从心灵到神经：认知神经科学文献选编

认知神经科学正在人工智能领域、教育学、心理学、神经科学、脑科学等领域产生重要影响并牵引着中国教育学从传统模式向科学教育模式的改革。一度属于哲学、心理学领域里的思辨的心灵概念，也在认知神经科学研究的揭示与科学技术力量的干预下，从隐至显地示现在脑皮层、神经系统以及皮下组织的活动中。曾经是由神秘的心灵支配的语言、行为乃至潜意识的动作转向实证探源的具身的结构。本编著既摘录了国际上认知神经科学名家专著中的经典篇章，又集结了国外优秀期刊专题研究的扛鼎之作，以飨读者寻绎从心灵到神经的具身认知的发展路径，并从中揆要国外认知神经科学的研究成果、方法与视角，以启国内研究之端绪。

一、活的神经系统：从镜像神经元到结构化的神经系统

　　后顶叶皮质的意向图示／3

　　镜像神经元系统／41

　　组织者在神经系统形成中的作用／72

　　θ波的机制与功能／100

　　知觉和时间估计的神经基础／124

　　行为的远程神经同步／155

　　大脑的3D图示与方向感／186

　　视觉分类的神经机制：关于决策的抽象观点／219

　　侧顶叶在决策（研究）中的作用／243

二、神经系统的社会化：从神经文化到社会化认知

　　习惯、习俗与评价性的大脑／277

　　生命全程的大脑可塑性：学会学习与动作视频游戏／313

　　强化学习和决策的神经基础／347

　　大脑的社会控制／375

　　手臂运动的皮质控制：动力学系统视角／400

　　情绪与决策：多通道神经回路／431

　　具身认知与镜像神经元：批判性评价／464

　　在视觉系统回路中建立联结特异性：从视网膜到大脑／484

　　灵长类动物社会认知的神经机制／522

序　　言

心灵是西方哲学、心理学领域里的一个古老的话题。作为哲学思辨的对象，心灵首先是一种假定存在的实体，它使有形可见的表现出一种秩序与动力。对心灵存在的哲学反思既指向物理世界，又反观人性自身。如果人是心灵与身体的复合体，那么作为实体的心灵是怎样与物性的身体相结合的呢？又在哪里结合呢？当亚里士多德把心灵理解为身体的形式，心身关系是形式与质料的关系时，亚里士多德却无法回答形式的心灵究竟出自我们的骨骼还是我们的肉，以及它又为什么能够从身体之肉中示现出来。心灵作为哲学思辨的结果，是思想中的一个对象，即它是一个概念性的存在。概念性的心灵一直延续到思潮涌起、世殊事异的18世纪。这是一个见证了科学兴盛、实证快然的世纪。物理科学及其研究模式的显圣成为那个世纪的人们理解自然与人性的鸿规。相应的，对心灵的反思就从传统哲学的经验性的思辨转向基于生理实证科学的思辨。心灵俯就物质性的神经之轭。这就是神经哲学家查尔斯·伯奈特（Charles Bonnet）的开拓性工作。

查尔斯·伯奈特把意识现象与神经活动联系起来，把心理活动与生理活动相对应，认为大脑、神经系统是心灵活动的座架。查尔斯·伯奈特把神经系统理解为由神经纤维组成的机器，这或多或少钩沉了笛卡尔的影子。但不同于笛卡尔把感觉、运动与意志视为独立心灵的不同形式，查尔斯·伯奈特把意识活动解释为神经系统传导运动的不同形式。当然，笛卡尔也从大脑论述人的情感与意识，正如同柏拉图也曾把高级的心灵活动归结于大脑，但把意识与神经系统结合起来并进行系统性阐释的第一位哲学家正是查尔斯·伯奈特。从此以后，思辨的心灵就演变为生物性的精灵。它在中空的导管里由感官向脑室流入并从脑室流出。没有神经就没有感知，感知与情绪的多样性正是神经振动方式的多样性。

