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朱欽士，四川省成都市人。1968年畢業(yè)于北京大學(xué)生物學(xué)系生物化學(xué)專業(yè)。1984年獲得荷蘭阿姆斯特丹大學(xué)生物化學(xué)博士學(xué)位。1984年至1986年在中國科學(xué)院生物物理研究所酶學(xué)和生物能學(xué)實驗室工作，同時任碩士研究生導(dǎo)師。1986年到美國西弗吉尼亞大學(xué)醫(yī)學(xué)院生物化學(xué)系做博士后研究。1987年到1991年在洛杉磯兒童醫(yī)院從事基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究。1991年至2009年在美國南加州大學(xué)從事研究工作。退休前為南加州大學(xué)醫(yī)學(xué)院生物化學(xué)和分子生物學(xué)系副教授。
研究領(lǐng)域包括生物能，酶的結(jié)構(gòu)和功能，蛋白質(zhì)的合成與轉(zhuǎn)運，癌癥與染色體，神經(jīng)遞質(zhì)，基因表達的調(diào)控機制，以及肝臟解毒系統(tǒng)。
線蟲的意識
朱欽士
2016年08月18日
人類無疑是有意識、有智力的動物。我們能夠感覺到周圍的世界，并且能夠?qū)Ω杏X到的信息進行思考、推理，并且做出決定。我們能夠設(shè)計、制造、和使用工具，能夠用復(fù)雜的語言文字系統(tǒng)來傳遞和儲存信息，對我們由以產(chǎn)生的世界進行不斷深入的研究，還能夠創(chuàng)造和欣賞音樂、繪畫、雕塑等藝術(shù)形式。
問題是，意識是人類所特有的，還是其他動物也有意識？意識是從什么動物開始出現(xiàn)的？它的意義是什么？科學(xué)研究表明，感覺和意識是隨著神經(jīng)系統(tǒng)的出現(xiàn)而出現(xiàn)的，所以只為有神經(jīng)系統(tǒng)的動物所擁有，而且凡是擁有神經(jīng)系統(tǒng)的動物，包括低等動物線蟲，都有感覺和意識。而智力，即分析處理感覺到的信息的能力，是在感覺和意識的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，
線蟲（Caenorhabditis elegans）是非常簡單的兩側(cè)對稱動物，長約1 mm，身體呈梭形，有頭有尾。成蟲只有959個細胞，其中302個為神經(jīng)細胞。多數(shù)神經(jīng)細胞聚集于頭部，形成線蟲的腦。就是這樣簡單的動物，卻能夠有感覺。
線蟲生活在土壤中，以細菌為食，能夠被細菌產(chǎn)生的可溶性化學(xué)物質(zhì)所吸引，例如銨離子，生物素（biotin）、賴氨酸、血清素（serotonin）、環(huán)腺苷酸（cAMP）等。細菌分泌到細胞外，用于感知細菌濃度的?；呓z氨酸內(nèi)脂（Acylated homoserine lactone，簡稱AHSL）也能夠吸引線蟲，因為AHSL濃度高的地方也往往意味著有高濃度的細菌。聯(lián)乙酰（diacetyl，兩個乙?；鶎拥漠a(chǎn)物），有強烈的奶油味，也是線蟲“喜歡”的味道。另外一些物質(zhì)，例如喹啉（quinine，對人是苦味）、二價銅離子（對生物有毒）、乙酸（能夠釋放氫離子）等，則能夠使線蟲有回避反應(yīng)。
