據國外媒體報導，部分科學實驗產生一些問題：一堆細胞和“無實體”的大腦是否具有感知能力？科學家如何知道它們具有感知能力？更直接地講，許多科學家希望知道實驗室培育的大腦組織是否具有意識？在阿里森·穆特里（Alysson Muotri）的實驗室，數百個芝麻粒大小的人類大腦微結構漂浮在培養皿中，伴隨通電產生火花。

這些被稱為大腦類器官的微小結構是從人類幹細胞中培育出來的，現已成為許多研究大腦特性的實驗室目標。穆特里是美國加州大學聖地亞哥分校神經科學家，他發現了一些不同尋常的方法進行驗證分析。他將大腦類器官連接至行走機器人，使用尼安德特人的基因修改了大腦類器官的基因組，然後將行走機器人發送至國際空間站，使用它們作為模型開發更像人類的人工智能係統。和許多科學家一樣，穆特里暫時將研究重點轉向了新冠病毒，利用大腦類器官來測試藥物對抗新冠病毒的效果。

但是一項實驗非常重要，2019年8月，穆特里研究小組在《幹細胞》雜誌上發表一篇論文，指出大腦類器官能產生協調的活動波，類似於早產兒的腦波活動，並且該現象持續了幾個月，直到研究小組停止了該實​​驗。

這種全腦範圍、協調性的電活動是有意識大腦的特性之一，倫理學家和科學家領導研究小組的發現引發一系列關於是否大腦類器官應該達到這種先進程度的道德和哲學問題，是否“有意識”類器官有權獲得特殊待遇，以及是否給予其他細胞“一定權利”，使意識從頭開始創建成為可能。

許多神經科學家和生物倫理學家已經開始思考無形體、有自我意識的大腦概念，就在幾個月前，美國耶魯大學一支研究小組宣稱，我們已至少部分恢復了幾個小時前被宰殺豬的大腦。通過將豬腦從頭骨中取出，並註入一種化學混合物，研究人員恢復了神經元的細胞功能和傳輸電信號的能力。

其他一些實驗，例如：在老鼠大腦中加入人類神經元，也引發了諸多爭議，一些科學家和倫理學家認為這樣的實驗應當禁止。

目前這些研究已為一場辯論奠定了基礎，辯論一方希望避免創造有意識的類器官，而另一方希望將復雜的類器官作為研究人類致命疾病的一種手段。穆特里和其他許多神經科學家認為，人類大腦類器官可能是理解自閉症和精神分裂症等特殊人群的關鍵，這些情況不可能在實驗老鼠身體上展開詳細研究。為了達到這個目標，他和其他研究人員可能需要有意地創造“人類意識”。

當前研究人員呼籲制定一套指導方案，類似於在動物研究中使用的準則，指導人們對大腦類器官的“人道使用”，以及進行其他可以創造人類意識的實驗。今年6月，美國國家科學、工程和醫學科學院開始一項研究，目的是分析大腦類器官和人-獸雜合體相關的潛在法律和倫理問題。

對實驗室培育的大腦類器官的擔憂也凸顯一個盲點：神經科學家還沒有將定義和測量意識達到一致，如果沒有一個有效的定義，倫理學家擔心在獲得突破性進展之前很難阻止實驗室進行各種試驗。

當前一系列實驗可能會推動該問題的解決，英國蘇塞克斯大學認知神經科學家安尼爾·賽斯（Anil Seth）說：“如果科學家確信有機生物體能獲得意識，他們可能需要加快研究速度，並就該實驗如何發生形成一套理論方案。”

但是他強調稱，如果某人傾向認為類器官有意識的理論，而另一些人不這樣認為，那麼類器官有意識的任何信心將產生動搖，信心很大程度上取決於我們相信什麼理論，這是一個循環。

知覺狀態

創建一個有意識的有機生物系統可能比定義該概念更簡單，研究人員和臨床醫師出於不同目的，用許多不同方式來定義意識，但卻很難將它們綜合成一個簡單、可操作的定義，用於決定實驗室培育大腦的狀態。

醫生通常依據病人對疼痛等其他刺激是否會眨眼或者畏懼來評優點植物人的意識水平，例如：利用腦電圖（EEG）讀數，研究人員還可以測量大腦在受到電脈沖沖擊時的反應，有意識的大腦會比無意識的大腦表現出更複雜、更不可預測的電活動，而無意識的大腦會以簡單、有規律的模式做出反應。

但這樣的測試可能無法充分探測某人是否缺少意識，在對昏迷或者植物人的大腦成像研究中，科學家表明，沒有反應的人大腦中會出現一些讓人產生意識的活動，例如：當被要求思考行走時，大腦運動區域開始活躍。

