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第二 大脑左右半球功能不对称性的认知神经科学依据（第1页）

第二节大脑左右半球功能不对称性的认知神经科学依据

上一节简要介绍了人类大脑皮层功能的左右半球不对称性。所引述的材料主要是神经生理学家和神经心理学家斯佩里、利维、J。E。博根（J。E。Bogen）以及埃克尔斯（J。C。Eccles）于20世纪六七十年代做的实验报告。这些研究报告不仅强调了大脑语言等机能一侧化（不对称性）结论，对两半球机能进行了系统的二分，而且作出了某些科学认知（包括数学认知）的“论断”。例如，斯佩里（1975）认为，大脑左半球是高度语言和数学化的，而右半球则与之相反，不能通过计算加以模仿。[33]以后他又与其他研究者明确指出，左半球是算术的，右半球是空间的、几何学的。[34]埃克尔斯也肯定了斯佩里等人的上述观点。他说，“主导半球（左半球——引者注）是一个算术半球，而不是一个几何半球”，而控制左手的次要半球（右半球——引者注）在几何和透视作画方面要比对侧半球强许多。[35]

应当说，这些研究是原创性的。但是，大脑的功能不是一种单纯地依赖神经组织的固化状态，它还体现在实际的认知活动过程中，并与认知活动发生关联的诸因素构成相互作用的关系。这些因素包括实践的因素、文化的因素等。因此，单纯的实验控制条件下的大脑功能状态研究，并不能说明全部问题。又由于研究对象、研究手段和研究方法的限制，早期的研究在今天看来还是不够完善。例如，斯佩里等人是以讲英语的西方人为研究对象的，所用的实验材料和实验工具也体现出西方文化（或语境）的特征，因而对西方以外的人种和文化类型是否具有普适性，是值得怀疑的。

自20世纪90年代，特别是进入21世纪以来，随着认知神经科学、文化神经科学、文化心理学以及脑功能成像技术的发展，有关大脑半球认知、大脑功能侧化（不对称性）研究取得了长足进步，诸多传统的观点面临质疑和挑战。这些新的研究成果对我们重新认识人类大脑功能侧化和不对称性，进而帮助我们重新考量科学认知的不对称是有极大帮助的。下面依据近20年来国内外的有关实验报告和研究论文，对大脑半球功能侧化和不对称性作进一步的分类概括，主要有以下四个方面。

一、语形与语义

尽管语言（言语过程）中枢的定位说与反定位说仍在争论当中，但是语言中枢定位说的现代形式——语言信息加工的模块论逐渐占据了上风。根据模块论的观点，语言信息加工可视为各自独立的认知模块以序列加工的方式运作。这些模块包括音位信息（音段化和超音段化的）模块、语义信息模块和句法信息模块等。这些信息模块都有较为固定的神经构造。[36]例如，一般认为，左侧颞上回的听皮层与语音知觉关系密切。有关的音素探测任务能够激活威尔克区和布洛卡区；音节计数任务则激活左侧额下回背部。相应地，词形识认的心理过程与左侧棱状回（fusiform）有一定的联系，尤其是其中被称为视觉词形区（visualwordformarea，VWFA）的部分。而语义信息的存储和提取则主要与颞中回、颞上回（BA45和BA47）的激活有关。句法加工则较多地由布洛卡区承担。脑功能成像研究发现，在以正常讲英语者为被试的句子加工实验过程中，整个左半球外侧裂周围语言区血流量增加；在句法加工过程中，布洛卡区脑盖部分血流量增加。这清楚地表明，句法加工的某一环节可能更精确地定位于布洛卡区。此外，语言缺陷与大脑损伤的相关研究表明，大脑外侧裂周围区域的联合皮层区可能是整个语言的加工区。[37]这在一定程度上证明了“交互作用”理论的观点，即语言生成或句子理解过程是许多不同种类的信息相互作用的结果。

