“研究是一门艺术，即如何设计一些方案去解决那些难题的艺术。”
— — 彼得・梅达沃爵士（ＳｉｒＰｅｔｅｒＭｅｄｗａｒ）
严格他说，每个人所能确信的只是他自己是有意识的。比如说，我知 道我是有意识的。
在我看来你的行为举止与我很相似，特别是你使我相信你是有意识的，
故而我很有把握地推断你也是有意识的。倘若我对自己的意识的本质感兴趣 的话，我就不必仅仅把研究局限在自己身上，而完全可以在别人身上做实验，
只要他们不是处于昏迷状态。
要揭示意识的神经机制仅仅靠对清醒的受试者进行的心理学实验是不 够的。我们还必须研究人脑中的神经细胞、分子以及它们之间的相互作用。
我们可以从死者的脑中获得关于脑结构的大部分信息。但要研究神经细胞的 复杂行为，则必须在活体上做实验。实验本身并不存在什么难以克服的技术 问题。更多的是由于伦理道德方面的考虑使得许多这样一类实验变得不可 能，或是十分困难。
大多数人并不反对在他们的头皮上放置电极来测量脑电波。但是为了 直接把电极插入活体脑组织而要移去部分头骨，即便这只是暂时的，也是众 人所不能接受的。即便有人甘愿为了科学发现而接受开颅实验的话，也不会 有医生同意实施这种手术。他会说这是违背其希波克拉底誓言的，或者更有 可能说会有人为此而控告他。在我们这个社会里，人们会自愿参军并不惜受 伤甚至牺牲，却未必会愿意仅仅为了获取科学知识而接受那些有危险性的实 验。
有少数勇敢的研究者在他们自己身上做实验。英国生物化学和遗传学 家霍尔丹（Ｊ．Ｂ。Ｓ．Ｈａｌｄａｎｅ）就是一个著名的例子。他甚至写了一篇关于 这方面的文章，名为《作自己的实验兔子》（ＯｎＢｅｉｎｇＯｎｅ’ｓＯｗｎＲａｂｂｉｔ），此 外还有一些医药史上令人传颂的故事，如罗纳德・罗斯爵士（ＳｉｒＲｏｎａｌｄＲｏｓｓ）
在自己身上证明蚊子传播疟疾。但除此以外，为那些可能有助于满足科学好 奇心的实验去充当受试者，这是不被鼓励的，甚至是被禁止的。
在某些情况下，必需对一些病人在清醒状态下做脑部手术。这样，如 果病人同意，便可在裸露的脑做一些很有限的实验。由于脑中没有痛觉感受 器，病人不会因为裸露的脑的表面受到轻微电刺激而感到不适。遗憾的是，
在手术中可供做实验的时间通常很短，而且也很少有神经外科医生出于对脑 的细微工作感兴趣而进行这种尝试。这种研究是在本世纪中期由加拿大神经 外科医生怀尔德．彭菲尔德（ｗｉｌｄｅｒＰｅｎｆｉｅｌｄ）开创的。近一个时期西雅图的 华盛顿大学医学院的乔治・奥杰曼（ＧｅｏｒｇｅＯｊｅｍａｎｎ）领导进行了该领域的 研究。他用短暂的刺激电流抑制电极附近的一小块区域内神经元的活动。如 果电流足够微弱，去掉后并不会造成永久的影响。他将精力集中在与语言有 关的皮层区域；这是因为当他切去患者的部分大脑皮层以降低他们癫痫病发 作的可能性时，他希望尽可能少地使邻近的语言区受到损伤。
奥杰曼有一个实验结果很出名。患者自幼会讲英语和希腊语。当大脑 左侧新皮层表面的一些区域受到电刺激时，她暂时无法使用某些英语词汇，
但这并不影响她使用相应的希腊语，刺激其他部位则会出现相反的情况，这 表明两种语言的某些特征在脑中的定位有显著的差异。
在大多数情况下，我们只能从头骨外研究人脑的行为活动。①现在已 有多种不同的扫描方法可以获得活体脑的影像，但它们在空间或时间分辨率 上都有很大的局限性。大多数方法过于昂贵，并且出于医学上的考虑被限制 使用。
因此，神经科学家们优先选择在动物身上做实验便不足为怪了。虽然 我并不确信一只猴子也像你一样有意识（ｃｏｎｓｃｉｏｕｓｎｅｓｓ），但我有理由认为 它并非完全是一个自动机，即那种行为复杂但完全缺乏觉知（ａｗａｒｅｎｅｓｓ）
的机器。这并不是说猴子与人一样具有自我觉知（ｓｅｌｆ－ａｗａｒｅｎｅｓｓ）。一些 实验，如镜中识别的实验等，表明某些类人猿（如黑猩猩），可能具有一定 程度的自我觉知。而对猴子而言，即便有自我觉知，那也很少。但仍有理由 大胆断言猴子具有一种与人类相似的视觉意识，只不过它无法用语言来表达 而已。
例如，可以训练猕猴让它鉴别两种非常相近的颜色。这些实验表明，
猕猴的表现与我们人类是可以相比的，大约在 ２ 倍以内。而对于主要在夜间 活动的猫则远非如此，大老鼠则相差更大。由于黑猩猩和大猩猩过于昂贵，
很少用它们做伤害性实验，如果我们主要关心的是哺乳动物脑中的分子特
