《European Journal of Neuroscience》:How to Foster Challenging Interdisciplinary Collaborations: Can Philosophy Support Neuroscientists?
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研究人员论证,跨学科互动长期以来一直是神经科学的一部分,尽管这些互动往往具有挑战性,因为神经科学家可能面对与其自身不同的概念、假设和解释视野,从而导致误解和缺乏相互欣赏。研究人员利用脑成像技术的历史发展,区分了不同类型的跨学科互动,并阐释了其中的一些益处。此外
研究人员论证,跨学科互动长期以来一直是神经科学的一部分,尽管这些互动往往具有挑战性,因为神经科学家可能面对与其自身不同的概念、假设和解释视野,从而导致误解和缺乏相互欣赏。研究人员利用脑成像技术的历史发展,区分了不同类型的跨学科互动,并阐释了其中的一些益处。此外,研究人员提出了传统实验室型方法、临床神经科学、计算神经科学或生态野外方法之间界面上的各种合作挑战。为应对这些挑战,研究人员邀请神经科学家将哲学家视为具有互补专长的合作伙伴,这种专长包括对语言使用的特殊关注、对潜在假设的考量以及概念分析(Conceptual Analysis)方面的能力。神经科学家可以利用这种专长来增进理解,并更有效地应对跨学科互动中的一些困难。这些互动的预期收益将超过与哲学家对话中的挑战。重要的是,神经科学家可以选择阅读哲学文献、参与与哲学家的联合活动,或将哲学家整合到神经科学项目中。这可能使神经科学家能够探索意想不到的机遇,以改善或发起与其他领域和学科科学家的合作。
该论文系统探讨了神经科学中的跨学科合作挑战,并论证哲学家可作为有价值的合作伙伴以促成此类合作。
**1 引言**
近年来,技术与概念的进步改变了神经科学的格局,扩展了可研究问题的范围,增加了方法论多样性。然而,神经科学家在实践中常需与来自不同传统、具有不同研究问题、基本假设、方法论和解释视野的合作者打交道。"跨学科性"(Interdisciplinarity)一词本身含义模糊,尽管机构大力提倡,实际合作中却常出现误解、沟通困难和有限的真实协作。论文提出,当代神经科学的许多研究问题需要多视角观点和不同描述层次的整合,因此受益于跨学科交流与合作,而哲学家可作为有益的合作伙伴。
**2 神经科学中跨学科性的不同形式**
**2.1 跨学科性的描述**
研究人员将"跨学科合作"界定为超越单纯服务提供的、涉及不同领域或学科学者共同参与的项目或协作活动。此类合作由对技术应用或研究问题的共同兴趣驱动,或通过不同领域间的相互交流与交换来更好地理解复杂现象。跨学科性的区分特征在于持续性积极互动与方法的互补性,这与多学科(Multidisciplinary)和跨学科(Transdisciplinary)方法形成对照。
**2.2 跨学科性的不同形式**
**2.2.1 方法论跨学科性(Methodological Interdisciplinarity)**
以磁共振成像(MRI)从核磁共振技术的发展为例,物理学家、化学家、工程师和医师的合作将分析化学中的技术重新用于医学诊断和研究。功能性磁共振成像(fMRI)的建立则是工程师、放射学家和认知心理学家共同努力的结果。这种跨学科形式旨在为新目的逐步开发方法,通常需要开发者与使用者之间的互动。
**2.2.2 经验性跨学科性(Empirical Interdisciplinarity)**
fMRI技术的进步促进了神经科学家与认知科学家之间的互动,双方共同研究脑活动与心理过程的相关性。这种跨学科形式通过整合和关联不同类型的因素或层次来获得更深入的洞察,实现对现象的更广泛考量。
**2.2.3 概念性跨学科性(Conceptual Interdisciplinarity)**
成像技术的进步伴随着概念框架的变化,包括跨学科和领域间概念、模型或理论的比较。例如,将自发低频波动重新解释为"背景活动"而非"噪声",促成了静息态fMRI对大脑功能连接的系统研究。这种跨学科形式能够挑战或修正既有范畴、概念及其关系。
**2.3 fMRI研究人类认知能力的共同跨学科贡献**
**2.3.1 澄清不同描述层次上局部与全局脑活动的关系**
关于认知功能在脑中的定位问题,存在定位主义(Localizationism)与等势性(Equipotentiality)/整体主义(Holism)之间的长期争论。fMRI早期结果似乎支持定位主义,但逐渐有证据表明广泛脑网络激活的高度相关性。来自认知科学和计算科学的输入推动了对信息处理是模块化还是并行分布过程的讨论,以及功能整合与功能特化的概念发展。
**2.3.2 在体(In Vivo)脑成像结果的解释**
关于fMRI通过血氧水平依赖(BOLD)信号获得的测量与脑活动图像之间的关系,早期关于神经活动与脑血流、葡萄糖代谢关系的讨论为理解这一关系奠定了基础。电生理学家的贡献揭示了BOLD信号与电生理活动之间并非线性关系,推动了区分神经与血管效应的高级方法的发展,以及对fMRI测量统计和概念层面的改进。
**2.3.3 跨学科合作对fMRI测量的影响**
上述批评虽然曾导致对fMRI测量进步性的怀疑,但最终促使神经科学家更清晰地定义问题、更具体地使用fMRI区分替代模型。类似合作也发生在当代神经科学中,如受激发射损耗(STED)显微镜、单细胞测序、先进脑成像技术、先进多电极记录和先进质谱分析等领域。