值得注意的是，上述研究不仅确证了传统优势半球（左侧语言半球）的观点，也表明了所谓语言半球实际上主要是“形式语言”半球。这种形式语言主要体现在音素音位分析以及句法构造等方面。较早的双听技术（dichotigteique）研究发现，右利手的人辨别呈现给右耳的语言刺激比辨别同时呈现给左耳的语言刺激更为精确。这说明左脑对语音信息更有优势。有研究发现，右利手者的右耳对语言声音的优势主要表现在对子音，如“b”“d”“t”和“k”方面，对母音并未表现出优势。这进一步证明，右耳的优势实质上是反映左脑在加工声音上的特性，而非对语言声音的一般优势。[38]在句法与语义加工方面，左半球两个重要的语言中枢：布洛卡区和威尔尼克区在功能上具有某种程度的分离；前者具有形式功能，后者具有语义功能。但是威尔尼克区的语言感受性和听觉理解是建立在音位水平上的。因为从语言生成来看，布洛卡区和威尔尼克区两种失语症都有音位水平的障碍，说明两者的公共机制遭到损坏。所不同的是，布洛卡失语症患者的音位错误远远多于威尔尼克区失语症。[39]而且，语义的形成还须借助于记忆中的知识、经验，包括各种视觉信息、触觉信息和听觉信息中的形象方面，亦即须有顶颞枕部模块信息的参与。当这样一个“多维语义图式”被作为一个具有空间结构的整体来看待时[40]，单纯的语音信息和句法信息是难以奏效的，亦即语义的生成需要其他模块甚至右脑半球的介入，方可最终实现。

在一项涉及句法加工与言语理解中语义加工关系的实验中，实验者记录到一种100～500ms的负波，此负波具有左半球偏侧化效应。对此的解读，有的研究者认为，其效应反映了关系从句和特殊疑问句的移位对工作记忆的消耗；另一部分研究者则认为，它与早期的句法加工有关，反映出词类、主谓一致性、语法中性和格的变化等。但无论如何，语法加工的模块化理论表明，句法加工与语义加工是两个独立的认知过程。[41]

关于左半球语言功能的形式化倾向，伴随着右半球语言功能及特性的被发现而不断得到强化。人们已经认识到，右半球语言功能具有与左半球语言功能互补的特点。通常认为，右半球分管语调，给话语提供韵律等，但实际上右半球还有将名词和实物联系起来的能力。特别是在言语交际活动中，右半球在一语双关、话题扩展、反语以及隐喻的理解中，扮演着更为积极和独立的角色。而且，右脑受损后将会导致在非文字语言、词干、题目的一致性、幽默感、前后文的联系以及推理上出现的缺陷。据此，语言学界逐渐形成了“语义功能是右脑独有的”观点。[42]这一观点受到了实验研究的证实。我们知道，右半球具有感知的、空间的优势。这种优势有助于在语言加工过程中赋予语言符号所指称的对象以感知的内容和情感诉求。当命名性失语症（anomia）发作时，病人之所以看着一个人的脸，却叫不出他的名字，原因就在于他们的右半球不同部位受损，无法辨识不同的脸形，自然叫不出人的名字。[43]有关的脑成像技术研究揭示，视觉词和听觉（语音）词可分别通达语义系统，二者在脑定位上并无重合。[44]由此看来，视觉词通达语义好像并不必然要经过语音的转换。

当然，强调右半球的语义化倾向，并不是否认左半球的语义功能。我在这里所要强调的是，我们过去对“语义”的理解可能具有不同的层次，而由这些不同层次所进行的语义实验研究可能会产生不同的结果。传统的研究，更多的是以使用拼音字母文字语言的受试为对象的，其语言材料中的句法系统与语义系统密不可分。换句话说，语义信息的加工受到句法信息加工的制约和统摄。例如，在一些研究中，语义的违反性测试并不影响句法加工，而句法加工却能影响语义的整合。因此，将句法加工过程中语义的激活部位更多的定位于左半球（特别是左前额叶、左后颞皮层、前扣带回等），看来不是没有原因的。为了扭转这种语义理解过于狭窄的状况，有学者进一步探讨了不同语义范畴的信息问题。他们认为，不同的语义范畴的图片分别激活了额叶和颞顶区的不同皮层区域。[45]国内学者金花、刘鹤龄（2005）应用功能性磁共振脑成像技术探讨了语义知识的神经基础，结果发现不同类型的语义知识的脑激活模型无论在范围还是强度上都存在很大的相似性，并且在严格的统计阈值下，不存在通道或类别特异性刺激脑区。这提示我们，语义知识的神经模块分布于整个大脑皮层，在提取物体语义知识时都会同时激活该物体的视觉表象。[46]

