选择自由、不确定性和额叶
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思考一下下述日常问题：我的活期账户中有1 000美元余额，我取出了300美元，此时账户里还有多少钱？我今天应该穿蓝色夹克、黑色夹克还是灰色夹克？我的牙医的电话号码是多少？我应该去加勒比海、夏威夷还是希腊度假？我老板秘书的名字是什么？我晚餐应该点香辣番茄龙虾、羊排还是基辅鸡呢？（我的医生建议我上述菜品一样都不要点。）
问题1、3、5的答案是确定的，每个问题都只有一个正确答案，其他的回答都是错误的。在找寻正确答案（“真相”）的过程中，我进行了真实的决策（veridical decision making）。问题2、4、6的答案是不确定的，没有固定的正确答案。我选择羊排不是因为它“天然正确”，而是因为我喜欢吃羊排。我在选择时用了适应性决策（不过，我的医生说这个选择是适应不良的）。
在学校里，老师给我们出题，我们必须找出正确的答案。正确答案通常只有一个。答案往往被隐藏起来。问题是明白无误的。但在现实生活中，除了一些领域狭隘的技术难题，大多数实际情境本身是不确定的，不仅答案是隐藏起来的，问题往往也是。我们的生活目标不够明确，也不够清晰。比如，“追求幸福”对不同的人有不同的含义，甚至在不同的情况下对同一个人的含义也不同。在任何时候，我们每个人都必须决定“追求幸福”意味着什么。格特鲁德·斯泰因深刻地理解了这一点，当她被问到“答案是什么”时，她巧妙地反问“问题是什么”。
我们生活在一个不确定的世界。除了高中的考试、大学的测验与有关事实和计算的琐事，我们在日常生活中所做的大部分决定并没有天然正确的解决方案。我们所做的选择并不是当前情境所固有的。这些选择是当前情境的特点与我们自身的特点、愿景、疑问以及历史之间复杂的相互作用的结果。有理由认为前额叶皮质在决策过程中起核心作用，因为前额叶皮质是大脑中来自有机体内部的信息输入与来自外部世界的信息输入的唯一汇聚点。为确定性的情境寻找答案通常是通过算法完成的。这项任务被越来越多地分配给了各种设备：计算器、电脑和各种名录等。但是，至少到现在为止，在没有天然正确答案的条件下做出选择仍然是专属于人类的任务。在某种程度上，只有在不确定的情境中才能够做出自由选择。
是否存在算法上完全可以计算的事实正是领导决策与技术决策的区别所在。指挥家或舞台导演的主要责任是为音乐或戏剧作品提供一种演绎方法——完全是主观的建议。公司的首席执行官要在不确定的、不断变化的环境中做出战略决策。军事天赋至今仍然被视为一种艺术而非科学。
解决不确定性，或者说“消除情境中的不确定性”通常意味着先选择问题，也就是将整个情境简化为有唯一正确答案的问题。在选择着装时，我可能会问多个问题：哪件夹克最适合今天的天气（选择最保暖的夹克）？哪件夹克最时髦（选择最新款的夹克）？哪件夹克是我最喜欢的（选择灰色的那件夹克）？我消除情境中的不确定性的方式取决于我此刻的优先考虑，而这些优先考虑会随着情境的变化而有所不同。如果不能减少不确定性，就会产生优柔寡断的、不确定的、前后不一致的行为。有人可能会想起布里丹的驴：眼前有两垛稻草，它却因为无法选择而饿死了。连古罗马人都能体会到持续的不确定性所带来的危险，因而有了“严刑峻法胜过无法可依”这句名言。与此同时，个体必须具备在不同时间内对同一情境采取不同观点的灵活性。有机体必须能够以多种方式消除同一情境的不确定性，并且能在这些方式之间任意切换。处理固有的不确定性是额叶的首要功能之一。在某种意义上，你是坚毅果决还是优柔寡断取决于你的额叶的运行是否顺畅。研究表明，额叶损伤患者与健康的人处理不确定情境的方式是不同的。最常见的早期痴呆症状就是丧失做决定的能力。大脑其他部位的损伤似乎不会影响决策过程。
