Category: 心理學的理論與應用

我讀Sjoerd de Vries和Theo Mulder的《Motor Imagery and Stroke Rehabilitation: A Critical Discussion》三

傳統上,主要運動皮質(primary motor cortex)被認為動作執行會有細胞被激活的情況。對於意象或觀察時,運動皮質理應不會不激活。認為主要運動皮質區和意象及觀察有關的文獻卻有不一樣的結果。有些文獻認為意象和觀察時會激活,又些則持相反意見。艾爾松(Ehrsson,2003)的腦部顯影研究中指出,想像手指頭、腳踏頭和舌頭進行動作時,在主要運動皮質區都分別對應到不一樣活化的地方;干尼斯(Ganis,2000)則以穿顱磁刺激(transcranial magnetic stimulation, TMS)去對以心理意象進行旋轉時干擾。當對於大腦給予干擾時,對於相對應手旋轉的意象就會受影響,但是腳的旋轉卻不受電磁影響。塔馬西諾(Tomasino,2005)則發現當人們透過意象旋轉和視覺旋轉相較時,一但前者受到干擾,主要運動皮質反應時間會變長,這也說明意象和主要運動皮質的激活有關連。這些證據指出主要運動皮質可能不只是動作執行的部位,還有可能具有認知性 另外有一些研究的證據卻說明主要運動皮質沒發現和意象或觀察有相關的跡象。蘭格(Lange,2005)認為主要運動皮質沒有被激活的現象,主要是前運動皮質(pre-motor cortex)有活化,這也和過去鏡像神經元的研究結果一致。史瑞古(Sirigu,1995)檢查主要運動皮質區受傷的腦傷病人,其心理意象透過量表測驗的結果,評估為心理意象能力健全量表檢驗),以間接地推論主要運動皮質和心理意象沒有相關。 透過整合式分析(meta analysis),目前主要運動皮質在意象的活化現象仍是不一致的。 梅達(Maeda,2002)的研究中,要求受試者一直重覆一些動作,而螢幕上則會出現畫面,畫面可能是和手部動作相同的,也可能是和手部動作不同的。當手部動作和畫面一致時,我們視為主動動作觀察(active movement observation);而不一致時,我們稱被動動作觀察(passive movement)。被動動作觀察會影響做動作的表現會擾亂動作的執行,顯示觀察動作時主要動作皮質也受到激活。巴拉斯(brass, 2001),則要求受試者用手指頭向上舉或用手指頭向下點的動作,同時播放影片,若為同樣方向的影片則為主動動作觀察,若為相反方向則為被動動作觀察。當為主動動作觀察時,動作的表現是更被動動作觀察來得更好的。而被動動作觀察的毠片則使觀察者沒有任何想要模仿的意圖,於是使表現的結果更差。 意象和觀察在於大腦激活的部份是否只存在前運動皮質區或主要運動皮質區,雖未有定論。不過當觀察動作和執行動作是屬於同方向時,動作的執行可以更好,這是可知的現象。

我們能教會猩猩說話嗎?

在我看來,我們是無法教會人類之外的靈長類語言,如果你和我都同意語言的四個特徵是結構二重性、構詞、詞組結構以及語言生產性的話。我們找來最聰明的靈長類:倭黑猩猩(bonobo Pan paniscus),倭黑猩猩之中的明星坎吉(Kanzi)在沒有被施以食物的強化、利誘,他自然地從他媽媽那兒學到亞克仕「語言」系統(Yerkish),這是專門設計給靈長類使用的語言。坎吉在30個月大的時候,數數兒能力的能力比兩歲大的人類嬰兒還來得好;46個月大時,就學會了五十個符號且可以透過這些符號產生出八百種排列組合,而且坎吉常常有自發性的語言產生(Spontaneous utterances)。我們可以科普書籍《腦,在演化中》(Allman, 2002)所提到的「童形」解釋坎吉為什麼能夠發展得比同年紀甚至更大年的兒童學得更好。童形指的是生物體在發育上加快速度和縮小體型的結果,其造成後代子孫成年期的模樣如牠們祖先的幼年期一般。我們同意人類是靈長類的童形(pedomorphism),換句話說,人類和其它靈長類在變成為成熟個體所需的時間,會長於其它靈長類,也就是人類達到成熟的時間比其它靈長類來得晚。但這仍沒解決我們的問題,究竟坎吉是不是學會了語言? 史汀柏格和佩第托(Seidenberg & Petitto, 1987)在民國七十六年對於坎吉所學到的東西是否能夠稱為語言感到質疑,並有以下的評論:坎吉的行為把「草莓」這個字用來對應「到草莓生長的地方去」、「我要吃草莓」,以及所有用來指涉所有和草莓有關的動作、事件、物品,其中大多數是屬於動作。這說明儘管坎吉能夠認得的符號比人類小孩來得多,但是卻沒有屬於詞類或句法的能力。 透過坎吉的例子,我們知道坎吉的認知能力雖然比人類嬰兒來得好,但是仍無法具備人類一般的語言能力。因此,我認為我們可以教其它靈長類語言,只是結果可能是徒勞無功。

