论泽基审美判断的脑神经机制研究

胡 俊

“神经美学”主要探索人脑审美的神经生物学机制，是西方学术界刚刚兴起的前沿跨学科研究领域。“1999年英国伦敦大学学院（University College London）的泽基（Semir Zeki）教授依据视觉艺术的研究成果出版了著作《内在视觉：探索大脑和艺术的关系》（Inner Vision：An Exploration of Art and the Brain），正式提出了美学研究的一个新领域——神经美学（Neuroaesthetics），建立了第一个神经美学研究所，泽基也因此被西方美学界称为‘神经美学之父’。”①胡俊：《艺术·人脑·审美——当代西方神经美学的研究进展、意义和愿景》，《文艺理论研究》2015年第4期。神经美学作为一个独立研究方向，其确定和发展离不开泽基的努力和贡献。近20年来， 泽基潜心研究神经美学，从脑扫描实验出发，关注视觉大脑、审美体验、审美判断、崇高与美、数学与美、形式与美学，以及色彩、运动等感知与美的关系等，在认知神经科学和美学之间取得许多重要突破。其中关于审美判断，泽基等人通过fMRI（功能性磁共振成像）实验的影像数据及相关分析，研究了审美判断的脑神经机制，包括审美判断与审美体验、认知判断的神经相关性及其专门化的神经系统。

一、审美体验与审美判断的神经相关性

2011年，泽基等人通过审美体验脑扫描实验，发现尽管实验材料有着视觉艺术与音乐的不同，实验对象有着文化背景的差异，但是被试者的审美体验总是与内侧眶额叶皮层（the medial orbitofrontal cortex）的 A1区的活动相关联。②T. Ishizu, S. Zeki, Toward a Brain-based Theory of Beauty, PLoS ONE, 2011, 6, 7, e21852.而且其他神经生物学家的实验研究也验证了这一结论。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.

体验到事物是美的，意味着对该事物进行一个判断。在发现审美体验的脑区之后，泽基等人试图回答内侧眶额叶皮层的A1区，除了与美的体验相关外，是否还参与了审美判断，如果该脑区参与了审美判断，是否有其他脑区也一起参与。2013年，泽基等人通过实验发现，眶额叶皮层部分也是与审美判断相关的，而且进行审美判断时内侧眶额叶皮层的激活区域与审美体验激活的A1区是部分重叠的，②T. Ishizu, S. Zeki, The Brain’s Specialized Systems for Aesthetic and Perceptual Judgment, European Journal of Neuroscience,2013, 37, pp.1413-1420.从而突出了 审美体验和审美判断的皮层关系的紧密性，也表明进行美的判断和体验美时，在内侧眶额叶皮层内相关部分可能是重叠激活的。另外，泽基等人在审美判断实验中发现外侧眶额叶皮层也是涉及审美判断的，而他们之前的审美体验实验表明，几乎所有的审美体验研究都牵连到内侧眶额叶皮层，③T. Ishizu, S. Zeki, Toward a Brain-based Theory of Beauty, PLoS ONE, 2011, 6, 7, e21852.却与外侧眶额叶皮层不太相关。泽基等人认为，虽然内侧眶额叶皮层和 外侧眶额叶皮层是紧密相连的，但是这两个部分在审美判断中的相互关系和作用目前还是不明确的。我们只知道，克林格尔巴赫（Kringelbach）的研究成果表明，外侧眶额叶皮层是与“惩罚者”的评估有关的，④M. L. Kringelbach, The Human Orbitofrontal Cortex: Linking Reward Tohedonic Experience, Nat. Rev. Neurosci, 2005, 6, pp.691-702.而艾略特（Elliott）等人的研究显示它与以前的奖励刺激有关。⑤Elliott, Dolan, Frith, Dissociable Functions in the Medial and Lateral Orbitofrontal Cortex: Evidence from Human Neuroimaging Studies, Cereb. Cortex, 2000, 10, pp.308-317.尽管这是两个相反的推论，但都属于外侧眶额叶皮层的功能。因此泽基等人认为，外侧眶额叶皮层必定还有更一般的功能，比如“判断”。

