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具身認知之根: 從鏡像神經元到具身模仿論*
丁峻
（杭州師范大學心理學系，浙江，杭州，310018）
摘要：興起于第二代認知科學視域下的具身認知觀，認為心智是具身的神經生物現(xiàn)象，人類的認知能力是在身體——大腦活動的基礎上實現(xiàn)的。然而，在科學心理學內部，具身認知觀缺乏一種普遍認可的神經生理機制以及超越現(xiàn)象的全局性解釋理論。當前認知神經科學研究成果顯示靈長類大腦中的鏡像神經元系統(tǒng)在社會認知（從動作和意圖理解到語言進化）的許多方面扮演著重要角色?；谶@些證據我們討論了當前認知科學領域一種對具身認知的全新解釋框架——具身模仿論。鏡像神經元系統(tǒng)和具身模仿論通過有效地共享他人動作表征、意義與意圖，為認知具身化的合理性奠定了基礎并重新賦予“身體”在科學心理學研究中的重要地位。 關鍵詞：身體；具身認知；鏡像神經元；具身模仿論
At the root of embodied cognition:
from Mirror Neuron to Embodied Simulation Theory
DING Jun
（Department of Psychology, Hangzhou Normal University, Hangzhou 310018）
Abstract: In perspectives of second generation cognitive science, embodied cognition view believes that mind is the neurobiology phenomenon of embody, and the realization of cognitive competence is on the basic of human body— brain activity. However, in scientific psychology, embodied cognition is lake of recognized neurophysiologic mechanism, overall surpassing phenomenon explanation. The present neuroscience researches showed that in primates’ brain, the mirror neuron system was of vital importance in social cognition (from action, intention understanding to speech evolution). According to these proves, we discussed the embodied cognitive theory —a new explanation of embodied cognition in current cognitive science field. By sharing others’ action representation, meaning and intention, mirror neuron system and embodied simulation theory not only laid a foundation for the rationality of cognition embodiment, but also reendowed the “body” with significant position of scientific psychology study. Key Words: body；embodied cognition；mirror neuron；embodied simulation theory
一、引言
