【探索17-5】「心」科學的二重奏

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演講|葉素玲教授
撰文|沈君宜

心理學作為一門科學,不過是近代的事;葉素玲教授將它稱作一門「心」的科學,嘗試以科學的方法,探究以往被認為極抽象、玄妙的現象。追本溯源,我們所言的科學也始於古希臘哲人對空間、時間、物質的興趣;發展至今,科學的學門必須遵循三大原則──具因果關係、可量化與測量、可重複驗證,而心理學的研究亦歸於此一方向。

「知覺」的探討多不勝數,而「覺知」相對而言未知數仍多。但這未知,和意識的討論不脫干係。不過,「意識(consciousness)」本身即是模糊的概念,科學家也難以給予它一個完整的定義。不過,對意識有興趣的學者們從未放棄──國際心理學辭典給了一些註解:意識具備了認知、思考和感覺,也就是知覺。但辭典也說到,許多人掉入了以為意識就是自我知覺的陷阱當中。

●知覺:誰在經驗裡加了料?

「知覺」本身也不是容易切入的議題。我們的一天由太多的感官經驗所組成;以一個台大學生來說,走在校園裡,感受煦煦陽光及清風撲面,欣賞椰林大道的景觀秩序,感到「好舒服啊!」在在充滿了知覺經驗。那些經驗其實難以言傳,只能意會了。所謂的「五感」,其實屬於十分基礎的感官經驗。比「感覺」要來得深一層的「知覺」,還包括了對感官訊息的組織、脈絡化、整合,超越了生物的語言,亦遠不止物理上的刺激。在此一過程中,過去的經驗亦會被網羅,一同做出詮釋。

麻省理工學院的教授Oliva以一張模糊的圖像來說明此一情形。在一片朦朧之中,我們恍惚看到一條路上,有一人緩緩走著、一輛車從旁經過。我們的腦袋,為我們編織了一幅合情合理的畫面──事實上,畫中「人」與「車」是一模一樣的色塊,只不過轉了90度。另一個例子中,我們看到一段英文字句,裡頭每個字都已不符合拼音規則的方式書寫(只有第一個與最後一個字母是正確的),然而我們卻可以正確讀出它所傳達的意涵。Prttey amzanig, huh?

這些令人大呼「受騙」的例子,只是告訴我們,物理刺激所提供的訊息是不足的;我們都倚賴「知覺」過程的後製,來獲取資訊。

葉素玲教授以管理大師彼得・杜拉克(Peter F. Drucker)講過的著名故事予以改編,來說明人類的感覺與知覺(將收錄於台大出版社出版的普通心理學一書中的感覺與知覺一章)。兩名石匠正在路上賣力工作,路人好奇:「你們在幹嘛?」第一位石匠說:「我正在把石塊切成適合的形狀大小。」第二位石匠說:「我正在蓋一座教堂!」

這個故事搬到意識的領域,前一位石匠如感覺(sensation),後者如知覺(perception)。外在的電磁波進入,感覺系統賣力裁切成適當的形貌,而知覺系統則懷著「蓋一座大教堂」的願景。感覺屬基礎的加工歷程,由原始質料開始精煉,是為「由下往上(bottom-up)」的工作。知覺採集的感覺素材則必得服務於一個意圖和目標。這些目標「由上而下(top-down)」的運作,對感官經驗產生一股塑造的力量。在此改寫版中並沒有暗示第二位石匠較優的意涵; 事實上,感覺與知覺相輔相成,構成我們的知覺意識經驗。

經驗對於知覺而言至關重要。假使所有人均是複製人,擁有完全相同的感覺系統;但先前不一的經驗,不論何其短暫,也會影響對後續刺激所做的解讀。因此,雙胞胎或複製人,就算生理系統完全一致,其知覺經驗亦是獨一無二。Tse與Cavanagh教授曾在2000年以在美國的中國留學生為對象,做過一個實驗:文化差異是否造成對基本的「動作」感覺有所差異?螢幕上一筆一畫的寫著「当」字,受試者回答最後一筆畫是由「左寫到右」或「右寫到左」。大部份中國人認為是由左到右,美國人則反之。

葉素玲教授與其當時指導的研究生(現為中國醫藥大學副教授李金鈴)延伸了這個研究,讓文字書寫方式有所改變:使用方塊字取代楷書、加快筆畫間的書寫速度、打亂書寫筆畫,以此三個不同因子(字體、書寫速度、書寫順序)八種實驗情境再以台灣人族群作實驗。最後發現,只有在Tse與Cavanagh教授的實驗方式──按照順序一筆一畫以書寫速度寫楷書的時候,大部份受試者才會認為是「由左到右」書寫方向,其他七種情況下,台灣受試者也和美國受試者一樣,看成是「由右到左」的方向。

這個「射線知覺」(認為線是由一端開始「射」向另一端)的實驗,其真相為何?事實上,那最後一筆畫從頭到尾都是同時出現的,壓根兒沒有由右到左或由左到右的差別,是知覺的解釋以及書寫經驗的影響,才看成不同的書寫方向。

●解密知覺:多事的神經系統?

