认知的功能成像

通过脑功能成像，可以观测人在实现认知活动时的脑区活动，这种技术促进了如何在生物学基础上了解认知功能的进步。因为从伦理上讲，侵入性实验不能用于人类，所以在生物学基础上研究认知功能，直到最近都局限于实验动物，以及临床上具有认知功能障碍的病人［2］。

现在发展了这种技术，例如功能性磁共振成像（fMRI），就有可能以人为对象进行研究，由此提供了完整脑功能的无可比拟的复杂情景。活体脑成像研究使得我们可以探测局部神经元回路之行为意义，例如视觉的皮层柱以及大尺度相互联系的脑区系统；还有与不同神智功能有关的脑区，当人们看到、听到、发生内态感，或者讲话、思考等的时候［2］。

功能性成像可用来探查认知过程，这就使得人们看到了正在工作着的脑，从而也改变了认知科学。我们将要演示，根据功能性成像所得到的若干认识来考虑此领域，其最终目的就是了解意识［2］。

这个设想很简单：比较有意识状态和无意识状态下的脑活动，我们应该能够鉴定出一些脑区来，这些脑区的活性是跟意识相关联的。因为系统地操控意识不是一件简单的事，把意识翻译、转变成为一种来指导科学实验的逻辑也是困难的。为了完成这个任务，科学家们看到一些事实，即暴露在同等的外界刺激条件下，可以交替地诱发有意识或无意识的经验，而这又依赖于其他可控制的变数。例如，当你读这本书的时候，你的眼睛可能眨了好几次，然而尽管你的脑已经记录了眨眼的次数，你却没有意识到。现在，你一旦注意了这个事情，你就变得可以觉察眨眼的知觉效应了（事实上，你很难抑制这种觉察）［2］。

如同感觉刺激可以有意识或无意识地被脑加工成为知觉一样，从记忆中回忆一个对象也可能是有意识或无意识的。试考虑偶然遇到以前见过的某一个人的时候。看到这个人的脸孔，可以激活你有意识地想起初次与此人见面时的情形、地点、时间，以及此人的名字。但经常会体验：你可以觉察这个脸孔是熟悉的，但你不能把它联系到某个时间或者地点，这个脸孔就这样简单地并不引起初次见面的意识性回顾。更糟糕的是，你可能并未有意识地认识这个脸孔，虽然（这个是可以演示出来的）你脑的某些区域作出了对此人脸孔的无意识反应（似乎你的脑子记得这个脸孔，但实际上你却没有记忆）［2］。

比较与有意识或无意识知觉记忆有关不同脑区的血液动力学反应，功能性成像研究开始鉴定与意识有关的脑区［2］。

成像（mapping）脑功能早在19世纪中叶就已经开始，离开我们现在发明的功能性脑成像足足有100多年。19世纪，通过把认知实施与脑病变的解剖学部位相关联的方法，神经病学家鉴定了一些脑区，认为这些脑区参与特定的认知功能。但是这种研究方法有重要的缺陷，妨碍了对脑功能许多问题的回答［2］。

例如，同一个初级感觉皮层脑区可能对于有意识知觉是必需的，因为它参与了初始感觉信息的加工过程，但这并不意味着它与意识经验是有关的，它完全可能仅是简单地中转感觉信息到高层次的大脑皮层，而那个层次的大脑皮层才是负责意识的。从原理上看，功能性成像可以帮助把这些区分开来［2］。

的确，意识知觉的神经相关可用视错觉方法实验性地加以检测。在这种方法中，知觉拷贝（percept）与物理刺激相脱离。有一种错觉是由于双眼对抗（rivalry）而产生的。当分别向每只眼睛同时提供不同的视觉刺激时，错觉就发生。在典型的情况下，两种刺激中的这个或那个觉察（awareness）被压抑，所以在一个时刻仅觉察一个意识刺激，从不会觉察两个刺激。这样，一只眼睛的所见可以占意识的统治地位达数秒钟，以后在另一个时刻，再用另一只眼睛看到的东西来代替。是什么因素使得双眼对抗有如此明显的效应？这是因为，虽然物理刺激是恒定的，但知觉经验是波动的。由于这种分离，双眼对抗实验提供了独特机会来研究意识的神经相关［2］。