雖然線蟲能夠為聯(lián)乙酰所吸引，但是如果給線蟲聯(lián)乙酰的同時也給它會回避的乙酸，多次這樣做以后，線蟲就會在沒有乙酸的情況下也回避聯(lián)乙酰，說明線蟲“學(xué)會”了把聯(lián)乙酰和乙酸聯(lián)系起來，遇到聯(lián)乙酰就會“預(yù)期”到乙酸會出現(xiàn)，因而對聯(lián)乙酰加以回避，即把原來吸引它的東西變成它要回避的東西。同樣，如果把對線蟲有吸引力的AHSL和對線蟲有毒的細菌混在一起，以后線蟲就會避開AHSL，即使已經(jīng)沒有有毒的細菌存在。這是嚴格意義上的巴甫洛夫（Ivan Bavlov，1849-1936，俄國科學(xué)家）“條件反射”（conditioning），或者叫做“相關(guān)性學(xué)習(xí)”（associate learning），是典型的學(xué)習(xí)行為。
這些結(jié)果表明，線蟲能夠區(qū)分它所遇到的分子，分別做出趨向和回避這兩種不同的的反應(yīng)。更重要的是，線蟲能夠進行相關(guān)性學(xué)習(xí)。如果原來有吸引力的分子和它要回避的分子之間有關(guān)聯(lián)（同時出現(xiàn)）的話，線蟲就會把原來有吸引力的分子變?yōu)橐乇艿姆肿樱夷軌蛴涀∷?。線蟲發(fā)展出這個機制，一定有其原因，最大的可能性是因為線蟲已經(jīng)有了原始的感覺。有吸引力的分子帶來的是“愉快”，或者“舒服”的感覺，而要回避的分子可能帶來的是“不愉快”，或者“不舒服”的感覺。
在高等動物中，舒服還是不舒服的感覺與神經(jīng)遞質(zhì)多巴胺（dopamin）有關(guān)，情緒高低與血清素（serotonin）有關(guān)，而線蟲的神經(jīng)細胞就分泌多巴胺和血清素，具備了和高等動物與舒服感覺有關(guān)的同樣的神經(jīng)遞質(zhì)，而且在線蟲遇到食物時體內(nèi)的血清素濃度增高，爬向食物時速度加快，說明食物也許能夠引起線蟲“興奮”的感覺。
線蟲有感覺的再一個證據(jù)是線蟲看來能夠感覺到“痛”。用波長685 nm的激光加熱線蟲的頭部，頭部會立即縮回。加熱正在爬行的線蟲的尾部，線蟲會加快爬行的速度，以盡快脫離激光照射的區(qū)域。顯然激光加熱帶給線蟲的是一種不愉快的感覺，所以線蟲要立即躲避。在脊椎動物中，痛覺主要是通過TRPV離子通道感受的，而阿片樣受體（opioid receptor）與緩解疼痛的程度有關(guān)。線蟲既有TRPV離子通道，也有阿片樣受體，這些事實也支持線蟲有痛覺的想法。
最能證明線蟲有感覺的證據(jù)是線蟲對毒品也有偏好。如果用鹽（醋酸鈉或者氯化銨）的味道和可卡因（cocaine）或者冰毒（甲基苯丙胺，methamphetamine）來進行條件反射實驗，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)與這些毒品相聯(lián)系的鹽，無論是醋酸鈉還是氯化銨，都能夠使線蟲對鹽的味道產(chǎn)生趨向反應(yīng)，即尋找有這些味道的地方，以獲得毒品。在哺乳動物中，毒品作用于動物神經(jīng)系統(tǒng)中的回報系統(tǒng)，在沒有外界良性刺激（例如食物與性）時直接產(chǎn)生愉悅的感覺，這種感覺是通過神經(jīng)遞質(zhì)多巴胺來實現(xiàn)的。如果敲除線蟲合成多巴胺的基因，線蟲就不再對毒品感興趣?？煽ㄒ蚝捅静⒉皇鞘称?，沒有營養(yǎng)價值，線蟲喜好它們，最大的可能性是毒品能在線蟲身上也能產(chǎn)生“舒服”的感覺。
有趣的是，線蟲像高等動物那樣，也會“睡覺”，特別是在飽食之后。在睡覺期間，線蟲停止活動，但是能夠被外部刺激迅速“喚醒”，重新進入活動狀態(tài)。線蟲睡前活動的時間越長，隨后睡眠的時間也會越長，而且如果在線蟲睡眠時通過刺激人為地讓它醒來，以后這個線蟲就越來越難被喚醒，即被喚醒的閾值越來越高。這些特征都和高等動物越疲倦睡眠時間越長，睡眠越是被中斷，以后就越不容易被喚醒的情形相似，這說明線蟲也有清醒狀態(tài)和睡眠狀態(tài)，而且控制機制也很可能與高等動物相似。