最有说服力的材料来自对汉语信息加工的神经机制研究。一般认为，汉语文字体系是一种表意文字（也称之为象形文字），具有较强的图形特征，是一种典型的“语义”文字，它与西方的拼音文字有很大区别。如果能够证明汉语特别是汉字的信息加工与右脑半球有较好的对应，那么，右半球被称为“语义半球”，当属无疑。近20多年来，国内外学者在这方面开展了大量的工作。在这些研究当中，从信息加工方式来看，汉语语词的读音对通达意义不是充要的，语义可由视觉通路直接通达；汉字形声字的义符（形旁）在单字词和双字词的语义提取中有重要的作用。在句子理解中，句法分析和语义分析只具有弱交互作用。其次，在汉语信息加工的脑机制方面，情况比较复杂。较早的研究曾发现，与拼音文字不同，右半球对汉语加工也起作用。[47]在随后的研究中，国内学者有关汉语认知与半球定位的观点，既有左脑优势说、右脑优势说，又有两脑均势说，或右脑对单字优势而左脑对词优势说等。[48]例如，郭可教等人（1985）研究发现，汉字的读音、解义和书写均与大脑两半球有关。他们认为汉字认知具有“复脑效应”[49]。高尚仁等人（1986）通过对书法过程中写者脑电活动的描记和测量，发现大脑右半球脑电活动明显高于左半球。[50]近些年来，随着先进的脑功能成像技术被用于汉语认知研究，情况开始变得明朗。[51]彭聃龄等人（2003）通过功能磁共振成像扫描，研究了汉字音、义加工的脑机制。其中有意义的发现是，语义任务减语音任务激活的脑区有：左侧额下回（BA47）、左侧海马（BA36）和右侧海马回。另有国外研究者用事件相关电位技术（ERP）研究了汉字语义加工中左、右半球的加工优势。结果表明，汉字语义加工主要出现在脑后部的视觉加工区。只有当右半球将有效信息传递过来后，左半球才开始进行处理。[52]唐一源等人（2002）采用整体无创性的脑功能成像技术以及最新的神经建模等方法研究汉语认知加工过程，发现汉语认知加工仍以左半球优势为主，与西方拼音文字的半球偏侧化规律相同。[53]谭力海等人虽然认为汉语认知活动也定位于左半球，但存在区别于英语认知的特殊脑区，这就是BA9区。该区主要用来调节空间和语词的工作记忆。[54]一些研究者推测，右额叶和右顶叶的皮层主要负责对汉字笔画的空间位置和笔画组合进行加工、协调整合大量的视觉—空间分析。这是加工方块字所必需的。

上述研究虽然没有完全证明汉语认知与大脑右半球的重合，但也并没有否定汉语语义加工与右半球的特殊关系。毕竟，汉语（包括汉字）也是音、形、义的统一体，左半球部分的参与说明了汉语加工中所包含的音节化、形式化部分。这恰如拼音文字加工中需要右半球部分参与那样。然而，汉语认知活动中右半球参与的性质、范围和规模，是拼音文字认知活动中无法比拟的。

二、几何与计算

空间的感知与构造、数量感的形成与数字计算，是大脑的两种重要智能活动。早期的研究注意到这两种智能与分立的两半球的某种程度的对应性。即右半球更多地与空间感知和构造有关，左半球更多地与数学计算有关。但是这种分类与对应是比较模糊和笼统的。特别是当把几何空间或几何学的理解与右半球直接挂钩，并认为左半球是计算的或是数学的半球时，问题也就出现了。因为，空间感知与构造并不等于几何空间或几何学，数量感与数字计算也不等于全部数学。根据近十多年来数学的认知神经科学研究和数学认知的跨文化比较研究成果来看，情况要比早期的结论复杂得多！毋宁说，左半球更多地参与了几何空间的构造和几何学原理的推演，而右半球则在数字感知和数量计算中同样扮演重要的角色。[55]

认知科学家陈霖等人（1997）指出：“右半球在处理视觉空间信息方面占优势，这是关于大脑半球功能不对称性的一种相当普遍的一般想法。实际上，有关视觉信息处理的大脑半球功能不对称性非常复杂，在处理不同种类视觉信息时，左右半球都有可能占优势。”[56]有研究者使用fMRI测试了年龄从7岁到22岁的儿童、青少年与年轻成人的视空间记忆。他们让被试完成一个需要对视觉空间信息进行动态存储与加工的任务。结果发现，从儿童到成人，他们的反应的准确性与速度不断提高。随着年龄增长，脑活动不断增长的区域位于前额皮层背外侧、左前额皮层的腹外侧（包括布洛卡区）、左前运动皮层和后顶叶皮层。这一发现证明，视空间记忆发展所基于的双侧“前额—顶叶”神经网络是渐渐成熟的。至少有两个涉及视空间工作记忆的神经系统在一起发展：一是右半球的视空间注意系统；二是左半球的语言存储与复核系统。[57]研究还发现，与空间机能密切相关联的脑顶叶PEG区的不对称与颞平面不对称成正相关。由于PEG区的细胞构筑与纤维联结同视觉有关，研究者们设想这种不对称与空间视觉有关。[58]由于左半球颞平面要大于右半球，因此可以推断，在左半球存在一个由语言与视觉空间机能共同构筑的独特脑区。这个脑区以及前述左半球的空间工作记忆系统，可能正是左半球参与构造几何学的神经基础。

