先说关系，意识与大脑活动之间是映射关系。

意识与大脑活动（脑电运行）之间不体现直接的转化关系，也就是说，在大脑活动里去寻找意识是找不到的，不管你设备多么先进，技术多么发达。这一点和在大脑里去寻找记忆一样，你是根本找不到的。原因是记忆在大脑里留下的是记忆的印迹，而不是记忆本身。而印迹和记忆之间是一事两面，或者说是两回事。它们之间，通过印迹可以找到映射关系，即某种印迹（体现为神经元网络的连接状态）对应于某个记忆。注意：不是在印迹里藏着某个记忆，而是说它们之间是映射关系，不存在物质上的转化关系。你可以通过已有的印迹来再现记忆，但不能妄图通过印迹来找找找到记忆。因为印迹是一种物质存在，而记忆则是虚（非物资）的存在，它们之间没有转化关系，不能转化。

这么说可能不太好理解，举个例子。你看到一朵玫瑰花，那么这朵玫瑰花就会在你的大脑中形成记忆，并产生记忆印迹。但是你不能从这个印迹里找到玫瑰花的图像，你也不要去想象这些印迹通过什么样的排列组合才能在大脑中构成一朵玫瑰花，因为印迹（实际上是一个“修改”后的网络状态）与玫瑰花之间没有直观的联系，或者说没有直接的关系。用个比喻来说，就好比下雨时雨水在地面上冲出了一些沟槽，经过太阳一晒，沟槽里的水蒸发了，那么地面上就只有沟槽，没有水。这沟槽就是雨水留下的印迹。现在你想从沟槽里找到水，或者通过沟槽看出水具体是什么东西，很显然，办不到。因为沟槽里根本就没有水。不管你怎么努力，你也不可能在这个沟槽里找到水或者看出水到底是什么。这个水就好比是记忆，而这沟槽就是印迹，它们之间根本就不是一码事。纵观记忆的研究历程，有太多的科学家都是想方设法从沟槽里去找水，琢磨着沟槽怎么能够形成水，结果可想而知。

虽然不能通过印迹找到记忆，但是，通过印迹，可以再现（提取）记忆，再现玫瑰花图像，以及再现玫瑰花的香味等。因此你得惊叹大脑的神奇。具体记忆是怎么通过印迹（即对应的神经网络）实现再现的，简单描述一下：它是通过神经网络再现一种场，这个场由网络内的电流形成。只要记忆印迹（神经网络）不变，网络里运行的电流不变，再现出来的就是这个印迹对应的场，也就是我们所说的记忆（详细阐释见主页文章“大脑是怎么储存记忆的，记忆到底存储在哪里”或者知乎.主页“脑与电100个秘密”有更透彻的阐释

https://zhuanlan.zhihu.com/p/677119858?utm_psn=1774485213915484160 ）。记忆的外显形式是脑电波，可以测量。如果你想知道测量出来的脑电波是什么记忆，需要通过解码实现。

关于解码，啰嗦一下。很多人对解码有误解，认为解码就是解大脑编的码，解大脑里面的神经元编的码。说明一下，通过脑电波解的可不是大脑里面的编码，解的是大脑通过电流运行表现出来的一种场的状态。举个例子，你把铁块烧红了，放到一边，用相应的检测设备测量这块铁辐射波的变化，同时做好温度记录，并把温度记录与辐射波建立对应关系，形成模板。以后，你只要测量铁的辐射波就可以解码出铁的实时温度，这也叫解码，原理跟解码脑电波是一样的。同理，通过辐射波，你还可以解码出铁温度变化中的颜色、硬度以及其他物理属性，这都叫解码。那么你说说，铁块里面是什么在编码？

可见，从印迹到记忆，需要经过电流运行，使记忆再现（即再现场），再通过读取场信息（脑电波），解码，才可以获得记忆内容。所以，印迹与记忆之间，没有直接的关系，是一种间接的关系。因此记忆不同于印迹，也不在印迹里面，而是基于印迹的大脑活动的映射。