总而言之，真实的决策与“探寻真相”有关，适应性的、以行为者为中心的决策与做出“于我有益”的选择有关。大多数有关“执行领导力”的决策都是基于优先级考虑的，它们往往是在充满不确定性的环境中做出的，是适应性的，而不是与发现真相有关的。基于优先级消除不确定性的认知过程与应对具有严格确定性情境的认知过程是完全不同的。讽刺的是，认知不确定性与基于优先级的决策几乎被认知心理学研究忽略了。但是，它们被心理学的其他分支注意到了。像罗夏墨迹测验这样的投射测验在心理动力学研究中一向受到充分的重视。但是，它们在追求精确性和可测量性的认知科学家眼里过于模糊和主观了。虽然缺乏令人满意的科学研究方法，但在不确定的环境中进行的基于优先级的适应性决策在我们的生活中处于中心地位，额叶对此类决策尤为重要的事实是不容否认的。因此，与其将这些问题搁置起来，认为它们不值得研究，不如找寻科学的研究方法。
我和我之前的学生肯·波德尔尝试用一种简单的实验来弥补这个缺点，我们使用了一种被叫作认知偏见任务的原始方法。先给受试者展示一个几何设计（目标），再展示另外两个设计（选择），然后要求受试者“观看目标并选择最喜欢的选项”（见图5.3）。我们明确告诉受试者，不存在天然正确或错误的答案，完全由他们自主选择。该实验包括大量类似的测试，没有哪两个测试是完全相同的。
我们鼓励受试者按照自己的意愿进行选择。不过，实际上，我们对设计进行了有意的安排，使受试者仅有两种选择：基于目标的优先级（随着不同的测试而改变）做出回应，或基于某些与目标无关的稳定偏好（如最喜欢的颜色或形状）做出回应。在实际的实验中，“自由选择”只是一种幻觉，实验设计巧妙地限制了受试者能够做出的反应。虽然我们的实验看上去不够严谨，但它对受试者的反应明显进行了量化，并且具有极强的可复制性。事实证明，我们的认知投射范式是非常有用的，我们将在下文再次讨论这个范式。
注：在以行为者为中心的认知偏见任务中，受试者被要求观察上面的图形，然后从下面的两个图形中选一个自己最喜欢的图形。在认知偏见任务的真实条件下，受试者被要求观察上面的图形，然后从下面的图形中选一个与上面图形最相似（或最不同的）图形。受试者不知道的是，下面两个可供选择的图形中，总有一个与目标图形更相似。
图5.3 认知偏见任务
我们的受试者既包括健康的个体，也包括不同类型的脑损伤患者。额叶损伤患者会做出与健康人截然不同的反应。相比之下，大脑其他部位的损伤对该过程产生的影响微乎其微。我们又做了一遍实验，不过，这一次，我们用两种不同的方式来消除任务的不确定性。我们没有让受试者“选择自己最喜欢的图形”，而是让他们选择“与目标图形最相似的图形”，然后进行下一个实验，这次是选择“与目标图形最不同的图形”。在消除了不确定性的情况下，额叶损伤的影响消失了，脑损伤的受试者与健康的对照组的任务完成情况别无二致（见图5.4）。
注：在以行为者为中心的情况下，额叶损伤在认知偏见任务中会使受试者的表现发生显著变化。在认知偏见任务的两种真实情况下，额叶损伤不会对受试者的表现产生影响。对惯用右手的男性（A）和惯用右手的女性（B）来说都是如此。LFRM=左额叶损伤男性组，LPRM=左后损伤男性组，HCM=健康男性对照组，RPRM=右后损伤男性组，RFRM=右额叶损伤男性组，LFRF=左额叶损伤女性组，LPRF=左后损伤女性组，HCF=健康女性对照组，RPRF=右后损伤女性组，RFRF=右额叶损伤女性组。
