PNAS：身體擁有感沒有“潛意識”？意識覺知與感覺整合的同步性研究

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基本信息

Title:Conscious awareness, sensory integration, and evidence accumulation in bodily self-perception

發(fā)表時間：2025.12.3

發(fā)表期刊:PNAS

影響因子：9.1

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研究背景

“我”是誰？如果要為自我意識找一個最基礎(chǔ)的物理錨點，那無疑是我們的身體。威廉·詹姆斯（William James）曾將這種持續(xù)存在的身體感覺描述為意識流中恒定的背景。在認知神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域，我們已經(jīng)知道這種“身體擁有感”（Body Ownership）源于視覺、觸覺和本體感覺等多感覺信號的整合 。比如在經(jīng)典的橡膠手錯覺（Rubber Hand Illusion, RHI）中，當看到的橡膠手被觸摸與感受到的真手被觸摸在時空上一致時，大腦就會“誤以為”橡膠手是自己的。

然而，這里存在一個長期困擾學(xué)界的謎題：身體擁有感的產(chǎn)生，究竟在多大程度上依賴于意識覺知（Conscious Awareness）？

在視覺和聽覺研究中，主流理論（如全局神經(jīng)工作空間理論 GNWT）認為，大量的感官信息處理是在潛意識下進行的，只有當信號強度突破某個閾值，信息才會被“廣播”并進入意識。那么，身體擁有感是否也遵循這一規(guī)律？我們的大腦是否會先在潛意識里完成多感覺整合，判定“這是我的手”，然后才讓我們意識到這一點？或者，身體作為自我的核心，享有一條通往意識的“VIP通道”？

為了解開這一謎題，瑞典卡羅林斯卡醫(yī)學(xué)院（Karolinska Institutet）的 Lanfranco 等人設(shè)計了一系列精巧的心理物理學(xué)實驗。他們結(jié)合了信號檢測論（SDT）、元認知計算建模和漂移擴散模型（DDM），試圖量化身體擁有感在客觀辨別能力與主觀意識報告之間的精確關(guān)系。這項發(fā)表于 PNAS 的最新研究，可能顛覆我們對“潛意識身體加工”的傳統(tǒng)認知。

Fig. 1

研究核心總結(jié)

本研究通過三個實驗，系統(tǒng)探究了多感覺整合、證據(jù)積累與意識覺知在身體自我感知中的關(guān)系。研究團隊開發(fā)了一種基于雙橡膠手的迫選任務(wù)（2AFC），并通過操縱視觸覺刺激的時間異步性（Visuotactile Asynchrony）和刺激量（證據(jù)積累），量化了被試的客觀辨別敏感度（Type-1 sensitivity, d'）與元認知覺知敏感度（Type-2 sensitivity, meta-d'）。

Fig. 2. Body ownership, perceptual awareness sensitivity, and perceptual awareness efficiency results.

核心發(fā)現(xiàn)：身體擁有感與意識覺知呈“完全映射”關(guān)系

1. 高度耦合的敏感度：實驗結(jié)果表明，身體擁有感的客觀辨別能力（d'）與主觀報告的覺知敏感度（meta-d'）表現(xiàn)出驚人的一致性。當視觸覺異步時間縮短至約 30ms 時，兩者同時突破隨機水平并顯著上升。這表明，只要多感覺整合產(chǎn)生的信號足以支持大腦做出“哪只手是我的”這一判斷，該信號就幾乎同時進入了主觀意識層面。

2. 恒定的元認知效率（M-ratio）：為了剝離非意識加工的可能性，研究者計算了元認知效率（M-ratio = meta-d' / d'），該指標反映了主觀意識能多大程度上利用客觀可用的信息。貝葉斯分層模型分析顯示，無論是在不同的視觸覺異步水平（整合強度）下，還是在不同的觸摸次數(shù)（證據(jù)積累量）下，M-ratio 均保持恒定且穩(wěn)定。換言之，并不存在一個“潛意識整合先行、意識覺知滯后”的階段；身體擁有感的信息提取效率并未隨任務(wù)難度或證據(jù)量的變化而波動。

3. 證據(jù)積累的同步性：利用漂移擴散模型（Hierarchical Drift-Diffusion Modeling, DDM）解析決策的時間動力學(xué)，研究發(fā)現(xiàn)客觀辨別與意識報告的漂移率（Drift Rate）比值（v-ratio）同樣保持恒定。這意味著，大腦在通過多感覺證據(jù)積累構(gòu)建身體擁有感時，這一過程是與意識覺知同步發(fā)生的。

Fig. 3. Visuotactile simultaneity, perceptual awareness sensitivity, and perceptual awareness efficiency results.

機制解釋與理論意義

為了驗證這種“緊密耦合”是否僅是多感覺整合的普遍特征，研究者進行了一個關(guān)鍵的控制實驗，要求被試判斷“視觸覺同步性”而非“身體擁有感”。結(jié)果顯示，在單純的視觸覺同步性判斷任務(wù)中，意識覺知的效率顯著降低，且出現(xiàn)了分離。

這一對比揭示了身體擁有感的特殊地位：與視覺、聽覺或單純的物理屬性判斷不同，身體擁有感享有通往意識的“優(yōu)先訪問權(quán)”（Prioritized Access）。

Fig. 4. Psychophysical measures of body ownership and perceptual awareness sensitivity.

該研究挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)的觀點，即認為身體圖式（Body Schema）的構(gòu)建很大程度上是潛意識的 。相反，數(shù)據(jù)支持了一種新的觀點：身體自我的多感覺整合過程在很大程度上是在意識處理的層面上實現(xiàn)的。這種機制可能源于身體擁有感在自我生存中的核心地位：作為感知外部世界的恒定時空參照系，它必須時刻處于“在線”的意識狀態(tài)，而非像外部客體那樣可以被暫時“忽略”或在此閾下處理。

Fig. 5. Hierarchical DDM and v-ratio measures of perceptual evidence accumulation.

Abstract

Conscious awareness refers to the subjective experience of perceiving, thinking, and feeling and the ability to report these experiences. These perceptions and thoughts are experienced as bound to an individual self. A fundamental aspect of this self-consciousness is the sense of bodily self—the experience of one’s physical presence distinct from the external world, serving as the spatial reference point for conscious perceptions. A key component of the bodily self is body ownership, the experience of the body as one’s own. Research shows this sense involves integrating signals from different sensory modalities, including vision, touch, and proprioception, into a coherent multisensory percept. However, the relationship between body ownership and conscious awareness remains unclear. To investigate this, we developed a psychophysical paradigm to objectively quantify multisensory integration, conscious awareness, and their relationships within a bodily illusion manipulating body ownership perception. Using signal-detection analysis, metacognitive computational modeling, and drift–diffusion modeling, we found conscious awareness reports closely matched objective discrimination of body ownership. This relationship remained consistent across different levels of multisensory integration and evidence accumulation. A visuotactile control experiment revealed that this strong conscious access is specific to body ownership, not general to multisensory integration. These findings suggest that conscious awareness has continuous and prioritized access to body ownership, implying that the self-related form of multisensory integration supporting body ownership is largely implemented at the level of conscious processing. This provides theoretical insight into how conscious awareness and the bodily self are intertwined, with wide-reaching implications for consciousness and body representation research.

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分享人：飯哥

審核：PsyBrain 腦心前沿編輯部