接下来的问题：大脑是如何映射意识的？意识是什么？

对于意识，学界并没有统一的定义。其实有没有定义没有关系，只要把意识产生的现象或过程从本质上揭示清楚就够了，毕竟现象是真实的，客观的，比定义更可靠。为了阐明这个问题，这里先把意识产生的现象或过程描述一下（如果发现不够全面，可以补充，但不影响内容）：

意识的产生一方面表现为机体受到刺激（包括机体所有感受器接受到的刺激，如视觉、听觉、嗅觉、味觉、温度觉、痛觉等）时,对与刺激有关的记忆的提取过程，表现为能够识别或不能够识别的状态；另一方面也表现为对刺激（包括未知事物）的思想状态，比如体现出疑惑、探索、思维等心理现象，都可以视为是意识的表现。

那么问题来了，这种意识的现象或过程大脑是如何做到的？大脑又是如何映射出具体的意识呢？

为了说明这个问题，我们需要理解条件反射现象。心理学上把条件反射分为经典条件反射和操作性条件反射，这里简化来说，从神经科学角度，简单概括描述一下条件反射。通常说的条件反射可以简单理解为在刺激作用下，机体所产生的一种响应状态，可以表现为肢体动作，也可以表现为语言动作，或来自自主神经系统（内脏系统）的动作形式。比如人们熟知的膝跳反射（一条腿悬空，用小锤敲击关键位置，引起的弹腿反应）；手被烫时产生的缩手反应；走到十字路口，看见红灯停下；巴甫洛夫实验中狗闻到食物香味流口水等等都是条件反射。为了阐明意识，在这些条件反射中，我们需要重点认识一个细节：就是在条件反射中，既存在单一的动作方式，也存在组合式的动作方式。详细解释一下。

单一的动作方式：比如膝跳反射和手被烫时产生的缩手反射。这种刺激引起的动作是一种最简单直接的动作方式，动作单一。

组合式的动作方式：举例说明。楼道的声控灯想必都有经历，就是在楼道光线很暗的情况下，跺一下脚或拍一下手，或发出声音，灯就亮的那种。不知你习惯于哪一种方式启动，哪一种方式都一样。其原理是通过振动触发感应开关（也叫传感器）接通电路。假如你习惯于跺脚，那么当你走到楼道，当楼道光线暗的时候，你就会不假思索地跺一下脚来触发灯亮。久而久之，不光在楼道，你走在马路上，或者走在其他的场所，遇到光线突然变暗，你也会习惯性的跺一下脚。这一过程是由视觉产生的肢体条件反射。当然，如果你习惯于其他动作，也一样。

那么这个跺脚的动作，就不是一个单一的动作，它是由几个动作组合起来的一个连续动作过程。把这个动作按照时间顺序进行拆分，它就可以分成以下几个组成部分：1、抬起脚跟，2、抬腿，3、腿下降，4、收脚跟（以个人习惯，动作可能存在差别）。这么一分，你就会发现，它是由这4个动作衔接起来组成的一个完整的反射动作。这种由不同动作按照时间顺序组合起来的一个完整的反射过程，我们把它称作动作串，简称“串”。这里需要说明一下，如果单纯从表面的现象来理解串，你很难认识到它的意义所在，所以我们还需要做深层地理解，理解机体是怎么实现这个串的。

