1.4 意识功能细胞的发现
此处所说的“意识功能细胞”，是指脑 细胞中具有特定功能的细胞，这些功能是 指具有意识的核心功能，或公认的构成意 识的基础性或专门化的功能，例如推理功 能、数学计算功能、空间定位功能等。
逻辑推理是意识的基本活动形式之 一。在人推理时，其脑细胞如何运动一直 是较多研究的课题。表 1 是近年来国外对 逻辑推理的脑核磁共振成像（fMRI） 研 究状况 [21]。
研究显示，对不同的推理形式，脑不同区域产生反应。对于不同的反射区，并根 据其他理论推断，形成了 4 种不同的理论， 解释脑细胞在进行逻辑推理时的运行机理为内心证明理论、内心模型理论、双结构 理论、视觉内心成像理论 [22-26]。
内心证明理论或内心逻辑理论， 由 Braine Henle,Rips 于 20 世纪 70 年代创立， 是将脑类比于计算机处理数据，认为可能 有专职的规则处理功能细胞。
与内心证明理论，内心模型理论认为， 推理过程是脑对于句子所包含的结构和空 间特性意义的信息处理结果，而不是对句 子字符规则的处理结果（见表 1：II-3）。 该理论由 Laid 和 Byrne 于 20 世纪 80~90 年 代创立。
介于上述两者之间的学说是内心的 内 容 和 形 式 的 双 结 构 理 论， 由 Evans 和 Goel、Sloman 于 20 世 纪 末 创 立。Goel 等 对抽象形式的亚里士多德三段论，以及三 段论实例进行分别 fMRI 的实验表明，反射 区有各自不同的区域，也有共同区域（见 表 1：III-2），因此推测脑具有空间信息和 抽象结构处理双结构。
视觉内心成像理论认为，推理是脑对可 视化的发现前提中不充分信息的提供，即 推理结论，由 Kosslyn 和 Finke 于 20 世 纪 80~90 年代创立，它类似于双结构理论（见 表 1 :IV-1）。
对于脑神经细胞的空间功能特性的重 大发现是约翰 • 奥基夫（John O ́Keefe）； 莫泽教授夫妇（May- Britt Moser、Edvard Moser）发现了大脑中的空间定位系统，包 括位置细胞 (Place Cell) 和网格细胞 (Grid Cell)。前者由奥基夫于 1971 年发现；后者 由莫泽夫妇于 2005 年发现 [25, 27-30]。空间功 能细胞能够实现方向、位置、速度的感知， 产生空间和边界的意识，莫泽夫妇和奥基夫 由此获得 2014 年诺贝尔生理学或医学奖。 他在大脑一个海马体区域发现一种特殊的神 经细胞，当实验小鼠在房间内的某一特定位 置时，其中一部分这样的细胞总是显示激活 状态；而当小鼠在房间内的其他位置时，另外一些细胞则显示激活状态。奥基夫认为， 这些是“位置细胞”，它们构成了小鼠对所 在房间的地图。莫泽教授夫妇发现大脑定 位细胞被称为是“网格细胞”，这些细胞 产生一种坐标体系，从而让精确定位与路 径搜寻成为可能。
空间功能神经细胞的发现对于意识功 能的意义在于，它验证了意识的“先验性” 是可实验验证的。康德在 17 世纪提出了意 识的“先天性”或“先验性”，它构成纯 粹理性，其根本特征之一是意识能够以时 空结构整理思维“材料”，这种时空结构 先天知识，构成后世所称为意识的主观能 动性的核心特征，即意识不只是被动地接 受外界信息，而是以先天结构整理外界信 息；这种先天结构是以时空结构为基石的， 毕竟时空结构是各种事物结构的母结构。 因此，空间感知能力的物理化实际上验证 了康德的空间概念的物理基础，在哲学层 面上验证了意识领域的科学形而上学的可 能性和现实性。同时，细胞对于空间结构 的对应关系，也验证了意识同构模型在物 理世界、符号世界和神经细胞层次上的严格同构关系。
比空间功能细胞更为抽象的功能细胞是 “计算细胞”，即对于实现抽象数学运算功 能的细胞。2004 年，美国精神卫生研究所 （NIMH）的研究者 Heekeren 等发现了基于 抽象运算结果的决策细胞 [31]。被试对脸和区 别于脸的几何体的脑fMRI反射区进行观测， 形成了图 2 右侧的数据，数据显示 4 组刺激 样本对应的 fMRI 反射信号，其中每组柱状 图反应的是对脸和几何体反射的强度（反射 区见图 2 左部）。可以看出，4 组数据边缘 两侧的数据显示了对少噪声刺激的反应。其 重大发现在于，在脑前皮质区 B8/9 有一个 区域（见图 3）与图 2 的 4 组对比信号的差 异度正相关，即少噪声的刺激区域正相关于 前皮质区 B8/9 的特定区域，该区域是“减法” （减掉噪声）的关联区，是“减法”的运算 细胞。这一功能的发现显示人脑的细胞群体 呈现一种抽象运算的递归行为，类似于计算 机的递归函数的递归运算。这是脑细胞的抽 象运算功能的一个发现。