波特兰，俄勒冈州，还是波特兰，缅因州，哪个城市更靠北？除非出于某种原因，你最近记住了所有美国大城市的纬度，否则你可能只在脑海中有一个大致的美国地图，并且最多只能回忆起它们位置的大概心理图像。或者，也许你的心理图像非常精确，以至于你知道正确的答案（波特兰，俄勒冈州）。这种在脑海中 conjuring 图像的能力对你来说似乎是理所当然的，但从科学的角度来看，它绝非如此。
大脑如何生成和处理心理图像一直是研究界争论的焦点。这个问题的解决将阐明我们意识体验的一个重要方面 [参见克里斯托夫·科赫的“你脑海中的电影”；《大众科学·心灵》，第16卷，第4期，2005年]。问题的核心是一个更基本的问题，哲学家们已经思考了数千年：思想是由什么构成的，它们在大脑中是如何表示的？与近年来神经科学的许多其他领域一样，脑成像技术正在提供一些见解。
清晰还是模糊
自古代以来，哲学家们一直在思考心理意象的起源和目的。第一个使用科学方法来研究这个问题的人是著名的人类学家和统计学家弗朗西斯·高尔顿，他是查尔斯·达尔文的表弟。1880年，他在《心灵》杂志上发表了他对众多同事和朋友进行调查的结果。他设定的任务是让所有受访者想象他们早上吃早餐的桌子。高尔顿对他的测试对象能够回忆起的细节数量以及图像的确切构成方式感兴趣。换句话说，它有多么色彩鲜艳和生动？结果让他感到困惑：他的受访者报告的图像质量差异很大，而且在所有人中，他的研究人员同事绝大多数报告说，他们的内在图像是模糊的、晦涩的，或者根本不存在。
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这怎么可能呢？后来的研究人员注意到高尔顿提出研究问题的方式存在方法论上的缺陷。一个人的心理图像根本无法与另一个人的心理图像进行比较。他的问题“你的心理图像有多清晰？”中缺少某种统一的参考点。
1973年，英国心理学家大卫·F·马克斯最终提出了一个找到这种指南的工具。现在在伦敦城市大学的马克斯开发了视觉意象生动性问卷 (VVIQ)，它仍然是用于此目的的最广泛使用的工具。VVIQ 要求受访者将他们的心理意象的清晰度与实际观看某物时的感知质量进行比较。测试对象被要求想象各种场景，然后在五点量表上对他们看到的心理图像的生动程度进行排名。答案范围从 1（“非常清晰且与正常视觉一样生动”）到 5（“根本没有图像，你只‘知道’你在思考一个物体”）。使用这种方法，马克斯发现，极少数人声称看不到任何心理图像，而略多的人说他们“几乎什么也看不到”。
比较心理图像的质量是一回事；了解它们在大脑中的基础是另一回事。专家们普遍认同口头（即非图像）表征。目前的共识是，这种想法是由所谓的命题构成的——即，对象及其属性之间的联系。例如，“圆形（球）”意味着球通常是圆形的。更复杂的想法是通过将许多命题相互联系起来而产生的。
但是，当涉及到心理意象时，根本没有共识：描述主义者认为，内在图像也可以以这种不可简化的简单陈述的形式来表示。根据这种理论，即使像狂野的狂风肆虐的风景这样复杂的心理意象也是由命题构成的，这给了我们一种主观的“好像”我们正在看到图像的感觉。
相反，图像主义者提出的各种理论认为，心理图像是在大脑中以图形方式实际表示的思想，而不是以命题的形式表示。在 20 世纪 60 年代，研究人员，特别是认知心理学家，开始声称心理意象是一种与其他形式的心理表征根本不同的形式。
1971 年，斯坦福大学的罗杰·N·谢泼德和杰奎琳·梅茨勒证明，物体在内心眼中必须旋转的角度越大，旋转它所需的时间就越长。一个合理的结论是，物体以图像形式在大脑中表示——甚至可能是以三维形式表示。你可以自己测试另一个例子。想象大写字母 D，并将其逆时针旋转 90 度。现在取大写字母 J，将其粘贴到你刚刚旋转的 D 的下边缘的中间。你看到了什么？最常见的答案是雨伞的线条画。这意味着人们能够在他们的内心眼中赋予物体新的含义——就像他们可以对真实图像做的那样。如果意象仅仅由单独的命题联系组成，这几乎是不可能的。
图像主义方法最著名的代表是哈佛大学心理学家斯蒂芬·M·科斯林。他的模型假设视觉记忆以命题形式存储，或者以类似的方式编码——类似于数码相机压缩图像数据以存储它们的方式。然后，记忆将数据传输到一个科斯林称之为“视觉缓冲区”的系统。在这里，图像中包含的命题信息被转换并以图形方式表示，其方式类似于数码相机在取景器中显示图像的方式。
这个视觉缓冲区到底由什么组成，长期以来一直不清楚。科斯林现在认为他知道大脑的哪个部分可能对此负责：视觉皮层中的神经细胞，其空间排列反映了视网膜中光感受器细胞的空间排列。根据这个想法，落在视网膜上的棋盘格光模式会刺激以可比较模式排列的皮层神经元——换句话说，神经细胞以图形方式制作所见图像。当我们在脑海中看到图像时，我们实际上是在看到它们；然而，我们视觉中心的输入来自记忆，而不是感觉器官。