当一只眼睛的视野占统治地位的时候，哪个系统被募集起来？有一种看法认为，在视觉加工早期阶段的神经元，对每只眼睛的物理刺激都进行反应，但在加工晚期，从这些神经元来的信息是一下开、一下关即开关式的，这就造成了知觉的转换。也就是说，晚期阶段是控制进入视觉意识的门［2］。

这样一个控制门是否存在？如果存在的话，脑区里面的哪些神经元有门控的功能呢？是那些定位于特定脑区的神经元吗？它们是特别的一类神经元吗？这个门控过程的发生，是由于调控了细胞放电频率，还是调控了某些反应成分，例如放电的时间先后？是同步放电吗？不一而足。支持两个刺激间互相竞争的神经回路和计算，又是什么呢？［2］

虽然我们还无法对这些问题加以确定的回答，但在双眼对抗条件下诱发的脑代谢活动，已经可以用fMRI检测了。有一个fMRI实验，它利用一个在变换过程中发生的有趣知觉现象，典型的是觉察一个前进的波，在这个前进波中有一个图像型式（例如一种型式的栅格）开始在某个位置冒出来，而且慢慢扩大，直到使另一个型式（另一种型式的栅格）变得看不见（图10-11）。在这里，物理刺激从来没有变过，而意识的知觉却改变了。这就是所谓的“改变都在你脑中”。这个实验确定，当双眼对抗伴随着知觉改变的出现时，初级视觉皮层（V1）有活性波［2］。

图10-11　意识性视知觉的神经相关（彩图见图版此处）

（a）给受试者左眼看高对比度的螺旋状栅格，右眼看低对比度的放射状栅格，每个图像仅局限于视野的一个环状区。受试者感到有一个行进的低对比度型式的波，此波沿着环状慢慢地扩展，开始是在顶部，逐步侵入到图像的其他区域，并把其他图像从觉察中擦掉（红、蓝圆圈的解释参看小图b）。（b）通过脑后枕叶，垂直于矩状沟的切面解剖图像。红的圆圈指示初级视觉皮层的亚区，那里的细胞代表着视觉感受野右上象限圆的区域，如a图所提供的那样；蓝的圆圈鉴定了一个亚区，此区的细胞代表右下象限。这个作图比较了这两个亚区的fMRI测定结果。红的和蓝的曲线对应于红的和蓝的亚区；箭头指示了曲线的峰。蓝的曲线在时间上延后而且幅度比较大，以高对比度型式仍然可以看到较长的一段时间。（c）实现上述功能的神经活动传播速度，这是根据3个受试者的fMRI结果计算得来的。神经活动的时间潜伏期作为皮层距离的函数作图，距离测定是把大脑皮层的皱面摊平来进行的。斜虚线对应于传播速率，在大脑皮层表面大约为2 cm/s。（图引自［2］）

由于初级视觉皮层是定位组构的，邻近神经元对邻近视野中的对象起反应，因此有可能显示，从初级视觉皮层一个亚区的神经活性扩展到另一个亚区。这些亚区的次序性激活与双眼对抗时的动态知觉变化相伴随。类似的活性波也在邻近的次级视觉皮层（V2和V3区）上传播［2］。

另一个实验显示，初级视觉皮层的活性波本身不足以完成意识知觉。在这个实验里面，受试者被要求暂时性地分神（他的注意力被分散），所以受试者并没有觉察对两眼的对抗刺激的型式，但此时活性波仍然在初级视觉皮层上清楚地表现出来，即使受试者本身主观上没有感觉到相应传送的波。然而，在V2、V3上看不到活性波［2］。

