自創生認知理論：BCI技術認知解釋新進路

摘要：腦機接口（BCI）技術的認知解釋是目前學界討論的熱點，其中延展認知對BCI技術認知解釋的爭議最大。延展認知將認知范圍不局限于頭顱內部的觀點與BCI技術對認知的實際影響是吻合的，但是缺乏透明度條件及沒有脫離表征主義的認知框架是延展認知的解釋始終無法脫離的困境、為了解決這一問題，BCI技術的認知解釋應轉向生成主義的認知，特別是自創生生成理論，它將認知系統視為一個更加廣闊并賦有意義的網絡，是BCI認知解釋更加合理生動的新進路，

關鍵詞：BCI；延展認知；生成認知；自創生理論

中圖分類號：B80-0；TPIS

DOl：10.19504/j.cnki.issn1671-5365.2024.09.02

腦機接口（Brain-Computer Interface， BCI）是一種新興技術，通過交互設備使得大腦信號可以與外部世界進行交流。該技術在軍事、醫療等領域被廣泛運用，常見的應用形式有機械手、人工耳蝸以及其他疾病的治療等。但是，自BCI技術研發與應用以來，學界對此的爭議也尚未停止。其中，討論的焦點之一便是此技術與認知，尤其是與“4E”相關的認知①的關系。本文將首先回顧國內外學者對于BCI技術的延展認知的爭議。其次，分析BCI技術用以實現認知延展的兩大困境，即無法滿足透明度的要求和沒有脫離表征主義認知框架。隨后，本文將聚焦生成認知的特點，尤其是自主性和意義建構性這兩大基石與BCI技術相聯系，最后得出從延展認知轉向自創生理論可以成為BCI技術的認知新范式的結論。

一、BCI 延展認知的爭議

國外學者安德魯·芬頓（Andrew Fenton）和謝里·阿爾珀特（Sheri Alpert）批判了行為主義拒絕使用任何非實體對象，如心理狀態來解釋動物或人類的認知的觀點。行為主義將認知的產生完全歸為刺激物，如看到天下雨，我就打開傘。但是，行為主義最大的問題是刺激物與認知反應不是一一對應的。比如即使天沒下雨，有人也會打開傘。反之，有人在傾盆大雨中也選擇不打開傘。因此，芬頓和阿爾伯特選擇支持安迪·克拉克（AndyClark）和尼爾·利維（Neil Levy）積極辯護的延展認知理論（extended mind），認為該理論可以更為合理地解釋認知，并且促使人們重新看待傳統記憶輔助工具的基本論點。延展認知理論將認知視為延展的，借助外部工具可以形成我們的認知，甚至擴大原有的認知范圍。我們的內部認知與外部工具環境是耦合在一起的，而非單純的內部現象或對外部刺激物的反應。因此，接受延展認知理論的人們更容易認可植入式或穿戴式技術取代或增強自然形成的神經認知結構，并將其視為個體認知過程基質的組成部分[1]。因此，作為延展理論支持者的芬頓和阿爾伯特堅信BCI技術的延展認知解釋是合理的。此外，舍溫（Susan Sherwin）將延展心智理論作為觀察患者與BCI系統情況相加的透鏡，“他們將該理論作為一個透鏡，通過它我們學會重新審視人類與相關物理或社會環境的認知參與的特定方面”[2]。換言之，舍溫將延展認知理論視作啟發式理論，在一定程度上可以幫助人們更好地理解BCI。除了國外學者，國內也有學者從不同角度也論證了延展認知對BCI技術解釋的合理性。肖峰將BCI技術劃分成治療和增強兩種功能，并將受益者分別稱為“亞人”與“超人”。前者是喪失了部分正常感知功能的殘障人士，而后者是原本具有正常感知功能的人借助BCI技術成為了具有超常能力的人[3]。肖峰認為二者都可以體現BCI技術的認知延展功能，且相較于一般的認知延展系統（如智能手機）而言，BCI技術對于人的認知可以有質的改變。在此基礎上，認知完全是被延展的。只是認知延展能否被看作是延展認知主體有待商榷，因為這涉及延展心靈與延展認知關系的討論。

