脑研究中的方法论

整体论与还原论，这是科学方法论上最基本的区分，在任何科学领域都是如此，但在脑研究中似乎显得尤为重要。了解整体论与还原论的区别并有意识地加以运用，这是在今后脑研究中必须遵循的方法学道路。

笛卡尔（R. Descartes，1596—1650）在1662年提出，非人动物可以还原论地解释为自动机器。还原论有两层意思。第一层意思是指了解事物复杂性质的研究途径（approach）。通过此途径，把事物还原成为其部分的相互作用，或者把一个事物还原为更简单、更基本的事物。第二层意思是指一种哲学观点，认为一个复杂系统仅仅就是其部分之和，对复杂系统的解释和说明，可以还原到它的个别组成部分。这种看法同样适用于对象（object）、现象（phenomenon）、解释（explanation）、理论（theory）及意义（meaning）。

还原论强烈地反映了对于因果关系（causality）的某些看法。在还原论的框架内，现象可以完全由比它更简单现象之相互关系来解释，这种现象被称为副现象（epiphenomenon）。常常有这样的指认，即副现象对于被它所解释的基本现象没有因果中介（causal agency）的作用。

还原论并不排除存在着“突现现象”（emergent phenomenon），但它确实认为，通过认识组成现象的各个过程，就有能力完全认识这个现象。还原论者的这种看法与通常所讲的“突现”（emergence）一词的意思有很大不同，“突现”一词典型地是意指“突现”的东西比赖以突现的过程之和要多。

与还原论形成鲜明对比的是整体论（holism）或突现论（emergentism）。整体论（holism）源自希腊文（λος：holos，完全、整体、全部的意思），其看法是，事物作为整体可以有它的突现特征（emergent property）。而且事物作为整体，也就是作为某一个系统，它的特征（物理的、生物的、化学的、社会的、经济的、神智的、语言的）不能够仅由它的部分来决定或解释，相反，作为整体的系统是决定了部分如何运作（behave）的。亚里士多德（Aristotle，公元前384—公元前322）的一句话简要地解释了整体论的原理：“整体比它部分之和还要多一些”。

“整体论”这个词是1926年南非政治家J. C. Smuts在他的一本书《整体论和进化》中提出来的。Smuts对于整体论是这样界定的：“它是自然界形成完整整体的一种倾向，经过创造性的进化，整体大于所有各部分之和。”

整体论有时被看成还原论的对立面。科学中的还原论认为，一个复杂系统可以还原为它的基本部分来加以解释。例如，生物学过程可以还原为化学现象，化学定律又可以由物理作解释。

有两种认识论和方法学——整体论和还原论。对脑研究来说，整体论就是宏观地讨论整体对象也即脑；还原论则把对象分解为它的组成部分进行研究，例如神经元、突触、神经递质等。脑的调节功能和认知功能都可以用上述两种方法之一进行研究。

在脑研究的历史发展中，始终贯穿着还原论与整体论这两种思想方法。从古代开始，脑研究经历了一个从比较粗糙到愈益精细的发展过程，按照大致的先后顺序有如下一些方法学阶段：①以脑的大体解剖为基础；②以显微镜下脑的解剖为基础；③以脑活动的生理学表现为基础；④以电生理学为基础（因为知道神经是以电活动为特征的）；⑤以分子生物学和细胞生物学为基础（因为承认神经细胞也是一种细胞）；⑥接触到分子结构的结构生物学水平的研究。近20～30年，各种物理、化学检测方法的应用，各种细胞生物学和分子生物学技术的应用，大大加快了脑科学的研究步伐，其中有几项技术特别值得一提。例如，膜片钳技术和多电极记录技术，这些都是电生理学方法的发展；还有绿色荧光蛋白（green fluorescence protein，GFP）的发现及超分辨光学显微镜（hyperresolution microscope）的应用。以上都是沿着还原论思想方法的发展，极大地加深了人类对脑的认识。还原论研究方法有其优势，但也带来了问题。其优势是使研究越来越细致和深入，有利于在对物质共性认识的基础上了解脑；然而其缺点是离开整体反应、个体行为以及个体主观感受越来越远。

而整体论的研究方法也在发展。开始是记录与脑功能有关的整体生理反应，对以脑功能为基础的整体行为进行分析。最近20～30年来，脑功能成像方法有极大的发展。整体论研究方法也有自己的优势与问题。其优势是贴近整体反应，贴近行为，贴近人的主观感受；其缺点是不利于找到合适的分子靶点，因而对找寻治疗人脑疾病的药物帮助不大［4］。