肖静宁：泛脑网络学说与认识论

　　对于大脑这块处女地的开垦、耕耘、收获，是揭示包括认识在内的人类精神活动的奥秘的必要条件与基础。通过对脑的总体理论模式现代转变的勾画，不难看出，哲学认识论与脑科学的相互结合与渗透是不可避免的。

　　回顾历史，随着近代实验科学的兴起和摆脱了神学的羁绊而以自然科学为基础的近代机械唯物主义哲学的形成，才真正开始了人类对大脑的认识。在从18世纪到20世纪的二百余年中，科学家就已经在直接的科学材料的基础上展开了对脑的总体认识，从而产生了定位论与反射论这样两种理论模式。它们对于大脑本身认识的深入和认识论的发展，都有重要的意义。定位论确立了大脑的结构与功能紧密相关的观点。反射论在神经元学说(西班牙学者Cojal于1909年提出)建立后获得了充分的发展。巴甫洛夫在探索脑的高级功能方面写下了划时代的篇章。他创立了条件反射研究方法与条件反射学说以及第二信号系统学说。这些科学成就给马克思主义哲学反映论提供了当时水平的自然科学基础。

　　20世纪中期以来，脑研究突破了传统的由神经解剖学、组织学及神经生理学分别研究结构与功能的单打一的局面，首先在医学与生物学范围内出现了高度综合的神经生物学，从各个角度，在各个水平上，并采用各种新的技术手段，从宏观到微观把结构与功能紧密结合起来，开辟了众多新的研究领域。接踵而来的新情况是，脑的综合研究又在不断超越生物学与医学的范围。当触及意识、精神等脑的高级功能时，也就迫切需要吸收其他学科的语言、概念、技术、手段，特别是一般系统科学的方法论，这样就与人工智能科学、思维认识科学、理论物理学等在一定程度上交汇融合，形成更高层次、更大范围的新的综合。中国医学科学院解剖学教授万选才，根据国际上脑科学的新进展，结合自己的实验研究成果，以独创的新见解，在第二届世界神经科学会议(布达佩斯，1987．8)上首次提出了脑的总体理论的新模式：“泛脑网络论”——“综合全层次的信息网络系统”，或称“泛脑层次网络论”、“泛脑网络学说”1。这一理论模式与苏联神经心理学家鲁利亚(A．R．Luria)在20世纪70年代创立的脑的三个机能系统学说2是相吻合的。鲁利亚从机能系统这一概念出发，对心理、行为产生的脑基础做了高度的概括。他主要从神经心理学、临床神经学角度总结了大脑生理学、细胞构筑学方面的成果，把脑分为三个基本机能系统；
而复杂的心理活动是脑的三个机能系统协同作用的结果。万选才则注重从整体与系统角度对神经生物学在微观领域内关于神经网络研究的进展做了理论概括，提出了新的理论模式。

　　科学家认识到神经网络的结构已有多年。随着研究手段的进步，脑科学在各个水平上对脑内神经回路网络的研究有了新的突破，对各种不限于神经元与神经元之间关系的各个层次的“泛脑关系”有了深入揭示，等等。只是在这以后，万选才站在理论思维的高度，从科学事实出发，才提出了“网络论”或全层次的“泛脑网络学说”的新理论。其核心就是把脑的功能活动——信息加工建立在神经网络的基础上，对于先前认识到的神经网络则赋予全层次、泛脑关系的新内涵。

　　泛脑网络学说是继历史上的定位说与反射论之后出现的脑的理论模式，它代表着对脑认识的深化和现代水平。我曾在《脑科学的发展与哲学反映论》3一文中涉足过此理论模式，还有必要从认识论角度对它再做一些较为深入的分析。

　　一、泛脑网络系统的特征

　　泛脑网络学说把脑看成一个综合全层次的信息加工系统——泛脑网络系统。下面试从三个方面分析其结构功能特征：

　　第一，泛脑网络理论模式从多元关系中重新考察了经典的神经元学说，提出了“泛脑关系(pan-brain relations)”、“泛脑层次(pan-brain levels)”、“泛脑网络(pan-brain networks)”的新认识，突出了泛脑网络系统非线性联系的特点，使传统的线性反射论根本改观。