由長期的觀察及實驗,可以歸納出一些知覺的通則。許多學者都指出重要的對比原則:John Lock所說的水溫的對比,Wilhelm Wundt進一步直接將對比當作視覺的基本原則。Flashed face illusion的實驗中,盯著兩張俊美的臉中間的十字看久了,會感覺兩旁的臉被扭曲──這也被視為對比的例子之一。

另外,知覺也具有恆常性,最簡單的例子是一個物體由近到遠,在視網膜上投影的大小不一,但我們並不會覺得它實際改變了大小。除了大小的恆常性,色彩的恆常性也經常受到討論;我們的視覺系統似乎將外界物體視為具有固有性質的、不會輕易改變的──即使我們的視網膜並不同意。

知覺能夠「組織」。葉教授做過的實驗中,其結果可將中文字歸類為五形結構(左右、上下、L形、P形、包圍)。當要求未學習過中文的美國學生們,在無預警狀態下寫出才剛看過的中文字,會以各種圖像或其熟悉的英文字母來表達他們對中文字的知覺。然而當中文母語者將這個方塊圖像視為「字」時,會忽略一些非母語者(或尚未識字的小孩)所注意到的細節,而只取其大意。

知覺的脈絡效應幫助我們建立一個相對性的運作模式,有助於我們在環境刺激有些微改變時維持物體的恆常性。這樣的脈絡在我們的生活中,極其重要。台大杜鵑花節的錯覺展,便利用了知覺的這些特性,創造出荒謬而誤導觀眾的神奇效果。甚至,布展的工人在工作期間,便「抗議」深受錯覺的干擾!

知覺會改變我們的互動模式嗎?拿「溫暖」來說,它同時指稱了溫度以及性格。若讓受試者在實驗之前碰觸冰咖啡與熱咖啡,會發現熱咖啡組較傾向判斷陌生臉孔看起來是「個性溫暖(照顧人、大方)」的。另一個實驗中,拿過熱墊的受試者與拿冷墊的相比,較可能買禮物給朋友,而非自己。知覺在無形中對人的影響,也可謂不容小覷了。

科學的進步使人類愈來愈了解自己如何感知外界,我們也早已知道感官經驗由大腦處理過,方能產生知覺。以DNA雙股螺旋模型得到諾貝爾獎的Francis Crick,在知覺的科學中也榜上有名;他「驚異的假說(Astonishing Hypothesis)」書中提出:「我們的心靈與意識,純粹是神經細胞與一些化學分子的總體表現。」十足唯物論觀點所意指的,便是「腦」這個器官。我們有不少證據能證明意識來自腦,諸如酒精與藥物的影響、腦刺激、腦造影、腦損傷等。

諾貝爾生醫獎得主 Hubel 與 Weisel 研究大腦初級視覺皮質區(V1),發現此區來自許多小單元的組合,藉此了解生物對「線段方向性」的視覺感知。此後,藉由對腦損傷患者的觀察,及腦造影儀器的協助,各個腦區的功能之謎也逐步破解。海馬旁回場域區(PPA)負責地點與場景區域的辨識;另有梭狀回臉區,顧名思義負責臉部的辨識。判斷臉以外訊息的橫紋外身體區(EBA)與負責運動訊息處理的顳葉中側皮質區,也各司其職;而三度空間訊息則仰賴顳葉內上側皮質(MST)了。

更精彩的是,同樣是一張「臉」,臉上不同區域也有不同的負責腦區。杏仁核(amygdala)負責了情緒的辨識,superior temporal sulcus 則主掌嘴形與聲音的搭配與眼睛凝視方向的判別。至於一張臉是否有吸引力?額葉皮質(frontal cortex)會告訴你答案。

Ungeleider與Mishkin提出了「雙重路徑」的說法,將訊息傳遞分為腹測與背側路徑。前者負責「辨何方(where)」,後者則負責「辨何物(what)」。初始的實驗在猴子上完成,Milner 與Goodale 則承襲此一精神,拓展實驗到「人」身上。病人DF在年輕時便因一氧化碳中毒傷及腦部,自此形狀知覺受損(visual form agnosia),無法辨認形狀。奇怪的是,DF在碎石子路上的行走完全不成問題。若取一邊緣不規則的石塊要DF拾起,她一樣可以握在正確、穩固的軸上,與一般人所差無幾。她的知覺腹測路徑受損,卻不影響她的視覺主導動作(vision-guided actions)。

神經心理學家於是找到了另一位腦傷病人RV,其問題是視覺引導動作受損(optic ataxia)。他在伸手取物時,精確度差、速度緩慢,取物的前置準備動作亦有不足。然而,他對形狀的知覺卻並未受到嚴重影響,仍然能夠看著圖形照著繪出相似物。