图5.4 以行为者为中心的认知偏见任务与真实条件下的认知偏见任务的比较
通过fMRI也可以在正常的受试者身上观察到该效应。凯·福格莱及其同事所做的实验表明，在以行为者为中心的认知偏见任务中，前额叶被显著激活，但是在真实的认知偏见任务条件下，前额叶并未被激活（见图5.5）。
注：（A）基于偏好所选择的几何图形会导致前额叶与枕顶部位被激活。（B）基于感知错配所选择的几何图形仅会导致枕顶部位被激活，而不会导致前额叶被激活。
图5.5 用fMRI刻画的在以行为者为中心的任务（A）和真实的任务（B）中的大脑激活情况
我们的实验表明，在可以自由选择的情境中，额叶非常关键，这时由受试者决定如何诠释不确定的情境。一旦为受试者消除了情境中的不确定性，任务就被简化为对唯一可能的正确反应的计算，即便任务的其他方面都保持不变，额叶的信息输入也不起关键作用了。纽约大学的毕扬·佩萨兰及其同事已经证明，猴子的额叶与后皮质区域之间的互动在它进行自由选择时要比实施指令驱动的行为时更加显著。因此，额叶对本身不确定的、基于偏好的行为的指导作用不是人类特有的，额叶在广泛的类人猿物种中也发挥着关键作用。
在人类思维的所有方面，没有什么比意向性、意志力和自由意志更引人入胜的了。不过，只有在拥有多种选择时，人类思维的这些特质才能充分发挥作用。人类倾向于把他们认为最先进的一些思维能力当作独一无二的。哲学家和科学家有关意志力和意向性是人类专属特质的主张数不胜数。这种绝对的说法无法让严谨的神经生物学家信服。思维的上述特质更有可能是在进化过程中逐渐形成的，这种发展过程极有可能是指数式的。事实上，贾斯汀·伍德及其同事已经在多种非人类的灵长类物种身上发现了感知意向性的能力。有意思的是，这种能力在黑猩猩和旧大陆恒河猴的身上更强，而在更加原始的新大陆罗望子猴身上则不太强。我大胆地猜测我的宠物牛头獒布里特也有些许感知意向性的能力。另外，无论是黑猩猩还是猩猩，在社会认知测试方面的表现都无法与两岁半的孩子相媲美，即便它们和两岁半的孩子在关于应对物理世界的测试方面表现相当。因而，有理由认为感知意向性的能力，尤其是社会认知能力的发展是与额叶的发育同步的。进一步讨论一下比较神经生物学语境下的犬类，斑鬣狗展现出了极其明显的社会属性。经证实，它们的额叶是所有（四种）鬣狗中最大的。忽略以行为者为中心的适应性决策的不只是认知神经科学家。更糟糕的是，以行为者为中心的决策也被教育工作者忽略了。美国的整个教育体系都是建立在教授真实决策的基础上的。不仅美国如此，世界各地都是如此，至少在西方文化传统中是这样。我们根本不教学生如何进行有针对性的、适应性的决策。这些策略是由每个个体通过自己的认知发现，经过反复试错，以独特的方式习得的。对教育工作者和学院派的心理学家来说，设计明确的教学方法以教授以行为者为中心的问题的解决原则是最值得破解的难题。发展心理学也将焦点放在了真实决策上，对以行为者为中心的适应性决策的重大研究和发现几乎没有。
不过我们知道，在痴呆症早期，适应性决策能力比真实决策能力衰退得更早。我与曾经的博士后学生艾伦·克鲁格进行了一项研究。我们对比了不同阶段的阿尔茨海默型痴呆症患者在认知偏见任务中的表现的下降情况，以及在消除不确定性的真实情境中，他们的表现的下降情况。患病期间，患者在以行为者为中心的、基于偏好的任务中的表现要比在真实的、“相似性匹配”任务中衰退得更早。这体现在图5.6A和图5.6B中。
