認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)正在人工智能領(lǐng)域、教育學(xué)、心理學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、腦科學(xué)等領(lǐng)域產(chǎn)生重要影響并引領(lǐng)著中國教育學(xué)從傳統(tǒng)模式向科學(xué)教育模式的轉(zhuǎn)變。一度屬于哲學(xué)、心理學(xué)領(lǐng)域的思辨的心靈概念,也在認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究的揭示與科學(xué)技術(shù)力量的干預(yù)下,從隱至顯地示現(xiàn)在腦皮層、神經(jīng)系統(tǒng)以及皮下組織的活動(dòng)中。本書摘錄了國外優(yōu)秀期刊在認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域?qū)n}研究的扛鼎之作,以饗讀者尋繹從心靈到神經(jīng)的具身認(rèn)知的發(fā)展路徑,并從中揆要國外認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的研究成果、方法與視角,以啟國內(nèi)研究之端緒。
序 言
心靈是西方哲學(xué)、心理學(xué)領(lǐng)域里的一個(gè)古老的話題。作為哲學(xué)思辨的對(duì)象,心靈首先是一種假定存在的實(shí)體,它使有形可見的表現(xiàn)出一種秩序與動(dòng)力。對(duì)心靈存在的哲學(xué)反思既指向物理世界,又反觀人性自身。如果人是心靈與身體的復(fù)合體,那么作為實(shí)體的心靈是怎樣與物性的身體相結(jié)合的呢?又在哪里結(jié)合呢?當(dāng)亞里士多德把心靈理解為身體的形式,心身關(guān)系是形式與質(zhì)料的關(guān)系時(shí),亞里士多德卻無法回答形式的心靈究竟出自我們的骨骼還是我們的肉,以及它又為什么能夠從身體之肉中示現(xiàn)出來。心靈作為哲學(xué)思辨的結(jié)果,是思想中的一個(gè)對(duì)象,即它是一個(gè)概念性的存在。概念性的心靈一直延續(xù)到思潮涌起、世殊事異的18世紀(jì)。這是一個(gè)見證了科學(xué)興盛、實(shí)證快然的世紀(jì)。物理科學(xué)及其研究模式的顯圣成為那個(gè)世紀(jì)的人們理解自然與人性的鴻規(guī)。相應(yīng)的,對(duì)心靈的反思就從傳統(tǒng)哲學(xué)的經(jīng)驗(yàn)性的思辨轉(zhuǎn)向基于生理實(shí)證科學(xué)的思辨。心靈俯就物質(zhì)性的神經(jīng)之軛。這就是神經(jīng)哲學(xué)家查爾斯·伯奈特(Charles Bonnet)的開拓性工作。
查爾斯·伯奈特把意識(shí)現(xiàn)象與神經(jīng)活動(dòng)聯(lián)系起來,把心理活動(dòng)與生理活動(dòng)相對(duì)應(yīng),認(rèn)為大腦、神經(jīng)系統(tǒng)是心靈活動(dòng)的座架。查爾斯·伯奈特把神經(jīng)系統(tǒng)理解為由神經(jīng)纖維組成的機(jī)器,這或多或少鉤沉了笛卡爾的影子。但不同于笛卡爾把感覺、運(yùn)動(dòng)與意志視為獨(dú)立心靈的不同形式,查爾斯·伯奈特把意識(shí)活動(dòng)解釋為神經(jīng)系統(tǒng)傳導(dǎo)運(yùn)動(dòng)的不同形式。當(dāng)然,笛卡爾也從大腦論述人的情感與意識(shí),正如同柏拉圖也曾把高級(jí)的心靈活動(dòng)歸結(jié)于大腦,但把意識(shí)與神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)合起來并進(jìn)行系統(tǒng)性闡釋的第一位哲學(xué)家正是查爾斯·伯奈特。從此以后,思辨的心靈就演變?yōu)樯镄缘木`。它在中空的導(dǎo)管里由感官向腦室流入并從腦室流出。沒有神經(jīng)就沒有感知,感知與情緒的多樣性正是神經(jīng)振動(dòng)方式的多樣性。
