具身认知、镜像神经元与身心关系的实证

中图分类号：B 84-09　文献标识码：A　文章编号：1671-394X(2012)03-0032-05
    身心关系是一个古老的哲学问题。从柏拉图到笛卡尔，从莱布尼兹到胡塞尔，众多的哲学家皆就这一问题进行了深入思考。然而这一哲学思辨近年来演变为一种科学实践。心理学家从具身认知的角度，即从身体和环境对认知的塑造作用出发，神经科学家从镜像神经元的角度对这一思辨问题进行了实证探讨，获得了许多有益的启示，在身心关系研究方面开启了新的思路。
    一、具身认知思潮的兴起
    具身认知(embodied cognition)强调的是身体物理结构和属性对心智(mind)的塑造作用。这一思想是对传统认知心理学无身认知或离身认知(disembodied cognition)观点的挑战和反动。传统上，认知心理学中占支配地位的观点是：心智过程是大脑中枢神经系统的突现(emergence)功能。这种功能一经形成，就反过来对大脑本身产生制约作用，这也就意味着，这一功能一经显现，就独立于大脑，更独立于身体。认知源于大脑、运作于大脑，身体除了提供感觉刺激和执行大脑发出的指令外，与认知过程没有太多的联系。
    传统认知心理学中占支配地位的观点是符号加工模型。符号加工的认知心理学从本体论上假设了记忆、思维、情绪、意志等心理过程的存在。这些心理过程在本质上涉及的都是对符号性认知表征的运算和操纵。认知心理学的主要工作就是揭示认知表征的本质和运算与操纵的具体程序。受计算机科学和信息论的影响，传统认知心理学认为“人类的思维是计算性质的，即涉及的是对符号的操纵。(计算机的)通用问题解决程序提供了人类认知的模型，两者在解决问题方面是类似的，即都是一种计算……”[1]
    计算机的计算过程是对抽象符号的处理。计算机的工作原理就是根据一定的规则对数字或符号进行加工处理。数字是一种符号，字词也是一种符号。符号的意义在于它所代表的事物，其本身没有任何意义。换言之，符号的意义是由功能标准所决定的，即它能代表什么或表征什么。符号具有表征(representation)功能。对这些符号的处理是根据一定的规则进行的，而这些规则是由计算机的程序设计者决定的。计算机的中枢加工单元(CPU)根据这些规则对符号进行处理，符号输入的单元和符号输出的单元在功能上与CPU保持独立。CPU的运作不受这些单元的制约。此外，符号和它所表征的事物之间，即索绪尔所说的“能指”和“所指”之间是一种任意的、武断的关系。一个符号可以代表不同的事物，同一事物可以由不同的符号来代表。符号与表征的事物之间没有本质的联系，其关系完全是任意的。
    “数字计算机革命导致了这样一种信念，即人的认知类似于计算机，这意味着，信息可以根据任意的符号(0或1)和来加以塑造……”[2]。以这样一种方式看待认知过程，则认知同身体的关系就被完全割裂了。既然认知是对表征物的加工和处理，那么认知发生于中枢神经内，与身体没有任何联系。此外，符号的抽象特征使其脱离了身体属性，身体本身的各种体验和感受经由神经系统转换为抽象符号，这些符号和身体体验和感受之间不再有本质联系。其结果是：认知的研究完全可以不考虑身体的影响。认知就像计算机的软件，运行于大脑和身体之中，但是却不受大脑和身体的物理结构及其属性的影响。作为一种软件性质的功能，当认知运行于人脑时，是人的认知，运行于电脑时，是人工智能。以这样一种观点看待认知，则从理论上讲，认知可以运行在人脑、电脑、硅片甚至木头上。认知作为一种软件，同运行这一软件的硬件之间没有必然的联系。认知完全可以是离身的或无身的，认知发生于大脑，运作于大脑，身体的影响可谓是微乎其微，几乎可以忽略不计。
