腦機接口不構(gòu)成對具身認知的挑戰(zhàn)

摘" "要： 腦機接口技術(shù)通過將主體大腦中的神經(jīng)信號轉(zhuǎn)化為控制外部設備的指令，從而實現(xiàn)了從思想到行動的直接轉(zhuǎn)化。不少研究者認為，腦機接口表明了認知過程能夠以非具身方式實現(xiàn)，因而身體的感知運動過程對于認知來說并非不可或缺。從預測加工的視角看，腦機接口的實現(xiàn)仍然高度依賴主體先驗的身體性知識以及“虛擬”的身體行動模式，身體的經(jīng)驗結(jié)構(gòu)對于認知過程具有重要的建構(gòu)作用。這樣的探究不但有助于加深人們對腦機接口的原理、技術(shù)實現(xiàn)、應用前景等的認識，而且有助于拓展人們對具身認知相關(guān)哲學立場的理解，并在新的視域中重新思考大腦、身體和世界之間的深層次關(guān)系。

關(guān)鍵詞： 腦機接口；具身性；非具身；預測加工；具身認知；閉鎖綜合征；感知運動理論

中圖分類號：TP18" "文獻標識碼：A 文章編號：1004-8634（2024）03-0041-（08）

DOI：10.13852/J.CNKI.JSHNU.2024.03.005

一、引言

具身認知觀（embodied cognition）從主客融合的哲學判斷出發(fā)，以感知—行動的身體體驗實驗作為分析工具，對傳統(tǒng)認知科學“計算—表征”的核心假設提出了挑戰(zhàn)。它修正了傳統(tǒng)認知論將人看作純粹思維的主體、將知識看作心智對外部世界的客觀表征、將行動看作基于理性的問題—解決能力等片面看法。它主張，認知不是僅發(fā)生在大腦中的、基于抽象運算法則的問題—解決過程，而是行動主體在與環(huán)境的動力耦合過程中涌現(xiàn)出來的具身行動能力。這就要求我們，一方面關(guān)注身體作為活生生的經(jīng)驗結(jié)構(gòu)所擁有的體驗，另一方面關(guān)注身體前反思的感知—運動能力對認知的建構(gòu)和限定作用。

由此，認知過程既是第一人稱經(jīng)驗中的主觀實在現(xiàn)象，也是第三人稱經(jīng)驗中的客觀實在現(xiàn)象。作為不同于極端主觀主義也不同于極端客觀主義的中間的認知路線和認知研究綱領(lǐng)，具身認知在“研究主題、本體論承諾和方法論上與標準的認知科學相比，展示了更為廣闊的余地”。1毫不夸張地說，20世紀80年代以來，“具身性”幾乎成為認知科學所有領(lǐng)域中的重要概念。在哲學、心理學、神經(jīng)科學、人工智能領(lǐng)域中，研究者們越來越關(guān)注身體在認知和智能活動中不可或缺的建構(gòu)作用。

然而，近年新興的腦機接口技術(shù)（Brain-Computer Interface， 縮寫為“BCI”）似乎構(gòu)成了對具身認知的挑戰(zhàn)。BCI通過將主體大腦中的神經(jīng)信號轉(zhuǎn)化為控制外部設備的指令，從而實現(xiàn)從思想到行動的轉(zhuǎn)化。不少研究者認為，腦機接口技術(shù)表明了身體的知覺運動過程對于認知過程來說并非不可或缺，認知過程完全可以通過“非具身”的方式得以實現(xiàn)。

那么，腦機接口技術(shù)是否真正構(gòu)成了對具身認知的挑戰(zhàn)？本文認為，答案是否定的。通過預測加工（predictive processing）的視角，本文旨在論證：在何種程度上，身體的經(jīng)驗結(jié)構(gòu)對于認知過程來說具有重要的建構(gòu)作用；在何種意義上，BCI的實現(xiàn)仍然高度依賴于主體的身體行動。

二、認知何以是具身的

在西方哲學史上，存在著根深蒂固的非具身理智傳統(tǒng)——思維與身體相分離，心智與世界相分離。思維的本質(zhì)就是心智對外部世界進行客觀表征。柏拉圖和亞里士多德是這種非具身理智傳統(tǒng)的奠基人。到了“現(xiàn)代哲學之父”笛卡爾那里，他繼承并改造了以柏拉圖和亞里士多德為代表的古典靈魂哲學，淡化了先哲關(guān)于神性靈魂的觀點，清楚分明地強調(diào)人性的心智與身體的截然二分。笛卡爾“抑身揚心”的哲學立場構(gòu)成了其存在論以及與心智有關(guān)的一切知識的起點，但笛卡爾的問題在于：身體通過廣延性獲得了純粹性，而心智卻無法脫離與身體的糾纏達到純粹性。