　　经典的神经元学说只发现神经元与神经元之间的联结，只看到它们之间突触联系的极有限的三种通常的方式(轴突—树突、轴突—胞体、轴突一轴突)，因而无法表明脑的庞大的三维网络是如何组成的。由于多种标记技术对神经元联系的追踪，特别是电子显微镜突触学的建立，使人们对突触的认识大大深化。不仅两相邻神经元的胞体、树突、轴突三部分任何两部分均可形成突触，而且同一神经元还可形成自身突触；
此外在脑的某些部位，还有一些诸如连续的和复合的突触排列、并列的突触排列以及由于它们之间的难以限定的交互与混存的关系而构成各种突触系列。对突触排列的揭示及其基本功能的描述，是神经生物学超微结构研究的主要领域。研究表明：这种多样化的突触联系组成了极其错综复杂的微回路。估计整个脑内传递信息的突触点达到1014-15个的天文学数字。因此，仅就神经元与神经元的关系而言，就已突破了线性联系的格局。

　　不仅如此，新近还发现脑内神经元与非神经元之间的各种微妙关系，过去长期被忽视的脑内非神经元成分正日益受到重视。例如神经胶质细胞，数量远远超过神经元，其总体积达脑的一半。神经胶质细胞与神经元的关系，绝非命名者在19世纪提出的由神经胶质细胞将神经元粘合在一起的简单关系。现在认为神经胶质细胞有许多突出的功能，与神经元存在着复杂的相互联系与相互作用，对神经系统的整合功能与信息传递有重要的影响，应当如实地把它看成代谢活跃、机能复杂的脑的必需成分，从而彻底改变其灰姑娘的地位4。又如日本学者在1975年创立了“旁神经元”这个新词，来称呼那些不是典型的神经元，而是神经元的亲属，具有神经分泌样和／或突触囊泡样颗粒的一大族细胞，它们与神经元具有密切的结构与功能联系5。此外，在脑室周围成分中有一些特别活跃的伸展细胞与神经元和脑脊液有着特殊的功能联系；
还发现脑内有不少神经元伸出突起直接与脑脊液接触，把递质、调质送人脑脊液内，影响脑的功能。如此等等。

　　所有这些都表明，脑内并非只存在神经元与神经元的关系，还存在着复杂的神经元与非神经元、神经元与旁神经元、神经元与脑内其他结构的种种过去不知道的联系方式。新的概念——泛脑关系(pan-brain relations，pan-表示“全”、“总”、“万”、“泛”)可以恰当地概括这种新的图景。建立在这种泛脑关系上的全面的、多层次的、非线性的神经网络系统组成了庞大的泛脑网络体系。泛脑网络体系是一个具有高度可塑性的开放系统，以经验为函数，可以有效地改变其输人—输出的关系，改变其内部对信息的收集、解释、综合与调控，从而构成人的情绪、行为、学习、记忆、思维、意识的基础。

　　第二，泛脑网络论模式强调脑是综合全层次的信息网络系统，突出了脑的信息加工的整体性与层次性。

　　在线性反射论模式下，巴甫洛夫与谢灵顿分别从宏观方面对大脑皮层与脊髓的反射活动进行了卓有成效的研究，但却形成了这最高与最低两级中枢之间的巨大断层。随着电生理学、微电极技术的发展与立体定位仪的应用，对皮层下中枢的研究出现了蓬勃发展的时代，不断加深对脑干网状结构、大脑边缘系统、丘脑、基底神经节的认识。利用各种精密的标记技术把动态与静态的研究结合起来，对皮层与皮层下各种结构相互之间以及各自内部的细胞构筑与网络联系愈来愈清楚了。关于各种微回路、巨回路、双向往返径路、横向联合纤维及各种反馈装置的证实，都从根本上改变了传统神经解剖学的单向线性联系的概念。这就为从整体上把握脑的综合全层次的信息加工活动提供了根据。

　　脑是物质的，又是进化的，在机体与环境相互作用的漫长演化历程中，神经系统经历了最为剧烈的变化，继承了各个进化阶段的成果，形成了层次清晰的系统结构。人类的大脑受到自然与社会发展的双重洗礼，深深地打下劳动、语言的烙印。获得爆炸性增长的大脑皮层占了脑的总体积的90％以上，而把进化历史上的古老部分挤到脑的底层、边界和深部。就大脑皮层而言，功能明确的定位区只占1／4，具有多种高级功能的联络区竟占3／4，其中又以前额叶最引人注目。

