論澤基審美判斷的腦神經機制研究

胡 俊

“神經美學”主要探索人腦審美的神經生物學機制，是西方學術界剛剛興起的前沿跨學科研究領域。“1999年英國倫敦大學學院（University College London）的澤基（Semir Zeki）教授依據視覺藝術的研究成果出版了著作《內在視覺：探索大腦和藝術的關系》（Inner Vision：An Exploration of Art and the Brain），正式提出了美學研究的一個新領域——神經美學（Neuroaesthetics），建立了第一個神經美學研究所，澤基也因此被西方美學界稱為‘神經美學之父’。”①胡俊：《藝術·人腦·審美——當代西方神經美學的研究進展、意義和愿景》，《文藝理論研究》2015年第4期。神經美學作為一個獨立研究方向，其確定和發展離不開澤基的努力和貢獻。近20年來， 澤基潛心研究神經美學，從腦掃描實驗出發，關注視覺大腦、審美體驗、審美判斷、崇高與美、數學與美、形式與美學，以及色彩、運動等感知與美的關系等，在認知神經科學和美學之間取得許多重要突破。其中關于審美判斷，澤基等人通過fMRI（功能性磁共振成像）實驗的影像數據及相關分析，研究了審美判斷的腦神經機制，包括審美判斷與審美體驗、認知判斷的神經相關性及其專門化的神經系統。

一、審美體驗與審美判斷的神經相關性

2011年，澤基等人通過審美體驗腦掃描實驗，發現盡管實驗材料有著視覺藝術與音樂的不同，實驗對象有著文化背景的差異，但是被試者的審美體驗總是與內側眶額葉皮層（the medial orbitofrontal cortex）的 A1區的活動相關聯。②T. Ishizu, S. Zeki, Toward a Brain-based Theory of Beauty, PLoS ONE, 2011, 6, 7, e21852.而且其他神經生物學家的實驗研究也驗證了這一結論。①T. Ishizu, S. Zeki, Toward a Brain-based Theory of Beauty, PLoS ONE, 2011, 6, 7, e21852; H. Kawabata, S. Zeki, Neural Correlates of Beauty, Journal of Neurophysiology, 2004, 91, 4, pp.1699-1705; O’Doherty, Winston, Beauty in a Smile: The Role of Medial Orbitofrontal Cortex in Facial Attractiveness, Neuropsychologia, 2003, 41, 2, pp.147-155; Tsukiura, Cabeza, Shared Brain Activity for Aesthetic and Moral Judgments: Implications for the Beauty-is-Good Stereotype, Social Cognitive & Affective Neuroscience,2011, 6, 1, pp.138-148; Vartanian, Goel, Neuroanatomical Correlates of Aesthetic Preference for Paintings, Neuroreport, 2004, 15,5, pp.893-897.

體驗到事物是美的，意味著對該事物進行一個判斷。在發現審美體驗的腦區之后，澤基等人試圖回答內側眶額葉皮層的A1區，除了與美的體驗相關外，是否還參與了審美判斷，如果該腦區參與了審美判斷，是否有其他腦區也一起參與。2013年，澤基等人通過實驗發現，眶額葉皮層部分也是與審美判斷相關的，而且進行審美判斷時內側眶額葉皮層的激活區域與審美體驗激活的A1區是部分重疊的，②T. Ishizu, S. Zeki, The Brain’s Specialized Systems for Aesthetic and Perceptual Judgment, European Journal of Neuroscience,2013, 37, pp.1413-1420.從而突出了 審美體驗和審美判斷的皮層關系的緊密性，也表明進行美的判斷和體驗美時，在內側眶額葉皮層內相關部分可能是重疊激活的。另外，澤基等人在審美判斷實驗中發現外側眶額葉皮層也是涉及審美判斷的，而他們之前的審美體驗實驗表明，幾乎所有的審美體驗研究都牽連到內側眶額葉皮層，③T. Ishizu, S. Zeki, Toward a Brain-based Theory of Beauty, PLoS ONE, 2011, 6, 7, e21852.卻與外側眶額葉皮層不太相關。澤基等人認為，雖然內側眶額葉皮層和 外側眶額葉皮層是緊密相連的，但是這兩個部分在審美判斷中的相互關系和作用目前還是不明確的。我們只知道，克林格爾巴赫（Kringelbach）的研究成果表明，外側眶額葉皮層是與“懲罰者”的評估有關的，④M. L. Kringelbach, The Human Orbitofrontal Cortex: Linking Reward Tohedonic Experience, Nat. Rev. Neurosci, 2005, 6, pp.691-702.而艾略特（Elliott）等人的研究顯示它與以前的獎勵刺激有關。⑤Elliott, Dolan, Frith, Dissociable Functions in the Medial and Lateral Orbitofrontal Cortex: Evidence from Human Neuroimaging Studies, Cereb. Cortex, 2000, 10, pp.308-317.盡管這是兩個相反的推論，但都屬于外側眶額葉皮層的功能。因此澤基等人認為，外側眶額葉皮層必定還有更一般的功能，比如“判斷”。