查爾斯·伯奈特的新徑既舉要18世紀(jì)科學(xué)思想之綱維,又鑿開哲學(xué)反思新范式之戶牖。對(duì)心靈、人性的認(rèn)識(shí)與反觀不再拘囿于傳統(tǒng)哲學(xué)疏闊寡要的思辨,而是轉(zhuǎn)向以實(shí)證表窺可測(cè)量的樞區(qū)與神經(jīng)。18世紀(jì)神經(jīng)矩步心靈的思緒在19世紀(jì)興發(fā)如潮,并塑造了學(xué)科間的滲透與通融。在腦科學(xué)領(lǐng)域里,通過神經(jīng)透視心靈的卓越者當(dāng)數(shù)英國神經(jīng)生理學(xué)家、哲學(xué)家查爾斯·謝靈頓(Sir.Charles.Scott.Sherrington),在心理學(xué)領(lǐng)域則是師心獨(dú)見的威廉·詹姆斯(William.James)。兩者破理之見皆是認(rèn)識(shí)到了身體的智慧,即心靈是身體的意識(shí)。當(dāng)然,謝靈頓的洞悉也并非別出機(jī)杼的創(chuàng)見,早于他一個(gè)世紀(jì)的英國生理學(xué)家查爾斯·貝爾(Sir.Charles.Bell)就已思有出轍并流聲后代,比如查爾斯·達(dá)爾文(Charles Robert Darwin)的情緒理論。不同的是,貝爾過多地關(guān)注了情緒的身體系統(tǒng),而謝靈頓則借助神經(jīng)系統(tǒng)窺探心靈。20世紀(jì)早期,順流謝靈頓的思想并義尚光大者是加拿大一流神經(jīng)生理學(xué)家威爾德·彭菲爾德(Wilder.Penfield)。作為謝靈頓的高足,彭菲爾德在腦科學(xué)、神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域?qū)π撵`的標(biāo)識(shí),以及對(duì)語言、情景記憶、動(dòng)作在大腦皮層分區(qū)的描繪,事實(shí)上已經(jīng)標(biāo)明了一門交叉學(xué)科的誕生。盡管某些行為有直接對(duì)應(yīng)的腦區(qū)在19世紀(jì)中期已有實(shí)證的研究,比如布洛卡語言區(qū)、維爾尼克語言區(qū)等,然而,正是在彭菲爾德手執(zhí)電極的操作中,心靈成為可觸的,思維成為可視的。更為重要的是,傳統(tǒng)哲學(xué)所信奉的那個(gè)高級(jí)、獨(dú)立、自持、理性的心靈在彭菲爾德的探針下卻是平行結(jié)構(gòu)的。我們并不是欲望的身體與理智的心靈的耦合。相反,心靈是身體的不同結(jié)構(gòu)與形式。記憶、想象、閱讀、推理等學(xué)習(xí)以及認(rèn)知活動(dòng)是神經(jīng)系統(tǒng)、皮質(zhì)以及皮下組織的機(jī)制?墒牵纳钐幍臋C(jī)制究竟是怎樣的呢?鉤深取極彭菲爾德神經(jīng)規(guī)式的認(rèn)知原理成全了唐納德·赫布(Donald.Hebb)定律,即突觸連結(jié)的學(xué)習(xí)原理。曾在彭菲爾德實(shí)驗(yàn)室里學(xué)習(xí)的赫布發(fā)現(xiàn),神經(jīng)元與神經(jīng)元之間的反射性特性增強(qiáng)了神經(jīng)元之間的連結(jié)。換言之,新行為的習(xí)得是神經(jīng)元的可塑性。
腦科學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、生理醫(yī)學(xué)等關(guān)于人性的實(shí)證科學(xué)與傳統(tǒng)心靈哲學(xué)在20世紀(jì)精密地并軌交織使神經(jīng)科學(xué)規(guī)式下的心靈探幽之風(fēng)飛動(dòng)騰躍。然而,神經(jīng)科學(xué)家并非僅僅聚焦在腦與認(rèn)知的關(guān)系上。從腦科學(xué)、神經(jīng)科學(xué)解開情緒的隱機(jī)構(gòu)成了另一支流。成就斐然者當(dāng)屬美國認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)家安東尼奧·達(dá)瑪西奧(Antonio Damasio)。正是18世紀(jì)從心靈到神經(jīng)的思緒初發(fā),19世紀(jì)緊扣其端的局促與推送,才有20世紀(jì)振緒播風(fēng)又壯采時(shí)逢的認(rèn)知與神經(jīng)科學(xué)的結(jié)合。當(dāng)然,在走向?qū)W科融合的進(jìn)路中,還有流源于詹姆士身體哲學(xué)的行為主義的強(qiáng)勢(shì)崛起,以及反行為主義的認(rèn)知科學(xué)的標(biāo)立。種種流派、理論的枝附并推陳出新鋪墊了20世紀(jì)70年代“認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)”的賦名顯義,一門交叉學(xué)科赫然聳立。