事实上，在一系列非初级视觉皮层脑区，包括下颞叶的高级视觉区以及顶叶和前额叶的区域，都有与双眼对抗和知觉改变相关联的活动。有可能是这样的：当进行双眼对抗的视知觉时，这些不同的高级皮层区起着独特的作用。注意：来自顶叶和前额叶皮层（PFC）回路所介导的反馈，被认为在协调这些脑区的相应活动中起关键的作用，从而产生意识的知觉状态［2］。

知觉通常是由多种感觉造成的，不只是在实验环境下被隔离起来的单一感觉。例如，认识一个人，包括有视觉的、听觉的，经常还有躯体感觉的和嗅觉的信息。所以，意识经验很可能也反映了数个高阶段感觉皮层的活性。虽然多模知觉拷贝（percept）的产生是来自无数脑区的活性，但我们认识到的知觉经验却是统一、无缝的整体。把脑内分别的功能系统联结起来，从而产生统一化的意识经验，这有时被叫作“捆绑问题”。有的看法认为，当各脑区的神经活性在时间上被锁定时，一个意识经验就会发生。那么，这些脑区就在时间上同步了，也就是说，被捆绑起来了［2］。

有意识的知觉和有意识的记忆历来是互相关联的。有一种看法认为，当刺激重新激活第一次编码时被记忆的有意识知觉拷贝的脑区之际，有意识的回忆就发生了［2］。

R. L. Buckner训练受试者，让后者把声音或图片与一个手写的字关联起来。例如，给他看“狗”字让他关联狗的图片或狗的叫声。当给受试者看“狗”字时，给他做fMRI扫描，然后要求他回忆相关联的图片或声音，从而作图记忆存储的脑区。此外，当受试者看图片或听声音时，再作图（mapping）那些参与知觉的脑区［2］。

出乎意料，先听到以及后来回忆一个声音，刺激了某些相同的高层次听觉皮层脑区；看到以及后来回忆一个图片，刺激了某些相同高层次的视觉皮层脑区。然而，有意识地回忆声音或回忆图片，并不激活初级感觉皮层。这些结果提供了证据：有意识的回忆运用了某些同样的脑区，那些脑区是用来做有意识知觉之用的［2］。

在不同睡眠时相上所做的实验，证实了那种认为高层次感觉皮层的募集是为了记忆的看法。虽然梦不是外部世界的真实回顾（recollection），但梦境确实可以非常生动、鲜活，甚至可以与意识记忆相媲美。梦发生在快速眼动睡眠期，而慢波睡眠是缺少梦的。快速眼动睡眠和慢波睡眠的脑功能成像研究表明，有梦期关联到整个高层次感觉皮层的活动。如同Buckner的实验一样，在有梦期中，初级感觉皮层并不激活［2］。

其他成像研究发现，当刺激仅仅诱导一种熟悉的感觉而不是一个完全可靠的回忆时，脑活动似乎局限于特定的感觉脑区，代表一种或至多是非常少的几种感觉类型。加在一起，这些研究演示：与意识知觉一样，几个高层次感觉区的同时活动，实现了回忆（这个回忆是指有意识地回忆那个刺激，以及与之相关联的情景的细致方面，例如刺激是在哪儿、什么时候发生，与此同时又发生了些什么，等等）。这种回忆伴随着来自多个脑区的输入，但是脑并不对所有输入进行同等程度的加工［2］。

人脑经常受外部和内部刺激的冲击，但是在某一特定时间，我们只能觉察这些输入的很小一部分。注意是一个因素，它影响了觉察的范围及焦点。美国心理学家詹姆士（W. James）把注意定义为“神智以清晰和活泼的形式，从看起来多个同时可能的对象中，或从一串‘思想’中，拥有其中的一个输入”。在这里，詹姆士抓住了注意的关键元素，即当脑遇到不止一个输入的时候，它并非等同地加工所有的输入［2］。