20世紀80年代以來，基于“計算機隱喻”的第一代認知科學（first generation cognitive science）研究綱領面臨著來自越來越多科學家的實證發(fā)現(xiàn)以及哲學家思想實驗法的雙重夾擊，這些挑戰(zhàn)和批判動搖了第一代認知科學研究的根基，迫使我們重新思考人類心智的核心特征到底是什么？Lakoff和Johnson清楚地描述了這種認知科學范式的轉變，通過區(qū)分第一代和第二代認知科學，分別定義它們分別為“無身認知科學”（disembodied cognitive science）和“具身認知科學”（embodied cognitive science）[1]。第一代認知科學伴隨Cartesian的方式將大腦皮層抽象推理的功能視作獨立于人的身體；第二代認知科學則是以精神和身體、思維和行為、理性和感覺方式之間緊密的交互作用為特征，其中尤為重視“身體”本身在認知科學研究中的重要地位。Lakoff和Johnson定義“具身”概念的母體在可以Merleau-Ponty知覺現(xiàn)象學中提出的現(xiàn)象和身體的二元概念中找到雛形：“我們說人類之所以有‘行為模式’，是因為有身體這個奇異的對象，它使用自身的某些部分作為世界的通用符號系統(tǒng)，通過身體我們可以在這個世界上‘無所拘束’的‘理解’它并且發(fā)現(xiàn)其中的意義。”[2] A.Clark認為，“我們使用具身認知這一術語的目的是要強調兩個觀點：第一，認知依賴各種經驗，這些經驗來自于擁有各種感覺運動技能的身體，第二，個體的感覺運動技能是他們內在的，包含生物的、心理的和文化背景”[3]。因此，第二代認知科學不同于第一代，不僅在于它拒絕了計算的功能主義，而且也代表了“身體”主題在人類認知研究中的回歸。本文介紹了當前認知科學領域的新發(fā)現(xiàn)“鏡像神經元”以及由其催生的具身模仿理論，以此來論證這種回歸的必要與重要性。
二、靈長類鏡像神經元系統(tǒng) 意大利帕爾瑪大學神經科學中心的Gallese和Rizzolatti（1996）等研究人員在恒河猴腹側運動皮層的F5區(qū)發(fā)現(xiàn)了一類運動神經元，稱之為“鏡像神經元”（mirror neuron）[4]。這些神經元并不僅當恒河猴執(zhí)行與目標相關的手/嘴部動作（比如抓取物體）時被激活，而且在觀察到其他個體（猴或人）執(zhí)行相似動作時也被激活了。隨著研究的深入，發(fā)現(xiàn)人類大腦左前額葉皮層的Broca區(qū)、腹外側運動前皮質、頂下小葉、額下回、腦島等區(qū)域同樣存在著這些能將觀察動作和執(zhí)行動作匹配起來的具有鏡像屬性的神經元[5]?；诘诙J知科學的心智觀，這一神經科學的重大發(fā)現(xiàn)被認為是具身認知的根源之一，F.Garbarini指出“人類正是因為在自然選擇過程中進化出類似鏡像神經元系統(tǒng)的生理機制，使得心智的具身特征逐漸轉換成一種生存的優(yōu)勢。”[6]
三、具身模仿理論視域下的認知觀 盡管鏡像神經元的發(fā)現(xiàn)為具身認知的研究提供了一種全新的視角，但在在當前的科學心理學領域內，運用鏡像神經元來闡述具身認知的合理性始終缺乏一種超越現(xiàn)象的全局性解釋理論。鑒于這種現(xiàn)狀，帕爾瑪大學神經科學中心的Gallese與Fogassi等（2005）提出了具身模仿理論（embodied simulation theroy），該理論的核心假設是：各種各樣的鏡像神經元匹配系統(tǒng)（matching system）在我們所持有的關于自我和他人身體的經驗性知識中起協(xié)調作用。這種與身體緊密聯(lián)系的“經驗性知識”（experiential knowledge）使得我們能夠直接理解他人動作的意義。我們感知他人運動的身體的能力取決于一個共享的有意義的人際空間。這種“共享簇”（shared manifold）在功能層面可以定義為具身模仿。具身模仿構成了社會認知中關鍵的功能機制，并且可以通過神經生物學得以解釋。不同的鏡像神經元系統(tǒng)表征著具身模仿的第二人稱視角（second-person perspective）。當我們面對他人的意圖行為時，具身模仿會產生一種特定的“意圖共鳴”（intentional attunement）的現(xiàn)象狀態(tài)（phenomenal statement），而這種現(xiàn)象狀態(tài)反過來又使得個體擁有一種特殊的了解他人的能力，即通過將他人的意圖分解、轉化為自己的。通過具身模仿，我們不僅“看到”動作、情緒或感情，并且伴隨著這種“看到”的感官描述的是觀察者自身所喚起的關于這些動作、情緒或感情的身體狀態(tài)的內部表征[7]。具身模仿理論的提出為闡明大腦/身體系統(tǒng)模型與世界之間相互作用的特殊機制，并為人類認知的具身化提供了一個超越現(xiàn)象的全局性解釋理論。當前有關具身模仿理論的探索主要集中在對以下四個主要特性的研究上。
