简评认知神经科学取向的智力观

摘要：随着认知神经科学与生物技术的发展。现当代智力理论的构建明显地受到其影响。这些智力理论被称之为认知神经科学取向的智力观，如Garliek的神经可塑性模型；Das等人根据Luria的神经模型提出的智力PASS模型；Kaufman提出的儿童评估成套测验(K-ABC)；Ceci的生物-生态学智力模型及Perkins的真智力理论等。这些智力观都直接将认知神经过程或神经生物学的某些研究成果融合于其理论模型之中。认知神经科学取向的智力观为智力研究提供了新的研究视角和思考维度，但同时也可能面临某种发展困境。第二代认知科学的具身认知思想可能是解决传统身-心争论的有效途径。

关键词：认知神经科学；智力理论；第二代认知科学

中图分类号：B8409　文献标识码：A　文章编号：1003-5184(2009)06-0023-05

近二十年来，认知神经科学的蓬勃发展使人们更为深入和准确地了解自身认知的特点。同时，作为心理学中最为聚讼纷纭的领域之一——智力，人们对它已历经百年的探寻，并形成了多种各有特色的智力理论。但由于受制于人们对人类智能的本质以及意识的起源等根本问题迄今尚缺乏成熟的技术和研究范式，因此，它们至今没有得到清晰的解释，人们对智力概念也尚未达成共识。在当今认知神经科学研究不断深入的发展背景下，不少智力研究的学者将视角几乎不约而同地指向了生物学。有研究者认为，认知神经科学的智力观主要围绕着以下三方面展开：首先，从脑机制上寻找人类的智力为什么存在个体差异；其次，通过分析被试完成不同任务时的大脑激活状态，求证或建构智力的结构；第三，探索遗传和环境对大脑的影响，进而更为准确地理解和揭示遗传、环境、大脑与智力四者之间的关系。

1、神经生物学取向智力观的起源——进化论思想的作用

智力理论中的生物学取向在传统上是受到了进化论的深刻影响。进化论把心理看作是经过生物进化之后人脑的一种机能。在进化自然观的历史中，达尔文的独特贡献在于提出生物自然选择学说——优胜劣汰、适者生存，这使生命的进化过程得到某种科学说明，从而将传统的、流行的神秘主义目的论驱逐出生物科学。

进化论思想把智力也看作是经过生物进化之后人脑所反映的一种机能。著名发展心理学家Piaget的整个认知发展理论就是建立在“生物机体成熟”和“认知能力发展”这两个领域相互联系、彼此决定之同构性基础之上的。Steinberg的三元智力理论也明确指出“适者生存”的能力就是智力，对环境的适应、改造和选择就体现了个体的智力。

2、认知神经科学取向智力观的发展

在现当代智力理论的研究中，除了Piaget，Stem.berg等智力观染有生物学的色彩之外，遗传因素和生物学基础普遍都受到研究者们的重视。在Stem.berg所推崇的美国现今最流行的五大智力理论中就有三个理论明确指出遗传因素的作用。它们是Gardner的多元智力理论、Ceci的生物一生态学智力理论和Perkins的真智力理论。尽管多元智力理论的七个主要智能中没有明确提到到生物性的智能，但Gardner提出该理论的主要证据之一就是来自于脑损伤患者的实例。多元智力理论具有较强神经科学背景的另一证据是其对大脑模块性的肯定。它强调各个功能领域的特异性机制，因而多元智能的基础实质上主要是认知神经生物学的范式——尽管模块论的功能划分并不完全等同于神经科学的实质研究成果。