語言是怎麼來的?

有認為今日的語言是「演化」的結果,也有人認為是發生了「基因突變」才使人類有今天的語言。「演化」的證據通常來自分析生物化石的形態變化情形,比較現生物種的相關性,例如形態、胚胎發育等的異同;若選擇「基因突變」造成人類語言的話,其主要的證據就是FOXP2這段基因。持語言是演化的人們認為,人們喉嚨的結構演化,使我們能夠使比其它靈長類更容易能夠發出聲音以及咀嚼食物,這對人類而言顯然是很大的演化優勢。觀察靈長類的活動,靈長類有複雜的社會組織,而且有複雜的覺示叫聲和手勢資料庫(repertoire),靈長類沒能發展語言,而人類發展了語言,這是由於環境的選擇使然。 而認為語言是來自基因突變的人們,相信由於FOXP2的突變,使人類對於動作協調序列有更好的掌握,所以能夠不再拘限於手勢進行溝通,而能使用語言。持基因突變論造成語言的人通常相信語言的起源並非來自靈長類的吼叫,而是來自靈長類的手勢(Corballis, 1992, 2003, 2004)。 我傾向認為語言是來自基因突變。在民國九十年被提出的腦部顯影研究(Cantalupo & Hopkins, 2001)指出,巨猿的腦部和人類一樣具有非對稱性的情況。已知人類的左腦的布洛卡區(Broca’s area)是用來進行語言產生的區域,該顯影研究指出巨猿的腦部的相對位置在進行手勢時,也有相同程度的活化。甚至更早之前於民國八十七年,也發現猴子在觀察抓握食物時,「鏡像神經元」(mirror neurons)所活化的神經系統,後來被專用於手勢和聲音溝通之上(Rizzolatti & Arbib, 1998)。「鏡射神經元」(mirror neurons)通常在動物展演特定的動作或看到其它動物展演相同的動作時,就會被激活。這個神經可以讓人開始模仿,進行使早期的手勢符號得以發展(Arbib, 2005)。語言的演化,把口腔發音整合到手勢系統裡,這也使得語言在大腦裡頭變得專屬化,而手勢系統則顯得邊緣化,人類於是都變得以右手利為主要的表現。鳥和蛙也是左半腦支配用以產生聲音;狗、貓或老鼠,儘管側向以某一邊為有利的方向,但並沒有全面性、系統性地偏右或偏左。 我們這不是否定所有演化的證據,而是想更溯本追源地說語言的起源推得更早之前,應該先發生基因突變後,而後能夠在演化的歷史中發展。

我讀Sjoerd de Vries和Theo Mulder的《Motor Imagery and Stroke Rehabilitation: A Critical Discussion》二

心理想像(mental imagery)指的是明明物體或事件並非存在,但卻能夠想像其存在的面貌 這是人類認知中一個很有意思的能力。可以將這心理想像再細分為動作想像(motor imagery)、視覺想像(visual imagery)以及方向想像(motion imagery);還可以有第一人稱觀點的想像以及第三人稱觀點的想像。有一個仿真假設(simulation hypothesis)是這麼說的:外顯的動作執行和內顯的動作想像是基於同一個訊息處理過程。越來越多的研究結果都指出執行動作和想像動作在運動皮質區(primary otor cortex)都有同時激活的現象。倘若聲音不是唯一的解碼來源,而動作也扮演角色,那麼運動知覺(motor sensery)以及聲音的輸入兩個部份都應該對語言學習有貢獻。 動作觀察也可以說是動作知覺(perception of the actions)。動作執行以及動作想象,動作執行以及動作觀察,都被發現有類似的大腦激活情況。即便是被動地動作觀察(passive movement observtion),相對於有意圖、有意識的主動觀察,都會激活動作皮質。反而,主動觀察的效果激活動作皮質區更不明顯。 目前,對於運動想像、動作觀察以及動作執行,基於同一個神經處理系統大概是較確定的結果,我們接著可以更關注如何將運動皮質區的角色更具體地運用在運動控制或運動再現。

