大脑并非模块化:fMRI 真正告诉我们什么

隐喻、模块和脑部扫描伪科学

原子就像一个太阳系,电子像行星一样围绕原子核旋转,围绕恒星运行。不,其实不是。但作为帮助我们可视化如此隐形之物的第一步近似,这种形象可以作为一种隐喻。

科学使用隐喻,因为我们的大脑进化是为了直观地掌握一个比科学最近揭示的反直觉世界简单得多的世界。例如,大脑的功能活动对我们来说几乎与原子一样不可见,因此我们使用隐喻。几个世纪以来,大脑被比作液压机(18世纪)、机械计算器(19世纪)和电子计算机(20世纪)。今天,一个流行的隐喻是大脑就像一把瑞士军刀,具有用于视觉、语言、面部识别、作弊检测、风险承担、灵性和甚至上帝的专门模块。

模块化隐喻受到了称为功能性磁共振成像(fMRI)的新型脑部扫描技术的推动。我们都见过扫描图,其中突出显示(通常为红色)了您在思考 X(金钱、性、上帝等等)时大脑“亮起”的区域。这种新的模块化隐喻非常诱人,以至于我在几本关于宗教进化(信仰模块)、道德(道德模块)和经济学(金钱模块)的书中都使用了它。然而,一场旨在遏制这种隐喻滥用的怀疑主义运动正在兴起,并且它是由神经科学家自身推动的。《纽约时报》2007年11月11日版发表了一篇题为“这就是你的政治大脑”的评论文章,作者是加州大学洛杉矶分校的神经科学家马可·雅各布尼和他的同事。作者展示了他们对摇摆选民的脑部扫描结果。“当我们向受试者展示‘民主党’、‘共和党’和‘独立’这些词时,他们在大脑中称为杏仁核的部分表现出高水平的活动,表明焦虑,”作者指出。“与焦虑和厌恶相关的大脑两个区域——杏仁核和岛叶——在男性观看‘共和党’时尤其活跃。但所有三个标签也在与奖励相关的大脑区域——腹侧纹状体,以及与欲望和连接感相关的其他区域引发了一些活动。” 因此,“共和党”这个词会引起焦虑和厌恶,除非它引发渴望和联系感。其余的结论也同样令人费解。


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在与科学的自我纠正性质相称的回应中,雅各布尼的加州大学洛杉矶分校同事罗素·波德拉克和来自世界各地实验室的其他16位神经科学家在三天后在《泰晤士报》上发表了回应,解释说:“作为使用相同脑成像技术的认知神经科学家,我们知道不可能仅通过观察特定大脑区域的活动来明确确定一个人是焦虑还是感到有联系。这是因为大脑区域通常会被许多精神状态所激活,因此大脑区域和精神状态之间不可能存在一对一的映射。” 例如,杏仁核也会被唤醒和积极情绪激活,因此解释此类扫描的关键是仔细的实验设计,以便比较大脑状态。

额外的怀疑主义来自于了解 fMRI 测量的是血流量变化,而不是神经元活动,颜色是人为添加的,以便看到血流量差异,并且这些图像不是任何一个人的大脑,而是实验中许多受试者大脑的统计汇编。“神经科学家所做的一些声明听起来像占星术,”波德拉克在一次采访中告诉我。“问题不在于科学本身。而是获取一点科学知识并远远超出它。” 例如,存在因果推断逆转的问题,“人们看到大脑某个区域的活动,然后得出结论,大脑的这一部分是 X 发生的地方。我们可以证明,如果我让你进入恐惧状态,你的杏仁核会亮起来,但这并不意味着每次你的杏仁核亮起来你都会感到恐惧。每个大脑区域都会在许多不同的状态下亮起来。我们只是没有数据来告诉我们一个区域的选择性活动有多高。”

加州大学圣地亚哥分校的心理哲学家帕特里夏·S·丘奇兰毫不掩饰地怀疑地告诉我:“心理模块完全是胡说八道。没有封装的模块,只是将信息发送到中央处理器。存在专业化领域,是的,可能还有网络,但这些并非总是专门用于特定任务。” 让我们用神经网络来代替心理模块的隐喻。

当然,大脑不是随机的拼凑,因此寻找与心理概念相关的神经网络是一项有价值的工作,只要我们不屈服于颅相学的海妖之歌。

编者注:这篇文章最初以标题“新颅相学?”印刷。

迈克尔·舍默Skeptic杂志 (www.skeptic.com) 的出版人,也是查普曼大学的总统研究员。他的新书是人间天堂:对来世、永生和乌托邦的科学探索(亨利·霍尔特出版社,2018年)。

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大众科学杂志第298卷第5期这篇文章最初以“大脑并非模块化:fMRI 真正告诉我们什么”为标题发表于大众科学杂志第298卷第5期 ()
doi:10.1038/scientificamerican052008-31Nm34xKHPoh98FDL8Xb6e
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