把认知神经科学研究成果融入到新的智力观念之中，其最值称道的典型是Garliek等人的努力。他们综合了神经科学和认知科学的发现，特别是通过对人工神经系统的研究，提出了智力的神经可塑性模型。此外，在智力理论从因素论转向过程论之后，Das和Nagliari等学者注重对认知过程的把握，根据Luria神经层级模型，提出了智力的PASS模型；Kaufman又在PASS模型的基础上，试图考察儿童问题解决的加工过程特点，编制了儿童评估成套测验(K-ABC)。PASS模型与K-ABC有着千丝万缕的关联，因为PASS模型的提出者之一Nagliari正是Kaufinan的学生，他们具有相同的认知神经科学的取向就不足为奇。至于Ceci的生物一生态学智力模型及Perkins的真智力理论，它们更是都直接将认知神经或神经生物学的内容纳入于各自的理论之中。下面简要探讨认知神经科学的思想对上述智力理论的具体影响。

2.1　Garlick的智力神经可塑性模型

2002年，Garlick等人综合了神经科学和认知科学的发现，通过对人工神经系统(artificial neural sys.terns)的研究提出了智力的神经可塑性模型。神经可塑性是指神经系统为不断适应外界环境的变化而改变自身结构的能力，它包括神经组织的正常发展和成熟、新技能的获得、在神经系统受损以及感觉剥夺后的代偿等机制。通俗地说，神经可塑性是在经过刺激或训练以后，神经系统功能上所发生的变化。学习与记忆是其主要的研究领域。从历史上看，巴甫洛夫提出经典性条件反射也是某种神经可塑性。巴甫洛夫所训练的狗，在食物和铃声同时出现一段时间以后，再听见铃声时，也会流口水(和分泌胃液)，这说明狗的神经系统产生了变化，也可以说它对铃声的意义有了学习和记忆。

智力的神经可翅性模型认为，个体的智力由于大脑神经系统的可塑性而得到发展。可塑性是适应外部环境的一种生物能力，对智力有着决定性作用。Garlick甚至认为神经活动的可塑性就是智力g，且可塑性的质量决定于树突和轴突之间的神经网络质量，它与环境、成熟有关；智力的发展就是神经联结不断丰富的结果，通常更聪明的人会能更快地将之前的经验纳入到新的神经联结中，因此具有了适应新的刺激或环境的能力。

支持智力的神经可塑性模型的研究还有：通过环境刺激提高智力能力的研究；大脑容量与智力水平关系的研究——研究者通过测量大脑体积，然后计算大脑体积与智力成绩之间的相关。这类研究的基本逻辑是认为对于一个健康的大脑而言，某一具体脑区的体积至少部分地反映了神经元的大小和数量，因此较大的体积可能意味着它具有更高的工作效率。他们还认为在童年期促进神经联系的复杂性，可以提高日后智力的发展水平。当然，神经传导速度和神经效率两者是有区别的，神经可塑性导致的是神经效能的提高，即在更短的速度内，尽可能减少错误概率，这才是智慧的表现。

个体的神经可塑性并非一成不变的。一方面，环境刺激可以激发神经系统对任务的调节，从而增进神经可塑性；另一方面，神经系统的调节和适应能力随时间、区域而不同。这一观点对智力发展存在关键期的观点提供了某种支持。因此，在关键期施加适宜刺激才能强化某一特定智能的神经联系。Garlick等人把多领域的智力研究整合起来，使神经

可塑性模型对智力有了更强的解释力。而且，如果能对智力差异的神经过程了解到更多的细节，那么在一定范围和一定程度上，对智力缺陷儿童进行生物干预(如基因层面的分析和治疗等)就成为可能。

2.2　Das等人的智力PASS模型

自上世纪80年代中期，一些学者不满足于新g因素论旨在将智力还原为某种基本信息加工过程的做法，他们主张不仅要关注智力活动的低层水平，更应关注智力活动的高级水平，提出了一些更为复杂的智力认知过程模型，并据此编制相关的智力测验。其典型代表就是Das与Nagliari在1990年提出的智力PASS理论。该理论是建立在神经心理学和认知心理学基础之上的。Das等人把传统智力理论的因素分析、认知加工理论与Luria的大脑功能分区理论相结合，提出了计划一注意一同时性加工一继时性加工(PASS)的智力模型。