（一）二維表征自明性
自從R.Shepard發(fā)表了著名的心理旋轉實驗以來，心理表征一直成為了科學心理學的研究熱點，原因之一便是這類思維旋轉可以無意識地發(fā)生，而且我們確實時刻都在這么做。比如當我們把門鑰匙插入鎖孔時，或者把車開進一個狹小的停車位時，我們都在跟想像中旋轉的物體打交道，雖然表象通常被理解成是有意識的，但我們似乎并不一定要有意識地進行這些旋轉。不管這些過程是否伴隨意識狀態(tài)，視覺皮層中必然存在著這個過程。心理旋轉實驗早期曾有人推測想象一個物體與真實看到一個物體之間所使用的皮層是同一個區(qū)域，但正如Wolf（2001）感慨的那樣“他們沒有機會分享到現(xiàn)代神經生理學的研究成果”，而鏡像神經元的發(fā)現(xiàn)很好地解釋了這個問題。因此，具身模仿理論認為自我水平上的心理表征與自我與他人共享水平上的心理表征都是自明的，這種自明性是基于神經生理水平上的鏡像神經元系統(tǒng)而被個體具身化了的。
1.自我水平上心理表征的自明性 自第一代認知科學打破行為主義忽視內部心理狀態(tài)的藩籬以來，對于個體而言，關于自我行為的心理表征的目的與意義一直被視作是不言自明的。然而，這種自明性（self-evidence）的邏輯起點卻是Cartesian主義的心理現(xiàn)象私密性與第一人稱權威性，即“一個人的心的狀態(tài)是透明于其心之眼的”。Wittgenstei著名的“盒子里的甲殼蟲類比”等思想實驗對此進行了質疑，他們認為建立在私人語言之上的第一人稱權威是無法自圓其說的。然而，具身模仿理論認為傳統(tǒng)意義上心理表征的內省主義進路的失敗，并不妨礙認知的具身觀對此作出更為直接的答復。 Fogassi（2005）等根據動作之間相互推測的具身模仿理論來解釋動作是如何被自我理解的。他們認為，當我們自己在做某一個動作的時候（比如拿起筆），我們的大腦其實已經知道了我們自己的意圖（如在紙上做筆記）。在大腦中的每個動作都是和其意圖有某種對應的關系。他們在大腦的頂葉發(fā)現(xiàn)了一類特殊的鏡像神經元，這些神經元的放電與否決定于觀察到的動作的后續(xù)動作的類型，而不決定于直接觀察到的動作的類型。并且這些神經元在這個將要發(fā)生的動作發(fā)生之前就已經興奮放電了。也就是說，當我們觀察到一只蚊子正在叮咬我們手臂的時候，我們大腦頂葉這類特殊的神經元中預測將會進行拍打動作的鏡像神經元就已經開始放電了。他們推測，這些鏡像神經元通過預測動作發(fā)生相關先后的方法，把許多動作一個個連接起來形成各種不同的“動作鏈”，不同的“動作鏈”最后的動作就是這條鏈上每個動作的最終意圖。所以，他們的核心理論就是：當觀察到一個動作發(fā)生的時候（抓握杯子），我們腦中推測下一個動作發(fā)生（比如推測把杯子移向面部）的鏡像神經元就開始興奮，接下去激活了它最常用的那條動作鏈（張開嘴，下唇貼住杯壁等），直到大腦激活這條鏈的最后的一個動作相關的鏡像神經元（傾斜杯子讓水進入口中）。最后這個動作其實也就是最開始觀察到的那個動作的意圖。根據鏡像神經元本身運動和感覺的特性，經過這一系列連續(xù)的激活，大腦也感同身受的知道了觀察到的那個動作的最后意圖[8]。 因此，我們認為人類通過鏡像神經元系統(tǒng)使得心理表征在自我水平上自明性得以保障，并且通過具身模仿理論對表征的過程進行把握與解釋。
2.自我與他人共享水平上心理表征的自明性