**3 当今神经科学中跨学科交流的困难作为合作的障碍**
**3.1 神经科学中跨学科合作的问题**
借鉴Lélé和Norgaard的框架,论文概括了四个主要挑战:与特定研究相关的价值观差异;研究同一现象时的理论或解释模型差异(包括潜含假设);认识论差异(包括方法、充分证明的概念等基本假设);以及源自社会与学术界互动方式的外部差异。
这些挑战多与研究传统中的概念、假设和解释相关。不同研究传统对应不同的"认识论文化"(Epistemic Cultures),涉及知识生产、验证和共享的不同方式。 prolonged社会分离导致语言使用的差异,进而造成跨学科交流困难。例如,"脑活动"(brain activity)一词在不同领域中可能指代谢活动或信息处理。
**3.2 神经科学中复杂的领域间关系实例**
**3.2.1 实验室型研究、生态野外方法与临床神经科学之间的挑战性关系**
实验室型研究通过降低复杂性和变异性来追求高内部效度,但可能忽视向不同条件人群推广的问题。生态野外方法强调在自然环境中研究有机体行为和脑过程,关注生态相关环境的调节作用,但受限于研究对象的变异性和缺乏内部控制。临床神经科学则关注病理生理过程和患者护理改进,面临从模型生物或小样本向一般人群推广的挑战,以及个体差异与标准化治疗之间的张力。
**3.2.2 生物取向与计算神经科学家之间因不同概念和研究层次而复杂化的关系**
计算神经科学起源于信息学和计算理论的发展,优先关注信号和信息处理层次,基于脑与计算机功能相似性的理念。这与生物取向神经科学形成对照,后者强调神经活动的物质基础、其他信号分子(如神经肽)的调节作用,以及其他细胞类型(如星形胶质细胞)对复杂信号活动的贡献。
计算神经科学家有时将算法、数学过程和计算预测结果视为在神经元或脑回路中实现,这与生物神经科学的框架不易调和。双方可能在描述的首要层次、主要研究问题或研究对象的恰当描述方面存在分歧——是关注作为物质基础产生这些活动的脑,还是关注具有内部逻辑和边界条件的神经元网络活动层次。
**3.2.3 中间结论**
跨学科合作可能比预期更复杂,尤其是当参与科学家属于不同研究传统时。增强对学科特征的理解、提高对术语和概念模糊性的意识,有助于减少沟通障碍、增加对其他领域方法的欣赏,并缓解合作中的问题。
**4 与哲学家的更紧密合作可改善神经科学中的跨学科型合作**
哲学家因其训练而具备分析论证、概念和语言使用的一般能力,科学哲学家则掌握关于科学实践中常用概念和论证的信息。哲学子领域如生物学哲学和神经科学哲学从不同视角和假设出发,处理与神经科学相似的主题。
论文提出哲学家的四类贡献类型:其一,通过Bennett和Hacker的工作所示,分析术语使用与意义之间的关系,解决术语不准确和概念不一致问题;其二,关注不同社会群体(如神经科学领域)之间的语言使用差异,包括同词异义、异词近义以及"边界对象"(Boundary Objects)现象;其三,识别术语使用中的不一致性,反映术语与潜含概念之间关系的不清晰,如对"表征"(Representation)、"编码"(Code)、"计算"(Computation)或"模式生物"(Model Organisms)等术语的不同使用形式;其四,在元层次上支持解决领域和学科间术语和语言使用的差异,发展促进跨学科合作的一般策略,如探索某种通用语(Lingua Franca)或"中介语言"的可能性,以及处理论证中的问题。
**5 神经科学家与哲学家合作的不同形式**
**5.1 哲学家支持跨学科合作的不同方式**
哲学家可在跨学科合作的不同阶段发挥作用:准备阶段帮助科学家明确其贡献、识别模糊术语、明确论证;实验规划阶段提高对方法论和概念偏见的认识、促进互补方法的优势;执行和解释阶段支持讨论结果、促进沟通、追溯分歧至基础假设或优先级的差异。
**5.2 神经科学家与哲学家互动的不同方式**
**5.2.1 应用于神经科学的科学哲学(Philosophy of Science Applied to Neuroscience)**
神经科学家通过阅读哲学文献获取哲学家的知识,无需直接交流。现代科学哲学提供对科学实践的详细分析,从哲学角度反思神经科学中使用的模型和解释。
**5.2.2 为神经科学家的哲学(Philosophy for Neuroscientists)**
神经科学家与哲学家围绕共同兴趣的话题或研究问题进行直接交流,如通过讲座或跨学科交流活动。哲学家可明确科学假设和术语,提出跨学科使用时的更好表述方式,并指明良好科学方法的标准。
**5.2.3 神经科学中的哲学(Philosophy in Neuroscience)**
哲学家直接参与神经科学研究项目,持续参与并作出自己的主题贡献,或促进神经科学家的跨学科互动。这种形式避免了哲学与科学之间单纯的单向关系,可实现更深入的互惠合作。
**5.3 通过哲学洞见弥合科学领域或学科**
以临床神经科学家与生物取向神经科学家在遗传性脑疾病研究中使用模式生物(MO)的分歧为例,说明哲学家如何促进合作:识别"模式生物"使用的概念差异;追溯分歧至研究传统的差异;明确不同领域对内部效度和外部效度的不同侧重;帮助设计满足各方期望的实验方案。
**6 展望**
论文总结指出,跨学科合作一直是神经科学中许多创新和洞见的基础,缺乏跨学科性将产生知识孤岛,限制不同方法对发现稳健性的增强作用。研究传统差异、有限接触可导致各种挑战。哲学家虽不能解决所有问题,但其特定技能和方法可使其成为有价值合作伙伴。可通过在神经科学课程中重新引入或加强科学哲学课程、以及为神经科学和哲学会议中的跨学科环节提供特定资助机会来实现与哲学家的更多互动。