二、审美判断与认知判断的神经相关性

泽基不仅探寻审美判断与审美体验的脑神经基础的异同，还提出另一个问题，即审美判断与认知判断的神经相关性。西方哲学史和美学史上，康德对审美判断和认知判断进行了清晰的阐释，他在《判断力批判》中提出：审美判断必须与认知判断区别开来，审美判断是以快乐的感觉为基础的，是情感的，与主体相连；认知判断以知觉为基础，是逻辑的，与客体相连。康德不仅区分了建立在知觉基础上的客观的认知判断与建立在感觉或快乐基础上的审美判断，他还继续深入区分了审美判断，认为一些审美判断是有知觉基础的，而另一些则没有。有一些学者的观点与康德是相左的，如休谟声称与美的判断相连的感觉是没有认知内容的，他认为理性传达真与伪的知识，趣味产生美与丑、善与恶的情感，所以对知识的认识是和理性相关的，美、美感是和情感相关的，而与认知无关。再如 鲍姆加登认为美的判断是关于客观属性的，他认为美学作为自由艺术的理论、低级认识论、美的思想的艺术和与理性类似的思维的艺术，是感性认识的科学，其目的是感性认识的完善，这完善就是美，感性认识的不完善就是丑。后来的克罗齐提出美的直觉论，“直觉”离理智更远，这种直觉的知识是心灵的创造、表现和赋形，和理性认识无关。康德对于审美判断与认知判断的区分有助于泽基等人更好地进行神经生物学的实验研究。在研究中，泽基等人选择使用康德的区分，解答这样一个问题： 参与绘画审美判断的神经系统是否能够与那些进行认知判断的神经系统相区别，即这两种类型的判断在神经生物学意义上是不是分离的。

2013年，泽基等人通过脑扫描实验，让21位被试者对同时呈现的配对绘画进行审美判断和认知判断，并记录下相关实验影像数据，进行对比分析和相关分析，通过应用审美判断和认知判断的关联分析，研究了被审美判断和认知判断共同激活的脑区。两者共享的位置有：前脑岛（the anterior insula）；背外侧前额叶皮层（the bilateral dorsolateral prefrontal cortex）；顶内沟（the intraparietal sulcus）；共同运动通道，即前运动皮层（the premotor cortex）和辅助运动区（the supplementary motor area）。

（1）前脑岛。虽然还不清楚前脑岛的全部功能，但目前知道它可能涉及情感和认知过程中的大量功能。此外，研究显示，前脑岛（以及 背外侧前额叶皮层）在作出选择的过程中起了作用，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.它本身必定和判断相关。在泽基等人的研究中，当被试者进行审美判断而不是认知判断时，前脑岛的活动更加强烈，这也验证了前面的研究成果，他们同样发现前脑岛更多地涉及情感判断。最近还有研究成果表明前脑岛在认知—情感的整合中起着作用，②X. Gu, Cognition-Emotion Integration in the Anterior Insular Cortex, Cereb. Cortex, 2012, 23, pp.20-27.也再次意味着前脑岛在认知和情感过程中是重要的。

（2）背外侧前额叶皮层。先前的研究已发现涉及认知和情感判断的背外侧前额叶皮层，在认知判断期间被更显著地激活，③A. G. Sanfey, The Neural Basis of Economic Decision-making in the Ultimatum Game, Science, 2003, 300, pp.1755-1758.然而在泽基等人的研究中，背外侧前额叶皮层在这两种判断期间的激活是没有差异的。背外侧前额叶皮层还被发现在奖赏和厌恶条件下被激活了，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.这是又一个两极参与的例子。背外侧前额叶皮层像前脑岛一样，具有多种功能，其中一个功能是参与判断，尽管我们不能推测它在判断中起什么作用。

（3）顶内沟。已有研究显示，顶内沟可以被数量、尺码和亮度等认知判断激活。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，泽基等人的研究结果显示，当进行审美和情感判断时，顶内沟也被激活。可见，顶内沟在审美判断和认知判断期间，是被共同激活的。

（4）共同运动通道。辅助运动区和前运动皮层。 这两个皮层区域涉及运动规划，而且在审美和亮度判断期间都是激活的。泽基等人的研究表明，这两种判断分享一个共同的皮层运动系统，但审美判断还有专门的皮层下情感运动规划系统。泽基等人认为：一个运动系统是认知判断和审美判断所共有的，它明显缺乏专业性，而且大体上是以皮层为基础的；而另一个运动系统是审美判断独有的，专门用以规划和执行情感决定的行为，并涉及许多皮层下站（subcortical stations）。

此外，泽基认为可能还有其他脑区也参与了这两种判断类型，其中包括枕部视觉皮层（the occipital visual cortex）。前人的研究已显示枕部视觉皮层涉及视觉判断。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.泽基还指出，视觉枕部脑（the visual occipital brain）的区域可能以未确定的方式有助于视觉刺激的美学性质和认知性质的判断。

