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第一 意象图式的认知神经科学和认知心理学研究（第1页）

第一节意象图式的认知神经科学和认知心理学研究

在简要介绍意象图式的认知神经机制和心理机制方面的内容之前，还需要说明视知觉与意象图式之间的视觉表象的一般机制。在认知心理学革命发生之前，心理表象研究面临着较大的困境。一方面，表象既难以像感知觉那样凭借外部客观刺激来加以对照，又不像思维那样易于用语言行为作为可供分析研究的客观指标。[1]直到20世纪六七十年代，一些认知心理学家开始尝试通过某种“表象外在化”的实验技术来研究表象，情况才有所改变。例如，心理学家谢泼德（RogerN。Shepard）等通过所谓“心理旋转”技术研究视觉扫描与视表象之间的关系。他们的研究表明，表象的生成依赖于视知觉对物理客体的“心理扫描”，它是通过步骤的变换而形成的一系列中介状态。也就是说，视表象与视知觉是“功能等价”的。这类研究似乎告诉人们，视觉表象与视知觉在大脑中定位于相似的地方。在此背景下，有学者试图探求视觉表象与视知觉的共同的神经机制问题。

早在20世纪60年代初，美国神经科学家D。休伯尔（D。H。Hubel）等人发现，在大脑视觉皮层中，具有类似朝向敏感性的神经元倾向于排列在与皮层表面垂直的细胞柱里。可以想象，人类初级视觉皮层的广大区域，总共有大约四亿个神经元排列在细胞柱镶嵌列阵里，每个细胞柱包含数千个具有相同朝向敏感性的神经元。[2]进一步研究还发现，除视觉皮层外，在其他皮质区也发现有大量的视皮层功能区。这表明，视觉功能区具有广泛分布的特征。根据这些研究，一些学者主张，表象的生成源于视皮层神经元集群活动的加强以及这种反复加强所形成的固定反应模式。[3]当然也有学者认为，作为“头脑中的图像”或“心灵的看”，表象毕竟与视知觉存在诸多不同。许多实验研究也确实证明，表象产生过程的视觉皮层的活动比单纯的感知活动更为强烈。

不论视知觉与视觉表象和意象（图式）之间是一种怎样的联结机制，有一点是明确的，即它们都具有图像性和空间性。如果我们不对表象、意象这些过去只能靠内省报告的心理现象作随意的、宽泛的解释，就必须肯定其非语言性、非符号性，而强调其视觉性质。因此，由视觉通道所勾勒的图景，我们不难从神经机制方面理解视知觉与视觉表象、意象的内在关联性。正是在这个意义上，认知神经科学家M。法尔斯（MarthaFarath，1988）坚持认为，意象和知觉“共享处理”某些一般表达区域；心理意象的能力是对视知觉的模拟。[4]最新的脑成像技术如PET、fMRI、ERP等的运用，已经证明表象与知觉过程在相当大程度上启动了大脑的相同部位。而且，当我们把视知觉、视觉表象、意象（图式）纳入形象（图像）思维来做整体考虑时，我们不得不承认人类右脑所承担的主要功能。这不仅与斯佩里等人的“裂脑”研究成果相印证，也与认知心理学的“双重编码理论”相吻合。

一些认知心理学家对上述问题提出自己的看法。皮亚杰认为，意象的机能首先是知觉、模仿和心理映像，但意象绝不是知觉的副本，“意象本身就是内化的模仿”[5]，具有运动的本性，而这正是它区别于知觉的特征。同时，意象作用不在于抽象的知识，而在于其与物或事所具有的特殊的和具体的关系。尽管意象本身能够格式化（schematized），但这有完全不同的意义。因为，意象本身还不是格式，可以把它称作图式（schema）。

认知心理学家S。柯斯林、约翰逊-莱尔德等对形象思维在建模活动中的机制进行过深入探讨。柯斯林等人发现，心理表象（意象）最重要的功能之一就是它可以使某些运演的结果形象化。心智意象往往通过类似阵列的结构来执行视觉任务。对此，柯斯林作了一个类比，即存储于记忆中的视觉信息可以看作是一个CRT屏幕上所显示的形象，心理意象模型通常通过视觉缓冲来处理形象图式。[6]约翰逊-莱尔德等人从心理实在论的角度提出了一种“心理模型”理论。所谓心理模型，是指工作记忆中创建的暂时的知识结构，是一种心理表达形式，它被用来指称人的心理的内部模型，而这个内部模型与外部世界的“关系结构”具有相似性；反过来，这种关系结构允许人们通过内部模型的操作来进行推理和对物理世界进行预言。具体来说，“模型表达事态，因而模型的结构不像命题表达结构那样是任意的，它具有直接的表达功能或类比作用。模型的结构反映了世界的相应事态的有关方面”[7]。在这里，约翰逊-莱尔德等人的“关系结构”就是一种空间关系结构。他们假设人们进行推理操作的是外部事物的结构特征（各要素在问题状态空间中的相互关系），而非语言（陈述命题的语言）的结构特征。这样，即使是演绎推理过程也是由一个视觉—空间信息加工过程来实现的。而且因为右脑的空间特征更为明显，约翰逊-莱尔德（1994）甚至主张右脑以及顶叶也参与了推理活动。[8]这一观点显然与那种认为右脑在模型化推理中占有更重要地位的观点，是相互印证的。[9]

那么，“拓扑”“场”“映射”“状态空间变换”等术语对我们有什么启示，早期的格式塔心理学家已经注意到视知觉的拓扑性质和场的性质。这些性质包括所谓“同胚”（homeomorphism）“同伦”（homotopy）“同构”（isomorphic）等方面。[10]P。丘奇兰德在《认知神经生物学中的某些简化策略》一文中认为，大脑结构中的一些相互联系的神经元层，其作用不是符号加工，而是空间坐标变换。他依据视知觉的拓扑性质、丘脑地形图的映射，以及大脑感觉—运动皮层的“全息图”性质，认为从感觉空间到大脑状态实际上就是从一个神经状态空间中的一些点到另一个神经状态空间中的一些点的坐标变换，其结果是形成不同层次的所谓“拓扑形态映射图”。（见图11-1）并认为这种拓扑形态映射图为理解神经系统的认知活动提供了强有力的、适用性极广的工具。

图11-1用相邻拓扑形态映射图所做的坐标变换[11]

P。丘奇兰德的观点可以给我们一些方法论的启示，即坐标变换的机制以及由此构成的分层的拓扑形态映射图可能更多地分布于从视觉通道通往大脑右半球的整个神经系统区域当中。只有在右脑所呈现的图像世界里，拓扑形态映射图才能达到它的最大化表征。当然这一想法仍有赖于认知神经科学研究成果的证实。