　　从微观到宏观，从低级到高级，可将综合全层次的泛脑网络系统概括为以下各个层次：分子，亚细胞，细胞构筑(功能柱)，微回路，巨回路，一系列等级递阶的结构——脊髓，脑干(延髓、桥脑、中脑、网状结构)，间脑(丘脑、丘脑下部)，小脑，大脑(基底神结节、边缘叶、大脑皮层定位区、大脑皮层联络区)。它们与机体其他器官系统共同组成生理整体，在此基础上是绽开各种心理智慧活动的心理整体，并与环境(自然、社会)发生相互作用。也就是说脑网络是由范围和复杂性逐渐增大而又不可分割的各种等级的功能单位所组成。拿系统论观点来看，就是在一个巨系统之下分成各种亚系统和诸多要素，一个巨系统的功能绝不是各部分的简单叠加。

　　综合全层次的信息网络系统是一个不可分割的整体，但不同层次、不同等级有不同的功能特征。正如美国神经生理学家麦克林(P．D. Maclean)根据大量生理学、心理学的材料，并结合种系发展与细胞构筑方面的研究所指出的，脑的低级而古老的部位(如边缘系统)在意识水平下工作，提供了个体生存与种族延续等本能活动以及情绪、情感等非理性活动的基础，单就这个层次的活动而言，人类与灵长类动物非常接近；
而在进化上出现最晚、发展最快、联系更复杂的大脑皮层，特别是联络区，对于思维意识、策划预见等目的性智能活动至关重要，即一切使人成为人的东西都是高层次网络系统的功能表现。必须强调的是，泛脑网络系统高层次与低层次的活动是紧密配合、协调一致的。低级部位受到高级部位的多种离中控制；
低层次为高层次活动提供条件和基础。例如，脑干网状结构是进化上的古老部分，结构简单，大小不过是小指的一节，但对于具有140亿神经元的广大的大脑皮层的觉醒状态的维持是一个十分关键的结构，起着控制大脑皮层意识水平总闸门的作用；
而网状结构的活动又受到大脑皮层有效的反馈调节。又如边缘系统是主管情绪、本能活动的部位，令人瞩目的边缘系统中“愉快中枢”、“痛苦中枢”的发现，对情绪的两极性的合理解释提供了根据，而两个中枢的活动的极强的驱动力有时会给人的理性行为带来难以控制的影响。

　　整个脑的活动具有高度的整合作用，从神经元水平的整合到整体的整合都是以泛脑网络系统不同层次的活动为基础的，低层次的整合活动又为高层次的整合活动提供基础。就脑的信息输入而言，特异性与非特异性投射系统相辅相成共同负责感觉的产生；
就脑的信息输出而言，锥体系与锥体外系相辅相成共同负责运动指令的输出；
就脑的信息加工编码而言，电信号系统与化学信号系统相辅相成共同负责庞大泛脑网络体系的动力学过程；
就左右两半球的专门化活动而言，通过胼胝体等的川流不息的信息交换，使两半球的逻辑思维与形象思维有机地结合起来。

　　最近，为纪念美国生理学会成立100周年，该会前任主席U．E．Morgan发表署名文章明确指出，“不管用什么技术或在哪一个层次进行研究，生理学家都应持整合的而不是还原论者的观点”；
并强调“在系统水平工作的生理学家必须充分了解细胞和分子水平的进展，而研究分子机制的生理学家也应把自己的资料综合到系统功能原型中去理解”。6总之，对脑的认识不能只靠对脑的基本单元的不断微观化来达到，还要利用系统论的方法从宏观的、弄清各部分的相互关系出发研究系统和整体的效应。综合全层次的信息网络系统为不同水平、不同层次的实验研究成果的总结提供了可靠的理论框架。