PASS理论认为，智力是包括了上述四种认知过程的三个认知功能系统所组成的。首先，注意一唤起功能系统是一切认知活动的基础，它对应于Lul-ia大脑机能的一级功能区。注意的功能在于将主体的意识方向直接集中于特定活动中，同时要求抑制对其他无关刺激作出反应，并在一段时间内维持认知操作的变化。其次，同时性一继时性加工系统是负责信息的编码、解释、转换等，是认知过程的主要操作系统，它对应于Luria大脑机能的二级功能区。同时性和继时性加工是信息加工的两种形式，同时性加工是将分散刺激整合为一个整体或一个群组的加工方式，其本质是个体必须将刺激的元素相互联系成为一个感知的或概念的整体；继时性加工是将刺激整合成一个特定的序列，从而形成一个链状层级的心理过程，其加工的特点在于每一元素仅与在它之前的元素有关，并且这些刺激本身并没有太大的相互关联。第三，处于最高层的计划系统则是对整个认知活动起到监控的作用，它具有及时调整策略、评价当前行为等高级功能，它对应的是Luria大脑机能的三级功能区。计划过程通过一定的步骤、运用一定的知识、根据一定的意图、进行自我调控以达到预期目标。计划过程是个体用以解决问题的决策、选择、应用和评估的心理过程，能为那些无法立即解决的问题提供某种解决手段。

这三个系统之间存在着动态的联系。它们彼此密切合作，相互作用。在这种动态联系中，它们对个体的经验做出反应并随着个体的发展而进行着动态性的调整与变化，形成相互关联的系统。因此，turia大脑三级机能联合区的思想既构成PASS模型理论的基础，同时它本身也成为PASS理论的有机组成部分。神经生物学的基础使PASS理论与其他智力理论相比更加具有可靠性和可信性，因而某种意义上更具科学性。

Kaufraan在Liia神经模型及PASS模型的影响下，开发了儿童评估成套测验(K-ABC)。K-ABC旨在测量构成一般智力之基础的认知过程。测验结果得到一个一般心理加工成绩(心理加工综合指数，MPC)。这一MPC指数得自于两个用于评估儿童问题解决和信息加工风格的分量表：系列加工量表和同时加工量表。

2.3　Ceei的生物一生态学理论

Ceei的生物一生态学理论认为智力是天生潜能、情境因素以及主体内在动机的函数。他认为，人的潜能都具有生物学基础，它与情境因素相结合而表现为智力。生物一生态学的智力观十分重视生物潜能，但不能把它说成是一种生物决定论。关键在于：智力虽有天生潜能的作用，但后者并非是预成性的，后天的情境因素将会影响潜能的实现过程本身。比如刚出生的婴儿不会解答高等数学的题目，但在其成长过程中，因为有了这种潜能，当神经发育到一定状态，生理成熟到一定水平之后，就会将生物潜能转换为心理层面的活动而实现。人在生命之初所拥有的几乎相差无几的认知潜能因后天情境的不同而可能达于不同的智力水平。Ceei在智力理论中所持的生物学思想有着明显的后成衍生论的观点。后成衍生论认为各种受生物影响的认知潜能(如贮存、扫描和提取信息的能力，它们决定于个体生理的、神经的发育水平)是在与其相关的生态情境进行相互作用的过程中展现为现实的认知活动的；而且对不同个体而言，现实的认知活动又有认知复杂性的程度之分，所以才会在不同的个体身上表现出不同的智力水平。