我讀Sjoerd de Vries和Theo Mulder的《Motor Imagery and Stroke Rehabilitation: A Critical Discussion》一

運動神經的激活,顧名思義就是運動時激活的神經系統,但科學研究也發現當我們進行想像(offline, imagining)時,或者進行動作觀察(observing movements)時,這個系統也會被激活。這很容易讓我們聯想到鏡象神經元(mirror neuron),這個神經元不只在動作執行時會激活,當觀察相同動作時,也會有相同的激活情況。我們可以將中風的病人受傷的類型分成三種類型,運動系統、認知系統以及情緒系統,大約有八十巴仙的的中風病患會有運動系統的損害,這些運動系統損壞的病人中又只有二十巴仙的病人能夠重新再獲得原先的動作能力。這些能夠重新再獲得原先「功能性」動作的人們得歸功於他們將訊息處理再組織。我們同時也知道由於動作活動所知覺的感覺資訊,也會加速我們的恢復過程,或者說重新獲得能力。 威爾森(wilson,2004)指出聽別人說話時,以及準備、計劃講話時,有相同地方的神經會被激活。法蒂加(fadiga,2002)則發現觀察動作時,對於動作會增進的效果;不只聽覺皮質活化,講話的的布洛卡區也會跟著激活。當我知覺到現象時,而想像「如果」是我在做動作時,這時候聽覺、視覺皮質都會激活。我們可以進一步推論,當我們聽各種非母語的語言,不同程度有些較熟、有些不熟,不同的熟悉度的語音,使用fMRI去偵測時,不同區域包括聽覺、運動皮質都可能激活。即便沒有任何想模仿的意願(passive speech perception),聽覺和運動皮質都活化,唯熟悉的語言和不熟悉的語言活化的程度不一樣。

我聽劉有德說「鏡像神經元」(mirror neuron)筆記

在研究「知覺」、「動作」、「模仿」或「語言」等領域,常常聽到「鏡像神經元」(mirror neuron)這個很神奇、很美好的發現。當我們把鏡像神經元當成萬靈丹的同時,劉有德老師利用約莫一個小時的時間,簡要地介紹了鏡像神經元。最早發現鏡像神經元是在猴子的前動作皮質(premotor cortex)中發現,過去只在動作發生時這個部位有活化的跡像,鏡像神經元的發現則是在觀察發生時,這個部位也發現有活化的跡像。 大腦可以大致分為四個腦葉,額葉(frontal lobe)、頂葉(parietal lobe)、顳葉 (temporal lobe)以及枕葉(occipital lobe)。枕葉下方為小腦。就在前額葉和頂葉之間,存在中央溝槽(central sulcus),從溝槽往前的皮質區是主要動作皮質區(primary motor cortex),再往前則是前動作皮質區;往溝槽往後則是知覺皮質區(somatosensory cortex)。 希臘拉丁文中,如果我們以人體最內核為中心來看的話,頂部或背部,稱「dorsal」;腹部或底部稱「ventral」;前面或開口處,則稱「rostral」;臀部或尾巴,則稱「caudal」。當我們說PMVr(鏡像神經元活化的部位或稱F5)時,PM指的就是前運動皮質,V指的就是在前運動皮質區的底部,靠近後方的地方(r)。其它如PMDc、PMDr或PMVc,也就可以如此解碼。 討論「抓握」這個動作時,我們可以分成三種型態:一、精細的抓握(precision grip)和掌握(wholehand grip);二、看到東西就去抓、抓到手上就塞到嘴巴地抓握;三、觀察它人抓握。第一種抓握是在相對的概念下,精細的抓握要比掌握活化更多神經元;第二種是有原則性、有道理的神經元(canonical neurons);第三種則是鏡像神經元。這三種動作型態所活化的神經元,你都可以稱它們是「抓握神經元」(grasping neurons)。 鏡像神經元的是義大利科學家偶然的發現。這群科學家在吃午餐的時候,忘記把偵測猴子腦部活化部位的電源關掉,於是收資料的機器收到腦區活化而嗶嗶作響時,正好是猴子看到人類抓食物要吃的時候,因而開始操弄、設計實驗,找到F5活化的證據。有趣的是,猴子看到人手拿食物時,這個部份會活化,但是看到工具拿食物時卻不會活化。然而,當我們訓練猴子使用工具後,再讓他看工具拿食物時,這時候猴子的F5區就會活化,我們可以說有經驗後就會相關區位就會活化。 以目前研究對於鏡像神經元的發現,我們對於鏡像神經元可以有以下佔比的理解,下面三種現象,是鏡像神經元活化時會發現的現象:30佔比的機率,在於看到別人做動作就神經元就活化;60佔比的機率,屬於大約同一類的動作,看到會活化;剩下有約8百分比的機率,是搞不清楚為什麼會活化。鏡像神經的活化,也不是全有全無地就能保證現象的發生。姑且大膽地假設:鏡像神經元是和經驗有關、和意圖有關的神經元。