　　第三，泛脑网络论模式突出了泛脑网络系统双重信息编码的多元化，表明脑的基本神经过程不是单一的兴奋或抑制，而是多因素、多环节、多状态的动力学过程。

　　与神经系统能在瞬间同时完成各种不同的神经信息的传递、调制和整合相适应，脑网络具有非常精密的信息编码方式。关于脑内信息编码问题，在线性反射论模式的时代，众多杰出的科学家开始创立并在日后蓬勃发展起来的电生理学、微电极技术，对生物电信息编码系统的精密实验分析及理论假说均具有里程碑的意义。研究表明：由神经元膜控制下的离子活动产生的定向传播的“全或无”式的动作电位是信息编码的基本方式。这就是通过遍布全身的各类感受器将各种刺激能量转变为统一的生物电信号，并以动作电位的频率编码来反映客观外界的参数。神经元不论其形态、大小、部位，也不论是简单的反射或复杂的整合活动，统统使用同样的电信号。因此，当时也就认为基本神经过程只是单一的兴奋或抑制。但是，随着研究方法的突破和新的科学事实的积累，(点击此处阅读下一页)

　　正在不断修正这种过于简单的看法。20世纪60年代兴起的神经化学对突触传递的生物化学过程有了细致的了解。基于日益发展的化学神经解剖学及放射免疫细胞化学等的研究，科学家认识到脑内除了生物电信息编码系统外，还有远为复杂的化学编码系统，这两套编码系统的关系已成为脑研究的焦点。

　　开始人们只看到双重信号系统活动的统一性。当信息由一个神经元传到另一个神经元时，在突触部位发生了一连串的微妙变化。由突触前成分分泌释放的信息传递物质——神经递质通过极其微小的突触间隙弥散至突触后成分，并与突触后膜上的特异性受体蛋白相匹配，致使后膜离子通道选择性开放，特定离子通过，导致突触后膜的局部电位变化，当这种局部电位达到临界值时，就爆发出动作电位并迅速扩散开去。这种发生在突触部位的电变化一化学变化一电变化的三部曲，显示了两套编码系统活动的统一性。化学编码系统正是通过神经递质释放的质与量来精确地实现。早先发现的神经递质不过十余种(如胆碱类、单胺类、氨基酸类等小分子物质)，而现在像滚雪球一样，已发现一大类肽类神经递质，这个极其庞大的家庭已有一百多个成员。不可思议的是，像过去仅在胃肠道发现的肽类物质竟同时大量存在于脑内。面对这种令人眼花缭乱的局面，有的科学家提出把神经活性物质总称为神经调递质(neuroreguletor)，把主要传递神经信息的称为神经递质(neurotransmitter)，而把主要调节神经活性的称为神经调质(neuromedulator)。这就表明两套编码系统的活动除有统一的一面外，更有非统一的、相对独立的一面。以往认为一种神经元只合成一种神经递质，并与其特异性受体相结合。现在发现，许多神经元具有多种信使、多种受体，它们之间呈现极其繁复的多元效应。不仅如此，在神经元与非神经元、神经元与旁神经元之间，还存在着更为复杂多样的化学编码形式。因此，具有双重信息编码系统、多元编码方式的泛脑网络系统的动力学过程是极其复杂的。这就从根本上改变了基本神经过程只是单一的兴奋或抑制的看法。进一步研究各种化学编码系统的神经调递质在神经细胞内的共存以及作用方式，并搞清它们与电编码系统的相互作用具有重要的意义，这可能导致对信息传递经典概念的根本改观。过去曾只把递质看做两个电现象之间的“掮客”，构成电变化一化学变化一电变化的三部曲。现在看来，各种化学信使可能有更广泛的意义，与改变整个网络系统的性能有关。在双重编码系统的共同作用下，多元信息编码活动使脑的信息过程呈现难以限定的无限多的状态，构成了脑功能的主动性、创造性的基础。

　　当人们把泛脑网络系统与人工网络系统进行比较时，会看到它们之间的深刻差别。这不仅是脑结构与电子硬件在元件数量及联合方式上的天差地别，也许更在于化学编码系统的参与并与电编码系统相互作用、相互嵌合、相互影响的动力学过程。目前智能模拟基本上限于模拟神经元网络中的“全或无”式的电位的位相活动，即按顺序执行指令和寻找信息，而不能做有效的并行处理和按内容寻址。即使目前已出现“并列推理型”的新一代计算机样机，其性能与泛脑网络系统仍有天渊之别。在可以预见的将来，生活着、思维着的泛脑网络系统与一切人工网络系统之间的鸿沟是无法逾越的。这就是为什么一个三岁幼儿能轻而易举地识别自己阿姨的面容，而对于电子计算机来说却是一种灾难!