二、審美判斷與認知判斷的神經相關性

澤基不僅探尋審美判斷與審美體驗的腦神經基礎的異同，還提出另一個問題，即審美判斷與認知判斷的神經相關性。西方哲學史和美學史上，康德對審美判斷和認知判斷進行了清晰的闡釋，他在《判斷力批判》中提出：審美判斷必須與認知判斷區別開來，審美判斷是以快樂的感覺為基礎的，是情感的，與主體相連；認知判斷以知覺為基礎，是邏輯的，與客體相連。康德不僅區分了建立在知覺基礎上的客觀的認知判斷與建立在感覺或快樂基礎上的審美判斷，他還繼續深入區分了審美判斷，認為一些審美判斷是有知覺基礎的，而另一些則沒有。有一些學者的觀點與康德是相左的，如休謨聲稱與美的判斷相連的感覺是沒有認知內容的，他認為理性傳達真與偽的知識，趣味產生美與丑、善與惡的情感，所以對知識的認識是和理性相關的，美、美感是和情感相關的，而與認知無關。再如 鮑姆加登認為美的判斷是關于客觀屬性的，他認為美學作為自由藝術的理論、低級認識論、美的思想的藝術和與理性類似的思維的藝術，是感性認識的科學，其目的是感性認識的完善，這完善就是美，感性認識的不完善就是丑。后來的克羅齊提出美的直覺論，“直覺”離理智更遠，這種直覺的知識是心靈的創造、表現和賦形，和理性認識無關。康德對于審美判斷與認知判斷的區分有助于澤基等人更好地進行神經生物學的實驗研究。在研究中，澤基等人選擇使用康德的區分，解答這樣一個問題： 參與繪畫審美判斷的神經系統是否能夠與那些進行認知判斷的神經系統相區別，即這兩種類型的判斷在神經生物學意義上是不是分離的。

2013年，澤基等人通過腦掃描實驗，讓21位被試者對同時呈現的配對繪畫進行審美判斷和認知判斷，并記錄下相關實驗影像數據，進行對比分析和相關分析，通過應用審美判斷和認知判斷的關聯分析，研究了被審美判斷和認知判斷共同激活的腦區。兩者共享的位置有：前腦島（the anterior insula）；背外側前額葉皮層（the bilateral dorsolateral prefrontal cortex）；頂內溝（the intraparietal sulcus）；共同運動通道，即前運動皮層（the premotor cortex）和輔助運動區（the supplementary motor area）。

（1）前腦島。雖然還不清楚前腦島的全部功能，但目前知道它可能涉及情感和認知過程中的大量功能。此外，研究顯示，前腦島（以及 背外側前額葉皮層）在作出選擇的過程中起了作用，①A. G. Sanfey, The Neural Basis of Economic Decision-making in the Ultimatum Game, Science, 2003, 300, pp.1755-1758; Ernst,Paulus, Neurobiology of Decision Making: A Selective Review from a Neurocognitive and Clinical Perspective, Biol. Psychiat, 2005,58, pp.597-604.它本身必定和判斷相關。在澤基等人的研究中，當被試者進行審美判斷而不是認知判斷時，前腦島的活動更加強烈，這也驗證了前面的研究成果，他們同樣發現前腦島更多地涉及情感判斷。最近還有研究成果表明前腦島在認知—情感的整合中起著作用，②X. Gu, Cognition-Emotion Integration in the Anterior Insular Cortex, Cereb. Cortex, 2012, 23, pp.20-27.也再次意味著前腦島在認知和情感過程中是重要的。