在各种知觉分辨及鉴定的作业实施中，当受试者注意正确的位置，在正确的时间时，这些实施往往是更快和更准确的。有几位研究人员设计了一些实验程序以特征化行为的后果。例如，让受试者固定看计算机屏幕中心的某一点，同时在两侧眼的某一侧给予视觉。受试者被要求只注意屏幕的一侧而不许转动眼睛，当屏幕一侧显示视觉暗号，例如一个箭头时，这表明即将有一个刺激来临。当受试者把注意转向含有刺激一侧的屏幕时，他的行为实施（速度或准确度）增强（图10-12）［2］。

图10-12　注意的神经相关（彩图见图版此处）

受试者被要求固定看屏幕中心（上），注意一边或另外一边，但眼睛不能动。这里是通过脑枕叶（下）的一个轴向切面（水平），显示功能的活性（红、黄色）叠加在脑的解剖图上。虚线轮廓标志着初级视觉皮层的界线。当受试者注意右侧时，左侧半球活性增加；反之亦然（右侧受刺激时，左侧神经元进行加工）。（图引自［2］）

脑中风后如患有忽略综合征（neglect syndrome）的病人会出现注意缺损。根据对注意缺损病人的研究结果，人们早就认为顶叶和额叶参与了对视觉注意的调控。M. Posner等人应用PET成像，证实额叶和顶叶脑区有贡献于注意调控。同样，M. Goldberg用电生理学方法研究了注意，曾经鉴定了顶叶脑区的有些神经元，它们更强烈地对注意刺激发生反应，较之对不注意的刺激［2］。

詹姆士曾经描写了两种不同类型的注意。一种是被动的、自主性的、刺激驱动的和短暂的，而另一种是主动的、随意的、概念驱动的和持续的。在“被动、立即感觉的注意”中，刺激是一种感觉印象，或则是“非常强烈、大量的东西”，或则是“突然、大的东西以及明亮的东西、运动着的东西、……血”。我们现在把被动、非随意的注意称为外源性注意，而把主动、随意的注意称为内源性注意［2］。

通过功能成像研究发现，两种类型的注意募集不同的脑区活动。在随意注意的情况下，当受试者被指示维持或移动注意的时候，某些顶叶脑区（顶叶间沟内）及额叶脑区（额叶眼球区）活动起来。提供暗号后，移动注意立即由额叶和顶叶脑区的一个短暂反应来加以实现。维持注意，也就是我们能够聚焦到一个特定的视觉位置，并维持相当长的时间，其关键是得到视觉皮层的活性支持，也包括同样的一些顶叶和额叶脑区。当注意转移到特定的、重要的或预期不到的刺激时，其他更多的脑区也活动起来。例如，杏仁核激活是当转移注意到具有显著情绪色彩的刺激时，特别是当发生恐惧情绪时，例如给受试者看一个恐惧的脸孔，或者看一条蛇［2］。

注意被认为是由特定皮层和皮层下区的网络所调控的。但是，为什么这样就能够产生更好的、前面所讨论过的那种行为实施？有一种看法认为，从高级皮层来的信号，按照相反的方向下来，直到感觉皮层，易化注意刺激的感觉代表。通过功能成像实验发现，正因为如此，被注意刺激的神经代表被放大了。而这个放大被关联到并且被认为是我们伴随注意而改善行为实施的原因［2］。

虽然功能成像有非常显著的优越性，但是如同任何其他技术工具一样，功能成像也有其技术上及概念上的局限性（图10-13）。我们知道，脑代谢与4个变量有关，即葡萄糖摄取、脑血流（CBF）、脑血量、脱氧血红蛋白含量。它们都可以应用于脑功能成像。脱氧血红蛋白是多数fMRI测定BOLD反应的基础［2］。

图10-13　功能性磁共振成像的潜在陷阱（彩图见图版此处）

脱氧血红蛋白含量是脑血氧水平依赖（BOLD）的fMRI的基础，它是复杂相互作用的结果，包括血流、血量和氧的代谢。基于此，它是一个与脑代谢有关联但又不可得出绝对值的测定结果。因此，对成像脱氧血红蛋白含量的解释必须非常小心。例如，这里显示了3种情况下的简单视觉刺激实验：3种人的视觉皮层有不同的BOLD信号，一个是年轻人（左），一个是老年人（中），另一个是没有明显视觉缺陷的阿尔茨海默病患者（右）。这些结果的不同可能反映了血管生理学的差别，它与衰老有关，与疾病有关，但不是脑功能的差别。（图引自［2］）