三、审美判断的专门化神经系统

通过审美判断的脑扫描实验，泽基等人除了观测到审美判断和认知判断有着共同激活的脑区外，还运用审美判断与亮度判断的分析，发现审美判断期间单独激活了一些专门化脑区：一是皮层区域：外侧 眶额叶皮层（the lateral orbitofrontal cortex）和内侧眶额叶皮层；二是皮层下区域（subcortical areas），比如苍白球（the globus pallidus）、杏仁核（the amygdala），并逐渐遍布壳核（the putamen）和屏状核（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.泽基等人运用对比亮度判断与审美判断的分析，发现没有大脑的 激活，表明尽管眶额叶皮层和皮层下区域在审美判断中起作用，但是它们在认知判断中不起任何作用。这些研究结果表明审美判断和认知判断分开参与、共同分享了大脑神经相关系统。也就是说，审美判断涉及的脑区超过相同刺激物涉及的认知判断的脑区，因此审美判断是能够与认知判断在神经基础上进行分离的。因此我们可以区分审美判断和认知判断，即使后者可能有助于前者，这两种类型的判断在神经生物学意义上还是能够分开的，可以使用这两种判断来理解对于相同刺激物进行两种不同性质判断的大脑活动。 对照认知判断期间激活的脑区，审美判断单独涉及的皮层区域是外侧和内侧眶额叶皮层，同时内侧眶额叶皮层也涉及审美体验，前面已经述及。

审美判断期间还单独激活了皮层下情感运动规划脑区，如苍白球、壳核、杏仁核等，这些都涉及两极情感状态（polar affective states）。这些皮下脑区具有相同的性质：一是都意味着涉及情感判断的运动规划；二是都意味着积极和消极的情感判断。③Schmidt, Disconnecting Force from Money: Effects of Basal Ganglia Damage on Incentive Motivation, Brain, 2008, 131, pp.1303-1310.各个涉及专门审美判断的皮层下激活脑区，都具有两极情感状态的特征：一是苍白球已被研究表明涉及积极情感体验，它也涉及消极情感体验，比如厌恶；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发现在情感判断期间和调节运动控制环路时是激活的，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.它同样牵连到快乐和厌恶、吸引和排斥的体验中，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过观察感情刺激物来调节的；④Buchel, Dolan, Classical Fear Conditioning in Functional Neuroimaging, Curr. Opin. Neurobiol, 2000, 10, pp.219-223.三是壳核也涉及正好相反的两极情感状态，比如厌恶、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.不感兴趣，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.以及爱、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, 320-334.四是我们在壳核中观察到的激活很难与我们推断同样已经激活的屏状核进行分离。屏状核作为基底神经节（the basal ganglia）的一部分，可能同样涉及运动规划，⑩Crick, Koch, What is the Function of the Claustrum, Philosophical Transactions of the Royal Society B, 2005, 360, pp.1271-1279, 1271-1279.但是它也被描绘为跨模型处理的关键站，⑪G. A. Calvert, Crossmodal Processing in the Human Brain: Insights from Functional Neuroimaging Studies, Cereb. Cortex, 2001, 11,pp.1110-1123.并把不同的知觉模式和来源的信息进行整合，例如视觉中的颜色和运动。⑫Crick, Koch, What is the Function of the Claustrum, Philosophical Transactions of the Royal Society B, 2005, 360, pp.1271-1279, 1271-1279.判断两种类似刺激的美，可能是一个复杂的整合过程，它可能涉及许多不同的特征，比如颜色、形式、比例或面部表情。然而，在泽基等人进行的审美判断和认知判断实验里，屏状核和其余部分的纹状体（the striatum）没有参与认知判断，于是得出结论：如果认知确实有助于整体的审美判断，它不是通过纹状体的活动。除了皮层下的脑区，还有涉及两极情感判断的其他脑区，比如小脑蚓部，它明确涉及审美判断，增加了小脑参与两极情感状态（如悲伤和幸福）的更多证据。⑬前脑岛是另外一个更多涉及审美判断的皮层脑区，泽基等人发现前脑岛在审美判断中，比在亮度判断中，被更多地激活。而最近的研究也表明它也涉及两极情感状态的二元活动。⑭Bensafi, 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.