不僅如此，線蟲還能夠被麻醉。一些能夠使高等動物麻醉，喪失意識的藥物，例如氯仿（chloroform）和異氟烷（isoflurane）能夠使得線蟲停止活動，而除去麻醉劑后線蟲又重新恢復(fù)活動。麻醉劑也能夠減輕傷害性刺激（例如缺氧、疊氮化合物以及高溫）對線蟲的影響。
所有這些事實都說明，線蟲很可能已經(jīng)具有感覺。而動物能夠進行感覺的狀態(tài)就是處于“清醒狀態(tài)”，或者說有意識的狀態(tài)，而喪失感覺的狀態(tài)就是無意識狀態(tài)，包括深度睡眠、昏迷、麻醉和死亡。線蟲有感覺，有清醒狀態(tài)和睡眠狀態(tài)，能夠被麻醉，因此線蟲是有意識的。
僅有302個神經(jīng)細胞的線蟲就能夠產(chǎn)生感覺和意識，這是動物進化過程中一個意義極其重大的發(fā)展。生物，包括最原始的單細胞原核生物，都能感知外界環(huán)境的變化并且做出反應(yīng)，例如細菌能夠向營養(yǎng)物質(zhì)豐富的地方游動，所有的生物都能夠根據(jù)太陽光照射的晝夜節(jié)律相應(yīng)地調(diào)節(jié)自己的生理活動，即都擁有自己的生物鐘。但是這些感知手段都不需要神經(jīng)系統(tǒng)，也不產(chǎn)生感覺，反應(yīng)也是程序性的。在這個意義上，生物無感覺的感知和反應(yīng)與機器的感知和反應(yīng)并沒有本質(zhì)的區(qū)別。例如電冰箱里面就有感知溫度的傳感器，冰箱里面的溫度高到一定程度就會啟動制冷的壓縮機?？茖W(xué)家也在設(shè)計生產(chǎn)有“觸覺”的機器人，但那只是把接觸產(chǎn)生的壓力轉(zhuǎn)換成為電信號，使機器人做出反應(yīng)而已，并不是真正的觸覺。機器人只能感知，但是沒有感覺，一切都按照人設(shè)計的程序進行。
線蟲中感覺的出現(xiàn)，使得動物第一次對外界的刺激有了“主觀”的感知，把外界的信息變?yōu)楦杏X。不僅如此，既然是主觀的感知，感覺還可以是“舒服”的還是“不舒服”的?！笆娣焙汀安皇娣钡膮^(qū)分又會導(dǎo)致情緒（emotion），即帶有感情色彩的感覺。舒服的感覺會導(dǎo)致高興的情緒，鼓勵動物進一步去做與此相關(guān)的事情；難受的感覺則會導(dǎo)致抑郁、悲傷、甚至憤怒，對抗反應(yīng)會更加努力和強烈，即增加動物做出相應(yīng)反應(yīng)的“動力”，這對動物的生存更加有利。早在1872年，達爾文就在一篇題為《人和動物情緒的表達》（The expression of emotion in man and animals）一文中說，所有的動物都需要情緒，因為情緒增加動物生存的機會。情緒驅(qū)動的反應(yīng)也是動物“主動性”和“目的性”行為的萌芽，從此開啟了智能型反應(yīng)的發(fā)展歷程。而在程序性的反應(yīng)中，外界刺激是不被分類的，無論是有益的刺激還是有害的刺激，生物只是以固定的模式進行反應(yīng)，不帶“感情色彩”。
感覺是意識的基礎(chǔ)。判斷一個人是否有意識的一個標(biāo)準，就是看他（她）能不能去感覺。如果線蟲有感覺，就是有了最初的意識。線蟲有了感覺，也就有了“自我”，因為是“我”去感覺，不是任何其它線蟲個體去感覺，也不能和其它線蟲個體分享。由此做出的反應(yīng)也是為了感覺者自己的利益，而不是其它線蟲個體的利益。
把感覺存儲下來，形成記憶，也是形成“自我”的過程。在某種意義上，每個自我在內(nèi)容上都是過去所有記憶的總和，是這些記憶把一個人與另一個人區(qū)別開來。同卵雙胞胎雖然有相同的DNA序列，但是他們的經(jīng)歷所留下的記憶不同，使他們成為不同的人。即使是兩個線蟲有相同的DNA序列（例如是克隆的產(chǎn)物），能夠記住乙酸因而能夠主動加以避免的線蟲和沒有接觸過乙酸的線蟲也是不同的個體，在與乙酸有關(guān)的行為上也會有所不同。
