5.5神經湧現
最近的工作已經提供的詳細的證據表明：湧現屬性對於大腦本身的運作是基本的。如果我們熟悉大腦解剖的細節，這一點也就不足為奇了。事實上，自謝林頓（Sherrington）和巴甫洛夫（Pavlov）以來，理解全局分布屬性就一直是神經科學追求的一個難以企及的目標。造成這些困難的原因既有技術上的也有概念上的。存在技術上的困難是因為要搞清楚分布在大腦中的無數神經元同時在做些什麼是極不容易的。直到最近才有一些方法收到了成效。但也有概念上的困難，這是因為在60年代和70年代神經科學家強烈偏好於用認知主義眼光打量大腦。因此，比起將大腦描述為一個湧現網絡來說，將其描述為馮·諾伊曼計算機的這樣一個信息加工的隱喻則更有聲勢。
然而，信息加工隱喻的用處是有限的。例如，盡管視皮層神經元確實對視覺刺激的具體特征有獨特的反應，但是這些反應僅僅出現在內部及外部環境都高度簡化了的被施以麻醉的動物身上。當動物被置於更正常的感官環境並且處在清醒和活動的狀態中時，越發清楚的是：已經模式化的神經反應變得對環境高度敏感。比如，身體的傾斜或聽覺刺激都會造成不同的效果。另外，神經反應的特征直接依賴於位置遠離其接受領域的神經元。
在保持同一感覺刺激時，即使姿勢的一個變化也會改變基礎視皮層的神經反應，這就證明了即使看似遙遠的運動中樞與感覺中樞也會發生共振。對具有這種構造的係統進行符號的、逐階段的描述似乎並不合適。
因此，對神經科學家而言，日益明顯的一點是，我們需要將神經元作為巨型神經元集合的一分子來研究。通過神經元的協作互動，這些巨型集合經常消失又出現，其中每個神經元都根據它們的環境而有多種的、變動的反應。這種大腦構造的一個原則就是，如果區域（神經核、神經層）A與B聯結，那麼B反向與A聯結。這種互惠性（reciprocity）規則隻有兩三個小的例外。因此，大腦是一個高度協作的係統：組分間密集的相互聯結意味著所發生的一切最終都是所有組分協作行動的一個功能。
這種協作性既局部發生也全局發生：它在大腦子係統以及這些子係統相互聯結的層次上發揮作用。根據細胞和區域的種類，大腦可以分成不同的區域，比如丘腦、海馬體、皮層腦回（cortical gyri），等等。這些分區由複雜的細胞網絡組成，但是它們彼此之間也以一種網絡形式相互聯係。結果，整個係統以一種複雜的模式達到了內在協調，即使我們無法確切地說出這一切是如何發生的。例如，如果有人人為地調整網狀係統（reticular system），生物體在行為上會出現從清醒到睡眠的變化。然而，這種變化並不意味著網狀係統是清醒（wakefulness）的控製器。確切地說，那個係統是大腦中允許產生特定的內在一致的結構形式。但是當這些協調產生的時候，它們並不隻是由於任何特定的係統。對於特定的協調狀態，比如清醒和睡眠，網狀係統是必要的，但並不充分。睡眠或清醒的是動物而不是網狀神經元。事實上，存在許多研究這種神經湧現的解析層次，範圍從細胞屬性層次到整個大腦區域層次，每個層次都要求不同的方法論。
考慮一下視知覺的外圍階段所發生的情況。視神經將眼睛與丘腦中的側膝體（LGN）的區域聯結起來，並且將側膝體與視皮層聯結起來。標準的信息加工描述（在教科書以及流行的解釋中仍然能夠看到）認為信息通過眼睛進入並連續地通過丘腦被傳送到皮層，在此，信息獲得進一步加工。但是如果更仔細地審視整個係統被組織起來的方式，我們幾乎找不到支持這種連續性的論證。明顯的是，側膝體接收的80%的信息不是來自視網膜而是來自大腦其他區域的密集聯結點。另外，我們可以看到從皮層到側膝體的神經纖維數量多於相反方向的。認為視覺通路構成了一個連續處理器似乎是完全武斷的；我們能夠很容易地看到相反方向上的連續移動。
因此即使在視覺係統的最外圍終端，大腦所接收的來自眼睛的信息也會遭遇來自皮層的更多的神經活動。在這兩種神經活動集合相遇的時刻就會湧現新的一致構形，而這取決於共振的種類或感覺活動與初級皮層內部狀況（setting）間的主動的（active）匹配-失配。然而，初級視皮層隻不過是LGN層次上這個特定的局部神經回路的合作者之一。其他合作者，比如網狀結構，來自上丘（superior colliculus）的纖維，或控製眼球運動神經元的推測放電（corollary discharge），都起著同樣積極的作用。這樣，整個係統的行為就更像雞尾酒會上的談話，而不是一個命令串。