在空间信息的处理方式上，左半球具有不同于右半球的一些特性。研究发现，左半球在处理局部空间性质时占优势，而右半球在处理整体空间性质时占优势。例如，认知神经科学家J。瑟金特（J。Sergent，1982）提出了视觉刺激的不同空间频率成分知觉的假设。她的实验结果表明，右半球对刺激的空间低频率成分更敏感，而左半球对刺激的高频率成分更敏感。这与上述实验结果是一致的。[59]又如，科斯林（S。M。Kosslyn，1989）等人假设视觉刺激具有坐标表征和范畴表征两种形式。所谓坐标表征，是指对视觉刺激的空间特性的“量”的描述，例如“距离远近”“形状大小”等；范畴表征是指对视觉刺激空间特性的“质”的描述，如“内外关系”等。为验证这一假设，科斯林等人进行了一系列半视野呈现实验。结果表明，左半球处理范畴表征有优势，而右半球处理坐标表征有优势。[60]从这些实验结果所揭示的左半球在空间构造的抽象概念性质和局部性质来看，它们正是几何空间构造所必需的。

虽然空间概念是建立于经验之上的，但从经验空间到直观空间概念的提出，再到几何学的逻辑陈述，这当中有一个概念化、形式化的转化过程，其中包括形式化语言和句法规则的介入。恰如荷兰数学家冯·希尔（VanHiele）夫妇所描述的，几何思维的发展经历了直观、描述分析、抽象关联、形式推理、严密性元数学几个阶段。[61]在概念化、形式化阶段，几何的空间构造和对几何原理的论证是建诸在由点、线、面这样一些基本概念之上，并经由公设、公理和定理的逐步推演而形成的，其明显的局部性质并不是知觉和表象的整体直观所能把握的。数学认知发展研究表明，几何学（尤指欧氏几何学）是通过概念的空间构造形成的，它不同于基于感性活动和感知操作之上的算术和代数的认知过程。[62]

当代数学认知（mathematiition）研究已经探明，人类数字加工（numberprog）或数能力（numeripetence）特别是数字的近似表征和数量感（numbersense）与内顶叶脑沟的双侧水平部分（horizoheialsulcus，HIPS）密切相关。除了内顶叶脑沟双侧部分外，前额叶尤其是左侧额角回（angulargyrus）、后顶上叶区等，也都参与了数字加工活动。英国著名认知神经科学家、《数学认知》杂志创编之一布赖恩·巴特沃思（Briah）认为，我们的大脑存在着一个“数字模块”，它位于左项叶，尤其是这一部分的下小叶（inferiorlobule）。[63]之所以如此，是因为左顶叶脑损伤患者出现不能计算等障碍，同时左半球存在的“编码转换规则”被证明是构成完整的数字加工或计算活动的重要部位，而编码转换涉及语言过程；语言的介入使得近似表征的数量感变得精确起来。

但是，数量感和数字加工并不总是同语言联系在一起的。除了语言通道以外，还存在着非语言通道。人类婴儿和非人灵长类所具有的特殊的数表征和数推理能力，已经证明了这一点。研究还表明，数量感和数字近似表征更多地同人脑视觉空间功能和策略相联系。因为数字具有空间特性。[64]在一项测试中，当要求被试对数字进行奇偶判断时，左手对小数的反应较快，而右手对大数的反应较快。该现象被称为空间数字反应编码联合效应（S），它表明人类对数字的加工受空间表征和空间注意的影响。由于人脑右半球具有更多的完形知觉和空间表象能力，因而对数字空间性的感受和理解应当是更为敏感的。许多研究证明，左半视野（右半球）具有“点的数目和位置”以及空间性计算的优势。与之相类似，在数字估算、数字比较以及涉及心理图像的复杂心算方面，右脑也呈现出比较明显的优势。