與之相反，國外學者斯文·沃爾特（Sven Wal?ter）和理查德·赫斯明克（Richard Heersmink）盡管支持延展認知理論，但認為BCI技術并不是延展認知的案例。沃爾特認為芬頓和阿爾伯特的觀點其實是將許多認知方法混淆在一起。因為在BCI技術的輔助下，認知只在“情境”的范疇中。換言之，認知只是被實施（enacted），而非被延展[4]。此外，生成主義代表者科斯羅（Miriam Kyselo）、豪斯明克（Richard Heersmink）等人也反對BCI的延展認知解釋，他人認為BCI技術的出現恰恰對延展認知理論提出了挑戰，許多現象，如最為經典的閉鎖綜合征（LIS）②就動搖了延展認知理論和具身認知的根基。除此之外，國內學者劉暢和葉斌通過分析BCI功能實現的機制，發現BCI技術的認知最為關鍵的是表征了大腦信號與行為者意圖的關聯，即如果BCI技術無法正確讀取大腦信號，那么行為者也將無法與外部環境展開交互[5]。所以此技術的功能還只停留在傳統的算法表征層面，認知的延展在算法機制下也就無法展開。

綜上所述，目前對于BCI技術認知解釋的爭議集中在是否可以用延展認知的觀點進行解釋的問題上。在下一節，本文將梳理和論述延展認知對BCI技術的解釋，并提出它面臨的挑戰與質疑。

二、BCI 技術的延展認知解釋及其困境

（一）延展認知對BCI 的解釋

依據延展認知理論，人類的認知不僅局限于顱內，人類信息處理的“內容和方式”還必須考慮到外部環境及人類的各種物理、生理和心理特征。此觀點也構成了具身認知和嵌入式認知的理論內容，延展認知可以視為這兩種認知觀的結合與延伸，因為它包含了這些觀點的洞察力，同時也包含了個體身體外的某些事件或過程，作為個體認知過程的物理基礎的構成要素[6]?？死送ㄟ^經典的奧托與英伽的例子，生動地說明了認知是如何延展的：患有記憶失常癥的奧托想要去大英博物館，所以他借助記錄詳細地址的筆記本獲取記憶信息，到達了目的地。正常人英伽通過搜尋大腦中的記憶便可獲得相關信息，因此他也如愿到達了正確的地方?？死苏J為奧托借助筆記本的記憶與英伽大腦中自然的記憶并無實質性的差別。無論是奧托還是英伽，憑借筆記本或自身的記憶以及對于一定能到達正確地址的信念，他們的行動都產生了相同的因果效力，也都順利地完成了目標。因而可以說，內部資源與外部資源對于認知而言，具有同等的地位，即對等性原則（prin?ciple of parity），這也是延展認知理論的核心。

克拉克認為事實上，我們的認知就是內部與外部工具共同作用的結果。尤其隨著科技的發展，我們已經建立了一個由各種人工制品和工具組成的世界，它們補充了我們生物大腦的能力，以便使我們更好地適應復雜的世界。這也意味我們會利用“超越大腦”的外部資源去幫助我們完成日常的生活及認知。在腦機交互的設想中也是如此。憑借BCI技術，大腦與機器的信息傳遞實現了一種雙向流動。既可以從腦到機，將腦信號進行轉換用于外部設備以實現功能增強，也可以從機到腦，將外部設備捕獲的感覺信息傳遞至大腦。前者可實現認知功能的增強，后者可以運用于外部設備信息的捕獲、提取、儲存與應用。大腦中的神經元與電腦設備的信息流共同作用在一個認知網絡中。對于功能失常的人來說，利用BCI技術，使得他們能夠同正常人一樣正常啟動和保持通信，在建構的網絡空間中與他人互動。如失去雙手的患者可以借助機械臂操縱環境中的物體，以便同正常人一樣順利完成日常的動作。通過肢體與外界的接觸，可以獲取更多的感官信息，這些感官材料又可以向大腦提供更豐富的信息流，而大腦在接受這些信號后，又不斷地給出反饋并發動相應的運動指令，使得身體這個“媒介”又能夠收集更多的感官材料，如此循環往復，形成了更為廣闊的認知網絡。由此看來，延展認知對于BCI的解釋似乎非常合理。

然而，如上述所言，延展認知的核心是對等性原則，而對等性原則有一個重要的條件，就是必須滿足透明度的需求。接下來，我們會分析并發現，透明度將成為延展認知解釋面臨的困境之一。此外的另一大困境是延展認知其本質依然難逃表征主義的認知框架。