正名立范之后的認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)氣勢(shì)奮發(fā)。從腦皮層、神經(jīng)系統(tǒng)到鏡像神經(jīng)元,從大腦的自組織結(jié)構(gòu)到神經(jīng)系統(tǒng)的theta正弦活動(dòng)方式,從長(zhǎng)程的神經(jīng)協(xié)同作業(yè)到大腦的3-D表征等,認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)正在用它的探極將隱蔽幽暗的機(jī)制帶入我們的視域中。而這些內(nèi)容也構(gòu)成了本編著改弦易轍的上編。
然而,在人性的環(huán)境里發(fā)展、發(fā)達(dá)的神經(jīng)系統(tǒng)從來就不是生理學(xué)意義上的實(shí)在論,也不是解剖學(xué)意義上的物質(zhì)性,而是文化、文明膏潤的體性,個(gè)性歷史浸身的風(fēng)骨。從視覺到行動(dòng),從評(píng)價(jià)到?jīng)Q策,從情緒到理性,腦皮層是社會(huì)化的定勢(shì),神經(jīng)系統(tǒng)是文化化了的情采。雖然心靈并不能還原為突觸、神經(jīng)元,也不是它們的集合,心靈也不是可觸的大腦皮層或皮下組織,可正是借助認(rèn)知神經(jīng)科學(xué),我們認(rèn)識(shí)到心靈是這具肉身的精靈,是具身的結(jié)構(gòu)。從另一個(gè)方面來說,雖然我們都是身體與心靈的統(tǒng)一體,雖然我們的腦結(jié)構(gòu)在解剖學(xué)意義上來說是相同的(盡管愛因斯坦的大腦的解剖結(jié)構(gòu)具有特異性),但正是文化、文明以及社會(huì)化把我們相互區(qū)分。所以,我們不能說是我們的大腦在看,也不能說我們的大腦或自我是突觸的連結(jié)。相反,個(gè)體是語言、歷史、文化、經(jīng)驗(yàn)等交織的個(gè)體,是體現(xiàn)著特定文化樣式并負(fù)載傳承這種樣式的責(zé)任與生活意義的生命體。認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)雖然有著短暫的歷史,但它脫胎于其中的實(shí)證科學(xué)卻有著漫長(zhǎng)的過去。在歷史與當(dāng)下的滲透中,認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)也將帶著幽遠(yuǎn)的反思探賾更為隱匿的人性。正如哲學(xué)家Walter.Glannon的結(jié)括之語:我們每個(gè)人是“大腦、身體與心靈—一張人臉的神經(jīng)倫理學(xué)”。
正因?yàn)槲覀儾粌H是這有形的大腦皮層交織交錯(cuò)的皮下組織,也不只是可見的物性的肉身,而是種種認(rèn)知形式可從中間出的、活性的系統(tǒng)。這活性的系統(tǒng)正好可以通過勘測(cè)結(jié)構(gòu)性組織的腦區(qū)與神經(jīng)系統(tǒng)來例證。所以,認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的影響迅速滲透到教育學(xué)、心理學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、康復(fù)學(xué)等領(lǐng)域。它對(duì)教育學(xué)的啟發(fā)是:教育、教學(xué)的實(shí)施再也不是基于經(jīng)驗(yàn)的堆砌而是基于科學(xué)的實(shí)證,即大腦的損傷會(huì)導(dǎo)致認(rèn)知障礙,而設(shè)計(jì)、運(yùn)用針對(duì)性的教育、教學(xué)項(xiàng)目可以改善損傷處。同時(shí),了解了大腦的運(yùn)作原理與機(jī)制,我們也就可以更為高效地創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)環(huán)境、工作環(huán)境以提高學(xué)習(xí)、認(rèn)知的能力。換言之,可基于腦皮層、神經(jīng)系統(tǒng)的活動(dòng)機(jī)制與原理來提高腦的工作效率以及社會(huì)化的能力。這種效率與能力既是情感的又是認(rèn)知的。關(guān)于認(rèn)知神經(jīng)科學(xué),學(xué)界更強(qiáng)調(diào)神經(jīng)系統(tǒng)、大腦皮層以及皮下組織的認(rèn)知功能。然而,如果我們的神經(jīng)元具有鏡像效應(yīng),具有空間的表征能力等,如果我們的皮質(zhì)或皮下組織能夠讓我們視聽以及體驗(yàn)痛苦與歡樂等,那么,我們就不能說神經(jīng)系統(tǒng)或腦組織是認(rèn)知的。恰恰相反,它們是感性的,或情感的。種種的認(rèn)知形式正是它們的感性形式。認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)指括結(jié)要的是認(rèn)知,是情本的晶體。這也是編者編著此書的用意與目的。