著名认知神经科学家S。德阿纳（S。Dehaene）等人强调了这样一个观点，即人类对数量的加工更接近于视觉空间表征而非精确的、数字化的语言表征形式。他们的实验报告证明，右侧楔前叶、右侧顶枕裂是典型的空间信息加工区域。这些地方正是数量估算的神经联络区，因为数量的粗略估算恰好需要借助于一个视觉—空间表征过程来实现。[65]在此基础上，德阿纳等人提出了所谓“三重编码模型”（triple-odel），以为数字加工或计算活动涉及三种类型的心理编码：听觉编码（由通用的语言模型生成和操作），视觉编码（以阿拉伯数字的形式进行空间性的内部表征）和模拟幅度编码（数量被表征为一种类似于在坐标轴上分布的数据点）。三重编码分别涉及内顶沟双侧水平部分、左侧角回、后顶上叶等脑回或脑区。[66]

2006年，在一项由中美专家合作的文化与认知研究项目中，即使进行一些简单的算术活动（如3+4等于多少，或确定哪个数字更大，并且都采用阿拉伯数字），以汉语为母语与以英语为母语的两组受试所激活的脑区明显不同。前者激活了视觉和空间信息的神经机制，后者激活了语言神经机制，尽管两组受试在计算时大脑低位顶叶前极皮层都在活动。对这一差异，负责该项目研究的中方负责人、大连理工大学的唐一源教授认为，语言不同助长了两种不同的计算方式。或者，由于学习处理数字的方式不同增强了这种差异。这可能是因为，汉语使用者倾向于依赖与视觉、主体空间以及运动有关的脑区，而讲英语者，使用的则是与语言有关的大脑区域。[67]

总的来看，右半球在人类数字加工和数字认知，特别是与计算相关的活动中，扮演着重要而独特的角色。具体表现在数量的感知、视觉空间策略的选择以及心理图像的操作诸方面。不能简单地将这些方面全部归诸左半球。

三、演绎与归纳

根据通常的理解，演绎推理是从一般概念出发，经过一定的推演过程得出个别结论的推理；归纳推理是从个别事物和经验观察出发，经过一定的程序得出一般概念、结论的或然性推理。从认知心理学的角度看，演绎推理提取与利用的记忆信息或知识经验是基于规则的正式材料，而归纳推理提取和利用的则是与现实情境和问题解决相关的、开放性的非正式材料。前者所强调的是由标准逻辑组成的纯粹分析性规则——这些规则依赖于一套句法规则和结构化的符号；后者则着眼于观察所得的知觉类比和心理图式。虽然我们不能将这种比较复杂的认知和思维活动与大脑两半球机能作简单的对应，但是这两种认知和思维活动在两半球之间确实存在一定的差别。

从现有推理活动中脑区功能成像分析来看，演绎推理特别是三段论演绎推理的脑区定位于左半球，尤其是左前额皮层的后部。[68]1997年，神经科学家V。戈尔（VinodGoel）等研究发现，演绎推理主要激活的是左前额皮层的后部（或称外背侧）区域。[69]以后，他们又进行了不同演绎推理类型的研究。例如，他们让12名成年男性（平均年龄为28。2岁）完成了三种类型的演绎推理任务（直截了当的演绎项目、与空间相关的项目和与空间无关的项目），并用正电子发射断层扫描技术记录被试的脑部血液流动模式。结果显示，在每种条件下被激活的脑区都集中在左半球，并且这些区域都非常相似，包括左侧额下回、左侧额中回部分区域、左侧颞下回、颞上回的部分区域以及扣带回的部分区域等。[70]为了说明额叶区域在逻辑推理中的必要性，戈尔等人（2004）用P。C。沃森卡片选择任务对不同脑区分别进行了测试。结果表明，参与推理的额叶区仍然是左侧大于右侧。由于戈尔等人较早、较系统地开展了这方面的研究，其主要观点和结论在学界有较大影响。

当然，也有与戈尔等的研究不一致、甚至结论相左的研究结论，认为右脑半球在推理中扮演重要的角色。[71]国内学者邱江等人（2005，2007）利用ERP技术，采用经典的条件推理研究范式，通过记录不同规则的推理类型所诱发的事件相关电位，分析了不同推理规则的ERP成分差异。结果表明，左右脑在推理中的认知功能以及在四种推理类型之间存在着差异。不同的推理类型分别激活了左右侧的前额叶、颞叶等区域。[72]这些研究结论表明，推理的脑机制要比人们通常设想的复杂得多。