（二）延展認知面臨的兩大困境

透明度是實現延展認知的一個重要前提，它要求身體邊界之外的任何東西如果要算作認知系統的一部分，則必須在身體與環境賦予意義的互動中“透明地”發揮作用。例如奧托在使用筆記本查詢信息時并不需要深思熟慮，就如同英伽的生理回憶一樣，是無意識的、快速的、易獲得的一種狀態。因此，筆記本在此意義上可以被視為現象學意義上的透明設備（transparent equipment），所以筆記本既滿足了對等性，與符合現象透明性需求，可以被稱作實現了認知延展的功能。這就表明透明度的實現，要求足夠熟練度的保證。想象一個熟練的木匠，他在使用錘子的時候，不會意識到錘子是一個獨立的物體，除非錘子出現了故障。在此意義上，錘子對于木匠而言才算作是透明的。

然而，依據相關調查數據，現存的BCI技術很難輕易地被使用者操控，達到一種近似透明的狀態。所謂“BCI 盲”（BCI illiteracy，又譯“BCI 文盲”）就是一個典型案例[7]。他們由于某些功能缺陷，無法集中注意力于BCI技術的運用，無法熟練甚至正常的操作BCI。其次，BCI技術的使用熟練度極易受到干擾，諸如注意力水平的變化、心情低落或沮喪、缺乏良好的睡眠等因素都會影響BCI技術使用的熟練度，也就無法保證使用者維持在穩定的使用水平范圍內。此外，實現認知的延展需要保證交互設備可以快速并且正確地識別大腦信號。為了滿足此要求，使用者在佩戴BCI之前需要進行長時間的培訓。但是在一般為期三個月至半年的培訓之后，研究人員發現患者熟練地使用BCI依然是個難題。因為目前的BCI技術在實行信息轉換時，需要一定的時間，并且可識別的信號存在相當的局限性。因此，現有的BCI技術無法保證使用者足夠的操縱的熟練度，也就無法滿足現象透明度的要求，這也成為延展認知解釋的棘手的問題。

除此之外，延展認知還面臨另一解釋困境，那就是表征主義。表征的觀點是眾多認知觀的一種，它們的目的都是為了解釋意識的“難問題”，即依靠混亂的、復雜的感官信息，我們如何感知真實的外部世界呢？表征的觀點來自福多的（JerryFodor）計算機-表征理論，他將計算機處理信息的方式運用在認知領域，認為認知就是輸入-轉譯-輸出的方式，我們的認知只能被動地、機械地接受來自外部的信息，認知也只是對外部世界的被動反映。延展認知的支持者是反對這種表征觀的，他們將外部工具納入了認知框架內，表明我們是可以通過這些工具和設備積極主動地影響認知的。換言之，我們的認知不是被動地接受信息，而是依據身體、外部設備和行動主動地影響甚至改變認知的。盡管如此，延展認知的支持者，如安迪·克拉克認為認知還是無法脫離表征的，只不過這是一種基于環境的“選擇性”表征以及以行動為導向的表征方式。國內學者葉斌認為基于表征機制，BCI技術還是得依靠算法運行，因為“認知僅僅是表征性的，由行為者的大腦信號表征他的行為意圖。如果BCI無法正確讀取大腦信號，那么行為者也將無法與外部環境展開交互?！?/p>

綜上所言，由于延展認知面臨無法解決的上述困境，本文認為或許生成認知中的自創生理論可以成為解釋BCI認知的新進路。因為自創生理論支持者認為解釋認知的關鍵是要回到人人互動的社會環境中，行為者積極地生成并維持自身，同時產生自身的價值與意義[8]。

三、BCI 認知新進路：自創生理論

生成主義的提出者吸取“正念覺知”的思想，調和了現象學“第一人稱”研究方法和神經科學“第三人稱”研究方法，并成功地將這種綜合的“神經現象學”研究方法應用在測查癲癇病人發病先兆的實驗中。這也為BCI技術的生成認知解釋提供了經驗支持?，F階段的生成論大致分為三種：自創生的（autopoietic）生成論、感覺運動的生成論（sensorimotor contingencies）及激進的生成論[9]。由于后兩者存在較大爭議，因此本文不予以討論，而是關注自創生的生成論，因為它更強調自治和自創生的作用，關注環境、情境與認知的關系及意義的建構。

在自創生理論中，自治（Autonomy）和“ 自創生”（autopoeisis）及意義建構的概念是自創生生成論的核心。自治是與他治相反的，自治的定義是一個系統的操作和性質不是由外界設計者決定的，而是由內部之間互動而成的?！白詣撋睂嶋H上是自治的一種特殊表現形式。在自創生中，系統的過程不僅產生自身，而且為系統增添了某些分子成分，增添的這些分子又反過來重構了系統的邊界[10]。意義建構是又一核心概念。湯普森通過援引細菌與蔗糖關系的例子，強調了意義建構與有機體的繁衍是一體兩面的[11]23-30。生物為了更好地生存，需要不斷建構世界的意義，而賦予世界多樣的意義之后，生物又可以更加熱愛生命，提高生存的質量。本文認為，依據自創生理論的這兩大基石可以解決延展認知無法解決的困境。