有人可能会问，这么分有什么意义吗？当然有，这么划分是为了便于通过神经网络对条件反射做出本质或机理上的解释，进而解释意识。

现在我们需要弄清楚：对于由大脑控制的复杂神经系统，“串”是怎么实现的？

我们知道神经元是依靠突起（可以简单理解为凸出神经元胞体的纤维或“电线”）连接成神经网络的，我们的大脑就是基于这样的神经网络实现对机体调节控制的。这个网络可以实现一端输入，另一端输出（实际上输入与输出路径是非常多的，各种感受器都可以看做输入，各种与肌细胞和其他动作细胞相连的下行通路都可以看做输出，这里是简化来说的）。用到点电学知识。对于一种输入状态，如果要实现输出改变，只要改变原有的输入状态，或者在网络中施以外加电流就可以了（本质上是对这个系统施加了能量），从而改变网络中电流的流动方向/方式，以影响到输出结果，导致网络的输出电流在不同的输出纤维之间发生变换，作用于不同的肌细胞（动作细胞），从而实现不同动作的转换需要（注：动作是由神经元传导的电流作用于肌细胞，使其收缩牵拉骨骼运动形成）。基于网络中这种电流的传导、变化特性，对于任何一个起始动作，都可以通过对系统的输入（电流）改变来变换动作，以形成各种不同的连续动作，从而完成一个反射动作串。（当然，这种动作是基于练习形成的，形成原理是通过练习可以获得突触连接/修剪，形成记忆印迹网络。进一步的认识，参见主页文章“动作记忆”）。

一个关键的问题来了，这种动作串体现的是肢体动作，跟意识有啥关系？接下来阐释它跟意识的关系。

我们已经理解了动作串，那么我们应该知道，语言也是由动作产生的，你说的每一句话都是由动作来完成的。比如，“我正在看文章”这几个字，就是一个口腔部位的运动形成的语言动作串。而语言动作产生原理与肢体动作原理是完全一样的，都是大脑控制下的动作串，区别在于一个是肢体部位、一个是口腔部位。我们的意识则主要跟语言动作有关。

接着说，巴甫洛夫的经典条件反射想必都不陌生，如下图。

条件反射实验中，通过喂食可以引起狗的唾液分泌，但在喂食之前或在喂食同时给予灯光刺激，以此对狗进行反复多次刺激时，他发现与食物无关的灯光也可以引起唾液分泌。如果把灯光换成铃声、敲击声等其他声音，也能起到同样的效果，这就是巴甫洛夫经典条件反射。

原话引用：“假如在食物对于动物起作用的同时有任何无关的动因多次共同呈现，那么，后者便也会引起食物反应。同样情形也发生在机体的其余活动中，如防御活动、生殖活动，等等。”（参考文献1第123页）。深层原因是唾液分泌、防御、生殖活动等都是通过动作细胞产生作用，本质上都是动作，都是由能量转化而来，只不过能量的转化形式不同，唾液分泌是电能转化为化学能，防御、生殖活动是电能转化为机械能。

后来的研究发现，人类语言学习也遵循这个规律：语言动作和刺激先后或同时发生，通过刺激可以提取语言动作，反过来也成立。举个例子，在你眼前呈现一张陌生人的照片，照片上注明这个人的名字，那么你一边看着照片，一边念着这个人的名字，这么重复几次之后，就能形成对这个照片的条件反射。当你看到这个人的照片时，你就可以反射性的说出这个人的名字。反过来，当你说出这个名字时，你脑中便可呈现出这个人的印象。换做其他类型的刺激，同样成立。事实上就是记忆的建立过程。

它的形成机理是来自不同路径的电流（视觉的和运动的）在网络中共同运行、相互作用的结果，本质上是场状态下突触修剪导致的网络连接改变后的新的印迹状态。（有关记忆形成机理见知乎.主页文章“视觉记忆”及“条件反射、思维”）。

这种记忆形成以后，当刺激出现时，即可实现记忆再现/提取，表现为识别或不能识别的状态，也就相当于人们说的意识状态或者意识、有意识还是没意识。即前文描述的意识的现象之一：“一方面表现为机体受到刺激时,对与刺激有关的记忆的提取过程，表现为能够识别或不能够识别的状态”。

可见意识是基于记忆实现的，是刺激引发的记忆提取过程。所以，意识与记忆一样，也是大脑活动的映射。

意识的另一个现象就是前面描述的“另一方面也表现为对刺激（包括未知事物）的思想状态，比如体现出疑惑、探索、思维等心理现象。”这个就比较好解释了，对于不认识的事物的刺激，只要不是傻子，愿意保持认知、好奇、探索、喜欢等状态，就会体现出一种意识现象。本质上是另一种状态的记忆提取并伴随新的记忆建立的过程。

参考文献：

1、条件反射. [俄] 巴甫洛夫 著. 北京大学出版社.2010年

2、生物电磁学. 庞小峰 编著. 国防工业出版社（北京）. 2008年