盡管遭遇了難以調(diào)和的“身心難題”，但笛卡爾所開創(chuàng)的心智哲學開啟了近代西方強調(diào)身心二分、理智至上的哲學傳統(tǒng)，并直接或間接地引出了現(xiàn)象學與實用主義兩種哲學思潮，前者以克服純粹意識為目標，而后者致力于批判純粹的理性思辨。在以胡塞爾、梅洛-龐蒂為代表的現(xiàn)象學傳統(tǒng)中，理智傳統(tǒng)被拋棄，心智之于身體的優(yōu)先性被翻轉(zhuǎn)為身體之于心智的優(yōu)先性。同時，以皮爾士、杜威為代表的實用主義傳統(tǒng)矛頭直指旁觀式的認識論，通過對知識和行動概念的重新闡發(fā)，實現(xiàn)了對身體和世界的關(guān)切；新實用主義者普特南、布蘭頓等人，在不同程度上繼承了古典實用主義主張的積極的外在主義心智觀，并將其推向了新的高度。

現(xiàn)象學與實用主義兩大哲學傳統(tǒng)在“具身性”觀念上的合流，不但實現(xiàn)了對理智傳統(tǒng)的反思和超越，而且對認知科學中具身認知研究范式的形成產(chǎn)生了重要的理論奠基作用。特別是20世紀80年代以來，以“計算—表征”為核心的第一代認知科學研究范式面臨難以克服的理論困境和研究瓶頸，1 研究者們一方面積極吸納哲學史上的思辨成果，另一方面敏感于認知科學經(jīng)驗研究的最新進展，最終促成了具身認知理論框架和研究范式的形成。在此意義上，具身認知的理論成果是哲學和經(jīng)驗科學交匯的成果。

神經(jīng)生物學家瓦雷拉（F. Varela）、哲學家湯普森（E. Thompson）和認知科學家羅施（E. Rosch）在《具身認知：認知科學和人類經(jīng)驗》這部經(jīng)典著作中提出了“具身認知”的概念：“通過使用具身這個術(shù)語，我們想強調(diào)兩點：首先，認知依賴于具有不同感知運動（sensorimotor）能力的身體的不同體驗，其次，這些個體的感知運動能力本身嵌入一個更廣闊的生物、心理和文化背景之中。通過使用運動這個術(shù)語，我們想要再次強調(diào)對于活生生的認知而言，感知和運動過程、知覺和行動，從根本上說是密不可分的。”2

瓦雷拉、湯普森和羅施用“具身認知”這個術(shù)語來表達一條既不同于極端的主觀主義，也不同于極端的客觀主義的中間認識路線和研究綱領(lǐng)。這一研究綱領(lǐng)關(guān)注身體在認知過程中深層次的建構(gòu)作用，主張通過涌現(xiàn)、離散、自組織和動力系統(tǒng)等新的概念工具來理解大腦、身體和世界之間復雜多樣的相互作用。而且，由于這種復雜的相互作用只能通過非線性的微分方程進行刻畫，因此，很難在系統(tǒng)的構(gòu)成之間確立明確的、不變的界限。這意味著，在傳統(tǒng)認知科學范式中確立起來的內(nèi)部心智與外部世界、主觀與客觀之間的區(qū)分并非先驗地存在，因而也就不存在內(nèi)部對外部的表征關(guān)系。這兩點正是具身認知的研究綱領(lǐng)所強調(diào)的，它們構(gòu)成了對認知本體論的規(guī)定。

基于這些本體論的規(guī)定，夏皮羅（L. Shapiro）總結(jié)了三個涵蓋在具身認知這一研究綱領(lǐng)中的核心主題：3 （1）概念化（conceptualization）：身體屬性限制或約束了可獲得的概念。不同的有機體的身體，理解世界的方面也有所不同。（2）替代（replacement）：有機體的身體與環(huán)境之間的相互作用，替代了一直被認為是認知核心的計算—表征過程。（3）構(gòu)成（constitution）：在認知加工中，身體和世界起到構(gòu)成性作用，而非僅僅起因果性作用。不過，僅僅強調(diào)具身認知在認識論上的優(yōu)越性是不夠的，還需要為認知的具身性進一步提供自然化的說明。換言之，還需要說清楚身體到底是怎樣使認知和行動成為可能并對它們產(chǎn)生限制的。