    然而，具身认知挑战这一传统观点。所谓具身认知指的就是：“认知和心智的特性在很大程度上同身体的物理属性相关。不仅脑神经水平上的细节对认知过程有重要影响，身体的结构、身体的感觉运动系统也对高级认知过程的形成有着至关重要的作用。认知等高级心理过程是被身体及其活动方式塑造出来的。”[3]
    具身认知强调三点。第一，认知不是一个可以脱离具体身体的精神性存在，认知依赖于有机体的物理性身体。身体在认知加工中是构成性的(constitutive)的，身体状态可以导致认知状态。身体的物理结构对认知具有直接的塑造作用。第二，身体的感觉—运动系统经验及其心理模拟在认知加工中扮演着关键角色。认知表征并非由一些无意义的符号构成。神经科学的研究从来没有证实神经系统具有将感官刺激转换成抽象符号的能力。相反，许多实验却证明了感觉—运动系统的经验及其心理模拟对认知过程的影响。考虑到这点，具身认知的倡导者认为：“认知过程并非定位于大脑皮层本身，而是反映或表现在更广泛意义的身体上。的确，具身认知的许多理论模型都假定高级认知过程涉及感觉—运动状态部分地再激活，而这些感觉—运动状态是所讨论的那些认知表征的基本组分。”[4]第三，对于具身的理解不能仅仅局限于身体。身体是整个世界的一个部分。身体与世界的互动塑造了认知的种类和方式。因此，具身认知的另一层理解是认知根植于环境、扎根(grounded)于世界。换言之，认知既是具身的，又是嵌入(embedded)环境的。环境条件、人际互动和社会生活都对认知有制约和塑造作用。
    认知依赖于身体，扎根于环境。认知、身体和世界构成了有机的整体。这就是具身认知的基本涵义。在这里，身体和心理不再是相互独立的二元，而是一体的过程。身心二元论面临着严峻挑战。
    二、镜像神经元的发现
    镜像神经元(mirror neurons)的发现也挑战了身心二元论，支持了认知的具身特征，为身心一体论提供了神经生物学的依据。依照身心二元论的观点，认知等心理活动是一种抽象的符号加工，与身体的感觉—运动系统并无关联。但是镜像神经元在动作执行和动作观察时皆被激活的事实表明，所谓的内部心理过程或许只不过是感觉—运动系统动作的心理模拟过程。如果这一事实成立，那么意味着内部心理过程并非抽象符号的加工，而是由身体动作经验及其心理模拟构成。身心一体论就从神经生物学上得到证明。
    镜像神经元是意大利科学家Rizzolatti等人使用单细胞记录法研究恒河猴运动前皮层F5区神经细胞活动 时发现的。最初这些神经元被描述为视觉运动神经元(visuomotor neurons)。之所以如此，是因为这些神经元在两种情境中可被激活，产生放电效应，即当恒河猴执行指向某一目标的手臂动作时和当被动的观察同类其他个体甚至实验者执行同样或类似的动作时，这些神经元都会变得活跃。似乎仅仅单凭视觉刺激就可以激活这些神经元。而实验者本来以为只有在行为操作时，这些神经元才能被激活。后来，Rizzolatti等人总结了这些神经元的特性，发现这些神经元具有镜子那样“映射”他人动作的能力，因此改称这些神经元为“镜像神经元”。
    镜像神经元究竟是对他人动作的视觉特征做出反应，还是编码了动作的意图？实验者设计了不同的实验。在一项实验中，猴子仅仅能观察到手的抓握动作的前半部分，后半部分被一个挡板屏蔽了。换言之，动作的结果不得而知。在这种实验情境下，如果猴子事前知道挡板后没有食物，则实验者的抓握动作并不能激活猴子的镜像神经元；如果猴子知道挡板后有食物，则尽管没有看到动作的结果，猴子的镜像神经元也被强烈激活。这说明猴子是对动作的意图做出反应。镜像神经元编码的是动作的目的，而不是动作的外在模式。
    F5区的镜像神经元甚至有较高的抽象特征。实验发现，无论用左手还是右手抓取食物，恒河猴的镜像神经元都会被激活，甚至当猴子用嘴巴或者脚取得食物时，这些神经元也变得活跃。似乎这些神经元在一种抽象的意义上编码了“抓取食物”的动作，只要达到目的，不管用什么手段，镜像神经元都会激活。这从另一个角度说明了镜像神经元是对动作的意图做出反应。