我讀Andrew N. Meltzoff《The Imitative Mind》的〈The developmental theory of imitation〉五

人之異於禽獸者幾希?人有推測、理解他人心意的能力,就是人和禽獸不一樣的地方,這個我們稱心智理論(theory of mind)。 我們在十八個月大的小孩面前做出一些失手的動作,我們要看看嬰兒是如何解讀這樣的事件,觀察嬰兒如何對這些事件反應。這就不是純粹模仿能夠完成的,這還要求其知道動作者的意向。設計了三組人員:一、成功完成動作;二、失手進行動作;三、完全沒有動作或意圖的表現。實驗發現,嬰兒對於失手進行動作,即有意圖要完成的動作,是能夠理解的。同個研究再推進,小孩子被給予一個和大人剛剛做動作的玩具,但是把對那個玩具動了手腳,即那個玩具無法和剛剛大人那個玩具有相同的功能,當小孩子試圖把玩具分解時,無法分解的當下,小孩子會在兩秒內立刻回頭看大人,而且發出聲音。這可以說明,小孩子不只是單純地模仿大人的動作,而且進一步地關注大人的目標和意圖。 我們可以透過讀取人的關節點,進一步區辨這是人或非人,區辨有機體和無機體,我們所讀取的訊息,稱生物動作資訊(biological motion)。至少,我們目前可以知道嬰兒是可以讀取成人動作的意圖和模仿成人的動作。 首先,我們知道模仿是個跨模式的協調;接著,我們知道延遲的模仿是可能存在和記憶或心理再現的機制,這使得動作可以在新的脈絡發生;最後,心智理論告訴我們,嬰兒是可以讀取成人的意圖,而不是漫無目的地模仿的。

我讀Andrew N. Meltzoff《The Imitative Mind》的〈The developmental theory of imitation〉四

「模仿」 可以用來傳遞文化,那麼嬰兒勢必也會模仿人們使用工具或其它物品。資料顯示,一但嬰兒有能夠去握緊物品時,物體為主的相關模仿動作早就已經在嬰兒的身上發生了。於此之前,我們先將記憶分為動作記憶(習慣記憶)和描述記憶(非習慣記憶)兩種。前者是維持一個動作、姿勢的記憶;後者是純粹觀察的資訊、經驗,和物體本身沒有互動。我們先問,嬰兒是否需要馬上模仿才能保持記憶?我們把大人和嬰兒放在不同房間,大人拿板子,然後用頭去撞;嬰兒則在另一個房間看,但是手邊沒有板子,所以嬰兒無法立即模仿相同的動作。延遲一段時間後,把板子拿給嬰兒,嬰兒拿頭去撞板子。另外一個控制組完全沒看過用頭撞板子的嬰兒,即便有了板子也不會拿頭去撞。嬰兒純粹觀察便在延遲之後,而拿板子撞頭。 如果我們可以稱這個為延遲的模仿(deffered imitation),許多研究也指出在不同年紀的嬰兒上,有不一樣的持續時間。六到九個月的小孩,在24小時的延遲後就會有模仿;十二週到四週的小孩則能有四個月的延遲;兩歲的嬰兒則能有四個月甚至更久的延遲模。換句話說,動作的觀察和動作的執行是可以被分開在不同的時間發生的。 如果嬰兒能夠進行這樣的延遲模仿,那麼這似乎不只是記憶的問題,它還必需有「擺脫脈絡」(decontextualization, free from context specificity)的能力,所以同一個動作才能在下一個時空被施展。我們把一個十二個月大的嬰兒先在家給予一個標的動作,到了實驗室之後,嬰兒同樣能夠再現模仿。語言又何嘗不是需要這樣擺脫脈絡的能力,我們把一個語境下所學習到的字詞,放到另一個語境下使,這樣的彈性就是擺脫脈絡的能力。 對於人類動作和物體之間的再現(representation)表徵,我們可以有以下推論:一、單憑觀察就足以在心裡再現;二、儘管有延遲的時間脈絡的改變,動作本身仍可以被維持著;三、再現是組織動作的重要依據。