（一）對透明度問題的回應

有學者質疑自創生理論是否也面臨透明度的困境。因為其代表人物科斯羅提出“身體對于認知是必不可少的，因為如果沒有一個置身于世界而不僅僅是神經的身體，就不可能有認知?！钡挠^點，這是否表明身體對認知是構成性的，是否意味著身體邊界之外的任何東西要算作認知系統的一部分，也就必須將透明度視作前提？本文認為這涉及透明度的強弱問題。

自創生理論強調認知是自治系統。它通過認知主體與外部環境的互動，生成自身。同時，在與環境及感知的動態耦合過程中又豐富自身，擴大認知域?；罴毎亲詣撋牡湫桶咐?。所有的活細胞都有一個半透膜，這樣活細胞內部與外部環境之間就建立了一個邊界。但是這個邊界的存在，對活細胞自身并不意味是封閉的。相反，它要保持生命活力，維系自己的完整性與同一性，在結構上就必須是一種熱力學開放的狀態。換言之，在半透膜邊界內部，暗含有一個新陳代謝網絡，并與環境進行著持續的物質和能量交換，以便保持自身的生命力[12]。這就表明自創生理論對于透明度的要求是極低的，不涉及認知的結構性構成成分。我們的認知也是如此，內部與外部的界限在認知過程中非常模糊，且只是發揮某種作用，不屬于認知的組成部分。不同于延展認知，認知的延展雖然將內部與外部共同編織在認知系統中，但內部與外部有著明確的區別，且必須發揮同等力量的作用，外部信息對此必須構成認知的一部分。這對透明度要求是極高的，想象一下我們在思考或回憶某些事時，這個過程往往是無意識進行的，我們很難察覺神經細胞是如何在其中運作的。這就要求我們借助的外部工具必須同自然認知一樣，我們不會將“注意力”分配其中，除非出現異常。但是，正如前文所述，至少目前階段的BCI無法達到這樣的要求。

除此之外，在構建外部世界意義的時候，活細胞會本能地表現出趨利避害的反應。它需要判斷環境，調節自身的行動，這涉及認知的參與，對環境的認知評估就是意義建構的過程。比如，“我”的認知本能告訴“我”黑暗是有恐怖意義的，它往往與生命受到威脅的場面聯系在一起，所以“我”會傾向于離開漆黑的環境，目的是保存生命。在此意義上，透明度的滿足并不是認知的充分必要條件，即使不滿足透明度，我們對外部世界的意義建構也不會停止，我們的認知也依然正常地進行，對環境不斷評估，指導身體作出相應的行動。而延展認知只是單純的構造認知，并未賦予其意義。通過外部工具，我們只是擴大了認知，獲取了某些信息，但認知在延展理論中僅僅是“中性的”。比如我們使用BCI技術延伸了原有的認知范圍，但這僅僅是出于BCI的功能解釋，它與神經細胞一樣，幫助我們形成認知。但它不會認為患者佩戴BCI，讓他們有了對未來美好的期待，從而重新將生命看作是有價值和意義的事。因此，產生更為積極的認知能力。

綜上所述，自創生理論中自治和意義建構的概念弱化了透明度的需求。盡管身體和外部工具在認知中是必不可少的，但是相較于將外部環境視作認知的構成性部分的延展認知理論而言，透明度對于自創生理論既不是充分條件也不是必要條件。因此，自創生理論可以解決透明度困境。

（二）對表征問題的回應

在表征問題上，自創生理論試圖對表征主義的觀點全盤否定。它融合現象學和以有機體為中心的生物學，試圖重建一種“生命與心智連續”的生命觀，充分體現生命與心智的自主性。

表征是指代某一事物的符號或符號集。在認知中，傳統的表征理論就是外部世界在我們內部世界的反映。延展理論的代表克拉克在此基礎上，提出了不同的表征觀：以行動為導向的表征。然而，認知依然設定在表征范圍內，就意味認知只能“推斷”外部世界，不涉及意義的理解，我們是無法掌握真實的外部世界的。在某種程度上，這與康德的不可知論是一致的，延展認知的表征觀實質在內部與外部預設了一道難以逾越的界限。依據自創生理論，認知主體不是被動地從其環境中接收信息并把信息轉換成內在表征，而是通過自身行動直接參與意義的生成和建構，將物理世界轉換為有意義的機體世界，從而支持主體生存與繁衍。