功能性成像仅反映了能量代谢。现已清楚，功能性成像并没有测定神经活动，而是反映了能量代谢，最好应该定义为线粒体产生ATP的速率。但是，直接成像ATP的产生会有困难，所以功能性成像所测定的是能量代谢的相关物，可以利用临床成像设备而得到实现［2］。

大约神经元总能量代谢的一半是用来维持静息膜电位的，即跨膜电位。因此，任何膜电位的移动将会影响神经元的能量代谢，从而影响脑功能成像的测定结果。当细胞发出一个动作电位以后，膜电位会发生变化；当阈下的兴奋性或抑制性电位到来时，膜电位也会发生变化［2］。

神经元能量代谢的大约一半用于维持膜电位，那么另一半的能量代谢用在哪里呢？用于其他的生物化学过程。所以，这些生物化学代谢上的变化，也将影响功能性成像的测定结果，但是这种变化在时间上一般都比较慢。所讲的生物化学过程包括：用于正常突触功能的所有分子反应，例如突触小泡的循环、第二信使路径各个成分的募集、局部蛋白质的合成、轴突的输送、递质的释放，等等。所以从原理上讲，功能性成像可以测量瞬间效应，即外界刺激所引起的对于神经元电活动的影响，也可以检测更长时间的持续效应，即影响神经元活动的各种生物化学变化［2］。

脱氧血红蛋白含量是唯一的因素，它不能够测量出绝对值来，事实上它依赖于不太清楚相互影响的复杂结果。这些相互影响的因素有：被研究脑区的CBF、脑血流量、基础（静息）脑活动水平。如果两个脑区具有不同的静息（基础）状态，它们可以有不同的BOLD反应，即使刺激引起各个脑区的氧代谢是相同的［2］。

因此，如果认为BOLD反应的差别一定反映了相关的氧代谢以及神经元活动的差别，这可能引向错误的结论。例如，视觉刺激所引起的初级感觉皮层的BOLD反应幅度，比之初级运动皮层对运动刺激的BOLD反应，一般要大一些。根据这个结果也许有人认为，视觉皮层比运动皮层在代谢上更具反应性，但是这个差别更可能反映了基础脱氧血红蛋白的差别。因此，即使在特定的刺激作用下，几个脑区的BOLD反应相似，这种相似性也不能告诉我们，哪一个脑区在代谢上较之另一个脑区更加活跃［2］。

此外，因为许多脑疾病会影响靶向脑区的脑基础状态及脱氧血红蛋白，当比较病人和健康对照者的BOLD反应时，同样的虚假结论也可能会出来。这种局限性妨碍了BOLD在临床研究中的有用性，但此缺点可以克服，只要我们校正BOLD测定。此外，可以测定CBF或脑的血量的新的功能性MRI技术正在建立［2］。

神经元活动的哪个成分与脑代谢的测定更加高度地相关呢？虽然已经知道，BOLD反应（及其他功能成像测定的结果）是由神经活动增加而引起的代谢需要所触发的，但是对这些过程的细节知道得很少。有相当多的证据提示，CBF增加是由于突触活性的增加，因此fMRI反应可能最紧密地与某脑区的突触输入及皮层内加工相关联，而不是与其锋电位输出相关联。已有某些事实清楚表明，血流变化可以与锋电位的活动相分离［2］。