如果这个理论是正确的，那么内心眼中的意象必须从视觉皮层经过看到图像所需的通常处理步骤。使用假地图的实验表明，情况很可能就是这样。科斯林使用了一张小岛的图画，他在上面标记了海滩、灯塔、树木和大象等各种点。测试对象被要求记住这张地图，特别是点和物体的位置。然后他们被要求想象海滩本身，并在他们看到心理图像时告诉技术人员。此后不久，他们被告知另一个点的名称。然后，研究对象被要求在他们的心理地图中搜索这个新地点，并在他们“找到”它时，即当他们有它的心理图像时，按下按钮。
在这个实验和类似的测试过程中，科斯林反复发现，这两个点在虚构地图上的距离越远，他的测试对象执行这个动作所需的时间就越多。他得出结论，这张地图一定是以图像的形式在大脑中表示的，他们必须用他们的内心眼睛“扫描”图像才能找到问题中的点——这与看真实地图时发生的情况完全相同。另一方面，科斯林认为，如果地图上的位置知识是以命题形式存在的，那么反应速度将始终大致相同。
尽管科斯林和其他图像主义者提出的经验证据令人印象深刻，但他们的批评者，即描述主义者，并不打算放弃。特别是，罗格斯大学的心理学家泽农·皮利辛和澳大利亚新南威尔士大学的彼得·斯列扎克多年来一直在批判性地分析图像主义者的实验。皮利辛提出了他所谓的“零假设”，试图证明关于心理意象的准图像处理的广泛理论与已知事实不符。
他声称，图像主义者的发现源于测试对象知道实际观看是如何发生的这一事实。科斯林和他的同事只是指示他们的测试对象使用这种“内隐知识”，并将他们自己的命题图像表征视为具有实际图像的特征。为了证明这一断言，皮利辛提出了以下实验。他指示他的测试对象记住一张地图，其中各个点用小灯标记，在任何给定时间只有一个小灯亮着。然后，他们被要求拨动一个想象中的开关，这时，那个灯熄灭了，另一个灯亮了——也就是说，从一个点跳到另一个点根本不需要时间。当他的测试对象在心理上在地图上漫游时，发生变化所需的时间与任意两点之间的距离无关。
对于皮利辛来说，这证明了地图必须以命题方式表示，因为尽管测试对象据称正在使用他们的图像表征，但实际上没有迹象表明他们需要在脑海中扫描地图才能从一个点切换到另一个点。根据皮利辛的说法，内心眼中的物体和我们实际看到的东西遵循完全不同的规律[参见前页的插图]。他写道：“视网膜/皮层上的图像尚未被解释，而心理图像是解释。”
其他研究人员用脑损伤患者的案例研究来支持这一立场，例如 M.D.。在遭受脑损伤后，M.D. 不再能够识别他在现实世界中看到的物体。然而，他仍然能够在他的内心眼中想象它们，并且他仍然可以准确地绘制它们——尽管他随后无法识别他刚刚绘制的东西。像这样的缺陷几乎不可能与心理图像和真实图像的统一处理的概念相协调。
经验证据是否使我们更接近解决关于心理图像如何产生的 30 年之久的争论？也许吧。在过去的十年中，新的成像技术已经开始展现出解决争端的希望。
观察内部
如果科斯林是对的，那么视觉表征和实际视觉必须激活大脑的相同区域。而这正是科斯林在 1997 年发现的。在一项使用正电子发射断层扫描 (PET) 的研究中，视觉表征和实际视觉刺激的区域有三分之二相对应。特别是初级视觉皮层，科斯林认为它是我们心理图像的起源，似乎在想象过程中被激活。
尽管如此，其他几个研究团队一直未能重复科斯林的 PET 结果。伊莎贝尔·高希尔和她在范德比尔特大学的同事证明，当要求测试对象在脑海中旋转几何体时，参与物体识别的中心没有表现出特别的活动——但是当他们实际观看这些物体时，就会出现这种活动。相反，顶叶中平衡视觉信息和身体空间位置的区域在旋转过程中被激活。
此外，如果信息采用与视觉皮层相同的通路，我们是否不应该发现难以区分心理图像和外部图像？这些图像是否不会不断相互干扰？并且通过引申，如果我们最大限度地减少这种干扰，我们是否不应该能够使心理图像更清晰？然而，许多人在睁开眼睛时比闭上眼睛时更能看到心理意象。这是魁北克主教大学的心理学家斯图尔特·J·麦凯尔维在对大量关于图像表征的实验结果进行荟萃分析时发现的。
在所有讨论中，心理意象的一个方面或多或少被忽视了：视觉表征和记忆之间的联系。根据科斯林的说法，心理快照衰减得相对较快。然而，我们所有人都意识到了反例。某些书籍中描述的场景可以在我们的脑海中留下极其生动的视觉表征。后来，有时在几年之后，当制作电影版本时，我们可能会感到失望，因为屏幕上的场景远不如我们脑海中的场景那么强烈。
想象的细节有时会侵入我们对真实事件的记忆。已经对这种现象进行了大量研究。华盛顿大学的心理学家伊丽莎白·F·洛夫特斯和其他人发现，在阅读了一本描述在超市迷路的记忆的小册子后，许多受试者突然报告回忆起他们小时候也迷路了。在阅读之前，他们报告说无法回忆起这样的场景——之后，他们在不知不觉中将书中的图像偷运到他们自己的记忆库中。
有一件事是肯定的：关于心理意象的最终结论尚未发表。科斯林和皮利辛在 2003 年的《认知科学趋势》杂志上提出了他们不同的观点，彼此针锋相对，几乎毫不掩饰敌意。寻找实验证据——一记重拳——仍在持续进行。