　　总之，泛脑网络论模式标志着当代科学对人脑认识的深化，代表着脑科学发展的动向。它一方面适合于做微观化的分析、还原性的研究；
另一方面又适合于做系统整体的综合性研究，对于总结实验科学的成果留有很大的余地。把脑看成一个综合全层次的信息加工系统，便于吸收一般系统科学的精华，可望为脑的高层次信息过程的研究找到新的结合点。不言而喻，脑的新的总体理论模式将会给认识论研究带来新的启迪。

　　二、对泛脑网络学说的认识论思考

　　泛脑网络论模式对于认识论研究有些什么意义呢?

　　第一，沿着脑科学发展的轨迹，不断开拓认识论研究的视野

　　唯物主义认识论是在人类对脑有了初步科学认识的基础上才摆脱了古代的朴素性而取得它的近代形态的，同时也是在对脑的科学认识的进展中逐渐修正或克服自己原有的种种机械论的局限而向前发展的。

　　脑科学的当代发展具有两个显著的特点，一是对脑的结构方面的研究已由宏观到微观，在细胞与分子水平上把结构与功能紧密结合起来；
二是脑的功能方面的研究已突破一般的生理功能，而把复杂的高级精神认识活动纳人了科学研究的轨道。从泛脑网络论观点来看，人的意识、精神活动乃是高层次的泛脑回路网络的功能活动的表现。当代脑科学的这种特点表明，对于脑的功能活动的实验科学研究和对于脑一意识关系的哲学思考已经日益密切地结合起来了。

　　当前，我国哲学认识论的研究已经打破了过去流于空泛、粗线条、教条化的沉闷状态，出现了多视角、多势态、多领域的新开端。特别是一些中青年学者注意到了新兴科学的成就，努力把生命科学、神经科学某些概念移植到哲学认识论的研究，开辟了认识的微观机制、思维的整合机制等新领域，从而使脑科学成为哲学认识论发展的一个生长点。就脑的理论模式而言，泛脑网络学说与线性反射论的根本区别在于，前者用非线性的复杂思维方式来考察脑的活动。如前所述，它从总体和系统水平上概括了对脑的微观研究的成果，展现了脑本身结构与功能的极端复杂性与多样化。这对于研究认识的脑内过程或微观机理创造了有利的条件，有助于改变过去认识论研究只停留在宏观层次的缺陷，使它扎根在现代脑科学的土壤上。例如，传统观点认为在认识的初级形式——感知觉阶段，主体对客体只是进行纯模写的机械反映，但是只要深入到脑科学领域内就会发现，事情绝非如此。从“马赫带”现象到“侧抑制”作用的科学历程清楚地表明，即使是最低等的古老的活化石鲎的外周感受器——视网膜的视觉信息加工，也参与了其侧抑制神经网络的主动、积极作用。从而用实验事实肯定了人的主观感觉对客观事物来说，发生了“不一致”、“畸变”或“扭曲”，拿马赫的话来说，它只是客观事物的一种“漫画式”的表达，而也正因为如此，才能提取最少量的信息，把握事物最本质的特征。7

　　同时，泛脑网络学说注意和强调了泛脑网络活动的层次性，把泛脑网络置于生理、心理整体之中，并与自然、社会环境相互作用，这就决定了脑的活动不再是单纯的生物学问题，而是必然受到自然、社会、文化、历史的多重影响。这样，泛脑网络学说不仅展现了脑的结构与功能的复杂性，而且也表明了，在这方面还有许多未知的因素有待发现，揭示大脑工作原理还要经过十分漫长而艰苦的进程。对大脑总体认识的这一理论模式本身的特点也要求人们对它的认识论思考是多势态、多角度、多层次的。只有这样，才能从它那里汲取到更多的、与大脑研究的现状与发展相应的新思路，并发挥积极的哲学反馈效应。