查尔斯·伯奈特的新径既举要18世纪科学思想之纲维，又凿开哲学反思新范式之户牖。对心灵、人性的认识与反观不再拘囿于传统哲学疏阔寡要的思辨，而是转向以实证表窥可测量的枢区与神经。18世纪神经矩步心灵的思绪在19世纪兴发如潮，并塑造了学科间的渗透与通融。在脑科学领域里，通过神经透视心灵的卓越者当数英国神经生理学家、哲学家查尔斯·谢灵顿（Sir.Charles.Scott.Sherrington），在心理学领域则是师心独见的威廉·詹姆斯（William.James）。两者破理之见皆是认识到了身体的智慧，即心灵是身体的意识。当然，谢灵顿的洞悉也并非别出机杼的创见，早于他一个世纪的英国生理学家查尔斯·贝尔（Sir.Charles.Bell）就已思有出辙并流声后代，比如查尔斯·达尔文（Charles Robert Darwin）的情绪理论。不同的是，贝尔过多地关注了情绪的身体系统，而谢灵顿则借助神经系统窥探心灵。20世纪早期，顺流谢灵顿的思想并义尚光大者是加拿大一流神经生理学家威尔德·彭菲尔德（Wilder.Penfield）。作为谢灵顿的高足，彭菲尔德在脑科学、神经科学领域对心灵的标识，以及对语言、情景记忆、动作在大脑皮层分区的描绘，事实上已经标明了一门交叉学科的诞生。尽管某些行为有直接对应的脑区在19世纪中期已有实证的研究，比如布洛卡语言区、维尔尼克语言区等，然而，正是在彭菲尔德手执电极的操作中，心灵成为可触的，思维成为可视的。更为重要的是，传统哲学所信奉的那个高级、独立、自持、理性的心灵在彭菲尔德的探针下却是平行结构的。我们并不是欲望的身体与理智的心灵的耦合。相反，心灵是身体的不同结构与形式。记忆、想象、阅读、推理等学习以及认知活动是神经系统、皮质以及皮下组织的机制。可是，幽深处的机制究竟是怎样的呢？钩深取极彭菲尔德神经规式的认知原理成全了唐纳德·赫布（Donald.Hebb）定律，即突触连结的学习原理。曾在彭菲尔德实验室里学习的赫布发现，神经元与神经元之间的反射性特性增强了神经元之间的连结。换言之，新行为的习得是神经元的可塑性。

脑科学、神经科学、生理医学等关于人性的实证科学与传统心灵哲学在20世纪精密地并轨交织使神经科学规式下的心灵探幽之风飞动腾跃。然而，神经科学家并非仅仅聚焦在脑与认知的关系上。从脑科学、神经科学解开情绪的隐机构成了另一支流。成就斐然者当属美国认知神经科学家安东尼奥·达玛西奥（Antonio Damasio）。正是18世纪从心灵到神经的思绪初发，19世纪紧扣其端的局促与推送，才有20世纪振绪播风又壮采时逢的认知与神经科学的结合。当然，在走向学科融合的进路中，还有流源于詹姆士身体哲学的行为主义的强势崛起，以及反行为主义的认知科学的标立。种种流派、理论的枝附并推陈出新铺垫了20世纪70年代“认知神经科学”的赋名显义，一门交叉学科赫然耸立。

正名立范之后的认知神经科学气势奋发。从脑皮层、神经系统到镜像神经元，从大脑的自组织结构到神经系统的theta正弦活动方式，从长程的神经协同作业到大脑的3-D表征等，认知神经科学正在用它的探极将隐蔽幽暗的机制带入我们的视域中。而这些内容也构成了本编著改弦易辙的上编。

然而，在人性的环境里发展、发达的神经系统从来就不是生理学意义上的实在论，也不是解剖学意义上的物质性，而是文化、文明膏润的体性，个性历史浸身的风骨。从视觉到行动，从评价到决策，从情绪到理性，脑皮层是社会化的定势，神经系统是文化化了的情采。虽然心灵并不能还原为突触、神经元，也不是它们的集合，心灵也不是可触的大脑皮层或皮下组织，可正是借助认知神经科学，我们认识到心灵是这具肉身的精灵，是具身的结构。从另一个方面来说，虽然我们都是身体与心灵的统一体，虽然我们的脑结构在解剖学意义上来说是相同的（尽管爱因斯坦的大脑的解剖结构具有特异性），但正是文化、文明以及社会化把我们相互区分。所以，我们不能说是我们的大脑在看，也不能说我们的大脑或自我是突触的连结。相反，个体是语言、历史、文化、经验等交织的个体，是体现着特定文化样式并负载传承这种样式的责任与生活意义的生命体。认知神经科学虽然有着短暂的历史，但它脱胎于其中的实证科学却有着漫长的过去。在历史与当下的渗透中，认知神经科学也将带着幽远的反思探赜更为隐匿的人性。正如哲学家Walter.Glannon的结括之语：我们每个人是“大脑、身体与心灵—一张人脸的神经伦理学”。