Cartesian主義除了拋給我們身心問題這一“世界之結”之外，還自然地引出他心問題的困惑。因此，即便能夠論證自我水平上心理表征的自明性，并不能使他心問題迎刃而解。因為我們依舊無法解釋主體超越自身指向客體的可能性及其具體方式。隨著社會認知神經科學的興起，J.Decety提出了自我和他人的共享表征（shared representations between self and others），此假設說明了身體自身的狀態(tài)（如身體姿勢和面部表情等）是在社會人際交往過程中生成，且在社會信息加工（social-information processing,SIP）過程中起核心角色的作用[9]。Rizzolatti等（2001）的研究發(fā)現(xiàn)在對自身活動和對他人行為進行心理表征、特征鑒定及對心理狀態(tài)進行推理的過程中人腦的鏡像神經元系統(tǒng)同樣被激活了，且運用了相似的計算加工過程[10]。 Gallese認為鏡像神經元應該是在恒河猴理解發(fā)生動作的意義時才被激活，但是并沒有論據支持認為是動作視覺特征激活了鏡像神經元。如果鏡像神經元真正是動作理解的神經機制，它的活動就應該是對觀察動作意義的反饋而不是對視覺特征的反饋。為了檢驗鏡像神經元經由具身模仿從而支持動作理解這一假設，Umiltà（2001）設計了另一類研究，結果顯示F5區(qū)的鏡像神經元也可以在觀察部分被隱藏的動作時被激活，即在缺乏足夠的關于觀察動作的視覺信息情況下，猴仍然可以對動作結果進行預測。視線之外（out of sight）并不意味著“意識之外”（out of mind），因為通過具身模仿，鏡像神經元可以填補“缺失”的信息。因此，恒河猴鏡像神經元對他人動作的表征并不僅僅基于其觀察到的視覺描述，而是基于對他人動作最終目的的預期（通過借助觀察者運動皮層中運動表征的激活）[11]。
具身模仿理論認為鏡像神經機制可以被解釋成一種自我與他人共享心理表征的神經聯(lián)結，自我通過鏡像神經元系統(tǒng)橋接起客體化的他人，并發(fā)生社會性的互動，這種互動可以在自下而上的神經水平上發(fā)生，最終形成一種直達他心的自明性表征方式。
（二）模塊進化嵌套性
心理模塊的觀念從歷史上看可追溯到F. J. Gall和I. Kant的“官能“（faculty）理論，熊哲宏（2004）認為，心理模塊是人腦中進化了的心理機制，這種心理機制是進化的產物。心理模塊觀認為人腦是一個“可分解系統(tǒng)”，心理活動的本質是許多功能上獨立的模塊相互作用的產物[12]。鏡像神經元的發(fā)現(xiàn)為這種心理模塊觀奠定了生理學基礎。具身模仿理論認為心理模塊可以通過鏡像神經元系統(tǒng)得以有效地聯(lián)結起來，我們可以稱這種被進化選擇所保留的獨立功能模塊間的聯(lián)結為“模塊的嵌套”（mental module nesting）。
根據模塊心理學的“層級性的組織化”原則，我們可以嘗試將當前具身模仿理論中涉及到的心理模塊劃分為“動作模塊”、“語言模塊”等，其中“動作模塊”又可以劃分為下位的“臉部動作模塊”（包括口部動作、表情動作等）、“軀體動作模塊”（包括手部動作、腿部動作等）。以動作模塊與語言模塊的嵌套為例，一直以來，發(fā)展心理學家認為在手部和口部運動技能的發(fā)展之間存在密切的關系。Goldin-Meadow認為言語產生和與言語相關的手部動作必須被視作是同一過程的輸出。6-8個月兒童的標準學語（Canonical babbling）是伴隨著有節(jié)律的手部動作[13]。Rizzolatti和Abrib等研究發(fā)現(xiàn)恒河猴運動前皮層的F5區(qū)與人類大腦皮層中的Broca區(qū)具有進化上同源性，而由于猴等非人靈長類尚未進化出語言能力，所以F5區(qū)主要負責將觀察動作和執(zhí)行動作進行匹配。近來研究顯示，人類Broca區(qū)除專門負責言語發(fā)生外，還通過鏡像神經元對聲音——面部姿勢（orofacial gestures）和手部動作進行表征。Bernardis和Gentilucci（2006）的研究中，他們要求被試念出單詞（比如bye-bye,stop）的同時執(zhí)行含有相同意義的手臂交流動作。結果顯示，較之單獨念出單詞，當同時執(zhí)行與發(fā)音相關意義的動作時，這些單詞的發(fā)音振幅都增加了。這種現(xiàn)象在當動作是無意義時并不出現(xiàn)。另外，單詞發(fā)音的聲音振幅在同時聽到或看到說話者做出與意義相關的動作時增大了，就如同觀察者自己同時做出這些動作時一樣[14]。這同樣證明包含作為鏡像神經元富集區(qū)的Broca區(qū)通過具身模仿機制將動作的交流意義與單詞發(fā)音有機的結合起來了。因此，以上結果都顯示出語言模塊和與交流動作模塊之間可以相互嵌套，這種嵌套被進化所保留并不斷細化出更多子模塊間的自組織。