（2）背外側前額葉皮層。先前的研究已發現涉及認知和情感判斷的背外側前額葉皮層，在認知判斷期間被更顯著地激活，③A. G. Sanfey, The Neural Basis of Economic Decision-making in the Ultimatum Game, Science, 2003, 300, pp.1755-1758.然而在澤基等人的研究中，背外側前額葉皮層在這兩種判斷期間的激活是沒有差異的。背外側前額葉皮層還被發現在獎賞和厭惡條件下被激活了，④Plassmann, O’Doherty, Rangel, Appetitive and Aversive Goal Values are Encoded in the Medial Orbitofrontal Cortex at the Time of Decision Making, J. Neurosci, 2010, 30, pp.10799-10808.這是又一個兩極參與的例子。背外側前額葉皮層像前腦島一樣，具有多種功能，其中一個功能是參與判斷，盡管我們不能推測它在判斷中起什么作用。

（3）頂內溝。已有研究顯示，頂內溝可以被數量、尺碼和亮度等認知判斷激活。⑤Pinel, Distributed and Overlapping Cerebral Representations of Number Size and Luminance during Comparative Judgments,Neuron, 2004, 41, pp.983-993; Cohen Kadosh, When Brightness Counts: The Neuronal Correlate of Numerical-Luminance Interference, Cereb. Cortex, 2008, 18, pp.337-343.另外，澤基等人的研究結果顯示，當進行審美和情感判斷時，頂內溝也被激活。可見，頂內溝在審美判斷和認知判斷期間，是被共同激活的。

（4）共同運動通道。輔助運動區和前運動皮層。 這兩個皮層區域涉及運動規劃，而且在審美和亮度判斷期間都是激活的。澤基等人的研究表明，這兩種判斷分享一個共同的皮層運動系統，但審美判斷還有專門的皮層下情感運動規劃系統。澤基等人認為：一個運動系統是認知判斷和審美判斷所共有的，它明顯缺乏專業性，而且大體上是以皮層為基礎的；而另一個運動系統是審美判斷獨有的，專門用以規劃和執行情感決定的行為，并涉及許多皮層下站（subcortical stations）。

此外，澤基認為可能還有其他腦區也參與了這兩種判斷類型，其中包括枕部視覺皮層（the occipital visual cortex）。前人的研究已顯示枕部視覺皮層涉及視覺判斷。①P. Pinel, Distributed and Overlapping Cerebral Representations of Number Size and Luminance during Comparative Judgments,Neuron, 2004, 41, pp.983-993; Cohen Kadosh, When Brightness Counts: The Neuronal Correlate of Numerical-Luminance Interference, Cereb. Cortex, 2008, 18, pp.337-343.澤基還指出，視覺枕部腦（the visual occipital brain）的區域可能以未確定的方式有助于視覺刺激的美學性質和認知性質的判斷。