大脑皮层的回路是被大量的局部神经连接所主宰的，多数突触输入来自邻近神经元，只有少量输入发源于远隔部位，例如丘脑或其他皮层脑区。因此，大脑皮层突触输入多数是由邻近神经元产生的，在这种情况下典型地导致突触和锋电位活动的紧密耦合，也耦合到代谢反应（包括BOLD、fMRI）。不足为奇的是，fMRI的反应常常被发现与神经元放电高度相关。突触和锋电位活性的脱耦合，依赖于神经回路的性质，也就是说，这个神经回路的活性究竟是由局部回返回路所主宰的，还是由其他脑区来的突触输入（前馈或反馈）所主宰的。在某些情况下，功能性fMRI的测定可能与被研究脑区的锋电位活性高度相关联；但在另一种情况下，与阈下调制性输入相关联。因此，对fMRI测定的解释一定要非常小心［2］。

功能成像带来的另一个可能陷阱出自解释结果的逻辑问题。应用功能成像的研究通常是以这样的逻辑开始的：假设一个特定的认知过程产生于一个功能特异的脑区。这也就是功能定位学说。于是就设计一个实验，有两个或更多的刺激或作业，它们对于假设认知过程的要求是不同的。如果确实有这样一个认知过程，而且该过程在功能上确实局限于某个脑区，那么应该期望，当这个认知过程的作业需要有所增加的时候，该特定脑区会更加活跃［2］。

如果受到关心的脑区在实验中被激活了，人们往往下结论说，假说被证实了。但这种逻辑推理是有缺陷的：这实际上是一种晚期神智学（颅相学），即认为解剖学上看到的脑的每个隆起都是有特定功能的［2］。

如果受试者被要求观看两个或更多的不同刺激，或者实施两个或更多的作业，脑肯定要对不同的刺激、不同的作业发生不同的反应。如果在实验中脑的活性没有差别，这很有可能是由于测量技术上的失败（例如没有足够的空间或时间分辨率，可能噪声信号太强，测量中出现伪迹，等等）［2］。

事实上，发现脑活性有区别，仅仅证实了一个看法，或是参与者经历了两种不同刺激，或是他实施了两种或更多的不同作业。仅仅这样一个实验，既不能证实也不能否定，有某个认知过程定位于这个脑区；但有可能从这个现象开始做进一步的研究。进一步的实验可以探究一下，这种脑区活性是否系统地伴有同源猴脑区相平行的细胞生理学研究，或者伴有根据假定认知过程的计算机模型的理论推断。当然重要的是也要排除另一种理论的可能性［2］。

既显示和预测了理论的正性关联，又显示了跟相反预测理论的负性关联，这种结果将提供更强有力的支持［2］。

首次应用以激活为基础的神经成像，是在20世纪80年代。那时应用的是PET，而且应用了简单的减法技术。减法技术的实质是，交互给予受试者以不同条件下的两个刺激，同时测量脑的活性。在一个方块（block，时间间隔）里，以感兴趣的条件作为刺激；在另一个方块里，给予对照条件的刺激。然后把两个方块的活性做减法。两个方块的差，就是我们所要得到的信号。这个程序是通过把单独插入顺序的认知过程变成方块而得出来的。从原理上讲，此程序认为认知功能是脑功能定位的。应用这种方法学的早期研究工作鉴定了加工单个字的脑区在哪里；鉴定了人V4和V5视觉区，它们分别负责特异的颜色视觉和视觉运动加工等。这些所谓的方块设计也特征化了早期的fMRI研究。当时用PET做研究，必须有长的顺序收集程序，但到了运用fMRI以后，这种时间上的不可伸缩性得到了克服［1］。

起初，对于实验设计更灵活的思考提供了新的、更深入的研究接近方法，包括使用新设计理念，如参数、因数等的实验设计。这些方法提供了更高程度的实验调控及推论。这种发展正好和新一类的问题相适应，例如“选择性注意的有或无，如何影响那些加工其他因素的脑区活动”。此外，这种更加精巧的方法学提供了平台，我们可以与认知激活实验程序相结合，进行活体的药理学诘问，这样就可能达到对某些关系的特征化。例如，神经调制性的作用在正常人或者病人中是如何影响不同认知过程的［1］。