征，那么作为实验动物大老鼠和小白鼠是最好又是最便宜的。虽然它们的脑 的特征在许多方面比人类要简单，但是脑的分子却可能与我们非常类似。
用猴子和其他哺乳动物而不用人做实验还有个优越之处，即目前它们 更适于用来进行神经解剖学研究。原因很简单。几乎所有现代的关于脑中长 程连接的研究方法部利用了神经元中分子的上行和下行的主动运输。为此需 要把某种化学物质注射到动物活体脑中的某个部位。该物质在脑中沿着神经 元之间的连接被运送到与注射点直接相连的脑的其他部位。这一过程通常需 要几天时间。此后，实验动物将被无痛苦地杀死，并检测注射物质所到达的 部位。用人做这种实验显然是不可能的，由于这种局限使得我们对猕猴脑的 长程连接的了解远比对我们自己的了解丰富得多。
人们或许认为，这种知识上的明显的空白会使神经解剖学家忧心忡忡；
由于人脑与猕猴的脑并不完全相同，他们会特别要求研究人体神经解剖学的 新方法，然而事实并非如此。其实，现在是改变我们在人体神经解剖学上的 缺陷的时候了，那些有远见的基金会应当立即着手从事有关的新技术的发 明。
即使我们设计出可以在人身上进行神经解剖学研究的新方法，仍有许 多关键性实验只能在动物身上进行。这些实验有时会持续几个月。尽管大多 数实验没有什么痛苦，或只有很少的痛苦，但实验结束后常常需要把实验动 物杀死（仍旧是无痛苦的）。动物保护组织坚持要求善待实验动物，这无疑 是对的。由于他们的努力，实验室中的动物现在得到的照顾比以前要好一些，
但是，倘若把动物理想化，那就太多愁善感了。与被捕捉的动物的生活相比，
野生的食肉和食草动物通常过着严酷的生活，寿命也较短。有一种观点宣称 由于人和动物都是“自然的一部分”，因而应当完全平等地对待他们。这是 没有道理的。难道一只大猩猩真的应当享受大学教育吗？一味坚持完全像对 待人类那样对待动物，这种说法贬低了我们人类所独有的能力。动物应当受 到人道的待遇，但若将它们置于同人平等的地位，那则是一种扭曲的价值观。
作为神经解剖学和神经生理学的实验对象，猴子有什么局限性呢？训 练机灵的猴子完成一些简单的心理学测试是可能的，但这很费力。有个实验 要求猕猴保持凝视（即注视同一点）。当它看到水平线段时按动某一控制杆，
而看到垂直线段时按动另一控制杆。这样的训练通常需要几周甚至更长的时 间。而让大学毕业生来做这个实验则多么简单！此外，人作为受试者可以用 语言来描述他们所看见的一切。他们还能告诉我们他们所想像到的或是梦见 的情景。而要从猴子身上得到这种信息则几乎是不可能的。
看来只有一种策略是可行的。这就是分别在人和动物上做某些不同类 型的实验。这需要假设猴子的脑与人脑的相似程度（以及差异性），但这尚 有一定的风险。没有风险就不能取得大的进展。因此，我们既要大胆地按此 方法进行研究，又应足够谨慎，尽可能地经常检查我们的假设是否合理。
研究脑波的一种最古老的方法是脑电图（ＥＥＧ）。它将一个或多个粗电 极直接放在头皮上。脑中有大量的电活动信号，但是头骨的电学特性干扰了 对电信号的提取。单个电极将提取多至上千万个神经元产生的电场信号，因 而单个神经元对电极贡献的信号淹没在它临近的大量神经元的活动中。这就 好像试图从 １０００ 英尺高度上研究城市中人们的谈话一样。你能听到足球赛 场中人们的叫喊声，却无法判断那里人们用何种语言交谈。
脑电图最大的优越性在于时间分辨率相当高，大致在 １ 毫秒左右。这
样便可相当好地记录到脑波的上升和下降。人们尚不太清楚这些波意味着什 么。处于清醒状态与处于慢波睡眠状态的脑波有非常显著的差异。快速眼动 睡眠时的脑波与清醒时很相似。因而它又有个别称——反常睡眠，即人处于 睡眠状态，但他的脑看上去却是清醒的。我们的梦幻大多出现在睡眠的这一 阶段。
有一种常用的记录脑波的技术是在某种感觉输入（如耳听到的一声尖 锐的卡搭声）之后立刻记录。与背景的电噪声相比，由刺激引起的反应通常 很小（即信噪比很低）。因此，从单独一次反应中几乎看不出什么，实验必 须重复多次，并以每次事件的开始作为基准对所有信号进行平均。因为噪声
有一种常用的记录脑波的技术是在某种感觉输入（如耳听到的一声尖 锐的卡搭声）之后立刻记录。与背景的电噪声相比，由刺激引起的反应通常 很小（即信噪比很低）。因此，从单独一次反应中几乎看不出什么，实验必 须重复多次，并以每次事件的开始作为基准对所有信号进行平均。因为噪声