三、審美判斷的專門化神經系統

通過審美判斷的腦掃描實驗，澤基等人除了觀測到審美判斷和認知判斷有著共同激活的腦區外，還運用審美判斷與亮度判斷的分析，發現審美判斷期間單獨激活了一些專門化腦區：一是皮層區域：外側 眶額葉皮層（the lateral orbitofrontal cortex）和內側眶額葉皮層；二是皮層下區域（subcortical areas），比如蒼白球（the globus pallidus）、杏仁核（the amygdala），并逐漸遍布殼核（the putamen）和屏狀核（the claustrum）。②T. Ishizu, S. Zeki, The Brain’s Specialized Systems for Aesthetic and Perceptual Judgment, European Journal of Neuroscience,2013, 37, pp.1413-1420.澤基等人運用對比亮度判斷與審美判斷的分析，發現沒有大腦的 激活，表明盡管眶額葉皮層和皮層下區域在審美判斷中起作用，但是它們在認知判斷中不起任何作用。這些研究結果表明審美判斷和認知判斷分開參與、共同分享了大腦神經相關系統。也就是說，審美判斷涉及的腦區超過相同刺激物涉及的認知判斷的腦區，因此審美判斷是能夠與認知判斷在神經基礎上進行分離的。因此我們可以區分審美判斷和認知判斷，即使后者可能有助于前者，這兩種類型的判斷在神經生物學意義上還是能夠分開的，可以使用這兩種判斷來理解對于相同刺激物進行兩種不同性質判斷的大腦活動。 對照認知判斷期間激活的腦區，審美判斷單獨涉及的皮層區域是外側和內側眶額葉皮層，同時內側眶額葉皮層也涉及審美體驗，前面已經述及。

審美判斷期間還單獨激活了皮層下情感運動規劃腦區，如蒼白球、殼核、杏仁核等，這些都涉及兩極情感狀態（polar affective states）。這些皮下腦區具有相同的性質：一是都意味著涉及情感判斷的運動規劃；二是都意味著積極和消極的情感判斷。③Schmidt, Disconnecting Force from Money: Effects of Basal Ganglia Damage on Incentive Motivation, Brain, 2008, 131, pp.1303-1310.各個涉及專門審美判斷的皮層下激活腦區，都具有兩極情感狀態的特征：一是蒼白球已被研究表明涉及積極情感體驗，它也涉及消極情感體驗，比如厭惡；①Mataix-Cols, Individual Differences in Disgust Sensitivity Modulate Neural Responses to Aversive/Disgusting Stimuli, Eur. J.Neurosci, 2008, 27, pp.3050-3058.二是杏仁核已被發現在情感判斷期間和調節運動控制環路時是激活的，②Wagar, Thagard, Spiking Phineas Gage: A Neurocomputational Theory of Cognitive-Affective Integration in Decision Making,Psychol. Rev, 2004, 111, pp.67-79; Sagaspe, Schwartz, Vuilleumier, Fear and Stop: A Role for the Amygdala in Motor Inhibition by Emotional Signals, NeuroImage, 2011, 55, pp.1825-1835.它同樣牽連到快樂和厭惡、吸引和排斥的體驗中，③J. S. Winston, Brain Systems for Assessing Facial Attractiveness, Neuropsychologia, 2007, 45, pp.195-206.而且它的激活好像是通過觀察感情刺激物來調節的；④Buchel, Dolan, Classical Fear Conditioning in Functional Neuroimaging, Curr. Opin. Neurobiol, 2000, 10, pp.219-223.三是殼核也涉及正好相反的兩極情感狀態，比如厭惡、⑤Schurmann, Embodied Visual Perception of Distorted Finger Postures, Hum. Brain Mapp, 2011, 32, pp.612-623.痛恨、⑥S. Zeki, J. P. Romaya, Neural Correlates of Hate, PLoS ONE, 2008, 3, e3556.不感興趣，⑦Liang, Zebrowitz, Zhang, Neural Activation in the Reward Circuit Shows a Nonlinear Response to Facial Attractiveness, Soc.Neurosci, 2010, 5, pp.320-334, 320-334.以及愛、⑧A. Bartels, S. Zeki, The Neural Correlates of Maternal and Romantic Love, NeuroImage, 2004, 21, pp.1155-1166.吸引力；⑨Liang, Zebrowitz, Zhang, Neural Activation in the Reward Circuit Shows a Nonlinear Response to Facial Attractiveness, Soc.Neurosci, 2010, 5, pp.320-334, 320-334.四是我們在殼核中觀察到的激活很難與我們推斷同樣已經激活的屏狀核進行分離。屏狀核作為基底神經節（the basal ganglia）的一部分，可能同樣涉及運動規劃，⑩Crick, Koch, What is the Function of the Claustrum, Philosophical Transactions of the Royal Society B, 2005, 360, pp.1271-1279, 1271-1279.但是它也被描繪為跨模型處理的關鍵站，?G. A. Calvert, Crossmodal Processing in the Human Brain: Insights from Functional Neuroimaging Studies, Cereb. Cortex, 2001, 11,pp.1110-1123.并把不同的知覺模式和來源的信息進行整合，例如視覺中的顏色和運動。?Crick, Koch, What is the Function of the Claustrum, Philosophical Transactions of the Royal Society B, 2005, 360, pp.1271-1279, 1271-1279.判斷兩種類似刺激的美，可能是一個復雜的整合過程，它可能涉及許多不同的特征，比如顏色、形式、比例或面部表情。然而，在澤基等人進行的審美判斷和認知判斷實驗里，屏狀核和其余部分的紋狀體（the striatum）沒有參與認知判斷，于是得出結論：如果認知確實有助于整體的審美判斷，它不是通過紋狀體的活動。除了皮層下的腦區，還有涉及兩極情感判斷的其他腦區，比如小腦蚓部，它明確涉及審美判斷，增加了小腦參與兩極情感狀態（如悲傷和幸福）的更多證據。?前腦島是另外一個更多涉及審美判斷的皮層腦區，澤基等人發現前腦島在審美判斷中，比在亮度判斷中，被更多地激活。而最近的研究也表明它也涉及兩極情感狀態的二元活動。?Bensafi, Nonlinear Dissociated Representations of Pleasant and Unpleasant Mixtures: An FMRI Study, PLoSONE, 2012, 7, e38358;Viinikainen, Nonlinear Relationship between Emotional Valence and Brain Activity: Evidence of Separate Negative and Positive Valence Dimensions, Hum. Brain Mapp, 2010, 31, pp.1030-1040.