事实上，对于戈尔等将推理视作一个语言加工过程（戈尔等认为在他们的实验中没有观察到推理中与空间信息加工有关的区域的活动）的看法，学界早就持有不同的意见。例如，主张推理的“心理模型理论”（meheory）的约翰逊-莱尔德等人就认为，在推理过程中人们保持和操作的乃是事物的结构特征（以外部表征的方式呈现各要素在问题空间中的相互关系）而并非语言（陈述命题的语言）的结构特征。因而演绎推理更多是通过一个视觉—空间信息加工过程来实现的，模型的建构更多地依赖于右半球的参与。[73]M。克瑙夫（M。Knauff，2003）等人也主张类似的观点，认为推理过程是通过一个空间信息加工过程来完成的。不过，这种空间信息并不完全是“视觉表象”，而是具有一定抽象性质的空间关系的表征，即“空间表征”；后者是真正的推理过程的促进者。他们的脑成像研究结果证明，四种推理活动都激活了双侧楔前叶（BA7）、右侧顶上小叶（BA7）、双侧颞中回（BA21）、左侧颞上回（BA38）、左侧额中回（BA46）、额下回（BA47）以及右侧额中回（BA6）等区域。[74]针对这种情况，戈尔等人在进一步的研究中，区分了抽象的三段论推理和具体的三段论推理在实验研究中所呈现的不同脑区，并概括性地提出了“双重机制理论”（dualmeismtheory）。他们认为，人们既可以基于形式逻辑结构进行推理，也可以基于以往的经验进行情景—特异的启发式（situation-specificheuristic）进行推理。这一理论的提出意味着人们通过采用不同的信息加工策略解决不同的推理问题：在有现存知识资源可资利用的情况下，人们会采用启发式策略，靠与语义记忆有关的额—颞叶系统进行推理；在没有现成知识可资利用的情况下，就利用形式逻辑规则，靠与空间信息加工有关的额—顶叶系统来进行推理。[75]

不难看出，如果承认双重机制理论或双加工理论（dual-pr），也就等于承认在推理过程中，不仅左半球被激活，右半球同时也被激活了。因为左半球主要执行形式逻辑操作，很少受知识经验的影响；而右半球主要激活与推理内容相关的知识经验，并在一定程度上决定着个体对结论的推断。[76]对此，较近期的实验研究给予了部分证明：左右半球（特别是外侧的额—颞联合区）在推理过程中的认知功能并不相同。具体表现为左侧主要负责抽象逻辑规则的激活与应用，而右侧主要涉及对心理模型（空间信息表征）的加工整合。相同的推理类型在左右半球的ERP波形表现出不对称性。[77]

现在的问题是，归纳推理、类比推理在形式和内容上与演绎推理有质的差别，那么，这类推理是否更多地由右脑而不是左脑参与其间呢？早在1997年，戈尔等人运用x电子放射断层扫描（PET）技术发现归纳推理主要激活的是左侧的额—颞叶系统。以后（2000），他们利用fMRI进一步研究不同皮层与归纳推理的联系。发现由于归纳推理多数是建立在语义而不是知觉相似的基础上的，因此对新异刺激的语义编码便激活了海马左侧。[78]2004年，他们对演绎和归纳推理的脑机制进行了分离性研究，发现演绎推理更多地激活了左下侧额叶（主要是布洛卡区），归纳推理则更多地激活了左背外侧前额叶（BA9）以及右上枕叶（BA19）区域。然而，这些结论同样未在学界取得一致。对于戈尔等人的研究方法和材料，一直存在着质疑。

国内学者王秀芳、李红（2007）指出，戈尔两次实验所用的归纳推理存在着一些问题：首先是归纳推理测试的题目本身并不需要根据前提才能得出结论，完全可以根据自己的知识得出肯定性的结论。因此，被试在做题的过程中所进行的心理活动不能算作推理过程。其次，他们所用的归纳推理题目比较混乱。例如，戈尔等人在选择材料的过程中没有考虑一些“心理效应”的差异，这就很可能把某一种特殊效应所引起的脑活动当作一般的归纳推理过程普遍引起的活动效应。而实际上归纳推理具有多样性的效应。最后，戈尔的实验中所用的材料，没有对概念水平进行区分，同时他们所采用的PET技术和他们的实验设计等也还存在着不足。这些不足使他们无法解释归纳推理活动中何以同样激活了右侧小脑、右侧语言回（BA18）、右侧枕中回（BA18）、双侧顶上叶（BA7）、右侧额中回（BA6）等脑区的原因。两位作者认为，归纳推理是一种比较复杂的大脑活动，其过程涉及的脑区过多，而且推理没有正确答案，所以很难将推理活动与相应的脑区对应起来。[79]

