解人類進行各式心靈活動（或什麼也不做）時的腦神經活動狀態。近期，謝伯讓進一步探究「破譯」腦造影的可能性——我們可以透過大腦的神經活化狀況，得知一個人現在在閱讀什麼文字，或者心中正想要講出來的話嗎？

「國外研究已經建立模型，可以從fMRI影像回推這個人正在聽、看，或即將脫口而出的文字。我們嘗試用中文做做看。」謝伯讓將中文詞彙依語意區分成數百個類別，目前初步發現，雖然還無法從大腦影像推估「字詞」，但已經可推估這個人在心中選取哪個「類別」的詞。這不僅令人振奮，更具備潛在的實務應用價值。「以發音障礙的患者來說，將來有可能透過腦機介面（brain-computer interface）的翻譯，讓我們知道他想要說什麼話。」

呂過去的測謊技術大多採用腦電圖（EEG）或膚電反應（SCR）進行，對大腦細部神經反應更加敏感的「功能性核磁腦造影技術（fMRI）」，將可能立下大功。
圖片來源／維基百科

大腦狀態也能用來預測憂鬱症患者對藥物的反應。「如果一百名憂鬱症患者使用同一種藥物，可能會發現只有三分之一有效、三分之二無效甚至更加惡化。為什麼？」謝伯讓說，「我們假設是因為藥物對每個人大腦產生的生理反應不同。如果是這樣，應該就能藉腦造影找出關鍵差異，建構資料庫，為新的患者預先評估該藥物的未來成效。」

此外，說到跳過意識，直接讀取一個人的內心，很多人應該會直接聯想到「測謊」。過去的測謊技術大多採用腦電圖（EEG）或膚電反應（SCR）進行，那對於大腦細部神經反應更加敏感的「功能性核磁腦造影技術（fMRI）」可以幫上什麼忙？

「如果用fMRI測謊，無須對嫌疑人提出任何問題。」謝伯讓說，「只要讓他們靜靜觀看例如犯罪現場或凶器的圖片，只有真兇會對這些東西有記憶，大腦的神經活化狀況就會與一般人不同。」這類似一種知識測驗（knowledge test），唯獨負責回答的不是個人，而是大腦。

哲學與腦科學的交會

發展不到一個世紀的現代腦科學，大幅改寫了我們對人類心靈的瞭解。可是，腦科學研究者也經常遭到批評：只把心智視為大腦，似乎化約了人之所以為人的獨特性。心靈的本質究竟是一項哲學問題，還是科學問題？對謝伯讓來說，兩者皆是。

在成為一名腦科學研究者前，謝伯讓早已對人類存在本質的問題產生濃厚興趣。大學進入分子生物學實驗室，他發現無法回應心中疑惑，便到中正大學哲學系──臺灣心靈與認知哲學的重鎮──就讀碩士班。然而他又發現，心靈哲學雖然提供許多理論洞見，最後要判斷哪個理論比較正確時，又好像無計可施。

「哲學家志在提出新的想法，科學家的工作相反：眼前有那麼多理論，如何透過實驗去把不對的理論刪除掉？」後來謝伯讓決定赴美國達特茅斯學院（Dartmouth College），鑽研當時還起頭不久的神經認知科學。

謝伯讓認為，大腦是我們接近心靈本質的必經之路。

謝伯讓的求學歷程看似轉折，追問的問題卻始終不變。「我一開始就想知道心靈是什麼。」他說，「身為腦科學或認知神經科學家，我們必須採取一種素樸的物理論，先不賦予太多假設，只是從物理、生理角度出發去蒐集資料。」換言之，腦科學是一種方法，我們可以透過它累積證據，以利更加瞭解人類心智，這不等於將心靈化約為神經活動。

「即便到現在，心靈的本質是什麼？其實沒有人知道。」回顧一切探究的出發點，謝伯讓說，「哲學、心理學、認知神經科學、甚至計算科學，這些領域都是研究心靈的方法而已。」無論如何，新近的腦科學研究已經表明，大腦是我們接近心靈本質的必經之路。

採訪撰稿／林義宏
編輯／林俊孝
攝影／W. Xiang、林俊孝

研究來源
Colas, J.T. and Hsieh, P.-J.* (2014). Pre-existing brain states predict aesthetic judgments. Human Brain Mapping. 35(7): 2924-34.
Huang, Y.F., Soon C.S., Mullette-Gillman, O.A., and Hsieh, P.-J.* (2014). Pre-Existing Brain States Predict Risky Choices. NeuroImage. 101: 466-472.
謝伯讓（2020）。以腦造影預測並影響人類行為。科技部專題研究計畫（一般研究計畫）。