　　第二，泛脑网络系统为当前各种认识理论的交汇融合、取长补短提供了一个参照系

　　当把脑看成一个综合全层次的信息网络系统时，对它的高于一切人工网络系统的信息加工的特征、过程和规律的客观研究，都必然会为我们理解人的认识的特征、过程和规律提供不可忽视的启示和科学依据。目前在脑科学领域内以视觉信息加工为突破口，对低级形式的信息加工过程——感知已有了较多的了解，对高级的信息加工过程——思维意识也有了一些研究的线索与思路，这些成果也在不同程度上为我们对认识的理解提供了新的科学实证或检验。正是基于这种情况，我认为泛脑网络系统是我们在探讨评价各种认识论观点和考虑认识论发展前景时的一个有用而可靠的参照系。

　　首先，对于在认识论中争论较多、分歧较大的反映论而言，既然泛脑网络系统是一个非线性的、多层次的、使用多元信息编码的信息网络系统，这就决定了无论是认识的低级形式或高级形式，都毫无例外地注入了泛脑网络系统的主动性、创造性的活动。这就从科学、哲学上与一切消极、直观、被动、线性、原型和摹本完全一致、一次完成的机械反映论彻底划清了界线。同时，从系统的信息加工观点来看，信息输入总是一个系统进人工作状态的初始条件，没有信息输人就谈不上信息加工。当然，由于泛脑网络系统具有极强的信息贮存功能，新近的信息总是不断地与贮存信息进行对比，从而不可分离地交织在一起。乍一看来，人的思维认识活动与客观外界信息输入似乎可以完全脱节，但是归根到底，不论人的思维活动与初始信息输入相距多远，主观的认识活动总是对客观实在的观念性反映。没有原始的信息(可追溯到种系发生、个体发育)，也就谈不上信息的加工与贮存，没有来自客观外界的新信息，也就谈不上有认识的新内容。因此，就认识的最本质的特征而言，说认识是主体对客体的反映是完全正确的。然而说反映论不可超越也仅仅是就主客体之间最本质的认识关系来立论的，它不能也不应排斥、否定对复杂认识系统中的各种要素作各种深入的探讨，不能把认识简单归结为反映就万事大吉。诚然，理论界早已有了能动的革命的反映论的概念，但那只是从宏观范畴、社会范畴而言的，由于缺乏实验科学事实的支撑，这个概念长期以来只有一些极其一般的粗线条的规定，还不足以科学地说明和深入探讨认识论的许多问题，这正是需要我们根据新的科学成就，在新的基础上予以进一步的研究、规定而赋予新的内涵的地方。

　　其次，当前我国理论界在吸取其他学科研究成果的基础上，提出了种种不满足于把认识简单归为反映的认识理论，诸如选择论、重构论、建构论以及认识是反映与选择的统一等等。从泛脑网络系统的信息加工过程的特征来看，这些新颖的观点都可以从中找到某些根据，因而有其出现、存在乃至得到发展的理由。但是，更为重要的是，无论是选择、重构、建构，都不过是由已知的和未知的各种环节或特征组成的信息加工总链锁中的一个方面、一种情况，对于生活着的泛脑网络系统的动力学过程而言，由反馈调节贯穿始终的信息操作中的各个环节，都是紧密联系、互为因果而绝对不可分割的。

　　现在不妨用视觉信息加工的特征检测机制来略加讨论。20世纪40年代以来，许多科学家相继投入视觉信息加工的电生理学、微电极技术的研究，在一系列工作的基础上，逐步形成了视觉系统中具有特征检测器的设想。著名科学家、1981年诺贝尔奖获得者休贝尔与韦塞尔把视觉信息加工的研究首次向中枢部位视觉皮层推进，获得了极大的成功，从而使视觉系统图像识别的特征检测理论不断完善化。他们通过对初级视皮层神经元的视觉感受野的时空结构的精密分析，确定视皮层存在着简单型、复杂型、超复杂型三类细胞，它们分别对图像的各种参数进行极严格的特征检测，显示了极强的层次性和意想不到的复杂性。视觉信息经过外周感受器和中继站的预处理后，正是通过视觉皮层这种逐级串联起来的感受野对图像特征依次进行逐级抽提，不断重新编码。通过感受野把原始刺激模式加以分解，在每一水平抛弃一些不符合检测条件的信息，提取一些符合检测条件的信息。总的信息流程中的特征检测过程本身，就是不断进行的对信息的加工编码、选择重构的整合过程，其最终效果在于使机体取得认识外部事物的线索，从复杂的外部事物中抽提出具有基本意义的信息。低级的感知尚且如此，高级的思维其复杂程度、能动的作用更是不言而喻了。