    恒河猴的镜像神经元主要分布在运动前皮层的F5区和顶下小叶(IPL)两个皮层区域。IPL从颞上沟(STS)接受输入的刺激，而STS的主要功能在于主管生物的运动。这意味着，镜像神经元主要分布在主管有机体动作的皮层区域，与有机体的运动有关。但是根据传统的信息加工观点，外周刺激在经过逐级加工后到达后顶叶皮质，形成知觉。而处于大脑皮质前部的额叶等主管运动的皮层区域接收到这些经过加工的信息，用于指导随后的身体动作。也就是说，主管运动的皮层区域并没有参与到动作意图的理解。它扮演的是一个动作执行者的角色。然而镜像神经元的功能和分布的位置说明动作的理解和动作的执行属于同一个脑区。“单一神经元记录的数据表明，运动皮层并非纯粹是扮演执行角色的大脑区域，而是包含着动作目标的表征……我们对于外部世界的理解至少就部分来说，建筑在这些运动系统自动激活基础上。”[5]
    没有人怀疑，表现在恒河猴身上的这些镜像神经功能也同样表现在人身上。早期的哲学家就曾经假定人具有“共情”(empathy)能力，即能把自己置于他人的地位，去认识他人的思想，体验他人的情感。以观察到的行为事实为基础，人类能理解或至少是猜测他人行为的意图及其情绪体验。但这仅仅是假设，是一种纯粹的哲学思辨，缺乏科学的基础。现在，镜像神经元的发现为人类的共情能力提供了科学依据。因此，恒河猴身上发现的这些镜像神经元激发了科学家探索人类镜像神经机制的热情。
    由于伦理的原因，对于人类镜像神经机制的探讨不能像研究猴子那样使用单细胞电极置入的方式。通过电生理和脑成像技术，研究者发现人类大脑额下回前部和运动前皮层、顶下小叶后部具有镜像神经功能。这两个皮层区域构成了人类的镜像神经系统，而这两个皮层区域也恰好对应了恒河猴镜像神经元存在的两个区域。当然，人类身上是否有镜像神经元的存在目前并没有直接的证据，大量的研究都是使用PET、TMS和fMRI等技术提供的间接证据。但是，“这些发现却支持了这样一种假设，即我们用我们自己的动作知识来推测他人与动作相关的意图和目的”[6]。通过进化，人类获得了这种“镜像”能力。镜像神经机制使得人类可以把观察到的行为与自己以往相关的动作知识进行匹配，从而了解了他人的动作意图、感受到他人的情绪体验。甚至语言的理解也可能与镜像神经机制有关，我们之所以能理解一些动词，可能是因为在心理上模拟了这些动作，从而理解了动作及其相应动词的意义。如果这一观点成立，那么理解、判断等认知过程离不开身体的运动系统。这也证明身心并非独立的二元，而是一体化的过程。
    三、从身心二元论到身心一体论
    身心关系究其本质是心智(mind)的性质问题。在传统哲学思辨中，有关身心关系问题的探讨主要表现在对心理、意识性质的争论。在身心这对矛盾统一体中，身体似乎是透明的。人们在身体是什么的问题上并不存在太多的争论。相反，争论的焦点集中在什么是心智、心灵、灵魂、意识或心理。身体是由肌肉、骨骼和神经系统组成，是物质性的、可见的，具有“共证”特征。而心智是什么？心智由什么构成？心智怎样产生的？这些问题则难以解决，数千年来人们一直争论不休，因为心智缺乏共证性。对究竟什么是心智，心智的本质是什么的争论构成了身心关系讨论的主要线索。
    古希腊罗马时期，柏拉图提出了一个灵魂的“回忆说”，借以解释心智的本质和来源。依照柏拉图的观点，灵魂和身体是对立的两元。灵魂是神圣的、不朽的。灵魂居住在天国，享有知识和真理。而身体则表现为肉欲，因此身体是世俗的、肮脏的。当灵魂进入肉体以后，灵魂的纯洁性就受到玷污，原来在天国具有的知识和真理就被“忘却”了。所以学习的本质是一个回忆过程，即回忆在天国已经具备的知识。借用其老师苏格拉底之口，柏拉图认为为维护灵魂的纯洁，应远离肉体，脱离了肉体的灵魂才能真正占有知识和真理。柏拉图的灵魂回忆说构成了身心二元论的最早形式。