為了解決這個問題，諾伊（A. No?）提出了感知運動理論（sensorimotor theory）。該理論強調(diào)，知覺并非某種內(nèi)在的神經(jīng)或表征過程，而是行動主體基于感知—運動能力在環(huán)境中進行熟練探索的一種模式。以視覺經(jīng)驗為例，一方面，視覺經(jīng)驗因依賴于視覺器官的特征以及視覺器官所敏感的世界中的特征而具有知覺性；另一方面，視覺經(jīng)驗因依賴于眼球、頭部和身體的運動而具有運動性。對于脊椎動物而言，它們基于特定凹狀視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)對環(huán)境中物體的形狀進行感知，同時眼球運動作為一種重要的感覺運動過程，對視覺經(jīng)驗來說具有重要的建構(gòu)作用。事實上，科學研究表明：對于視覺經(jīng)驗而言，最低程度的眼部運動和身體運動是必須的。一旦沒有了眼球運動，視覺經(jīng)驗的穩(wěn)定性、清晰性和整體性不僅會大打折扣，而且還可能導致視覺經(jīng)驗的消失。1 當一條直線投射到凹狀視網(wǎng)膜上的時候，視網(wǎng)膜的中心會呈現(xiàn)一條弧線；當眼球運動將視覺焦點從直線轉(zhuǎn)移到線上方的一個點的時候，視網(wǎng)膜上的弧線曲度就會發(fā)生明顯變化，而當視覺焦點沿著直線水平移動的時候，這條弧線的曲度就不會發(fā)生改變。由此，諾伊主張，對于視覺經(jīng)驗而言，在眼球轉(zhuǎn)動或者物體移動的時候，視覺器官和外部對象之間的相互作用遵循著感知運動“依賴性”（contingencies）原則。這一原則強調(diào)知覺無法脫離身體行動而存在，只有在“感知—運動”彼此依賴、相互規(guī)定的動力學過程中，知覺經(jīng)驗才能生成。對于一個特定的視覺器官而言，它特定的屬性會以一種給定的感知—運動的方式與世界中的物體發(fā)生相互作用，從而使得自身的視覺經(jīng)驗具有X特征，而不是Y或Z特征。2 因此，感知—運動不僅是知覺的一個部分，而且從根本上建構(gòu)了知覺經(jīng)驗。在此意義上，知覺就是感知—運動。

不過，這并不意味著要將知覺經(jīng)驗簡單地還原到感知—運動的神經(jīng)生物學過程，而是要強調(diào)感知—運動過程對于知覺經(jīng)驗形成所起到的積極的建構(gòu)作用。因此，對于諾伊而言，知覺經(jīng)驗依賴于實際執(zhí)行（actually）的或者是潛在的（potential）感知—運動能力以及對以往感知—運動依賴性知識的運用。3 假設，有人正在用手指輕扣你的左手手背，你感受到這個人碰觸的是你的左手而非右手。同時，你可以自己用手指輕扣左手手背來感受這種被碰觸的感覺，你也可以看著甚至想象這個人對別人這么做來感受這個感覺。盡管其中所涉及的感受性程度存在差異，但是你能夠通過其他方式來獲得類似的觸覺經(jīng)驗。也就是說，觸覺經(jīng)驗可以來自實際發(fā)生的輕扣動作，也可以通過運用你在過去的感知—行動經(jīng)驗中所獲得的知識而產(chǎn)生。

與有意識地去感受輕扣手背的情形不同，大多數(shù)時候，感知—運動依賴性以前反思（pre-reflective）的方式發(fā)揮作用，而不一定作為知覺經(jīng)驗中明確的存在呈現(xiàn)。假如，我要去書房拿一本參考書，那么，我所有的注意力都集中在回憶這本書的可能位置上，而不會去關(guān)注自己從凳子上站起、穿過客廳、打開書柜等一系列的運動。如果有人問我在干什么，我會回答“在找書”，因為進入反思的是那些意向性層面的活動，而非以前反思的方式對意向性經(jīng)驗進行建構(gòu)和限定的感知—運動過程。事實上，在這一過程中，我對周圍物體的感知不間斷地調(diào)整著我身體的方位、引導我的行動：將一只腳放在另外一只腳的前面、輕巧地避開餐廳中的桌椅。這就是用身體通過感知—運動過程熟練地掌控對象的狀態(tài)。韋勒（M. Wheeler）把這種狀態(tài)描述為“流暢的應對”（smooth coping），以此來消除笛卡爾主義主客二分的認識論模式。

如果說傳統(tǒng)認知科學研究范式強調(diào)的是一種將認知過程限定在大腦中的“窄”的心智觀，那么具身認知研究范式則強調(diào)那種分布在大腦—身體—世界相互作用過程中的“寬”的心智觀。從第一人稱的視角看，具身性涉及現(xiàn)象學中活生生的身體（lived body）以及實用主義中行動主體的概念；從第三人稱的視角看，具身性就是主體在與環(huán)境的耦合過程中涌現(xiàn)出來的感知—運動能力。在此意義上，認知并非通過對那些預先給予或預先被定義好的關(guān)于世界的意義進行表征和映射的過程，而是主體在積極地與周圍環(huán)境進行耦合的感覺—運動過程中生成了關(guān)于世界的意義。