我的看法是，在归纳推理的脑机制研究中，我们应当看清归纳推理与演绎推理的不同性质，不能将归纳推理作为演绎推理的一个特例来理解，而应看到归纳推理与知识经验的关系、与感性知觉的关系以及其基于视觉相似性的视觉-空间整体把握能力。在这方面，亚里士多德早就指出：“如果我们缺少感觉，我们就不能适应归纳。……也不可能通过没有感觉的归纳得到认识。”[80]实验研究发现，视知觉具有整体优势性（整体的优先加工策略），在视知觉过程中已经具有了根据少量个体所具有的属性从整体出发快速识别客体间共享特征的归纳概括机制。[81]这证明人们的归纳推理并不排斥知觉的相似性，同时也说明主司视觉—空间信息加工的额—顶叶系统（包括右脑）更多地参与归纳推理过程。

关于类比推理。目前的研究一般认为，大脑左半球前部和后部区域参与了类比推理。这类研究的前提是，类比推理是通过将两个单独的心理表征“重叠”在一起而产生的，而演绎推理也需要将某一问题的表征“映射”到一个适当的基本图式中。由于两者都在某种程度上预设了抽象的映射过程，因此，目前关于类比推理的神经基础是借助于演绎推理的认知神经科学来理解的。[82]但这同样不可避免地存在着局限性。也就是说，这些研究可能同归纳推理研究一样，忽视了类比推理自身的特性，因而同样的研究，其结论可能并不相同。例如，毋一嘉、毋其文（2008）的研究表明，人脑的类比推理活动可能是一个由双侧大脑半球内多个阳性及阴性活动区组成的神经网络调节的产物，其区域包括双侧前额叶及后顶叶。[83]罗谦等人（2003）设计了一种语言类比推理方案，并把它和一种纯语义任务进行比较，以研究类比推理的脑机制。结果显示，与演绎推理不同，右侧大脑在语言类比推理中有更多的参与。[84]

关于隐喻。严格来说，隐喻不是一种推理方式。关于隐喻的神经机制在脑区的分布，学界的意见也不一致。主要存在着“右脑说”“左脑说”和“全脑说”等。国内有学者对汉语隐喻认知的神经机制进行过研究。证明左脑和右脑两侧从额叶到颞叶前部存在着本义句和隐喻句语义加工过程中的差异。其中，右脑特别是右前额处显示出隐喻句加工的N400峰值明显大于本义句加工，在统计学中存在显著性差异。[85]由于隐喻与想象、类比甚至归纳有着内在的联系，对隐喻的研究有助于说明不同的思维形式和思维规律，并对于正确理解归纳推理、类比推理的脑机制有一定的帮助。

四、空间与时间

近20多年来，随着具有无创性、高精密性特点的脑成像技术的发展，关于时间认知的脑机制研究取得显著成果。研究表明，时间信息的加工存在着显著的半球优势效应。P。马凯（P。Maquet，1996）等人利用PET研究了时距估计和强度判断任务所激活脑区域的差异。在脑成像过程中，采用了三种不同的作业：时间辨别作业（tempeiontask，简称D作业）、强度辨别作业（iygeiontask，简称I作业）和控制作业（troltask，简称C作业）。结果表明，与C作业条件相比，在D作业中，右侧前额皮层、右侧顶叶下部、前扣带皮层、蚓部以及相当于左侧纺锤层的脑区域的血流量明显增加；在I作业条件下，右侧前额皮层、右侧顶叶下部、纹状体外皮层右侧、前扣带皮层、左侧顶叶下部、蚓部以及相当于纺锤层的两个对称区域的脑区域血流量明显增加。D作业和I作业的比较没有发现显著的变化。[86]在国内，张志杰等人（2008）的类似研究表明，在时间辨别作业中，右侧前额皮层、右侧顶叶下部、前扣带皮层等脑区的血流量明显增加；在时距信息编码和再认作业中，虽然左右半球都参与了时距的再认过程，但右额在时距知觉中似乎具有更重要的作用。[87]