無論如何，對於意識的標準醫學測試都很難應用於培養皿中的腦細胞，或者脫離身體的動物大腦組織，當穆特里提出類器官放電模式就像早產兒一樣複雜時，人們不確定這是怎麼回事。一些研究人員認為，早產兒的大腦活動不夠複雜，不足以歸類為有意識體。有機器官在痛苦的刺激下不能眨眼或者退縮，所以它們不能通過意識的臨床測試。

相比之下，一頭剛宰殺豬的完整大腦更有可能擁有必要的意識結構，以及由它活著時的記憶和經歷所創建的迴路。哈佛大學哲學家、神經倫理學家珍寧·倫舒夫（Jeantine Lunshof）說：“考慮到動物生前大腦充滿意識，很難想像它們死後大腦會變成一片空白，我不知道它們在思考方面能做些什麼，但肯定不會是零。像耶魯大學研究小組所做的那樣，將一個死亡生物的大腦恢復到類似生命狀態，或許有可能恢復一定程度的意識，儘管科學家費盡心思地通過化學阻斷劑阻止大腦活動性。”

研究人員表示，他們需要認真對待這些研究提出的可能性。2019年10月，加州大學聖地亞哥分校召開一次專題會議，與會人員包括12名神經科學家、哲學家，以及學生和民眾，會議主旨是為未來實驗建立和發布一個倫理框架。但是該研究論文推遲了幾個月，部分原因是幾位作者未對意識概念的基本要求達成一致。

越來越複雜

當科學家和倫理學家被問及實驗室培育出生物意識需要注意什麼，以及相關的理論概念時，幾乎所有的科學家和倫理學家都表示，沒有人能在實驗室裡創造意識。例如：依據整合信息理論觀點，意識是大腦神經元網絡密集連接的產物。相互作用的神經元越多，意識程度就越高，這個數值等級被稱為“phi（希臘字母的第21個字母）”，如果phi數值大於0，這個有機體就被認為是有意識的。

依據該理論，許多動物可達到這一閾值。華盛頓州艾倫腦科學研究所所長克里斯多夫·科赫（Christof Koch）懷疑現有的任何有機體都不能達到這個閾值，但他承認更先進的有機體可能達到該閾值。

其他關於意識的競爭理論則需要感覺輸入或者協調大腦多個區域的電模式，例如：一種被稱為“全球工作空間理論（global workspace theory）”的觀點認為，大腦前額葉皮層就像一台電腦，處理感覺輸入信息，並將其解釋為一種存在感。由於類器官沒有前額葉皮層，無法正常接收信息，所以它們不具備意識。英國劍橋大學發展生物學家瑪德琳·蘭卡斯特（Madeline Lancaster）說：“在沒有輸入和輸出的情況下，神經元可能彼此交流溝通，但這並不一定意味著任何類似人類思想意識的狀態。”

然而，將類器官與人體器官連接起來可能是一項非常簡單的任務，2019年，倫舒夫帶領研究團隊在老鼠脊柱和背部肌肉旁培育了人類大腦類器官，當該類器官的神經與脊柱連接時，背部肌肉就會自發地收縮。

事實上，大多數培育的類器官只是為了複製大腦的一部分——皮層組織，但是，如果人類幹細胞發育時間足夠長，並且擁有合適的生長因子，它們就會自發地重建大腦不同部位，然後這些部位就會開始協調它們的電活動。2017年發表的一項研究表明，哈佛大學分子生物學家保拉·阿羅塔（Paola Arlotta）誘導幹細胞發展成多種不同細胞類型組成的大腦類器官，包括視網膜中光敏細胞，當接觸光時，類器官中的神經元開始放電。但事實上，這些細胞處於活躍狀態，並不意味著類器官能夠看到和處理視覺信息，這僅僅意味著它們可以必要的電路。

阿羅塔和蘭卡斯特認為，他們的類器官太原始，無法產生意識，因為他們缺乏創造複雜腦電圖模式所必需的解剖結構。儘管如此，蘭卡斯特承認，對於高級有機物而言，這取決於意識的定義。她說：“如果你認為一隻蒼蠅是有意識的，那麼類器官也可能是有意識的。”

然而，蘭卡斯特和大多數研究人員認為，通過“恢復活力”的豬腦比類器官更有可能產生意識，由神經科學家內納德·塞斯坦（Nenad Sestan）帶領研究小組進行豬腦分析，他們試圖找到恢復器官活力的新方法，而不是創造意識。研究人員能將單個神經元或者神經元群激活，並小心地嘗試避免產生分佈較廣的腦波。然而，當塞斯坦的研究小組在其中一個大腦中觀察到類似協調腦電波活躍度時，他們立即中斷試驗。甚至在神經學專家確認該工作模式與意識不一致時，研究小組對豬腦進行麻醉，以此作為預防措施。