　　最近美国心理学家通过严格的实验观察指出：“在可见世界中察觉各种有意义的东西似乎是轻而易举的，实际上这种能力是依靠着复杂的过程。由景物中自动抽提出来的各种特征组合成各种物体。8 值得注意的是，科学研究已经证明，视觉系统对信息的选择、加工、改造、整合、重构是相当可靠的。联邦德国马克思一普朗克研究所已能把脑内视觉系统神经元电活动经过计算机复制出该实验动物眼前的外部物像，第一次直接从脑的微回路网络上得到接近真实的外部图景。9

　　同时，视觉图像识别的特征检测理论还在进一步发展，一些新的科学事实还需要我们认真思索。如近年来发现的对复杂的整体图形而不是图形的个别特征进行检测的神经元。美国科学家C．G．Gross等最先在灵长类下颞皮层中发现了只对猴子的一只手有明显的选择性反应，而对其他有点类似的图像却不起反应的特异神经元，即“手”细胞10，从而提供了视觉图像特征检测理论的一个极端的例子。以后，美国普林斯顿大学心理学系的C．Bruce等在猴皮层颞上沟的多种感觉区(Polysensory Area)又发现了只对猴脸及人脸起强烈反应的脸细胞11。这些脸细胞对无论人脸或猴脸的眼睛特别敏感，(点击此处阅读下一页)

　　若遮盖住脸部照片上的眼睛、或虽有眼睛但却是一种漫画式的脸部形象均使反应减弱；
若把图片上五官的相对位置搅乱则反应完全消失。英国圣安德鲁大学D．L. Perrett等对脸细胞的活动规律做了细致而有趣的研究,发现这些脸细胞能敏锐地辨别出对方的眼睛是否在注视自己；
还可以通过对脸型和表情的识别区别开实验者是贝雷特或史密斯。12在大脑皮层颞叶联络区出现的这种只对人脸、猴脸和手这样复杂的图像起高度特异的选择性反应的视觉神经元——手细胞(“hand”cells)、脸细胞(“face”cells)，有人称之为“老祖母”细胞或“教皇”细胞。脸细胞、手细胞的发现及其独特活动方式，激起了人们对大脑处理信息方式的新思考。

　　在社会生活实践(动物为群居)中，像脸和手这样的复杂图形具有特殊重要的意义，它竟在人脑这样高度有序结构中造就了如此特化的细胞，用世世代代的遗传方式固定下来。对婴儿视知觉发展的研究发现，人脸图形最能吸引婴儿的兴趣，正是人脸的特征与表情对婴儿生存的社会意义，使婴儿一出生就对人脸发生知觉倾向性。美国科学家B．Julesx发明了一种研究视觉的有力工具——随机点图，利用计算机设计一种成对的随机点图，通过实体镜用左眼和右眼分别观察每一随机点图形，便可得到一个立体图像。Julesz从随机点立体图的研究中得到了重要的结论，修正了过去认为每一只眼睛先要分别再认外界的刺激物，然后两眼进行比较，才能产生立体感的看法。新的看法是，在对物体的再认之前，视觉系统便能够产生立体感。这一研究表明，立体知觉的产生过程，在特征检测的信息加工水平上便能完成，不需要高级认知活动的参加。13

　　以上资料似可说明，泛脑网络系统某些部位的信息加工可能在一瞬间出现整体性感知。从信息处理到认知之间有一些未必可以信息化的中间环节；
有一些信息根本没有加工，也不需严格的推理。这种自然的、潜在的能力和独特的方式有待进一步研究。

　　综上所述，泛脑网络系统的信息加工是一个综合全层次的既有分析检测又有整合改造的复杂链锁过程。从对信息的选择、接受、输入、增益、衰减、编码、分析、综合、存贮、检索、提取等直到新特征信息的输出来看，这一过程是不可分割的，始终在泛脑网络系统主动控制调节之下，不断与外界环境进行信息反馈。因此，仅从信息加工观点出发，便可明白无误地看到，将复杂的认识过程归结为某一方面，以其中的某一个环节来命名关于整个认识过程的理论，未免失之偏颇，不符合科学实际。我认为目前的各种认识理论就其合理内容而言并不是互相排斥的，更不是非此即彼的。