这一研究结论具有多重意义。它对阿尔茨海默型痴呆症不太容易导致额叶损伤的主流观点是一个挑战。大多数研究表明，阿尔茨海默病主要影响的是海马体和新皮质。传统观点认为，位于新皮质的顶叶非常容易受阿尔茨海默病的影响，额叶受到的影响则比较小。我们之所以会有这种根深蒂固的假设，或许是因为没能系统地认识到额叶功能障碍的早期认知症状其实是痴呆的早期症状。事实上，如果你仔细倾听痴呆症患者及其家人的讲述，你就会发现老年人在认知衰退的早期，明显变得拿不定主意、犹豫、越来越依赖其他人做决定，这种现象与记忆障碍和找不到用于表达的合适词语等症状一样普遍。不幸的是，以行为者为中心的决策能力的丧失作为额叶功能障碍的一个早期症状，往往被误诊为抑郁症或其他疾病，其在临床上的意义几乎完全被忽略了。这很可能会导致在为神经病理学研究选取大脑样本并建立大脑数据库的过程中存在系统性的取样偏差。取样偏差又会导致关于各种大脑结构对疾病的相对脆弱性的研究得出偏颇的结论。
注：以行为者为中心的决策能力在疾病初期已经有所下降（A），真实决策能力在疾病后期才开始下降（B）。
图5.6 阿尔茨海默型痴呆症患者以行为者为中心的决策与真实决策的对比
对临床医生、痴呆症研究人员和制药公司来说，寻找高灵敏度的痴呆症早期认知症状是他们面临的一个主要挑战。人们期待治疗痴呆症的新药问世，而且这一期待越来越有可能成为现实，因而找到能够测量新型认知向性药物效果的高灵敏度的工具就显得尤为重要了。以行为者为中心的决策能力非常容易受大脑疾病影响的特点对寻找痴呆症早期的认知症状和研发用于评估认知向性药物效果的高敏感度工具具有重要的启发意义。
研究人员发现，在其他疾病中也有以行为者为中心的决策能力的丧失，但真实决策能力却是完好无损的。安东尼奥·贝尔德霍及其同事在西班牙进行了一项大型研究，在参加认知偏见任务和艾奥瓦博弈任务的一组药物成瘾者身上发现了类似的情形。因此，以行为者为中心的任务在诊断效果方面的优势体现在多个临床人群中。
我在《智慧大脑》一书中写道，真实的认知是描述性的，以行为者为中心的认知是规范性的。我认为这是一个非常重要的区别，与语义性知识和情节性知识的差别以及程序性知识和陈述性知识的差别是一样的。由于复杂的认知结构可以根据神经解剖结构进行映射，描述性认知大都对应于左右半脑的后部，而规范性认知大都对应于额叶（见图5.7）。为了充分理解额叶的功能，必须设计新一代的认知范式，用来研究非真实的规范性认知。认知神经科学领域已经越来越多地采用这种范式，但这种范式还没能被神经心理学的诊断测试所采用。有趣的是，描述性认知和规范性认知的差异及其各自与后皮质或额叶的联系也反映在计算神经科学中。兰德尔·欧·莱利建立了用以分析额叶与后皮质差异的神经网络模型，并提出额叶具有数值计算的某些特征，后皮质具有模拟计算的某些特征。他还指出，后皮质的功能主要基于赫布式学习（受外部世界特征的驱动），而额叶的功能主要基于一种类似幕布的机制（受目标的内部表征驱动）。虽然不清楚这个比喻的适用范围到底有多广，准确度到底有多高，但是毫无疑问，这是一个非常吸引人的比喻，非常具有启发意义。赫布式学习是由学习者所处环境的特征驱动的，它在将自身呈现给个人的同时反映了外部世界的特征。相反，反向传播学习受任务的驱动，是一个主动的过程。
图5.7 以行为者为中心（规范性）认知的皮质范围（深色阴影）和真实（描述性）认知的皮质范围（浅色阴影）