所以即使在線蟲這樣只有302個神經(jīng)細胞的動物身上，就已經(jīng)出現(xiàn)了能夠產(chǎn)生“舒服”和“不舒服”感覺的系統(tǒng)并能夠加以記憶。線蟲也可以像哺乳動物一樣，通過毒品來“人為”地產(chǎn)生愉悅的感覺，所使用的神經(jīng)遞質(zhì)也和哺乳動物相同。線蟲也能夠被麻醉。因此，感覺和意識的產(chǎn)生，并不如原來想象的那樣，需要大量的神經(jīng)細胞和復(fù)雜的腦結(jié)構(gòu)，而是從神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)展的初期就出現(xiàn)了。后來的思維和智力，只不過是在這個基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。線蟲的例子說明，形成感覺所需要的神經(jīng)細胞（在線蟲中是302個）和它們之間連接的回路（在線蟲中總共有5000多個）并不是那么多。這么少的神經(jīng)細胞和它們之間的連接就能夠產(chǎn)生感覺和意識，是令人驚異的。
線蟲感覺和意識的出現(xiàn)，其意義不亞于生命的形成。地球上生物的進化過程中，有兩個意義最為重大的發(fā)展。一是從無生命的物質(zhì)產(chǎn)生有生命的物質(zhì)，這是非常難的一步，地球上后來所有生物，包括原核生物和真核生物（真菌、植物和動物），只是最初那個生命形式的發(fā)展，所以即使是地球上最高級的生命形式——人類，細胞的基本結(jié)構(gòu)和運作方式也和最原始的生命基本相同。二是從有生命，但無感覺的物質(zhì)產(chǎn)生有生命，也有感覺的物質(zhì)，從此地球上就有了有意識的生物，并且在此基礎(chǔ)上發(fā)展出智力。雖然人類具有高度發(fā)達的意識和智力，但是意識和智力所涉及的基本分子仍然和低等動物一脈相承，如感覺神經(jīng)細胞釋放的神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酸鹽、AMPA型離子通道、TRPV離子通道、多巴胺、血清素，甚至阿片樣受體，在線蟲身上就已經(jīng)出現(xiàn)了，人類只是繼續(xù)使用并且擴大其功能而已。
雖然這兩個過發(fā)展都意義重大，但是感覺產(chǎn)生的意義更加重大，因為這才使得除了物質(zhì)活動以外，還產(chǎn)生了精神活動，人類才能夠擁有高度發(fā)達的智力去主動思考和研究這個產(chǎn)生我們的世界。沒有感覺和意識，生命只不過是由信息傳遞鏈調(diào)節(jié)控制的自我維持和繁殖的系統(tǒng)，一切按照DNA中攜帶的信息程序性地進行活動和對外界做出反應(yīng)。雖然植物也可以多種多樣，也可以開花結(jié)果，萬紫千紅，但是如果沒有感覺和意識，這一切美景誰來欣賞？
問題是，意識是人類所特有的，還是其他動物也有意識？意識是從什么動物開始出現(xiàn)的？它的意義是什么？科學(xué)研究表明，感覺和意識是隨著神經(jīng)系統(tǒng)的出現(xiàn)而出現(xiàn)的，所以只為有神經(jīng)系統(tǒng)的動物所擁有，而且凡是擁有神經(jīng)系統(tǒng)的動物，包括低等動物線蟲，都有感覺和意識。而智力，即分析處理感覺到的信息的能力，是在感覺和意識的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，
線蟲（Caenorhabditis elegans）是非常簡單的兩側(cè)對稱動物，長約1 mm，身體呈梭形，有頭有尾。成蟲只有959個細胞，其中302個為神經(jīng)細胞。多數(shù)神經(jīng)細胞聚集于頭部，形成線蟲的腦。就是這樣簡單的動物，卻能夠有感覺。
