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(guó)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(guó)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(guó)外認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的研究成果、方法與視角,以啟國(guó)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(wú)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(lái)。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(lái),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(lái)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(guò)神經(jīng)透視心靈的卓越者當(dāng)數(shù)英國(guó)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(guó)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(guò)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(yǔ)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(yǔ)言區(qū)、維爾尼克語(yǔ)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,幽深處的機(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(guó)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(lái)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(rùn)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(lái)說(shuō),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(lái)說(shuō)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(shuō)是我們的大腦在看,也不能說(shuō)我們的大腦或自我是突觸的連結(jié)。相反,個(gè)體是語(yǔ)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(guò)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(yǔ):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(guò)勘測(cè)結(jié)構(gòu)性組織的腦區(qū)與神經(jīng)系統(tǒng)來(lái)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(lái)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(lè)等,那么,我們就不能說(shuō)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(guó)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(shuō),中國(guó)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(guó)文化的“神”與“道”等概念來(lái)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(guó)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(shuō)?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(shuō)。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(guó)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(shuō),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(lái)自哪里呢?現(xiàn)象學(xué)家梅洛-龐蒂解釋說(shuō),對(duì)深度的知覺來(lái)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(shuō)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(yǔ)言來(lái)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(guò)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(guó)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(guó)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(guò)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(guò)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(wú)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(guò)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(guó)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