（三）軀體范疇特異性
范疇特異性的研究一直以來在科學心理學中備受爭議，原因在于一方面腦損傷病人身上所表現(xiàn)出的這種現(xiàn)象往往容易被混淆或誤解；另一方面，在傳統(tǒng)范疇特異性研究中，往往將有無生命的分類學指標作為劃分范疇的重要參數(shù)，而實際上當前來自對正常被試的鏡像神經元研究卻認為不同范疇在人腦中的映射方式要復雜得多。其中尤為重要的是 “軀體范疇特異性”（category-specific of somatic），我們認為這同樣可以通過具身模仿理論得到充分說明。
Buccino（2004）的腦成像研究對人類被試觀察人、猴和狗執(zhí)行口部動作進行了探索。他們認為口部動作可以是像猴、人類或者狗一樣撕咬食物的攝食動作，也可以是像人類默讀、猴咂嘴唇或者狗吠一樣的交流動作。結果表明，對于所有撕咬動作的觀察都會激活鏡像神經元系統(tǒng)，包括后側頂葉和腹側運動皮層。有趣的是，對不同物種口部交流動作的觀察激活了不同的皮層區(qū)域，對人類默讀的觀察激活了左側額下回的島蓋（pars opercularis of the left inferior frontal gyrus）和Broca區(qū)的前運動部位（premotor sector of Broca’s region），對猴咂嘴唇動作的觀察則只激活了雙側相同區(qū)域的一小部分，最后對狗吠聲的觀察僅僅激活了外紋狀視覺皮層區(qū)域（extra-striate visual areas） [15]。
這些結果證明了兩個問題，首先，鏡像神經元的活動在一定程度上與觀察到的動作和觀察本身的運動功能屬性之間的相似性存在密切聯(lián)系；其次，具身模仿并不僅僅是協(xié)調動作理解的機制。通過具身模仿調節(jié)的理解和通過一種視覺場景的認知解釋來對理解進行調節(jié)之間存在巨大差別（比如觀察狂吠的狗）。這種差異是與理解相匹配的經驗質的差異，只有通過類似鏡像神經元系統(tǒng)活動的具身模仿調節(jié)機制才能確保具有知道“怎樣感覺”（how it feels）的能力來執(zhí)行一個給定動作，而這種范疇映射特異性機制確保了意向性與觀察到的作用者之間的協(xié)調。如果一種動作屬于觀察者本身運動系統(tǒng)所具有的運動功能。則會激起其相應皮層的活躍。如果不屬于其運動系統(tǒng)功能則不會引起觀察者運動系統(tǒng)的興奮，并且這種再認基本上只基于視覺刺激而不需要運動區(qū)域參與。具身模仿理論認為這兩種不同的再認動作方式很有可能對應兩個不同的心理成分，動作意圖的“共鳴”（rensonance）被轉譯成視覺經驗再轉化為個體內部的經驗性知識，并最終成為大腦中一般化的知識組織形式，通過范疇特異性鞏固下來。人腦對于動作意圖的范疇映射通過身體主題被牢牢地“捆綁”（binding）在了一起，不屬于自身身體范疇的映射內容與方式被特異性地予以存儲和激活。這些研究都為“身體”主題向科學心理學的回歸提供了便利，在下文中，這一主題將繼續(xù)通過腦身互動協(xié)調性的探討得到進一步的彰顯。
（四）腦身互動協(xié)調性
近20年來，在科學心理學內部，功能主義認識論一直在人類心智研究方面占據絕對的統(tǒng)治地位，“心靈之于大腦就如軟件之于硬件”似的無身認知宣言幾乎宣告有關個體的身體現(xiàn)象方面的研究主題在當前科學心理研究中喪失殆盡。當前來自具身認知科學與鏡像神經元的相關研究重新?lián)旎亓?#8220;身體”這個科學心理學的“棄嬰”，就像當年無身認知科學把“意識”主題從行為主義桎梏中解放出來一樣。