泽基等人关于审美判断的实验，试图研究出相同类型情感的两极状态体验期间，相同神经结构和运动通路参与的程度和方式。皮层下相关运动区和其他相关脑区，无疑是由对抗性的神经递质来帮助运行 的。①Graybiel, Neurotransmitters and Neuromodulators in the Basal Ganglia, Trends. Neurosci, 1990, 13, pp.244-254.泽基等人认为这些两极状态是相同情感的对立面，在体验浪漫的爱或仇恨期间，相同区域使用了“激活—停用”模式，于是泽基等人提出了推拉机制的运作，这一机制可以调节脑区的两极状态的激活。②A. Bartels, S. Zeki, The Neural Correlates of Maternal and Romantic Love, NeuroImage, 2004, 21, pp.1155-1166.泽基等人把推拉机制扩展到包括两极激活的其他区域，比如上文所述的脑区。其一，这些脑区在两极情感状态期间能够变得活跃，在宣称的体验（例如美或丑）强度和血氧水平依赖信号的强度之间有着比例关系，比如侧眶额叶皮层。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，这些脑区能在体验渴望和不渴望期间被激活，并对冷漠的状态显示一种更低的活动，因此在血氧水平依赖信号与宣称的体验强度有关联时，会显示一个二元关系，如杏仁核和面部吸引力的体验也是如此，④J. S. Winston, Integrated Neural Representations of Odor Intensity and Affective Valence in Human Amygdala, Journal of Neurophysiology, 2005, 25, pp.8903-8907.或中间扣带皮层和渴望的体验。⑤H. Kawabata, S. Zeki, The Neural Correlates of Desire, PLoS ONE, 2008, 3, e3027.毫无疑问，关于奖励和惩罚的判断属于相同的“推—拉”范畴，“推—拉”范畴能够容纳明显矛盾的结果，如上文提到的外侧眶额叶皮层。其三，“推—拉”机制能够在两个分离的脑区进行相互的调节活动。一个很好的例子是在道德美的研究中发现的：道德美的研究表明，内侧眶额叶皮层中的活动和脑岛中的活动有着相互的关系；在道德美体验期间，前者的活动增强，所以后者的活动降低，当被试者体验道德反感时，前者的活动减弱，后者的活动加强，两者出现和前面相反的关系。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.

综上，审美判断有独特的系统，即功能专门化的脑区，包括眶额叶皮层的内侧和外侧，以及与情感运动规划相关的皮层下站：苍白球、壳核—屏状核、杏仁核、小脑蚓部。据此，泽基等人推导出：审美判断有独特的专门系统；这一专门系统与两极情感体验相关；审美判断的功能专门化脑区涉及运动通路。

上述每一个情感皮层下运动站都涉及审美判断，而不是认知判断，这不是说涉及两种判断的运动通路是完全分离的，因为它们还是分享了皮层运动系统。泽基推测，可能在皮层下情感运动规划系统里还有更深的专门化，因为很难想象审美判断激活的全部皮层下站都承担着相同的运动规划任务。也就是说，审美判断和认知判断共用皮层运动系统，但审美判断还有一个功能专门化的判断系统，即情感皮层下运动站点，它指向一个两极情感状态，但是它可能也会有更深的专门化。此外，其他人的研究还发现，运动专门化脑区并不仅限于审美判断，在泽基等人的审美判断研究中涉及的皮层下区也被发现在许多其他情感状态中被激活。因此，这些脑区是一个更综合性的专门化脑区，一方面涉及审美情感状态，另一方面可能涉及非审美的情感状态。

四、 审美判断之思考

判断、体验和决定的关系，以及它们和运动规划的关系，在泽基看来是非常紧密而又复杂深刻的。已有研究显示眶额叶皮层，特别是内侧眶额叶皮层参与到决策、①Grabenhorst, Rolls, Value Pleasure and Choice in the Ventral Prefrontal Cortex, Trends. Cogn. Sci, 2011, 15, pp.56-67.审美体验②T. Ishizu, S. Zeki, Toward a Brain-based Theory of Beauty, PLoS ONE, 2011, 6, 7, e21852.和审美判断中。 我们很难知道判断、审美体验和决定是否能够轻易分开，目前的实验技术也很难区分它们是同时发生，还是一个先于另一个进行，这不仅是哲学话语面对的困难，也是目前神经美学实验中的技术困境。从神经生物学的角度来看，泽基等人认为审美判断、体验和决定等缺乏明确的划界，并根据下面的原因来推断它们是在一起。事实上这结论已经出现在神经生物学的文献中，因为几乎没有一个决策研究不提到判断问题。

泽基认为难以分离它们的一个原因在于，决策和审美判断或体验产生的激活模式，都涉及眶额叶皮层。另一个同样令人信服的原因可能在于，泽基等人的研究以及前人与奖赏相关的决策研究发现，涉及运动规划的区域是遍布的，其中包括壳核、苍白球、小脑蚓部、前运动皮层和辅助运动区。任何刺激的体验，不管是令人愉快的或讨厌的，是奖赏的或不奖赏的，都不可避免地推动运动系统采取适当行为。因此所有涉及决策的运动区都与情感判断相关。

因为审美判断、体验和决策共同涉及一些大脑区域，目前在定义范畴、哲学辩论和实验研究等方面很难进行区分，它们的关系仍然需要进一步研究。泽基等人在实验中发现，审美判断有专门化的神经通路，这些单独激活的皮层和皮层下通路都没有参与知觉判断。泽基等人据此提出了一些重要问题：其一，在进行不同情感判断的过程中所参与的神经通路是否存在进一步的差异，包括不同类型的审美判断，如对于秀美、壮美的判断；其二，涉及判断的许多神经站点如何相互作用，并从而给予我们明确无误地作出决策的能力。