三、來自BCI和閉鎖綜合征的挑戰(zhàn)

盡管從亞里士多德到洛克、再到貝克萊都談到某種形式的心靈“運動”。但是，正如我們所見，具身認知所關(guān)注的并不是亞里士多德意義上的運動，而是與知覺和對象緊密相連的身體所擁有的感知—運動能力。特別是，具身認知強調(diào)身體的感知—運動能力對認知的構(gòu)成性（constituent）作用，而非因果性作用。如果X是Y的原因，那么即使原因X對結(jié)果Y來說是必要（如波士頓傾茶事件是美國獨立戰(zhàn)爭爆發(fā)的原因），X與Y仍然是可分離的——X先于Y發(fā)生或者X與Y在不同地點發(fā)生。相反，如果X對Y起到了構(gòu)成性作用，那么如果沒有X，Y就不存在或成為其他東西。也就是說，離開了身體的感知—運動，認知過程就會終止或發(fā)生根本性改變。一旦主體喪失了知覺—運動能力或者受到嚴重損傷，其認知能力也會受到極大影響。

2014年，在巴西足球世界杯開幕式上，一個高位截癱的青年球迷通過BCI技術(shù)，用由他大腦控制的機械腿踢出了世界杯的第一球，使全球12億觀眾見證了BCI的奇跡。2020年，馬斯克（E. Musk）創(chuàng)辦的Neuralink公司在線直播了計算機通過侵入式BCI，實時讀取三只小豬的大腦信號的過程。這些事件引起了全世界對BCI的廣泛關(guān)注。神經(jīng)科學家沃爾帕（J. Wolpaw）認為，BCI是目前最先進、最令人興奮和具有顛覆性的技術(shù)；1哲學家斯坦納特（S. Steinert）認為，BCI技術(shù)能夠繞開身體運動而實現(xiàn)從思想到行動的轉(zhuǎn)化，由此創(chuàng)造了一種人類以“非具身”的方式改變或控制世界的全新通道。2那么，BCI技術(shù)是否對具身認知的研究綱領(lǐng)提出了嚴峻的挑戰(zhàn)，是否質(zhì)疑了身體的知覺—運動能力對認知過程的構(gòu)成性作用？對BCI技術(shù)的原理、應用及其研究現(xiàn)狀具有清晰的認識，是回答上述問題的基本出發(fā)點。

BCI是一項將大腦與外部應用程序進行聯(lián)結(jié)的技術(shù)。作為當代信息和智能技術(shù)的應用，BCI技術(shù)通常由三個核心元素組成：用于檢測大腦神經(jīng)信號的傳感器、將神經(jīng)活動轉(zhuǎn)化為與運動指令相關(guān)的信號處理器以及實現(xiàn)行動的外部機械裝置。簡單來說，BCI通過電極記錄皮質(zhì)表面關(guān)于運動指令的神經(jīng)信號，隨后通過計算機軟件提取這些信號的特征，同時將其數(shù)字化，并進一步轉(zhuǎn)化為可以控制應用程序或外部機械設備（如假肢、輪椅等）的指令。在最新的BCI設計中，這些外部機械設備還能提供某種形式的反饋，從而達到修改或調(diào)節(jié)用戶大腦神經(jīng)活動的目的。

可以大致將BCI技術(shù)分為主動式、反應式和被動式三種基本類型。在主動式BCI中，用戶通過想象特定部位的身體運動（而不實際執(zhí)行該運動）激活相應的運動皮質(zhì)區(qū)域的神經(jīng)活動。這些不同的神經(jīng)活動被BCI識別后，轉(zhuǎn)化為能夠?qū)贸绦蜻M行控制的信號，如用機械手臂喝咖啡或駕駛輪椅等。在反應式BCI中，用戶通過將注意力聚焦在屏幕中不斷跳動的字母或符號上，向系統(tǒng)傳遞自己的意圖，從而實現(xiàn)對外部行動的控制。而在被動式BCI中，系統(tǒng)通過檢測用戶的大腦活動來調(diào)整系統(tǒng)所要執(zhí)行的任務。例如，一旦BCI檢測到用戶在執(zhí)行任務過程中出現(xiàn)注意力程度快速下降的情形，就會強行中止用戶正在進行的工作，以避免危險的發(fā)生；或者在游戲過程中，當BCI監(jiān)測到用戶出現(xiàn)沮喪或無聊情緒時，系統(tǒng)就會通過降低游戲難度或加入更多新奇元素來調(diào)整后續(xù)的游戲內(nèi)容。