澤基等人關于審美判斷的實驗，試圖研究出相同類型情感的兩極狀態體驗期間，相同神經結構和運動通路參與的程度和方式。皮層下相關運動區和其他相關腦區，無疑是由對抗性的神經遞質來幫助運行 的。①Graybiel, Neurotransmitters and Neuromodulators in the Basal Ganglia, Trends. Neurosci, 1990, 13, pp.244-254.澤基等人認為這些兩極狀態是相同情感的對立面，在體驗浪漫的愛或仇恨期間，相同區域使用了“激活—停用”模式，于是澤基等人提出了推拉機制的運作，這一機制可以調節腦區的兩極狀態的激活。②A. Bartels, S. Zeki, The Neural Correlates of Maternal and Romantic Love, NeuroImage, 2004, 21, pp.1155-1166.澤基等人把推拉機制擴展到包括兩極激活的其他區域，比如上文所述的腦區。其一，這些腦區在兩極情感狀態期間能夠變得活躍，在宣稱的體驗（例如美或丑）強度和血氧水平依賴信號的強度之間有著比例關系，比如側眶額葉皮層。③T. Ishizu, S. Zeki, Toward a Brain-based Theory of Beauty, PLoS ONE, 2011, 6, 7, e21852; H. Kawabata, S. Zeki, Neural Correlates of Beauty, Journal of Neurophysiology, 2004, 91, 4, pp.1699-1705.其二，這些腦區能在體驗渴望和不渴望期間被激活，并對冷漠的狀態顯示一種更低的活動，因此在血氧水平依賴信號與宣稱的體驗強度有關聯時，會顯示一個二元關系，如杏仁核和面部吸引力的體驗也是如此，④J. S. Winston, Integrated Neural Representations of Odor Intensity and Affective Valence in Human Amygdala, Journal of Neurophysiology, 2005, 25, pp.8903-8907.或中間扣帶皮層和渴望的體驗。⑤H. Kawabata, S. Zeki, The Neural Correlates of Desire, PLoS ONE, 2008, 3, e3027.毫無疑問，關于獎勵和懲罰的判斷屬于相同的“推—拉”范疇，“推—拉”范疇能夠容納明顯矛盾的結果，如上文提到的外側眶額葉皮層。其三，“推—拉”機制能夠在兩個分離的腦區進行相互的調節活動。一個很好的例子是在道德美的研究中發現的：道德美的研究表明，內側眶額葉皮層中的活動和腦島中的活動有著相互的關系；在道德美體驗期間，前者的活動增強，所以后者的活動降低，當被試者體驗道德反感時，前者的活動減弱，后者的活動加強，兩者出現和前面相反的關系。⑥Tsukiura, Cabeza, Shared Brain Activity for Aesthetic and Moral Judgments: Implications for the Beauty-is-Good Stereotype, Social Cognitive & Affective Neuroscience, 2011, 6, 1, pp.138-148.