我讀Andrew N. Meltzoff《The Imitative Mind》的〈The developmental theory of imitation〉三

關於知覺到產出的對應,有不少實證研究指出這幾乎是同時(parallel)進行的處理過程,特別在動作的模仿上。一個嘴形發/g/的影片對應到/b/的聲音上,去詢問受試者感知到的是什麼,你可能會得到/d/的答案。這個被稱為是聲音和影像對應的幻象(illusion)。嬰兒身上,也做過知覺的試驗,在兩邊的燭幕上提供/a/和/i/的嘴型,中間播放標的聲音,研究發現小孩子聽到標的聲音時,就會把頭轉向相對應的嘴型上面。 產出方面,我們也可以發現不同時期的嬰兒(12、16、20周)對於不同語音(/a/、/i/、/o/)有不同程度的掌握,如果小孩子所曝露的量夠多使其能夠發出聲的話,這就可以解釋為什麼雙語環境下的小孩會受到影響了。嬰兒到了一歲之後,不同文化的呀呀學語(babble)就會因為不同文化而有所差別,華語環境的呀呀學語,就是華語語言的語音單位;日語璞境的呀呀學語,就是日語語言的語音單位。 語言(speech)是跨模式的表徵。嬰兒所聽到的聲音,會影響其看的方向;聽到的聲音又會影響自己的動作系統。讀脣(lip reading)和聲音模仿(vocal imitation)也都是跨模式的。自然的情況下,是聽到聲音也看到人的,這些事件都是同時產生,幫助我們更容易使說話的動作產生。

我讀Andrew N. Meltzoff《The Imitative Mind》的〈The developmental theory of imitation〉二

新生的嬰兒可以看到其它人的臉,但無法看到自己的臉。所以還在子宮裡頭的胚胎是不會有鏡像神經元的。於是安卓認為,嬰兒能夠開始進行面部表情的模仿就是「動作的觀察」和「動作的執行」之間的連結。如何讓嬰兒模仿?有一些面部的動作可以用來測試嬰兒的模仿是否發生。例如:伸舌頭(tongue protrusion)、張開嘴(mouth opening)或嘟嘴(lip protrusion)。對於新生兒剛來說,其沒有足夠的肌力去進行很多動作,能夠發生的動作只有兩種,它可能是反射動作,也可能是自然發生的動作(spontanious)。大人抖腳就是屬於後者,不是故意要去做。新生兒很少有自主性的動作。然而,嬰兒對於臉部的肌肉是可以控制的,因此我們可以用此來檢驗模仿是否發生。序列開展手指也是相對容易達到的動作。研究發現新生兒(出生後42分鐘到72小時之內)就可以模仿臉部表情了。進一步去解釋,模仿被認為是有意圖、有目標導向的對應過程。 模仿的目標是什麼?是在尋找和我一樣的人嗎?在一個六個月大的嬰兒上身,我們看到一個有趣的實驗。媽媽對小孩固定表現一個臉部的動作,而後換成另一個陌生人來表現不一樣的動作。當嬰兒感覺到困擾、疑惑時,嬰兒就會開始用媽媽之前的臉部動作去對陌生人傳遞訊號。或許我們可以把它解讀為這是嬰兒對於陌生人身份確認、認同的測試。