不同類型的BCI盡管表現(xiàn)形式不同，但都將用戶的大腦神經(jīng)信號記錄為“輸入”，將目標選擇和過程控制設定為“輸出”。在以引導應用程序或控制設備為輸出的過程中，BCI可以命令機械手臂“拿起咖啡杯”，或者命令輪椅“開到臥室去”等。在執(zhí)行行動的過程中，為了實現(xiàn)更有效的控制，可能還需要用戶給出更多的指令，如“向左轉(zhuǎn)”“倒退”或者“避開餐桌”等。就研究現(xiàn)狀而言，實現(xiàn)目標選擇要容易得多，但要想實現(xiàn)對運動的精細控制仍然困難重重，如對用戶和BCI設備都有很高的要求、對大腦神經(jīng)信號檢測的故障率仍然很高、所執(zhí)行的運動還不具備足夠的穩(wěn)定性和敏感性、侵入式BCI可能帶來的巨大的手術(shù)風險等。

盡管在技術(shù)上還面臨著許多亟待解決的問題，但BCI技術(shù)因其廣闊的應用前景仍被視為能夠改變?nèi)祟惡褪澜绲男屡d技術(shù)。一方面，BCI技術(shù)有助于探索人類大腦和神經(jīng)系統(tǒng)的奧秘，有望在未來的應用中進一步提升或增強正常人的認知和行動能力：目前關(guān)于在老鼠大腦中植入芯片的實驗已經(jīng)證實了BCI技術(shù)能夠發(fā)揮記憶增強和認知放大的功能。1另一方面，BCI可以用于治療與神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)的疾病和損傷：作為外部機械設備，協(xié)助患者恢復受損的運動功能；或者通過侵入性芯片發(fā)揮的神經(jīng)刺激來治療精神疾病、認知障礙和神經(jīng)退行性疾病等。

其中，一個與本文的研究主題尤為相關(guān)的案例是：BCI技術(shù)能夠令部分閉鎖綜合征（locked-in syndrome）患者恢復一定的“行動能力”。閉鎖綜合征又稱閉鎖癥候群，是一種由腦橋基底部病變引起的精神性癱瘓。典型臨床表現(xiàn)為：患者意識清醒、認知功能健全、全身癱瘓、喪失語言功能，只能依靠眼球運動（通常只能上下運動）表達意愿。也就是說，閉鎖綜合征的患者，盡管喪失了行動能力和溝通能力，卻仍然具有對外部世界的感知能力。“靈魂被困在一個不再服從它命令的身體里”，這是大仲馬對維爾福先生癱瘓狀態(tài)的描寫，也是對閉鎖綜合征患者的寫照。

近年來，BCI技術(shù)使閉鎖綜合征患者與外部世界的溝通成為可能。研究人員將兩個微電極陣列設備植入患者的大腦運動皮層，患者通過想象移動身體的不同部位產(chǎn)生大腦信號。微電極檢測到這些信號并傳入計算機，而后計算機通過機器學習模型的實時解碼，實現(xiàn)大腦信號與特定單詞或短語的匹配。患者基于聽覺反饋對神經(jīng)放電率進行調(diào)整，以選擇符合自己交流需求的詞匯和語句，并進一步驅(qū)動相應的外部機械設備執(zhí)行相關(guān)的任務。2我們看到，在閉鎖綜合征的案例中，盡管患者無法移動自己的身體，但通過BCI在大腦和外部設備之間建立起模擬環(huán)路，從而實現(xiàn)了“以想行事”（doing things with thoughts）的通道——無須以身體肌肉系統(tǒng)為中介行動。在斯坦納特看來，BCI提供了人類與世界交互的新方式，并且以這種新方式的“非具身”為首要特征。3

由此，當一個靜止不動的身體能夠通過其他方式認識世界并在世界中采取行動的時候，就產(chǎn)生了這樣的問題：閉鎖綜合征患者以BCI為媒介而達成的行動與身體的感知—運動在本質(zhì)上相同嗎？身體的行動是否僅僅是認知能力的顯示，而無法構(gòu)成認知的核心特征或基本定義？或者說，BCI技術(shù)是否挑戰(zhàn)了具身認知的核心假設，證明了感知—行動能力對于認知主體來說并非構(gòu)成性的？在接下來的討論中，筆者將基于預測加工的理論視角，探究在何種意義以及何種程度上，以BCI為媒介的行動仍然依賴于身體的感知—運動過程，由此捍衛(wèi)身體在認知中的構(gòu)成性地位，并最終對具身認知的研究范式進行辯護。