由于事件相关电位（ERP）技术能够更有效地揭示与时间认知活动相关的脑活动的机制，因而被广泛地用来进行对时间信息加工的相关研究。例如，有研究者利用ERP探讨了时距信息编码和再认的大脑两半球加工不对称问题。结果表明，大脑两半球都参与了时距的再认过程。其中，左侧额叶在时间信息加工中的作用更多地与注意和记忆有关，而右侧额叶在时距知觉中似乎具有重要的作用。[88]还有的进一步把ERP和PET两种技术结合起来研究时间信息加工的脑机制及其时间历程。结果表明，强度任务判断条件下，左侧额叶和楔叶参与其中；在时距加工任务条件下，除了以上两个区域外，还有右侧额叶的参与。这表明右侧前额叶在时间判断过程中具有特殊的作用。[89]在对裂脑人的研究中，有学者采用单侧视觉刺激和双侧视觉刺激呈现的方法进行比较研究。结果表明，被试在三种实验条件下都表现出明显的左手优势。这同时表明在需要对连续刺激进行比较的心理物理任务中，右脑对于时间和时间信息的判断存在优势效应。[90]

必须承认，有关时间知觉和时间认知加工的脑机制问题是比较复杂的，定位论与非定位论的激烈争论依然存在。不同的研究显示不同的结论。但笔者倾向于认为，这类研究可能更多只是证明了左右两半球在参与时间信息加工的性质与方式上有所不同，并不能说明右半球没有参与时间信息的加工。例如，国外的研究者通过视野呈现方法研究发现，左脑在听觉时间知觉阈限上具有优势。他们据此提出了“不对称模型”（modelofasymmetry），认为人对离散时间的区分是在大脑左半球单独进行的。显然，这种时间优势效应可以与左脑的听力—语言优势效应联系起来考虑。据此，有的研究者认为，不同的时间信息加工任务会涉及脑内多个区域的协同作用。在某些任务或某些时间范围内，左半球优势可能更明显，而在另一些条件下右半球优势可能更明显。[91]

再来看大脑两半球的空间信息加工。如果能确认右半球以较多的资源和通道来加工时间信息，那么，按照两半球“分工与竞争”原理，右半球不可能同时加工全部时间信息和空间信息，因为那样会不利于信息的快速检索和处理以及大脑资源的充分利用，也不能形成两半球之间通过竞争而产生的不对称性。[92]所以合理的推断是，右半球空间信息加工必须有相当部分转移到左半球或由左半球独自来完成。前面在谈到左半球的“几何”空间构造时已经指出，左半球具有独特的“视觉—空间”通道，能够对相当部分空间信息进行加工和处理；或者说，左半球与右半球在空间知觉和空间认知方面，各自都有优势。这里，要进一步补充的资料是，即使是在视觉的拓扑空间知觉方面，左右半球也依然各有优势。兰哲、陈霖（1998）在一项实验研究中发现，左半球在辨别图形的封闭差异时有优势，右半球在辨别图形的朝向性时有优势；在判断内外和远近关系时，大脑左右半球分别表现出各自的优势。[93]另外兰哲、陈霖（2007）运用全脑地形图技术研究发现，左半球在空间构造等方面具有明显的优势。[94]张昕、韩世辉（2004）在总结前人研究成果的基础上，通过把一个复合字母随即呈现在左视野或右视野，或者把两个复合字母同时分别呈现在左视野和右视野的方法，研究大脑两半球在加工整体和局部性质中的优势。结果表明，当两个复合字母刺激同时呈现在左右视野时，大脑左半球在选择加工局部性质时具有优势。[95]这再次证明，像过去那样笼统地说右半球负责空间信息加工的观点，是不确切、不严谨的。

以上着重从四个“对子”入手，依据当代认知神经科学提供的证据论证了大脑两半球功能的不对称性。与之相近的“对子”还有相异与相似、动词与名词、串行与并行等。例如，关于相异与相似，利维认为，右半球发现的是视觉或外形上的相似性，左半球则提供的是概念上的相似性。而拓扑图形检测实验研究表明，当图形的特征不同时，左半球具有优势；当图形的特征相似时，右半球具有优势。[96]限于篇幅，对这些方面的内容不再展开。细心的读者可能已经看到，所选取的这些“对子”与大脑两半球的匹配并不是那么纯而又纯的，我们不可能用“一刀切”的方式将两类范畴、两种大脑机能截然“剖开”。许多时候，相互冲突的证明方式、截然对立的结论，并不少见。这显然与大脑神经机制和认知过程的复杂性有关。毕竟，认知活动不单纯是神经组织的活动过程，而同时是机体对信息的“摄入”过程，而这个信息包括了文化的诸多因素。但是，从总的、大的方面来看，两类范畴与大脑两半球机能确实具有某种程度上的匹配关系，这构成了一种现实关系的基础。一个启发性的问题是，大脑两半球机能的不对称性与人类科学认知的不对称性到底是一种什么关系呢？关于这一点，以后的章节将逐步予以解答。