    最初，身心二元论表现为实体二元论。笛卡尔的身心关系论是实体二元论的典型代表。笛卡尔从唯我论的立场出发，提出了“我思故我在”的唯心主义命题。在他看来，世间一切皆可疑，唯有“我在怀疑”不可怀疑。“我在怀疑”是一种思维过程。作为一种过程，必然有进行这一过程的主体。这个主体就是精神的“我”，所以“我思故我在”。在“我”之外，存在着一个包括我身体在内的“非我”，即客观世界。身体和客观世界中的其他客体的典型特征是占有空间，而我 的典型特征是能思维。换句话说，思维是心智的根本特征。在笛卡尔那里，身体和心智都是实在的，两者各具对方没有的特性。通过松果腺，身体和心智实现交互作用。
    身心二元论的流行形式是机能二元论。实体二元论视身体和心智为两个独立的实在，分属不同的世界。但是机能二元论并不认为心智是独立于身体的实在，而是物质化身体的一种机能。身体具有物质属性，如体温、运动、肌肉收缩、腺体分泌等等。同时物质的身体还具有心理和意识的属性，如记忆、判断、情绪、认知、思维等等。这些都是身体的一种机能。换言之，心智是作为整体的身体的一种突现功能。身体的四肢、心脏、头颅等器官并没有这种功能。只有当这些器官组合成整体时，意识和心理才“突现”出来，就好像飞机的零部件并不具有“飞”的功能，但是等这些零件组装成飞机以后，飞行的功能就突现出来了。心智作为身体的一种功能，其产生遵循同样的原则。心智是物质化身体的整体功能，是一种突现功能，而且这一功能一经显现。就独立于身体的物质属性，对身体的物质属性产生反作用。正是在这个意义上，身心互动就成为身心关系的一种合理解释。
    传统认知心理学信奉的就是这样一种身心互动的机能二元论。信息加工的认知心理学以计算机为原型，视认知或心智为大脑的“软件”。软件和硬件是组成计算机的两个相互依赖的部分。虽然软件运行在硬件上，但是软件却不依赖于具体硬件。两者性质不同、功能各异。心智就像计算机的软件，它虽然运行在大脑中，但是性质同大脑截然不同。传统认知心理学并不把心智当作独立于大脑的物质实在，而是把心智视为大脑的机能。作为大脑的机能，心智的特征在于处理各种认知表征，而这种认知表征是符号性质的，与身体的物质属性截然不同。虽然这一观点否认了实体二元论，但是其立论的基础仍然是二元论的。只不过身心二元由实体转变成截然不同的属性和功能。
    具身认知及其镜像神经元的发现揭示出心智和认知与身体的物理结构和属性之间的紧密联系。在身体和心智的关系方面，取消论的机械唯物主义观点否认心理现象的存在，把一切都归结为物质及其属性，这种还原论的观点是不可取的。但是，视身体和心智为实体或机能上的二元，人为地割裂了身体与心智之间的联系，对正确认识心智的本质同样没有帮助。具身认知既反对物理主义的取消论，也不主张身心二元论，而是强调心智的具身特征，即身心一体论。“依据具身研究者和理论家的观点，在身体的感觉器官、运动系统与认知机能之间有很强的因果关系。他们认为，我们用于描述和解释这个世界的范畴起源于我们的空间和物理体验。心智和身体事实上是整合的统一体。”[7]所谓的心智或认知事实上是被身体塑造出来的，感觉运动系统的模式造就了我们的认识模式。人们通过身体去感知世界、认识世界。身体作用于环境的体验是认知和思维的基础。正如通过观察激活了我们的动作脑区，使我们理解了动作者的意图一样，认知过程事实上是身体动作经验的结果。梅洛-庞蒂曾经指出，身体是认识的主体[8]。我们是通过身体认识世界，身体构造和身体经验决定了认知的形式和内容。在这个意义上，我们说认知是具身的，身体与心智是一体化过程。
 

本文链接：http://www.qk112.com/lwfw/wenxuelunwen/zhexuelilun/26674.html