四、預測加工中的世界模型

近年來，神經(jīng)認知科學領(lǐng)域中興起的預測加工模型引起了哲學家和認知科學家的極大關(guān)注。傳統(tǒng)的知覺理論認為，大腦是一個被動的、由外部刺激驅(qū)動的裝置，知覺加工本質(zhì)上就是一個信息的前饋過程——大腦從感官中獲得來自外部環(huán)境的刺激，通過一個積累式的、自下而上的結(jié)構(gòu)，將混雜的感官信號轉(zhuǎn)變?yōu)檫B貫的知覺經(jīng)驗。預測加工模型顛覆了這種觀點，認為知覺過程是貝葉斯大腦主動進行自上而下以及自下而上的概率性推斷的結(jié)果。該模型的核心不是大腦對感官信號的被動接受過程，而是大腦對接下來可能產(chǎn)生的知覺和行動進行主動預測和神經(jīng)建構(gòu)的過程。

具體而言，在外部刺激信號到達感官之前，每一個大腦層級就已經(jīng)對該信號的遠端起因形成一個基于先驗概率的自上而下的預測，而后持續(xù)地將已有的預測結(jié)果與實際的感官信號進行比較。當預測結(jié)果與實際的感官信號基本一致時，大腦所做的預測就是正確的，大腦無須處理就能按照預測結(jié)果產(chǎn)生相應的知覺經(jīng)驗；當預測結(jié)果與實際的感官信號出現(xiàn)不一致時，就出現(xiàn)了預測誤差，較低層級的神經(jīng)環(huán)路會以自下而上的方式將誤差提示傳入較高層級的預測環(huán)路，較高層級的環(huán)路通過對接收到的概率性表征進行調(diào)節(jié)，以調(diào)整預測誤差形成最佳預測結(jié)果。

這種雙向?qū)蛹壗Y(jié)構(gòu)的優(yōu)勢在于，大腦能夠以經(jīng)濟而高效的方式，持續(xù)對外部世界的不確定性進行評估。通常說來，這種有效交互的自上而下和自下而上的預測方式不會以一種靜態(tài)或固定的方式結(jié)合起來。例如，暴雨天在熟悉的道路上騎車，大腦就會更多地依賴自上而下的先驗知識；在一條陌生的險峻山路上行走，大腦則會更慎重地對當下的感官輸入進行處理。到底是調(diào)用先驗知識進行自上而下的預測，還是利用當下環(huán)境的刺激信號進行自下而上的預測，取決于對信息確定性或可靠性的評估。

那么，要如何確定信息是否可靠呢？在克拉克（A. Clark）看來，主動的大腦預測機制致力于預測未來一系列可能的狀態(tài)，而積極的身體行動則通過在環(huán)境中采樣的方式促成了其中的某些狀態(tài)，形成感知與行動之間復雜的循環(huán)交互。他強調(diào)，一個預測模型還包含以下預測：“最好以何種方式介入感知場景（取樣），以降低不確定性。此類預測以一種與感知的預測加工機制完全匹配的方式參與了對行動的選擇。感知和行動由此構(gòu)成了一個良性的、自我激勵的循環(huán)。在這個循環(huán)中，行動提供了可靠的信號，基于這些信號產(chǎn)生的知覺引導了后續(xù)行動，并在后續(xù)行動中被證明或否定。” 1

這意味著，在預測加工模型中，行動不再是主體對當前輸入的反應或者對當下任務的問題—解決途徑，而是系統(tǒng)基于預期精度主動對感知信息進行采樣和甄選的方式。這種“積極的認知策略讓具身的行動主體始終伺機而動”，2 干預和改變周圍的情境并產(chǎn)生不斷變化的感官信息，以更好地“駕馭”刺激、維系自身的生存。通過將行動引入預測過程，預測加工模型實現(xiàn)了對傳統(tǒng)自下而上的、前饋的知覺模型的顛覆。知覺作為調(diào)整預測結(jié)果的參數(shù)，行動作為改變預測對象（即感知信息）的手段，在預測加工的模型中實現(xiàn)了統(tǒng)一。同時，知覺和行動之間的循環(huán)交互處于認知過程的核心，這種交互作用如此復雜、相互滲透，令感知與行動在事實上變得不可分離。正如霍威（J. Hohwy）、弗利斯頓（K. Friston）等學者所論證的，預測加工的框架和具身認知的整體認知架構(gòu)在形式和性質(zhì)上一脈相承。3

除了強調(diào)知覺與行動之間的動態(tài)循環(huán)之外，“預測”加工的模型還強調(diào)：參與知覺與行動的神經(jīng)元在實際接收到感官信號之前，就已經(jīng)根據(jù)已有的關(guān)于世界模型的先驗知識變得活躍。那么先驗知識從何而來呢？