根據具身模仿理論的觀點，身體不是一個與心智無關的純粹物理硬件，在人類認知過程中，大腦與身體同時參與到對認知活動中，并且表現(xiàn)出驚人的協(xié)調性。這種協(xié)調性同樣遵循認知進化的規(guī)則。具身模仿理論認為就與動作相關的句子而言，主管動作執(zhí)行的神經結構應該同樣也在當這種動作被聽覺性地描述時，對動作的語義內容的理解進行反饋。Glenberg和Kaschak（2002）的實驗研究證實了這種假設。主試讀到兩類句子，比如“Liz給你講了一個故事”和“你給Liz講了一個故事”。 他們要求被試在聽到句子后通過按按鈕作出反應。按鈕有兩類，一個距離被試的身體較遠，另一個則靠近被試的身體。將這兩類句子隨機呈現(xiàn)，實驗結果發(fā)現(xiàn)，被試的身體動作方向與句子包含的語義是一致的，即當聽到“Liz給你講了一個故事”這類句子時，語義所包含的信息是靠近身體而來（towards the body），于是被試做出的身體動作也是去按靠近身體的按紐；而當聽到“你給Liz講了一個故事”語義所包含的信息是遠離自己身體而去（away from the body），被試做出的身體動作則更傾向于去按遠離身體的按紐[16]。這個具身模仿實驗清晰地顯示了身體不是隨意的大腦加工過程的“副產品”，而是積極地參與并調控心智活動的發(fā)生。
來自鏡像神經元的認知神經病理學研究對于身體主題的重要性提供了反面的例證。Prinz認為具身模仿理論對于腦身協(xié)調一致性解釋的核心假設是，動作是以它們被預見了的感覺效果形式編碼記錄的。一個動作的執(zhí)行會產生一個雙向聯(lián)系，即動作本身所遵循的運動模式（動作如何進行）和動作產生的感覺效果之間的聯(lián)系。比如當人們給鼻子撓癢時不僅自己會看到鼻子上的手，也會感覺到它，而且兩種感官的感覺是一致的。然而鏡像神經元的發(fā)育不良或功能紊亂能導致這種感覺的缺失。Bosbach等（2005）對兩名此類癥狀的患者進行了研究。他們發(fā)現(xiàn)兩名患者感知不到自己的身體。即使是簡單的動作，他們也必須觀察自己的四肢后才能做出，而每次移動都像是從體外開始計劃的。在實驗中他們無法判斷別人在舉箱子時是否存在欺騙行為。Knoblich 認為，這兩位患者之所以不能完成任務，是因為他們不能在頭腦中模擬看到的動作。而通過外形推斷箱子的重量對他們而言則沒有問題[17]。這再次證明身體在認知過程中扮演了重要角色，同樣證明了具身模仿在腦身互動協(xié)調過程中的意義。 四、結語 A.Damasio在《感受發(fā)生的一切——意識產生中的身體和情緒》向我們描繪了身體主題在科學心理學研究中回歸的序曲：“如果你正在我們的大腦世界這個變化的宇宙中尋找一個穩(wěn)定性的港灣，你所能做的就是考慮一下這些使生命得到控制的調節(jié)裝置，連同描繪生命狀態(tài)的內環(huán)境、內臟和肌肉與骨骼框架的這個整合的神經表征，內環(huán)境、內臟和肌肉骨骼框架會產生一種動態(tài)的但范圍狹窄的持續(xù)表征，而我們的世界卻發(fā)生著顯著的、深刻的，而且常常是不可預測的變化。腦使一個變化范圍內的有限實體——即身體——的動態(tài)表征隨時的發(fā)揮作用。”[18]我們認為這種作用可以通過從鏡像神經元這樣的神經機制到具身模仿理論的解釋力中露出端倪。 正如Gallese理解的那樣“作為人類，我們不僅僅在內心接受行為是組成我們所生活世界的客觀解釋，超越現(xiàn)象經驗的外部，將觀察到行為的客觀性視為被外部生物體所示范的東西時，我們同樣經驗它的目標定位或意圖角色，正如我們認識自身正在進行的行為時一樣。動態(tài)的社會環(huán)境像我們一樣，在第一人稱視角（first-person perspective）下表現(xiàn)出隨意志而變化。作為代表性的意圖與世界相聯(lián)系，我們將他人作為指向特定目標的狀態(tài)和客體進行體驗，正如我們體驗自己那樣。總之，我們對世界的覺知可能是這樣一個事實，即在自我和他人對形式事件的感知中有一些共同的東西；觀察者和被觀察者都是人——有著相似的大腦/身體系統(tǒng)——使得他們表現(xiàn)相似，這才是我們孜求未得的具身認知的根源。”[19]
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