同時，塞斯坦還聯繫了美國國家衛生研究院（NIH），從中獲取了一定的指導經驗，NIH下屬神經倫理小組，成員包括：哈佛大學哲學家、神經倫理學家珍寧·倫舒夫（Jeantine Lunshof）、凱斯西儲大學生物倫理學家Insoo Hyun，他們對塞斯坦的研究項目進行評估分析，認為塞斯坦應該繼續麻醉大腦。但是該小組還沒有製定更通用的分析報告，也沒有例行性要求對有機化合物的提案進行生物倫理評估，因為小組成員認為實驗室的有機生物體不太可能產生意識。NIH也沒有對意識進行準確的定義。Insoo Hyun說：“意識的概念非常靈活，每個人的思維意識都不相同，如果不清楚我們談論的是同一件事，將產生很大的思維差異。”

意識的模糊定義

一些人認為，定義任何類型“實驗室大腦”的嘗試都是徒勞的，比利時列日大學神經學家史蒂芬·洛雷（Steven Laureys）說：“如果我們不理解意識，我們就不可能對這些細胞的思考和感知做出有意義的解釋。”據悉，洛雷首創了一些以圖像為基礎的測量植物人意識的方法，他指出，關於意識的研究不應該過於主觀誇大，我們需要進行謹慎的研究。

洛雷和同事指出，類器官可能與早產兒、成年人或者豬不同，無法直接進行對比。此外，類器官的結構可能太小無法精確測量它們的活動狀態，而類器官和早產兒大腦的腦電圖模式之間的相似性可能僅是一個巧合。其他研究類器官的科學家也同意洛雷的觀點，即一個系統是否有意識的這個問題是無法準確回答的。美國斯坦福大學神經科學家塞爾久·帕斯卡（Sergiu Pasca）說：“它們是由神經元組成的，神經元有電活動，但我們必須仔細考慮如何對比它們，分析它們之間的差別。”

穆特里希望他的類器官系統至少在某些方面能與人類大腦相媲美，這樣他就可以研究人類疾病並找到相應的治療方法。他的動機是出於個人原因：他的14歲兒子患有癲癇和自閉症，兒子生活在痛苦之中，一直在與病魔做鬥爭，類器官非常有發展前景，因為它能再現大腦連接的最早階段，而這在人類胚胎髮育時是不可能研究的。但在沒有一個完全功能性大腦的情況下研究人類大腦疾病，就像研究一個不能產生腺島素的胰腺，要做到這一點，我需要一個真正像人類大腦的器官模型，我可能需要一個有意識的器官。

穆特里稱，他不知道用什麼描述來確定一個器官是否符合意識定義，在某種程度上，類器官甚至可以幫助研究人員解答大腦如何產生意識狀態的問題。例如：加州大學聖地亞哥分校數學家加布里埃爾·西爾瓦（Gabriel Silva）正在研究類器官的神經活動，從而開發一種描述大腦如何產生意識的算法。該項目是由微軟公司資助，其目標是創造一個像人類意識一樣工作的人工系統。

目前，美國和歐洲並未規定禁止研究人員在實驗中創造意識形態，美國國家科學院小組計劃2021年初發布一份報告，概述最新研究進展，並就是否需要製定相關法規做出判斷。該小組成員計劃全面分析研究報告並提出一些問題，例如：是否需要獲得人們的同意將他們的細胞發育成大腦類器官，以及如何以人道方式研究處理類器官。同時，國際幹細胞研究學會也在研究有機化合物的指導方針，但並沒有提到意識，因為該機構認為當前的科學技術還未達到這一水平。

凱斯西儲大學生物倫理學家Insoo Hyun表示，美國國立衛生研究院神經倫理小組還沒有看到任何關於創造複雜、有意識的有機體的建議，這將需要新的指導方針。穆特里指出，他也不知道還有誰在嘗試創造有意識的有機生物體，儘管依據某些定義，一個足夠複雜的有機體可能偶然達到意識狀態。

不過，穆特里和其他研究人員稱，我們歡迎一些指導建議。這可能包括要求科學家證明他們使用的人類大腦器官的數量，這些類器官只有研究用途，不得用於其他領域，這樣將限制對類器官造成的傷害，並對類器官進行人道處理。

提出這樣的建議將有助於研究人員權衡創造有意識實體的成本和收益，同時，這樣的實驗可能獲得重要發現。洛雷說：“一些有意識的人出現神經紊亂，卻沒有相應的治療方法，如果我們真因為這個哲學思維實驗而停止所有研究，那將對真正需要新療法的患​​者非常不利。”

然而，治療方法仍可使用老鼠幹細胞培育的大腦類器官或者普通動物進行測試，這樣的實驗也可以為使用人體器官的倫理討論提供信息。例如：Insoo Hyun希望看到研究人員將老鼠腦類器官的腦電圖模式與活鼠進行對比，這將有助於人類類器官如何復制人腦功能。

對穆特里而言，研究人體器官組織或者實驗老鼠沒有什麼區別，他說：“我們使用的動物模型是有意識的，這是沒有問題的，我們需要不斷進步，如果結果證明它們有意識形態，老實講，我不認為這有什麼驚訝的。”（葉傾城）