經由DF與RV的兩相對比,終於建立了人類腹側與背側路徑分別負責辨何方、辨何物的地位。James J. Gibson進一步主張視覺得「能供性(affordance)」,認為視覺資訊可以提供「如何使用」所見物體的提示。此一路徑由背側主導較多,並不需要那麼大量的意識參與。

由觀看兩眼不同影像所產生的「雙眼競爭」現象,可以更瞭解意識知覺來自大腦細胞的現象。Tong 延伸先前學者的動物實驗,令受試者戴上兩眼分別只能見紅光或綠光的眼鏡。綠光的訊息是人臉,紅光則是房屋;兩眼不一致的訊息會彼此競爭主觀意識經驗。他比對受試者主觀的報告與fMRI記錄的腦部活動,確認了大腦區域的活化與主觀意識經驗的關聯性。

然而,知覺處理過程也可以是「無意識」的。Hermann von Helmboltz 解釋我們常看到的錯覺例子:兩條一樣長的線,因為兩端箭頭朝內或朝外,而有了不一樣長的錯覺。之後的學者認為在我們的經驗中,向內的箭頭近似較遠處的牆面投射,自然感覺「較短」;這是一個無意識的推導過程(unconscious inference)。相似的無意識處理也可見於盲視(blindsight)病人,他們自認為「看不到」,主觀經驗中從未有「看到物品」的知覺,卻不會處處磕碰。相反的一群人則是「安東症(Anton’s syndrome)」患者,他們主觀認定有視覺經驗,但所報告的經驗內容卻與實景全然迥異。

無意識的訊息處理其實處處可見軌跡,唯我們未必自知。目前的研究發現,我們對眼前所見之人事物,其眼睛凝視方向、視聽整合、情緒臉孔、身體姿勢、性別或性取向、類別、複雜場景,甚至文法、數字、系列次序學習等,均能夠在無意識下,瞬間完成。

●知覺與覺知的二重奏:意識的答案,腦知道?

至此,是否你也開始懷疑起「自由意志」的存在?Michael Gazzaniga在「大腦比你先知道」一書中,感嘆有太多決定早在我們察覺以前,就由大腦無意識地處理完畢!然而,亦有諸多學者主張,人即便受到大腦的箝制,仍有決定是否行動的空間。

那「覺知」的角色呢?是否它才是寫腳本的劇作家?在這個主題前,勢必得先談談「注意力」。注意力是個看似人人皆知,卻各有表述的概念。美國心理學之父William James 指出注意力的特質:內心專注地以清晰生動的形式聚焦在幾個看似同時的物體或思想之一。意識的凝聚與精神的集中是其本質。在此過程中,勢必意味某些內容的撤出,以便有效地處理所注意的內容。

即使大家都自以為知道注意力是什麼,科學家依然下了不少功夫。現今認為注意力也分為內因性(endogenous)與外因性(exogenous),前者是自發地集中精神,後者則是被外在刺激情不自禁的吸引,分別由額葉與頂葉的網絡,及上丘(superior colliculus)等腦區所處理。

注意力可以調節知覺的解析度,此一概念已被廣為接受。而「快思慢想」詮釋了心識的雙重系統。「無意識」的系統速度快而容量高,藉由自動連結進行訊息處理;「意識」系統速度則慢得多,容量也較小,主司分析與思辨。只是,注意力的有無,便決定了「快思」或「慢想」嗎?答案其實是否定的。傳統上認為注意的內容才會進入意識,目前的證據多支持注意力和意識兩者可以是分開獨立的系統。

「覺知」可視為知覺的「觀者」,於此,「感質(qualia)」與主體性皆是關鍵。而知覺的對象,和觀看此一知覺的「覺知者」,構成了知覺意識的雙重系統。最終,討論又回到了「難解問題(The Hard Problem)」。神經活動與主觀意識的產生,始終隔了一條鴻溝,設計精巧的科學實驗也尚無法完美詮釋。看似層面極廣的科學探究,其實僅集中在Ned Block所謂的取用意識(access consciousness)的範疇!

古往今來,增進「覺知」的方法層出不窮;靜坐、正念、瑜珈、太極,期待達到理想中的心理狀態,便有此一味道。覺知的領域中,多位學者包括Jon Kabat-Zinn 與 Richard Davidson 以科學方法探討靜坐的效應,確實觀察到了腦波的變化、大腦灰質的增加、自我相關腦區活化的降低、以及腦區內連結的增加。以往刻板的認為是東方玄學的智慧,如今引起西方科學社群的重視,還頗值得玩味。

自古以來,人類對於意識的探求,透過五花八門的方式體現。未解的問題依舊不勝枚舉,比如普特南所提出桶中腦的弔詭爭辯。而進入了大數據時代,只要知道where, when, and what 即可預測一個人的未來行為!似乎有一個更大的「你」,正在供人拆解與了解。如此一來,彷彿我們成了一顆顆「棋子」──那麼下棋者,究竟是誰?

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本文整理自:106/04/29 由葉素玲教授在臺大思亮館國際會議廳所主講之「知覺與覺知:意識的二重奏」演講內容。

 

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