正因为我们不仅是这有形的大脑皮层交织交错的皮下组织，也不只是可见的物性的肉身，而是种种认知形式可从中间出的、活性的系统。这活性的系统正好可以通过勘测结构性组织的脑区与神经系统来例证。所以，认知神经科学的影响迅速渗透到教育学、心理学、认知科学、康复学等领域。它对教育学的启发是：教育、教学的实施再也不是基于经验的堆砌而是基于科学的实证，即大脑的损伤会导致认知障碍，而设计、运用针对性的教育、教学项目可以改善损伤处。同时，了解了大脑的运作原理与机制，我们也就可以更为高效地创设学习环境、工作环境以提高学习、认知的能力。换言之，可基于脑皮层、神经系统的活动机制与原理来提高脑的工作效率以及社会化的能力。这种效率与能力既是情感的又是认知的。关于认知神经科学，学界更强调神经系统、大脑皮层以及皮下组织的认知功能。然而，如果我们的神经元具有镜像效应，具有空间的表征能力等，如果我们的皮质或皮下组织能够让我们视听以及体验痛苦与欢乐等，那么，我们就不能说神经系统或脑组织是认知的。恰恰相反，它们是感性的，或情感的。种种的认知形式正是它们的感性形式。认知神经科学指括结要的是认知，是情本的晶体。这也是编者编著此书的用意与目的。

本编著从Annual Review of Neuroscience期刊17年间的研究成果中选编了18篇文章，既包含经典神经元的研究，比如镜像神经元，又兼顾知觉、行为等文献综述，旨在突出西方学者的研究进路、内容以及方法。虽然这是认知神经科学文献的选编，但其中的篇章对理解中国哲学，比如庄子哲学的“官知止而神欲行”中的“神”与“道”提示了路径。加拿大汉学家.Edward.Slingerland说，中国哲学的一些概念只有在当下实证科学的帮助下才能得到更好的理解，颇切肯綮。仔细审读第一部分的第1篇与第二部分的第1篇，我们就有所知会庄子用中国文化的“神”与“道”等概念来表示的正是习惯性动作的神经机制。也正是在这里，庄子的思想与美国心理学家威廉·詹姆斯钩沉的身体的意识契合遥应。再者，心理学关于行为的形成一直有模仿说。可模仿为什么能够发生呢？这可能就要归功于我们的镜像神经元。文学、心理学领域里有通感之说。钱钟书先生曾把通感归结于心理的联想，然而认知神经科学却揭示它是视、听、触等知觉特异化的神经通道共享一种结构模式的表征。同理，格式塔心理学描述的知觉完形也是不同脑区的神经环路协同共振的神经现象，且是文化世界里的经验性的神经现象。第一部分的第4、5篇也证实了我们的时间意识内具在神经元应节的活动频率中，是神经系统的存在方式。换言之，时间是我们存在的维度。而这种揭示又是威廉·詹姆斯在The Principles of Psychology一书中时间观的余绪。当然，我们并不是还原论者。这就是文化的意义。第二部分的第4篇告诉我们的正是超越还原论。法国著名的物理学家、数学家、科学哲学家彭加勒曾说，我们不能在二维的平面上画出三维的图像。悖论的是，在绘画中我们的确看到了深度。如此，第三维的深度知觉究竟来自哪里呢？现象学家梅洛-庞蒂解释说，对深度的知觉来自肉身内在的动作。这也是第一部分第7篇文章的实证研究。现象学家又说我们的肉身是拓扑的结构。认知神经科学家用实证性的语言来图示化现象学家的灼见。进一步的，神经生理学的研究追溯到单细胞的源头向我们揭示了肉身的拓扑结构是怎样肇始于细胞的分化以及拓扑地自组织过程。这就是第一部分的第3篇文章的贡献。仅此几例以发凡。

苦于版权受限，对前文中生理学、神经科学、脑科学等实证研究的背景知识以及历史路径梳理涉及的12部经典书稿的节选以及6篇美国科学院的相关文章未能拾掇汇集。尽管如此，编者仍然要感谢美国波士顿大学Steven.Katz教授以及Rika夫人不计繁缛地为编者争取版权。虽然编者在选读文献过程中呕心吐胆，劳形损精，但终感劳深绩寡，飚焰欠缺。编者感谢教育学院王家云院长始终如一地支持本编著的出版，编者同样感谢李晓岩博士。从PDF格式转成Word文档后的校对过程同样是劳深力多的繁苛。李晓岩博士欣然应允编者的个人求助，带领研究生挤出时间，无私沉默地奉献。编者向她以及研究生们敬致谢忱。学界素知认知神经科学是典型的跨学科专业，然而，编者在编辑的过程中更深切地体味到，对这一博广又精深领域之优秀成果的编撰同样需要跨学科的团队合作。回望编著历程，虽然不短亦不长，但感受却深切骨髓，那就是学识并体能上的势单力薄。虽然编者的专业领域是现象学身体哲学，始于2009年学习认知神经科学，虽然认知神经科学是现象学尤其是梅洛-庞蒂现象学身体哲学的循体而成势，但终非编者的术业专攻。挈瓶之智，难以见全。编者伫候专家同行赐教斧正。