　　再次，关于认识论的研究，目前又开拓了一些新的研究领域，如把情感、意志等非理性、非认知因素从传统的心理学研究的范畴中纳入认识论研究的轨道，并着重讨论它们在认识论中的地位与作用。从泛脑网络系统的活动来看，特别是从它的高层次网络活动与低层次网络活动的关系来看，这种开拓是很有意义的。正如我在前面所提及的，泛脑网络系统的低级而古老的部位是一切本能活动与非理性活动的基础，服务于个体生存与种系发展的“占地盘”的生存斗争，使情绪反应带有明显的人类祖先生物遗传的烙印。但事情远非就此止步。人类是处于一定的文化背景与社会实践之中的理性动物，高层次的需要、非狭隘的价值的功利观念，对认识具有明显的导向与制约作用，使人类社会不断进步与发展。虽然纯粹的理性活动、单一的认知因素对活生生的社会的人来说从来就不存在，但是泛脑网络系统高层次的活动毕竟是使人成为人的活动。因此，人的理性认知活动无论如何应该是认识活动中的主旋律。当然，同时又必须考虑到作为这条主线的背景与基础的非理性的活动。只有这样才能使认识成为有血有肉的、线性与非线性的立体网络式的活动，从而体现出人类认识活动的真实图景。

　　从脊椎动物脑的演化来看，各种动物的脑的根本差别不在于古老的边缘系统，而在于机能皮层化的进展，而人的大脑皮层联络区，尤其是前额叶达到登峰造极的爆炸性增长，使之适合于语言这一特化现象。可见，人脑在自然、社会双重洗礼下获得了最终脱离动物界的无可匹敌的优势。因此，当我们考虑情绪、情感、驱力、意志这些非理性因素在认识活动中的地位时，既不能像过去那样视而不见，更不能强调到不恰当的地位。泛脑网络系统高层次与低层次活动的关系既有明显的区别与分工，又有相互协作、控制与反馈的精细的整合效应。这就深刻地提醒人们，在考虑认识论问题时，只有将认识中的理性与非理性、认知与评价、知情意、真善美等不同方面联系起来而不是割裂开来，才能体现人的认识活动的本质。据此，我们是否可以将泛脑网络系统作为参照系，深人研究一下当前各种认识理论各自强调的不同认识要素(如选择等)在认识过程中的具体地位、作用，特别是它们之间的相互关系，这样就有可能为建立统一的、合乎科学实际的认识理论开拓新的视野。

　　参考文献与注释

　　1，9． 万选才：《脑的理论模式》，《自然辩证法研究》1987年第5期。

　　2． 鲁利亚：《神经心理学原理》，北京：科学出版社1983年版，第82-121页。

　　3．萧静宁：《脑科学的发展与哲学反映论》，《武汉大学学报》社会科学版1985年第4期。

　　4． 陈宜张：《神经胶质细胞的生理》，《生理科学进展》1981年第3期。

　　5 . 王志均、周佳音：《旁神经元概念》，《生理科学进展》1985年第2期。

　　6. H．K．Morgan：《美国生理学会一百年》，《生理通讯》1988年第2期。

　　7. 萧静宁：《“马赫带”与认识论》，《武汉大学学报》社会科学版1987年第3期。

　　8. A．Treisman：《视觉处理过程中的特征与物体》，《科学》中译本1987年第3期。

　　10 . R．E．Burket等著：《中枢神经系统电生理学》(神经生理学手册4)，谭德培等译，上海：上海科学技术出版社1986年版，第138页。

　　11. C．Bruceetal：VisualPropertiesOfNeuronsinaPOlysensoryAreainSuperior

　　TemporalsulensOfLheMacague，上NeurophysioL46：374—379，1981．

　　12. 王永昌：《大脑的奇迹：识别脸和手的细胞》，《人与自然》1988年第3期。

　　13 . 荆其诚等：《人类的视觉》，北京：科学出版社1987年版。

　　原载：《哲学研究》1989年第4期 责任编辑：王玉恒

　　附：本文系作者（中国生理学会会员，武汉大学哲学系副教授）根据1988年10月在厦门召开的《全国现代认识论研讨会》上的大会发言稿写成。

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