摘要

思想種子框架引入了一種新穎的計算方法來模擬冥想狀態(tài)下思維動態(tài)過程，將思想種子概念化為整合信息的動態(tài)注意力主體。該分層模型由嵌套的馬爾可夫毯構(gòu)成，包含三個相互關(guān)聯(lián)的層級：（一）作為信息庫的知識領(lǐng)域；（二）思想種子相互競爭的思想種子網(wǎng)絡(luò)；（三）調(diào)節(jié)意識的元認知。該模型通過基于規(guī)則的訓(xùn)練來模擬專注注意力的內(nèi)觀冥想，訓(xùn)練依據(jù)的是關(guān)于注意力穩(wěn)定性和神經(jīng)動態(tài)的實證神經(jīng)科學(xué)研究。四種狀態(tài)——呼吸控制、走神、元意識和重新調(diào)整呼吸——從思想種子的相互作用中自然產(chǎn)生，展示了自組織動態(tài)。結(jié)果表明，專家能夠保持控制主導(dǎo)地位以強化專注注意力，而初學(xué)者則頻繁出現(xiàn)長時間的走神情況，反映出其不穩(wěn)定性。將全局工作空間理論（Global Workspace Theory）與內(nèi)在激發(fā)框架（Intrinsic Ignition Framework）相結(jié)合，該模型闡明了思維種子如何通過元意識塑造統(tǒng)一的冥想體驗，通過主動推理平衡認知和實用功能。將計算建模與現(xiàn)象學(xué)見解相結(jié)合，它為認知狀態(tài)的出現(xiàn)和轉(zhuǎn)變提供了一種具身視角，并對冥想技能的發(fā)展提出了可檢驗的預(yù)測。該框架為注意力調(diào)節(jié)、元認知意識和冥想狀態(tài)的出現(xiàn)提供了見解，為未來對各種冥想實踐（例如開放監(jiān)測、非二元意識）、整個生命周期的認知發(fā)展以及基于正念的注意力障礙干預(yù)的臨床應(yīng)用的研究奠定了靈活的基礎(chǔ)，從而加深了我們對心智和思維本質(zhì)的理解。

關(guān)鍵詞：意識內(nèi)容（content of consciousness），具身認知（embodied cognition），馬爾可夫毯，冥想，內(nèi)觀禪修（Vipassana），元認知，主動推理，全局工作空間

集智編輯部丨作者

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論文題目：Thoughtseeds: A Hierarchical and Agentic Framework for Investigating Thought Dynamics in Meditative States 發(fā)表時間：2025年4月24日 論文地址：https://www.mdpi.com/1099-4300/27/5/459 發(fā)表期刊：Entropy

冥想作為一種古老的修心實踐，近年來成為認知科學(xué)和神經(jīng)科學(xué)的研究熱點。傳統(tǒng)的內(nèi)觀禪修（Vipassana）強調(diào)對呼吸和身體感受的專注，但其背后的神經(jīng)機制和思維動態(tài)仍不明確。近期，Entropy 的一篇研究，提出了一種名為「思維種子（Thoughtseeds）」的創(chuàng)新計算框架，通過嵌套的馬爾可夫毯（Markov blanket）模型，首次將具身認知（embodied cognition）與全局工作空間理論（Global Workspace Theory）結(jié)合，模擬冥想中思維狀態(tài)的涌現(xiàn)與調(diào)控。該模型不僅復(fù)現(xiàn)了經(jīng)驗冥想者與初學(xué)者的注意力差異，還為理解意識內(nèi)容的自組織規(guī)律提供了新視角。

思維種子框架：

大腦的“注意力代理人”如何競爭上崗？

研究團隊將大腦的認知過程建模為三層嵌套的馬爾可夫毯結(jié)構(gòu)（圖1）：

1. 知識域（Knowledge Domains）：作為信息存儲庫，由神經(jīng)元包（NPs）組成的穩(wěn)定神經(jīng)集群，編碼從呼吸感知到記憶片段等具體知識。

2. 思維種子網(wǎng)絡(luò)（Thoughtseed Network）：動態(tài)的“注意力代理人”在此競爭。每個思維種子代表一種認知傾向（如專注呼吸或處理疼痛），通過勝者通吃（winner-takes-all）機制爭奪進入全局工作空間的機會。

3. 元認知層（Meta-Cognition）：作為最高層調(diào)控系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)注意力精度（attentional precision）和元意識（meta-awareness），確保思維符合當前目標（如維持冥想）。

這種架構(gòu)模擬了內(nèi)觀禪修中四種典型狀態(tài)的自組織涌現(xiàn)：專注呼吸（breath_control）、思維游蕩（mind_wandering）、元意識（meta_awareness）和重定向（redirect_breath）。例如，當“呼吸專注”思維種子激活時，它會抑制“待辦事項”等干擾信號，維持注意力穩(wěn)定；而元認知層像“監(jiān)控攝像頭”，一旦檢測到注意力偏離，立即觸發(fā)重定向機制。