綜上，審美判斷有獨特的系統，即功能專門化的腦區，包括眶額葉皮層的內側和外側，以及與情感運動規劃相關的皮層下站：蒼白球、殼核—屏狀核、杏仁核、小腦蚓部。據此，澤基等人推導出：審美判斷有獨特的專門系統；這一專門系統與兩極情感體驗相關；審美判斷的功能專門化腦區涉及運動通路。

上述每一個情感皮層下運動站都涉及審美判斷，而不是認知判斷，這不是說涉及兩種判斷的運動通路是完全分離的，因為它們還是分享了皮層運動系統。澤基推測，可能在皮層下情感運動規劃系統里還有更深的專門化，因為很難想象審美判斷激活的全部皮層下站都承擔著相同的運動規劃任務。也就是說，審美判斷和認知判斷共用皮層運動系統，但審美判斷還有一個功能專門化的判斷系統，即情感皮層下運動站點，它指向一個兩極情感狀態，但是它可能也會有更深的專門化。此外，其他人的研究還發現，運動專門化腦區并不僅限于審美判斷，在澤基等人的審美判斷研究中涉及的皮層下區也被發現在許多其他情感狀態中被激活。因此，這些腦區是一個更綜合性的專門化腦區，一方面涉及審美情感狀態，另一方面可能涉及非審美的情感狀態。

四、 審美判斷之思考

判斷、體驗和決定的關系，以及它們和運動規劃的關系，在澤基看來是非常緊密而又復雜深刻的。已有研究顯示眶額葉皮層，特別是內側眶額葉皮層參與到決策、①Grabenhorst, Rolls, Value Pleasure and Choice in the Ventral Prefrontal Cortex, Trends. Cogn. Sci, 2011, 15, pp.56-67.審美體驗②T. Ishizu, S. Zeki, Toward a Brain-based Theory of Beauty, PLoS ONE, 2011, 6, 7, e21852.和審美判斷中。 我們很難知道判斷、審美體驗和決定是否能夠輕易分開，目前的實驗技術也很難區分它們是同時發生，還是一個先于另一個進行，這不僅是哲學話語面對的困難，也是目前神經美學實驗中的技術困境。從神經生物學的角度來看，澤基等人認為審美判斷、體驗和決定等缺乏明確的劃界，并根據下面的原因來推斷它們是在一起。事實上這結論已經出現在神經生物學的文獻中，因為幾乎沒有一個決策研究不提到判斷問題。

澤基認為難以分離它們的一個原因在于，決策和審美判斷或體驗產生的激活模式，都涉及眶額葉皮層。另一個同樣令人信服的原因可能在于，澤基等人的研究以及前人與獎賞相關的決策研究發現，涉及運動規劃的區域是遍布的，其中包括殼核、蒼白球、小腦蚓部、前運動皮層和輔助運動區。任何刺激的體驗，不管是令人愉快的或討厭的，是獎賞的或不獎賞的，都不可避免地推動運動系統采取適當行為。因此所有涉及決策的運動區都與情感判斷相關。

因為審美判斷、體驗和決策共同涉及一些大腦區域，目前在定義范疇、哲學辯論和實驗研究等方面很難進行區分，它們的關系仍然需要進一步研究。澤基等人在實驗中發現，審美判斷有專門化的神經通路，這些單獨激活的皮層和皮層下通路都沒有參與知覺判斷。澤基等人據此提出了一些重要問題：其一，在進行不同情感判斷的過程中所參與的神經通路是否存在進一步的差異，包括不同類型的審美判斷，如對于秀美、壯美的判斷；其二，涉及判斷的許多神經站點如何相互作用，并從而給予我們明確無誤地作出決策的能力。