以行为者为中心的问题与意向性问题密切相关。与意向性相关的严谨的神经科学研究仍然极为稀缺。近期，哈克瓦·刘及其同事所做的研究脱颖而出。他们想要通过对自主行为的fMRI研究掌握将意图带入意识焦点（注意“意图”）的动态神经解剖学。不出所料，大脑中的辅助区和顶叶区受到手部移动这一行为的影响而被激活。除此之外，右背侧前额叶区域也被激活。探究前额叶区域的激活是否普遍存在于与意向性有关的各种不同任务中（因而是一个与意向性有关的不变成分，不因具体的任务要求发生改变），是一个非常有意思的课题。同样有趣的是，观察右半脑是否一直具有偏侧优势，或者它与对任务的熟悉程度之间是否存在一种函数关系，偏侧优势最终是否会从右半脑转移到左半脑。
在我写作本书时，大多数认知神经科学家已经将工作记忆这一概念视作理解额叶功能的关键。但是，由于没有考虑到以行为者为中心的决策以及在本章探讨过的其他问题，对工作记忆的认知学定义的精准度颇让人担忧。一些研究人员试图通过将工作记忆定义成一种依赖额叶的记忆形式，从而提高工作记忆定义的精准度。但这是一种循环逻辑。认知的诸多方面都取决于额叶。如果你给工作记忆下的定义无法独立于神经解剖学，那么你如何知道诸多依赖额叶的心理操作中的哪一个才是“工作记忆”呢？临床神经科学领域越来越意识到执行缺陷对包括痴呆症和外伤性脑损伤在内的一系列障碍的关键影响。因而，研究人员对研发解决上述问题的干预工具（采用认知训练软件和药物学的形式）越来越感兴趣。但是，要想治疗一种疾病，就得知道究竟应当测量并影响哪一个变量。不同于与执行功能相关的研究文献给人的一般印象，所有接触过“执行功能障碍”的脑损伤患者的研究人员都知道，这些患者的主要问题不是标准的模糊定义下的“工作记忆”，而是在约束比较少的情境中缺乏判断力和决断力。临床实践和临床研究往往不会对其进行评估，这并不是因为它在研究人员的眼中不重要，只是因为我们没有实现它的有效工具。
我坚信，临床上对执行缺陷的任何有意义的、有效的诊断或疗法都主要取决于能否记录并影响患者做出以行为者为中心的正确决策的能力。为了实现这一目标，神经心理学必须设计出测量上述能力的严谨的方法。不然的话，无论是帮助患者还是理解这个基础的神经认知过程，我们都努力错了方向。
我们已经探讨过，额叶损伤非常有可能对规范性的决策造成影响。不管病因是什么，额叶损伤患者普遍掌握了关于预期行为的相对粗浅的修辞性知识，但他们将这些知识充分运用到实际行为中的能力受到了严重的损伤。亚历山大·卢里亚通过一个简单的操作就引发了患者身上的这种差异：患者被要求做与实验人员相反的事情。“当我举起手指时，请你举起拳头；当我举起拳头时，请你举起手指。”通常，额叶损伤患者虽然清楚地记得正确的指令，但仍然会模仿实验人员的行为。我们在《执行控制组》一书中设计了正规的实验并在几年前发表。正是由于患者有粗浅的知识但缺乏用这些知识指导行为的能力，假设的“道德困境”情境对额叶损伤患者的元认知研究的作用非常有限。虽然为研究知识和行为之间的关系而设计的标准临床诊断程序非常有限，但所有有经验的临床医生都知道，在包括痴呆症在内的一系列情形下，患者的自主决策能力都非常脆弱。对描述性认知和规范性认知之间差异的进一步理解和认识具有深远的社会影响，其广度和深度已经超出了狭义上的临床神经心理学。2002年美国最高法院对智力迟钝者的死刑意见就是该问题在法律领域的延伸。美国最高法院做出了不支持以上惩罚的裁决，这表明，美国最高法院承认这样一个事实，即虽然认知受损的个人可能粗浅地了解什么是社会可以接受的行为，但他可能缺乏将这些知识运用到实际行为中的能力。