2.4　Perkins的真智力理论

美国心理学家Perkins在1995年提出了真智力理论。该理论认为智力有三个构成成分：神经的、经验的和反省的。显然，其中所谓“神经的智力”就直接体现了认知神经生物因素对智力的作用。神经的智力存在于人们神经系统的功能作用之中。有些人的神经系统较之他人运行得更快更准确。这种智力类似于卡特尔的流体智力。智力在一定程度上由遗传(神经)决定，这种浅显的道理，用Perkins的比喻就是认为如同跑车的潜能由该车的引擎所决定。引擎有多少马力，每升汽油能跑多远是确定的。在引擎决定能跑多远的意义上，人的不同的遗传装备决定了人的神经特质的功能和效果。同样，这也影响到人的思维能力，当一个人比另一个人思维能力强，根据神经智力的说法，可能是这个人的神经系统的功能比另一个人要好，他的神经传递比另一个人更快而且更准确或更有效率。在这一点上，Perkins的神经智力与Garlick神经可塑性模型的内涵具有共通之处。人的不同的遗传装备决定了人的神经特质的功能，它会影响到人的思考功能，就“神经智力”这一部分的智力来说，它是由遗传或基因决定的。Perkins认为，后天丰富的学习和经验对神经智力的作用是有限的，因为它们只要达到基本的水平就够了。或许出生后早年的学习可以对刺激神经的发展起到一定的作用，但不会太大。换言之，在一般的刺激作用下，人人都可能达到正常人的智力的水平。

以上这些智力观都明确地指出生物因素在智力中的重要地位。除此以外，还有一些智力理论也或明或隐地延循着重视神经生物因素的传统，如欧格布的文化生态学智力观中的所谓“智力A”就是指“基因型智力”；Plomin认为遗传和环境对智力差异具有广泛影响的论述等。

3、认知神经科学取向的智力观发展思考

毋庸置疑，认知神经生物技术的不断发展，给心理学研究带来了新的方法和手段。多种学科的思想和方法的整合，无疑会推动彼此的共同发展。近几年，出现了许多以心理学为导向的生物学技术。研究者们在跨学科的综合研究中，不断进行技术创新和方法提升。从现有的研究成果看，认知神经科学正在改变心理学的某些传统观念，借用心理学前辈潘菽先生的话，就是需要改变心理学中“意识模糊”、“人兽不分”、“心生混淆”的现象。首先，在改变“意识模糊”方面，生物技术的不断发展以及认知心理学中实验研究范式的改进，使研究者可以更深入地探讨人的意识过程与无意识过程；其次，无损伤性认知神经技术(如ERP、PET、tMPd等)的发展和成熟使人

们得以真正区分人类的大脑和动物的大脑，从而逐渐摆脱以动物的研究结果来推论人类的尴尬局面；但是，认知心理学中实验研究范式的进一步发展及其与ERP、PET、fMRI等无损伤性技术的结合，是否真正能够使研究者在研究人类心理活动的脑机制时，避免“身心混淆”的毛病呢?

在智力的研究领域，神经机制的研究一定程度上能够为智力受遗传影响提供有力证据。但这些研究如受到不适当的解释又会使心理学家们难以接受或感到困惑。如在最近的报刊宣传中，智力的“遗传因素”被说成是存在什么“聪明基因”和“天才按钮”。这就提示应该注意：其一，智力的本质与影响智力发展的因素是既有关联但又不尽相同的两个概念。对于前者，不同学者的观点各异。智力的遗传学研究无疑为了解智力的本质提供了一种新视野。影响智力发展的因素则与此不同。毫无疑问，智力除受遗传因素影响以外，胎儿期母体的营养及内环境、后天的环境和教养也必定要影响到智力的发展。其二，智力水平与个体成就水平的关系问题。个体智力水平不论是先天遗传还是后天决定，都不表明个体的成就由先天决定或后天养成，两者既非一种简单的线性相关，亦非一种非此即彼的关系。越来越多的研究表明，智力与成就之间只有一种弱相关，换言之，个体成就有一半或半数以上的变异是由智力以外的因素(如人格特质因素)所决定的。其三，智力的遗传学研究只是考察智力本质的思路之一，它并不是唯一的思路，它不应当影响在其他层面上来探讨智力。在处理遗传与智力的关系问题上，研究者必须谨慎行事。如智力活动与大脑结构及皮层的庄化反应究竟有何关系?当学习新的信息时，大脑的神经元之间会建立起新联系，同时产生新的神经元。这就要求考虑这样一种可能性，即智力的提高可以导致大脑生物学结构的改变。

有学者认为在探讨“身-心关系”时，存在以下几种有所区别的立场：1)心、身二元论；2)心、身是一元的，即把“大脑如何活动”扩展为“心理就是这样活动的”；3)心、身、脑构成相互塑造的统一体，但仍保持各自的独立性。