線蟲生活在土壤中，以細菌為食，能夠被細菌產(chǎn)生的可溶性化學(xué)物質(zhì)所吸引，例如銨離子，生物素（biotin）、賴氨酸、血清素（serotonin）、環(huán)腺苷酸（cAMP）等。細菌分泌到細胞外，用于感知細菌濃度的?；呓z氨酸內(nèi)脂（Acylated homoserine lactone，簡稱AHSL）也能夠吸引線蟲，因為AHSL濃度高的地方也往往意味著有高濃度的細菌。聯(lián)乙酰（diacetyl，兩個乙?；鶎拥漠a(chǎn)物），有強烈的奶油味，也是線蟲“喜歡”的味道。另外一些物質(zhì)，例如喹啉（quinine，對人是苦味）、二價銅離子（對生物有毒）、乙酸（能夠釋放氫離子）等，則能夠使線蟲有回避反應(yīng)。
雖然線蟲能夠為聯(lián)乙酰所吸引，但是如果給線蟲聯(lián)乙酰的同時也給它會回避的乙酸，多次這樣做以后，線蟲就會在沒有乙酸的情況下也回避聯(lián)乙酰，說明線蟲“學(xué)會”了把聯(lián)乙酰和乙酸聯(lián)系起來，遇到聯(lián)乙酰就會“預(yù)期”到乙酸會出現(xiàn)，因而對聯(lián)乙酰加以回避，即把原來吸引它的東西變成它要回避的東西。同樣，如果把對線蟲有吸引力的AHSL和對線蟲有毒的細菌混在一起，以后線蟲就會避開AHSL，即使已經(jīng)沒有有毒的細菌存在。這是嚴格意義上的巴甫洛夫（Ivan Bavlov，1849-1936，俄國科學(xué)家）“條件反射”（conditioning），或者叫做“相關(guān)性學(xué)習(xí)”（associate learning），是典型的學(xué)習(xí)行為。
這些結(jié)果表明，線蟲能夠區(qū)分它所遇到的分子，分別做出趨向和回避這兩種不同的的反應(yīng)。更重要的是，線蟲能夠進行相關(guān)性學(xué)習(xí)。如果原來有吸引力的分子和它要回避的分子之間有關(guān)聯(lián)（同時出現(xiàn)）的話，線蟲就會把原來有吸引力的分子變?yōu)橐乇艿姆肿樱夷軌蛴涀∷?。線蟲發(fā)展出這個機制，一定有其原因，最大的可能性是因為線蟲已經(jīng)有了原始的感覺。有吸引力的分子帶來的是“愉快”，或者“舒服”的感覺，而要回避的分子可能帶來的是“不愉快”，或者“不舒服”的感覺。
在高等動物中，舒服還是不舒服的感覺與神經(jīng)遞質(zhì)多巴胺（dopamin）有關(guān)，情緒高低與血清素（serotonin）有關(guān)，而線蟲的神經(jīng)細胞就分泌多巴胺和血清素，具備了和高等動物與舒服感覺有關(guān)的同樣的神經(jīng)遞質(zhì)，而且在線蟲遇到食物時體內(nèi)的血清素濃度增高，爬向食物時速度加快，說明食物也許能夠引起線蟲“興奮”的感覺。
線蟲有感覺的再一個證據(jù)是線蟲看來能夠感覺到“痛”。用波長685 nm的激光加熱線蟲的頭部，頭部會立即縮回。加熱正在爬行的線蟲的尾部，線蟲會加快爬行的速度，以盡快脫離激光照射的區(qū)域。顯然激光加熱帶給線蟲的是一種不愉快的感覺，所以線蟲要立即躲避。在脊椎動物中，痛覺主要是通過TRPV離子通道感受的，而阿片樣受體（opioid receptor）與緩解疼痛的程度有關(guān)。線蟲既有TRPV離子通道，也有阿片樣受體，這些事實也支持線蟲有痛覺的想法。
最能證明線蟲有感覺的證據(jù)是線蟲對毒品也有偏好。如果用鹽（醋酸鈉或者氯化銨）的味道和可卡因（cocaine）或者冰毒（甲基苯丙胺，methamphetamine）來進行條件反射實驗，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)與這些毒品相聯(lián)系的鹽，無論是醋酸鈉還是氯化銨，都能夠使線蟲對鹽的味道產(chǎn)生趨向反應(yīng)，即尋找有這些味道的地方，以獲得毒品。在哺乳動物中，毒品作用于動物神經(jīng)系統(tǒng)中的回報系統(tǒng)，在沒有外界良性刺激（例如食物與性）時直接產(chǎn)生愉悅的感覺，這種感覺是通過神經(jīng)遞質(zhì)多巴胺來實現(xiàn)的。如果敲除線蟲合成多巴胺的基因，線蟲就不再對毒品感興趣?？煽ㄒ蚝捅静⒉皇鞘称?，沒有營養(yǎng)價值，線蟲喜好它們，最大的可能性是毒品能在線蟲身上也能產(chǎn)生“舒服”的感覺。