本編著從Annual Review of Neuroscience期刊17年間的研究成果中選編了18篇文章,既包含經(jīng)典神經(jīng)元的研究,比如鏡像神經(jīng)元,又兼顧知覺、行為等文獻(xiàn)綜述,旨在突出西方學(xué)者的研究進(jìn)路、內(nèi)容以及方法。雖然這是認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)文獻(xiàn)的選編,但其中的篇章對(duì)理解中國哲學(xué),比如莊子哲學(xué)的“官知止而神欲行”中的“神”與“道”提示了路徑。加拿大漢學(xué)家.Edward.Slingerland說,中國哲學(xué)的一些概念只有在當(dāng)下實(shí)證科學(xué)的幫助下才能得到更好的理解,頗切肯綮。仔細(xì)審讀第一部分的第1篇與第二部分的第1篇,我們就有所知會(huì)莊子用中國文化的“神”與“道”等概念來表示的正是習(xí)慣性動(dòng)作的神經(jīng)機(jī)制。也正是在這里,莊子的思想與美國心理學(xué)家威廉·詹姆斯鉤沉的身體的意識(shí)契合遙應(yīng)。再者,心理學(xué)關(guān)于行為的形成一直有模仿說?赡7聻槭裁茨軌虬l(fā)生呢?這可能就要?dú)w功于我們的鏡像神經(jīng)元。文學(xué)、心理學(xué)領(lǐng)域里有通感之說。錢鐘書先生曾把通感歸結(jié)于心理的聯(lián)想,然而認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)卻揭示它是視、聽、觸等知覺特異化的神經(jīng)通道共享一種結(jié)構(gòu)模式的表征。同理,格式塔心理學(xué)描述的知覺完形也是不同腦區(qū)的神經(jīng)環(huán)路協(xié)同共振的神經(jīng)現(xiàn)象,且是文化世界里的經(jīng)驗(yàn)性的神經(jīng)現(xiàn)象。第一部分的第4、5篇也證實(shí)了我們的時(shí)間意識(shí)內(nèi)具在神經(jīng)元應(yīng)節(jié)的活動(dòng)頻率中,是神經(jīng)系統(tǒng)的存在方式。換言之,時(shí)間是我們存在的維度。而這種揭示又是威廉·詹姆斯在The Principles of Psychology一書中時(shí)間觀的余緒。當(dāng)然,我們并不是還原論者。這就是文化的意義。第二部分的第4篇告訴我們的正是超越還原論。法國著名的物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家、科學(xué)哲學(xué)家彭加勒曾說,我們不能在二維的平面上畫出三維的圖像。悖論的是,在繪畫中我們的確看到了深度。如此,第三維的深度知覺究竟來自哪里呢?現(xiàn)象學(xué)家梅洛-龐蒂解釋說,對(duì)深度的知覺來自肉身內(nèi)在的動(dòng)作。這也是第一部分第7篇文章的實(shí)證研究,F(xiàn)象學(xué)家又說我們的肉身是拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu)。認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)家用實(shí)證性的語言來圖示化現(xiàn)象學(xué)家的灼見。進(jìn)一步的,神經(jīng)生理學(xué)的研究追溯到單細(xì)胞的源頭向我們揭示了肉身的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是怎樣肇始于細(xì)胞的分化以及拓?fù)涞刈越M織過程。這就是第一部分的第3篇文章的貢獻(xiàn)。僅此幾例以發(fā)凡。