事實上，在許多生活案例中，對于外部世界我們不是僅僅停留在認知層面的，而是在與之互動中構建意義的。例如在一項有關左利手和右利手與“好”“壞”的概念關系的研究中，研究人員發現左利手的人更傾向于將“好”的物體擺在左邊，而右利手的人則相反[13]。這充分顯示了在行動與環境的交互中，人們是不斷賦予世界意義的。因為對于左利手人而言，左邊的物體似乎更加可控、熟悉及方便，因此會對左邊的事物賦予積極地意義，反之亦然。因此，如果說延展認知論強調的是“上手實踐”，那么生成認知論則是不斷耦合生成的實踐[14]，生成認知徹底地清除了表征，以構建認知者與外部世界的意義為核心。而需要通過佩戴BCI設備的患者，他們也正是在與外部世界的關聯中找尋自身的價值，建構世界的意義，以此改善生存條件，更好地延續生命，而非只是實現認知功能。

通過佩戴BCI設備，患有功能障礙的人不再只是被動地困在受限的身體里，而是可以依據設想，主動地采取行動，獲取期待或意外的感官材料來滿足和豐富認知，從而繼續維持或更新自己與世界的關系。通過與延展認知理論的比較，本文認為自創生的生成理論可以忽略透明度的影響，因為它并不要求外部工具構成認知的一部分，而是在與外部互動的過程中共同“涌現”的。同時，自創生理論不斷提醒我們改變傳統的將認知、感知及環境相分離的表征觀，強調認知不是簡單的對外部世界的反映，積極地投身于環境中并賦予其意義。只有這樣，通過構建意義的方式真正理解外部世界，才能真正解決知覺的“難問題”。因此，自創生的生成認知論有望成為BCI的認知新范式。

結語

盡管自創生理論從認知論、本體論及方法論等方面徹底顛覆和超越了傳統的認知觀，并將意識、意向性、情感等非主流的元素納入系統內，構成更為合理的解釋框架，也不斷地調和人文主義和科學主義的認識差距。但是，它對BCI技術的解釋也不是一勞永逸的。生成認知的范式也在不斷發展和完善，任何定論都為時過早。但無論如何，自創生理論強調行為與瞬息萬變的社會環境耦合，從而產生知覺經驗并建構意義。這種心、身、世一體的整體論認知觀相較于延展認知觀，為BCI技術提供更為合理的認知解釋。

注釋：

① 第二代認知科學已經演變為“4E”認知，即具身認知（embodied）、嵌入認知（embedded）、延展認知（extended）和生成認知（enactive）。這個術語首次出現于2006年7月在加迪夫大學舉行的一個關于具身心靈的研討會上。次年，肖恩·加拉格爾在中佛羅里達大學組織了一次“4E”認知會議，正式開啟了“4E”認知新紀元。具身認知強調身體在認知中發揮的重要作用；嵌入認知認為認知過程是對顱外過程的依賴，強調了認知主體對環境的依賴性；延展認知將認知視為部分地由身體以外的過程構成；生成認知將有機體與環境間的互動視為認知產生的必備條件。其中，前三種并沒有推翻傳統認知科學的表征主義框架，被稱為“溫和派”。唯有生成認知對表征全盤否定，因而被稱為“激進的認知”。具體可參考Rowlands，The body in mind： understanding cognitive processes。

② LIS于1966年首次出現在臨床文獻中，通常由腦干中風引起，也有可能由于腦外傷或晚期肌萎縮性脊椎側索硬化癥（AIS）而發生。LIS分為三種狀態：第一種是不完全狀態，即患者除頭部運動和手指運動外，全身癱瘓；第二種是經典狀態（CLIS，意為經典鎖定綜合征），在這種狀態下，患者的眼球垂直運動和眨眼的能力都會受到影響；第三種是完全鎖閉狀態（TLIS，代表完全鎖閉綜合征，在這種狀態下，患者的身體完全癱瘓，甚至連眼球運動也無法進行。值得一提的是，盡管存在這種障礙，LIS 患者仍被認為是完全清醒的，他們的認知能力普遍不受影響。因此，LIS的出現，特別是TLIS的出現，似乎動搖了具身認知和延展認知的根基。

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【責任編輯：王露】