一方面，它來自遺傳或先天確立的具有相對穩(wěn)定性的神經(jīng)結(jié)構(gòu)。幻肢現(xiàn)象就是一個很好的例子。部分患者因為病患失去了部分肢體以后，有時仍然會清晰地“看”到或“感覺”到殘缺的肢體又重新出現(xiàn)了。例如，有一名50歲的婦女，在5歲時被截去了右手大拇指，但是她總是試圖用左手去抓自己的右手大拇指，仿佛被截去的大拇指仍然存在。4 幻肢現(xiàn)象的出現(xiàn)表明，盡管身體部分地缺失了，但是與殘缺的肢體部分相聯(lián)結(jié)的大腦運動神經(jīng)環(huán)路仍然完好，如果這部分神經(jīng)環(huán)路因為某種原因被激活，大腦就會據(jù)此預測到相應的身體運動。

另一方面，它來自在后天經(jīng)驗中確立起來的神經(jīng)模式。大腦關(guān)于世界的模型不僅具有穩(wěn)定性的特征，還具有可塑性的特征。假設你因為右手手指骨折而無法完成手部活動，醫(yī)生為你提供了一個靈活的機械小抓手，幫助抓取你需要的物品。在使用一段時間以后，你會發(fā)現(xiàn)自己不但能夠熟練地使用這個機械抓手，而且還會將它看作你右手的一個部分，很好地配合左手完成任務。這就好似在著名的“橡膠手實驗”中展現(xiàn)的那樣，大腦會改變它的預測以適應新的觸覺和運動模式。如神經(jīng)科學家、計算機科學家霍金斯（J. Hawkins）所說：來自不同感官的信息輸入“只是一些模式，這些模式來自哪里并不重要。只要它們在一段時間內(nèi)以一致的方式相互連接，大腦就能識別它們”。5

這些新建的“模式”一旦被確立起來，能夠與那些穩(wěn)定的關(guān)于世界模型的知識一起，構(gòu)成預測加工模型中的“先驗知識”，并由此開啟關(guān)于外部世界的最初預測。在閉鎖綜合征的情形中，患者通過 BCI技術(shù)將大腦中的神經(jīng)信號轉(zhuǎn)化為控制外部設備的指令，從而實現(xiàn)從思想到行動的轉(zhuǎn)化。直觀地看，這個轉(zhuǎn)化并沒有涉及身體的感知—運動過程，是一個非具身的過程。然而，從預測加工的視角看，這種以BCI為媒介的行動過程仍然因有賴于身體的感知—運動能力而成為可能。

首先，從歷史性的角度來說，那些先天根植于人類大腦中的身體性知識（如太陽從人的上方照射下來、聽到巨響就向前跑等），以及通過癱瘓前的感官—運動經(jīng)驗而確立起來的神經(jīng)結(jié)構(gòu)，構(gòu)成了閉鎖綜合征患者開啟關(guān)于外部世界刺激預測所需的“先驗知識”。這些先驗知識有些能被有意識地提取，更多的則不能。因此，對于閉鎖綜合征患者而言，盡管喪失了運動能力而無法通過身體行動有效地在世界中采樣，以獲得更符合已有預期的感官信號或者更好地修正可能存在的預測誤差，從而導致認知受到極大的限制，但事實上，這些蘊含身體運動經(jīng)驗的“先驗知識”早已以自上而下的方式，深刻地融入層級預測加工結(jié)構(gòu)之中，影響患者對外部世界的有限知覺體驗。

其次，從神經(jīng)信息的角度說，BCI技術(shù)是患者對意圖的身體運動進行神經(jīng)性預測和模擬的結(jié)果。在這個過程中，患者需要通過大腦的預測加工機制，先對不同身體部位的運動進行預測以產(chǎn)生特定的神經(jīng)信號，而后這些信號為特定的信號處理器所捕獲，進一步轉(zhuǎn)化成對外部機械設備的控制指令。已有的研究表明，在經(jīng)過一段時間的訓練和磨合后，患者通過BCI操縱外部設備而行動的熟練程度和靈敏程度會大幅提高，同時對由外部設備產(chǎn)生的行動也會擁有更強的“擁有感”。1 然而，正如前文提到的，這種“行動能力”的提升和“擁有感”的增強，依賴于大腦中已有的關(guān)于身體的感知—運動模式。離開了原初的感知—運動模式，大腦無從對它們進行修正以適應新的觸覺和運動模式，也就不可能通過BCI產(chǎn)生相似的或?qū)Φ鹊倪\動模擬行動。