第二种观点“身、心一元论”的思想类似于心理学的生物学取向的还原论表现。还原论的致命伤就在于企图用低级运动形式的规律代替高级运动形式的规律，或者，通过低级现象的解释最终说明高级现象，它模糊了不同层次上的现象及其规律的界限。神经生物技术的高速发展，一方面帮助人们得到更加丰富的数据，但另一方面有可能导致对心理问题作简单、还原的解释。过多依赖于生理数据的结果可能影响对智力问题本身的探索和整合。所以，生理学的数据无论再精确，那毕竟还是生理上的指标，ERP和fMRI的结合也只能给出精确的时空模式上的生理学数据，也只能说在某一过程中有心理的参与，但绝对不能把它对应为“只要这个神经部位产生了活动，就会有相应的心理活动产生”。

神经科学、认知心理学可以为自己揭示和概括智力的规律找到实证的支持。当行为层面和生理层面这两种类型的数据相互联系和印证的时候，将使神经科学的研究获得真正有别于还原论解释的科学意义。Steinberg曾指出，认知神经科学对心理学的研究只能说明“相关”关系，而并不能向人们提供关于认知神经数据与心智过程双方谁是因、谁是果的解释。这一观点启示人们对当前认知神经科学取向的智力研究在研究方法上的进一步思考，因为智力的认知神经科学研究几乎都是采用对相关研究的数据而加以分析并以此为推测依据的。认知神经科学所依赖的主要技术手段在研究认知过程时，都是以相关为基础的。目前神经心理学、神经电生理学、脑损伤、脑功能成像的结论尚在探索阶段，并不能清楚揭示各种脑结构的具体作用，只能发现某些功能、任务需要这些或那些部位的参与或活动而已，或者说，它只能告诉人们某些部位的损伤将导致某些心理活动上的障碍。但这些部位的功能与心理活动的对应绝对不是简单的一一对应关系，也就是说。某个部位的脑损伤是会导致某种生理、心理上的障碍，但某个心理功能(例如心理理论的能力)的缺失。绝非只是特定脑区的损毁，而可能是一个或几个神经结构的问题。

目前神经科学与智力研究的结合虽然火热，但仍然处于起步阶段。尽管努力识别脑系统与心理现象之间的联系在认知神经科学的起初阶段是必要的，但这个学科发展的最终目的，是要能超越大脑与行为的相关关系，通过多水平的整合研究来体现它的跨学科性质。神经生物研究与心理学的融合在未来的发展中，研究者会不断提出新的视角。例如，第二代认知科学“具身认知”的思想，自下而上与自上而下的研究策略等。

“心理现象与生理机制”这种传统的二元格局只有在第二代认知科学的原则指引下才可能被打破。第二代认知科学主张的具身认知是一种全新的范式：它专注于构造身(脑)一心互动的动力系统模型。传统的“生理机制”概念被赋于了新的内涵，它仅作为大脑、身体与环境共同塑造心理的三位一体中的一个方面而存在。脑及神经活动既不被动地接受来自身体、环境的作用，也不独立地作为心理以外的因素作用于心理。它们也可与身体、与环境构成不同动力系统中的偶合关系。甚至在更宏观层面上，也可与“心理”形成高级的动力系统。

以往心理学家利用高度简化的方法集中研究人的基本心理过程，而几乎不考虑引起和影响这些能力的个人生理因素与外在情境条件，这显然是一种自下而上的研究策略。相反，也有心理学家对高度复杂而具有社会性的现象感兴趣，显然这又是一种自上而下的研究方式。近年来。各分支的心理学研究者都共同认识到，自上而下与自下而上的研究取向不能被孤立地应用，因为它们本来就存在紧密联系。不同神经通路是由特定任务激活的，而任务的完成又依赖于个人整体的心理状态。因此，在这个意义上，二十一世纪的智力观将更清晰地以一种“身-心一境”互为融合的态势呈现。