到了20世纪90年代末，实验人员开始利用fMRI的全部潜在能力。此举的发动是由于应用了一种新的研究程序，叫作“事件相关fMRI”。做这种fMRI的操作过程，有点类似于电生理学中测定诱发电位，从而绕开了原来的缺点，那就是方块设计方法不太有机动性。应用新的方法，研究人员现在可以根据已知神经元的生理学特征来进行设计，例如在输入重复的时候知道神经元会发生适应，这样就能既增强空间的也增强功能的敏感性。后一种研究方法有点类似于重复压抑，允许检测出来一些代表（representation），这些代表可以作为一种例证，说明一些神经元网络的定位互有重叠。应用这种新的研究方法，既可以研究低水平刺激属性，也可以研究高水平刺激属性［1］。

20世纪90年代见证了神经成像应用的爆炸性发展，这期间产生了许多数据，几乎覆盖了人类认知研究中可以想象得到的所有方面，包括：①感觉-运动学习；②注意；③短时程和长时程记忆；④知觉；⑤言语；⑥指令执行功能。许多发现重述了过去以疾病为基础的模型所能够预期的知识，但是也有许多令人惊异的新发现。例如对一个偶然事件的记忆，现在看来，即使是一个相对比较简单的作业，也有许多脑区的参与，而这是以前由病变缺失模型所难以想象的。这个结果也部分地反映了一个事实，即根据病变缺失模型，功能属性基于一个假定：损伤后果仅仅反映了受损伤脑区的功能缺失。然而，损伤性影响的精细前景可以说明这样一个事实：认知的产生不仅仅由于功能的分化，也由于功能的整合。因此，局限脑区损伤的影响，既反映局部效应，也反映分布的（distributed）效应。神经影像学看到的广泛激活，超过了病变缺失模型所预测的，就可以佐证这一点［1］。

神经成像的深远影响在于，现在研究人员已经达到了这样一个水平：能够接触一些神智问题，而这些问题在经典心理学的仔细检查中是无法反映的。这只要查一查经典心理学的教科书就知道了。由此看来，神经成像对于神智问题探讨的影响是巨大的，这些问题或者在神经心理学中是被忽略的，或者是非常难以用实验方法来加以分析和解决的，关于意识和情绪之生物学基础的研究便是例证［1］。

在意识研究中，神经成像提供了研究不同问题的手段。要是没有这种方法，那是难以想象的。问题包括：“自由意志”是如何在不同神经回路中发挥作用的？“自由意志”未曾被看到，但是在心理层面上倒是有效的刺激。其命运会如何？主观感受的客观对应物是什么？还有，想象中的将来状态是怎么回事？有不同程度意识缺陷的病人，他们残余神经元的功能水平有多少？前面所讲的还只是关于意识领域神经成像所能够取得结果的若干方面，而并非全部［1］。

在情绪研究方面，功能成像使我们有可能特征化“状态”。例如，脑如何对外界情绪刺激起反应？情绪性学习和消退是如何表达的？情绪如何影响知觉和记忆？更重要的是，在神经成像学的直接研究中，情绪测量的主观性质可以被克服。在这些研究中，特征化了不同感觉状态的神经基础。这样一来，就能够对人的内部感觉状态进行客观描写。例如，对于外周自主性状态变化，可以在脑成像上作图。有趣的是，前脑岛皮层的内部状态代表，以后被证明也是代表别人内态感（feeling）状态的底物，例如对痛觉的移情作用（empathy）［1］。

从神经成像被学术界接受到目前仅有二十来年时间，这个领域的fMRI应用已经达到了成熟的高水平和方法学上的精致性。神经成像现在正吸引许多人的兴趣，不仅是认知神经科学家，也有广泛的其他领域专家，包括那些被认为与脑问题相关领域之外的专家。由此可见，我们是见证了一种强共生的出现，一方面是功能性神经成像，另一方面是一系列的其他学科。在许多情况下，原来不大像伙伴的学科现在变成了伙伴，这些伙伴有遗传学的、经济学的、美学的。仅举数例，还有其他［1］。