有趣的是，線蟲像高等動物那樣，也會“睡覺”，特別是在飽食之后。在睡覺期間，線蟲停止活動，但是能夠被外部刺激迅速“喚醒”，重新進入活動狀態(tài)。線蟲睡前活動的時間越長，隨后睡眠的時間也會越長，而且如果在線蟲睡眠時通過刺激人為地讓它醒來，以后這個線蟲就越來越難被喚醒，即被喚醒的閾值越來越高。這些特征都和高等動物越疲倦睡眠時間越長，睡眠越是被中斷，以后就越不容易被喚醒的情形相似，這說明線蟲也有清醒狀態(tài)和睡眠狀態(tài)，而且控制機制也很可能與高等動物相似。
不僅如此，線蟲還能夠被麻醉。一些能夠使高等動物麻醉，喪失意識的藥物，例如氯仿（chloroform）和異氟烷（isoflurane）能夠使得線蟲停止活動，而除去麻醉劑后線蟲又重新恢復(fù)活動。麻醉劑也能夠減輕傷害性刺激（例如缺氧、疊氮化合物以及高溫）對線蟲的影響。
所有這些事實都說明，線蟲很可能已經(jīng)具有感覺。而動物能夠進行感覺的狀態(tài)就是處于“清醒狀態(tài)”，或者說有意識的狀態(tài)，而喪失感覺的狀態(tài)就是無意識狀態(tài)，包括深度睡眠、昏迷、麻醉和死亡。線蟲有感覺，有清醒狀態(tài)和睡眠狀態(tài)，能夠被麻醉，因此線蟲是有意識的。
僅有302個神經(jīng)細胞的線蟲就能夠產(chǎn)生感覺和意識，這是動物進化過程中一個意義極其重大的發(fā)展。生物，包括最原始的單細胞原核生物，都能感知外界環(huán)境的變化并且做出反應(yīng)，例如細菌能夠向營養(yǎng)物質(zhì)豐富的地方游動，所有的生物都能夠根據(jù)太陽光照射的晝夜節(jié)律相應(yīng)地調(diào)節(jié)自己的生理活動，即都擁有自己的生物鐘。但是這些感知手段都不需要神經(jīng)系統(tǒng)，也不產(chǎn)生感覺，反應(yīng)也是程序性的。在這個意義上，生物無感覺的感知和反應(yīng)與機器的感知和反應(yīng)并沒有本質(zhì)的區(qū)別。例如電冰箱里面就有感知溫度的傳感器，冰箱里面的溫度高到一定程度就會啟動制冷的壓縮機?？茖W(xué)家也在設(shè)計生產(chǎn)有“觸覺”的機器人，但那只是把接觸產(chǎn)生的壓力轉(zhuǎn)換成為電信號，使機器人做出反應(yīng)而已，并不是真正的觸覺。機器人只能感知，但是沒有感覺，一切都按照人設(shè)計的程序進行。
線蟲中感覺的出現(xiàn)，使得動物第一次對外界的刺激有了“主觀”的感知，把外界的信息變?yōu)楦杏X。不僅如此，既然是主觀的感知，感覺還可以是“舒服”的還是“不舒服”的?！笆娣焙汀安皇娣钡膮^(qū)分又會導(dǎo)致情緒（emotion），即帶有感情色彩的感覺。舒服的感覺會導(dǎo)致高興的情緒，鼓勵動物進一步去做與此相關(guān)的事情；難受的感覺則會導(dǎo)致抑郁、悲傷、甚至憤怒，對抗反應(yīng)會更加努力和強烈，即增加動物做出相應(yīng)反應(yīng)的“動力”，這對動物的生存更加有利。早在1872年，達爾文就在一篇題為《人和動物情緒的表達》（The expression of emotion in man and animals）一文中說，所有的動物都需要情緒，因為情緒增加動物生存的機會。情緒驅(qū)動的反應(yīng)也是動物“主動性”和“目的性”行為的萌芽，從此開啟了智能型反應(yīng)的發(fā)展歷程。而在程序性的反應(yīng)中，外界刺激是不被分類的，無論是有益的刺激還是有害的刺激，生物只是以固定的模式進行反應(yīng)，不帶“感情色彩”。