再次，從感知—運動的內(nèi)涵角度說，如果僅將那些外顯的、可觀察的感知運動看作身體的表現(xiàn)形式，或者將感知—運動過程等同于機械運動的過程就過于狹隘了。事實上，有機體內(nèi)部還有許多隱藏著的身體過程是無法被直接觀察到的，這些不可見的過程使身體能夠維持個人身份認同并成為周圍世界的中心。就閉鎖綜合征患者而言，盡管他們?nèi)戆c瘓，但身體內(nèi)的自我調(diào)節(jié)活動仍然完好。除此之外，人類的生存還涉及一些特殊的身體活動——盡管它們沒有在當下實現(xiàn)，卻包含著對行動可能性的敏感性。為了與外部世界進行更好的耦合，有機體需要不斷地調(diào)節(jié)自身，只是這種調(diào)節(jié)過程不一定涉及神經(jīng)—肌肉活動。在此意義上，盡管閉鎖綜合征患者全身癱瘓，但他們的身體仍然是“活躍”的。

最后，從行動的類型來說，以BCI為媒介的行動與正常人的身體行動之間仍然存在一些本質(zhì)上的差異。布勒（T. Buller）提出，2 一方面，以BCI為媒介的行動與正常人的行動相比，還缺乏足夠的可靠性和敏感性。正常人的大腦可以同時處理成千上萬個感官刺激并最終導向一種行動，但是對于BCI而言，它所能識別和接收的信息相當有限，這種限制直接影響了行動的可靠性和靈敏度。另一方面，正常人的行動與大腦的神經(jīng)過程直接相連，而以BCI為媒介的行動并非由近因（proximate cause）直接驅(qū)動。如果患者意圖做某事，BCI將信號傳遞給外部設備后，患者又對這種意圖進行了否定，那么此時外部設備的行動就不能看作患者的有意行動，而這種復雜情形在正常人的身體行動中不會發(fā)生。因此，就研究現(xiàn)狀而言，以BCI為媒介的行動盡管可以被看作有意行為，但還無法構(gòu)成對殘缺的身體運動的真正代償，而應當被看作是對殘缺的身體運動的增強或延伸。3在此意義上，以BCI為媒介的行動作為一種技術(shù)增強的結(jié)果，對身體行動在認知中的構(gòu)成性作用無法形成真正的挑戰(zhàn)。

五、簡短的結(jié)語

作為當前最令人興奮的、最具顛覆性的信息智能技術(shù)，BCI通過在大腦和外部設備之間建立模擬環(huán)路，從而實現(xiàn)了“以想行事”的通道，并由此為人類提供了與世界交互的新方式。從預測加工的視角看，知覺與行動之間的動態(tài)循環(huán)在認知過程中始終處于核心地位。即便是對于閉鎖綜合征患者而言，BCI的實現(xiàn)仍然高度依賴先驗的身體性知識以及虛擬的身體行動模式，而不會構(gòu)成對具身認知研究綱領(lǐng)的挑戰(zhàn)。

不過，這種新興技術(shù)所帶來的新視野、新問題，迫使我們重新思考身體—大腦—世界的關(guān)系，特別是對身體在認知中的作用再次進行深度反思，拓展人們關(guān)于身體及其感知—運動能力的理解：感知—運動不僅涉及外在的神經(jīng)—肌肉活動，還涉及內(nèi)隱的身體過程以及深刻融入大腦預測機制中的行動模式。具身認知的捍衛(wèi)者迪保羅（E. Di Paolo）這樣描述身體與認知之間的聯(lián)系：“身體是意義之源；具身性表明了心智從本質(zhì)上說處于不確定的、能動的、規(guī)范的和情境的生命過程之中。身體不是由大腦控制的傀儡，而是由許多自我構(gòu)成、自我協(xié)調(diào)和自組織等自治層次組成的生命系統(tǒng)整體，并且它對世界不同程度的開放性創(chuàng)造了它的意義建構(gòu)活動。”1

身體既是認知活動的媒介，也是認知活動的起點和終點。

Brain-Computer Interface： No Challenge to Embodied Cognition

HE Jing

Abstract： Brain-computer interface （BCI） technology achieves a direct transformation from thought to action by converting neural signals in the subject’s brain into commands to control external devices. Many researchers believe that BCI demonstrates that cognitive processes can be realized in a disembodied manner， suggesting that the body’s perceptual-motor processes are not indispensable for cognition. From the perspective of predictive processing， the implementation of BCI still heavily relies on the subject’s prior embodied knowledge and “virtual” body action patterns， indicating that the experiential structure of the body plays a significant constructive role in cognitive processes. Such investigations not only help deepen our understanding of the principles， technical implementation， and application prospects of BCI but also contribute to expanding our comprehension of embodied cognition-related philosophical positions and reconsidering the deep relationship between the brain， body， and world from a new perspective.

Key words： brain-computer interface （BCI）; embodiment; disembodiment; predictive processing； embodied cognition; locked-in syndrome; sensorimotor theory

（責任編輯：蘇建軍）