苦于版權(quán)受限,對(duì)前文中生理學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、腦科學(xué)等實(shí)證研究的背景知識(shí)以及歷史路徑梳理涉及的12部經(jīng)典書稿的節(jié)選以及6篇美國科學(xué)院的相關(guān)文章未能拾掇匯集。盡管如此,編者仍然要感謝美國波士頓大學(xué)Steven.Katz教授以及Rika夫人不計(jì)繁縟地為編者爭(zhēng)取版權(quán)。雖然編者在選讀文獻(xiàn)過程中嘔心吐膽,勞形損精,但終感勞深績(jī)寡,飚焰欠缺。編者感謝教育學(xué)院王家云院長(zhǎng)始終如一地支持本編著的出版,編者同樣感謝李曉巖博士。從PDF格式轉(zhuǎn)成Word文檔后的校對(duì)過程同樣是勞深力多的繁苛。李曉巖博士欣然應(yīng)允編者的個(gè)人求助,帶領(lǐng)研究生擠出時(shí)間,無私沉默地奉獻(xiàn)。編者向她以及研究生們敬致謝忱。學(xué)界素知認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)是典型的跨學(xué)科專業(yè),然而,編者在編輯的過程中更深切地體味到,對(duì)這一博廣又精深領(lǐng)域之優(yōu)秀成果的編撰同樣需要跨學(xué)科的團(tuán)隊(duì)合作;赝幹鴼v程,雖然不短亦不長(zhǎng),但感受卻深切骨髓,那就是學(xué)識(shí)并體能上的勢(shì)單力薄。雖然編者的專業(yè)領(lǐng)域是現(xiàn)象學(xué)身體哲學(xué),始于2009年學(xué)習(xí)認(rèn)知神經(jīng)科學(xué),雖然認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)是現(xiàn)象學(xué)尤其是梅洛-龐蒂現(xiàn)象學(xué)身體哲學(xué)的循體而成勢(shì),但終非編者的術(shù)業(yè)專攻。挈瓶之智,難以見全。編者佇候?qū)<彝匈n教斧正。
燕燕
2019年3月18日于濱湖
燕燕,教授、哲學(xué)博士,研究領(lǐng)域?yàn)楝F(xiàn)象學(xué)、哲學(xué)與認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)以及中國古代哲學(xué)。李福華,教授,教育學(xué)博士。主要研究領(lǐng)域?yàn)楦叩冉逃龑W(xué)與教育管理。白玉,講師、碩士,研究領(lǐng)域?yàn)樾睦韺W(xué)認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)方向。
一、活的神經(jīng)系統(tǒng):從鏡像神經(jīng)元到結(jié)構(gòu)化的神經(jīng)系統(tǒng)
后頂葉皮質(zhì)的意向圖示/3
鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)/41
組織者在神經(jīng)系統(tǒng)形成中的作用/72
θ波的機(jī)制與功能/100
知覺和時(shí)間估計(jì)的神經(jīng)基礎(chǔ)/124
行為的遠(yuǎn)程神經(jīng)同步/155
大腦的3D圖示與方向感/186
視覺分類的神經(jīng)機(jī)制:關(guān)于決策的抽象觀點(diǎn)/219
側(cè)頂葉在決策(研究)中的作用/243
二、神經(jīng)系統(tǒng)的社會(huì)化:從神經(jīng)文化到社會(huì)化認(rèn)知
習(xí)慣、習(xí)俗與評(píng)價(jià)性的大腦/277
生命全程的大腦可塑性:學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)與動(dòng)作視頻游戲/313
強(qiáng)化學(xué)習(xí)和決策的神經(jīng)基礎(chǔ)/347
大腦的社會(huì)控制/375
手臂運(yùn)動(dòng)的皮質(zhì)控制:動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)視角/400
情緒與決策:多通道神經(jīng)回路/431
具身認(rèn)知與鏡像神經(jīng)元:批判性評(píng)價(jià)/464
在視覺系統(tǒng)回路中建立聯(lián)結(jié)特異性:從視網(wǎng)膜到大腦/484
靈長(zhǎng)類動(dòng)物社會(huì)認(rèn)知的神經(jīng)機(jī)制/522