感覺是意識的基礎(chǔ)。判斷一個人是否有意識的一個標(biāo)準，就是看他（她）能不能去感覺。如果線蟲有感覺，就是有了最初的意識。線蟲有了感覺，也就有了“自我”，因為是“我”去感覺，不是任何其它線蟲個體去感覺，也不能和其它線蟲個體分享。由此做出的反應(yīng)也是為了感覺者自己的利益，而不是其它線蟲個體的利益。
把感覺存儲下來，形成記憶，也是形成“自我”的過程。在某種意義上，每個自我在內(nèi)容上都是過去所有記憶的總和，是這些記憶把一個人與另一個人區(qū)別開來。同卵雙胞胎雖然有相同的DNA序列，但是他們的經(jīng)歷所留下的記憶不同，使他們成為不同的人。即使是兩個線蟲有相同的DNA序列（例如是克隆的產(chǎn)物），能夠記住乙酸因而能夠主動加以避免的線蟲和沒有接觸過乙酸的線蟲也是不同的個體，在與乙酸有關(guān)的行為上也會有所不同。
所以即使在線蟲這樣只有302個神經(jīng)細胞的動物身上，就已經(jīng)出現(xiàn)了能夠產(chǎn)生“舒服”和“不舒服”感覺的系統(tǒng)并能夠加以記憶。線蟲也可以像哺乳動物一樣，通過毒品來“人為”地產(chǎn)生愉悅的感覺，所使用的神經(jīng)遞質(zhì)也和哺乳動物相同。線蟲也能夠被麻醉。因此，感覺和意識的產(chǎn)生，并不如原來想象的那樣，需要大量的神經(jīng)細胞和復(fù)雜的腦結(jié)構(gòu)，而是從神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)展的初期就出現(xiàn)了。后來的思維和智力，只不過是在這個基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。線蟲的例子說明，形成感覺所需要的神經(jīng)細胞（在線蟲中是302個）和它們之間連接的回路（在線蟲中總共有5000多個）并不是那么多。這么少的神經(jīng)細胞和它們之間的連接就能夠產(chǎn)生感覺和意識，是令人驚異的。
線蟲感覺和意識的出現(xiàn)，其意義不亞于生命的形成。地球上生物的進化過程中，有兩個意義最為重大的發(fā)展。一是從無生命的物質(zhì)產(chǎn)生有生命的物質(zhì)，這是非常難的一步，地球上后來所有生物，包括原核生物和真核生物（真菌、植物和動物），只是最初那個生命形式的發(fā)展，所以即使是地球上最高級的生命形式——人類，細胞的基本結(jié)構(gòu)和運作方式也和最原始的生命基本相同。二是從有生命，但無感覺的物質(zhì)產(chǎn)生有生命，也有感覺的物質(zhì)，從此地球上就有了有意識的生物，并且在此基礎(chǔ)上發(fā)展出智力。雖然人類具有高度發(fā)達的意識和智力，但是意識和智力所涉及的基本分子仍然和低等動物一脈相承，如感覺神經(jīng)細胞釋放的神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酸鹽、AMPA型離子通道、TRPV離子通道、多巴胺、血清素，甚至阿片樣受體，在線蟲身上就已經(jīng)出現(xiàn)了，人類只是繼續(xù)使用并且擴大其功能而已。
雖然這兩個過發(fā)展都意義重大，但是感覺產(chǎn)生的意義更加重大，因為這才使得除了物質(zhì)活動以外，還產(chǎn)生了精神活動，人類才能夠擁有高度發(fā)達的智力去主動思考和研究這個產(chǎn)生我們的世界。沒有感覺和意識，生命只不過是由信息傳遞鏈調(diào)節(jié)控制的自我維持和繁殖的系統(tǒng)，一切按照DNA中攜帶的信息程序性地進行活動和對外界做出反應(yīng)。雖然植物也可以多種多樣，也可以開花結(jié)果，萬紫千紅，但是如果沒有感覺和意識，這一切美景誰來欣賞？