圖 1. 思維種子的層次框架。

新手 vs 專家：

為什么你總在冥想中“走神”？

通過模擬不同經(jīng)驗水平的冥想者，研究揭示了關(guān)鍵差異：專家的“呼吸專注”思維種子表現(xiàn)出更強的激活穩(wěn)定性，且元認知層能快速識別干擾，平均響應(yīng)時間少于8秒；而新手的思維種子網(wǎng)絡(luò)則頻繁被“疼痛不適”或“待辦事項”接管，導(dǎo)致長達20–30秒的思維游蕩，且元意識調(diào)控滯后。

這種差異源于神經(jīng)可塑性：長期冥想訓(xùn)練會強化前額葉-頂葉網(wǎng)絡(luò)的調(diào)控連接，并削弱默認模式網(wǎng)絡(luò)（Default Mode Network）的自發(fā)活動。模型還發(fā)現(xiàn)，專家通過“超然平靜”（equanimity）思維種子，將不適感轉(zhuǎn)化為非評判性觀察對象，而非干擾源——這一發(fā)現(xiàn)與fMRI研究中專家冥想者島葉-前扣帶回功能連接增強的現(xiàn)象一致。

圖 2. 研究中得到的經(jīng)驗冥想者和初學(xué)者的狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣。

從計算模型到臨床應(yīng)用：

打開認知調(diào)控的新窗口

該框架的創(chuàng)新之處在于動態(tài)耦合機制：

• 注意力精度像“聚光燈”，放大目標相關(guān)信號（如呼吸節(jié)奏）；

• 元意識則像“調(diào)光器”，通過預(yù)測誤差最小化，平衡信息探索（epistemic affordance）與目標達成（pragmatic affordance）。

研究團隊進一步提出，此模型可擴展至開放性監(jiān)控（Open Monitoring）和非二元覺知（Non-Dual Awareness）等高階冥想形式，甚至用于解釋創(chuàng)造力或情緒障礙中的認知動態(tài)。例如，在ADHD患者中，元認知層對“思維種子”競爭的調(diào)控失效，可能導(dǎo)致注意力過度分散。

圖 3. 經(jīng)驗者和初學(xué)者冥想過程中的思想種子交互網(wǎng)絡(luò)。

未來展望：

從禪修到臨床的認知革命

該框架的潛力遠超冥想研究。在臨床上，未來可以用于注意力缺陷多動癥等疾病的干預(yù)設(shè)計，通過強化「元認知-目標種子」通路改善執(zhí)行功能；在意識理論領(lǐng)域，為全局工作空間理論提供具身化解釋，揭示意識統(tǒng)一性如何從多尺度動力學(xué)中涌現(xiàn)；未來還可根據(jù)實時腦電信號調(diào)整模型參數(shù)，為使用者提供動態(tài)反饋的個性化冥想輔助；借鑒元認知層的調(diào)控邏輯，開發(fā)更高效的類腦AI注意力模型。

「思維種子」框架正以計算科學(xué)的語言，重新詮釋古老的心性修煉之謎。

彭晨| 編譯

關(guān)于集智俱樂部

集智俱樂部成立于 2003 年，是一個從事學(xué)術(shù)研究、享受科學(xué)樂趣的探索者的團體，也是國內(nèi)最早的研究人工智能、復(fù)雜系統(tǒng)的科學(xué)社區(qū)。它倡導(dǎo)以平等開放的態(tài)度、科學(xué)實證的精神，進行跨學(xué)科的研究與交流，力圖搭建一個中國的 “ 沒有圍墻的研究所 ”。集智科學(xué)研究中心（民間非盈利企業(yè)）是集智俱樂部的運營主體，長期運營社區(qū)生態(tài)，催化理論創(chuàng)新。使命：營造跨學(xué)科探索小生境，催化復(fù)雜性科學(xué)新理論。

整合信息論讀書會

為什么我們在清醒時有意識，而在無夢的睡眠中意識水平大大降低？為什么我們的意識由大腦的某些部分產(chǎn)生，而非其他部分？為什么大腦的特定部分與視覺和聽覺等意識體驗密切相關(guān)？這些具體的問題本質(zhì)上涉及到，理解決定一個系統(tǒng)產(chǎn)生意識體驗的條件，以及理解決定一個系統(tǒng)具有何種意識的條件。整合信息論（IIT）試圖用幾何學(xué)一般的公理體系來解釋意識是什么，意識如何測量。根據(jù)該理論，意識對應(yīng)于一個系統(tǒng)整合信息的能力。

為了深入探索意識奧秘，系統(tǒng)梳理整合信息論的理論體系，北京師范大學(xué)系統(tǒng)科學(xué)學(xué)院教授、集智俱樂部創(chuàng)始人張江領(lǐng)銜發(fā)起，組織對本話題感興趣的朋友，深入研讀相關(guān)文獻，激發(fā)科研靈感。讀書會分為以下幾個部分：整合信息論綜述，基礎(chǔ)理論框架，近似計算方法，在神經(jīng)科學(xué)中的應(yīng)用，在復(fù)雜系統(tǒng)中的拓展應(yīng)用，Φ與系統(tǒng)臨界態(tài)，以及機器意識。2024年9月28日開始，每周六上午9:00-11:00進行，持續(xù)時間預(yù)計 10 周，歡迎感興趣的朋友報名參與！

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