神经科学的哲学（一）

在过去的四十年中，科学哲学已越来越“当地”。 担忧从科学实践的一般特征转换为特定于特定学科的概念，问题和谜题。 神经科学的哲学是一种自然结果。 这个新兴地区也被神经科学本身的显着增长刺激。 认知和计算神经科学继续直接侵占传统上在人文学科的问题，包括意识，行动，知识和正规性的性质。 使用动物模型的细胞，分子和行为神经科学越来越侵占认知神经科学的域。 关于脑结构和功能的经验发现表明，“自然主义”计划可能会详细发展的方式，超出了他们支持的抽象哲学考虑因素。

文献从“神经科学的神经科学哲学”杰出了二十年。 前者涉及神经科学内的基础问题。 后者涉及神经科学概念对传统哲学问题的应用。 探索神经科学理论中使用的各种代表的概念是前者的一个例子。 检查神经系统综合征对统一自我概念的影响是后者的一个例子。 在此条目，我们将进一步发展这种区别，并讨论两者的例子。 正如在领域的历史中发生的那样，这两个领域的工作都在下面的所有部分都分散。 在整个过程中，我们将尝试指定哪个地区的地标工作落入，当这个位置不明显时。

关于神经科学哲学或神经嗜睡症的一个令人兴奋的方面是惊喜的持续元素。 这两个领域都依赖于神经科学的发展，并且一个人根本没有透明地在那种令人难以置信的快速移动科学中脱落的东西。 去年的投机小说是今年的科学现实。 但这个功能使得一次半十年更新难以管理的百科全书进入。 科学细节哲学家在过去的更新中反映了现在可以读取的日期。 然而，人们也想捕获正在进行的领域的一些历史。 我们对此困境的解决方案一直是为了保持以前的讨论，以反映这种历史，而是增加最近的科学和哲学更新，而不仅仅是在以后增加了此条目的的部分，而且通过早期的讨论。 它并不总是一个完美的解决方案，但它确实保留了神经科学哲学的历史，而这些哲学领域的科学持续进步依赖于科学的持续进步。

1.神经嗜睡症前后

2.消除唯物主义和哲学神经化

3.神经科学和心理学

4.意识解释说？

5.定位认知功能：从病变研究到功能性神经影像学

6.共同进化研究意识形态的结果：哲学强调认知和计算神经科学

7.神经科学哲学的发展

8.二十一世纪二十年的发展

参考书目

学术工具

其他互联网资源

相关条目

1.神经嗜睡症前后

从历史上看，神经科学发现对唯物主义哲学的细节产生了很小的影响。 过去半个世纪的“神经科学米利乌”使哲学家更加难以采用实质性的二元论。 但即使是“类型类型”或“中央状态”的身份理论也在20世纪50年代后期（1956年末;智能1959年的地方）提出了少数新出现神经科学的实际细节。 回想一下精神音识别的最佳例子：“疼痛与C-纤维射击相同”。 “C-FIBERS”结果与疼痛传输的单个方面有关（Hardcastle 1997）。 早期身份理论家没有强调精神神经标识假设。 他们的“神经”术语是从未来神经科学的概念的占位符。 他们的争论和动机是哲学的，即使该计划的最终理由被认为是经验的。

早期身份理论家为忽略科学细节提供的道歉是当时的神经科学过于鼻咽，无法提供任何合理的身份。 但潜在的身份正在进步。 据报道，David Hubel和Torsten Wiesel的（1962）据报道了视觉神经元的接受田间特性的电生理学示范。 使用它们的技术，神经生理学家开始在视觉皮层中发现神经元响应着视觉刺激的越来越抽象的特征：从边缘到脸部和手的性质的运动方向。 更值得注意的是，唐纳德Hebb早些时候发表了十多年的行为组织（1949年）。 他在神经机制和解剖电路方面提供了对心理现象的详细解释。 他的心理解放包括感知，学习，记忆，甚至情绪障碍的特征。 他为这些解释提供为潜在的身份。 （请参阅1949年的介绍）。 在当时记下一些可用的神经科学细节的一个哲学家是芭芭拉·冯·克莱因（冯·穆克特克莱林1975）。 她讨论了触摸和压力的感觉的身份理论，并纳入了当时的主题编码的主体编码，强度，持续时间和由Mountcastle，Libet和jasper理论化的主体。 然而，她是一个耀眼的例外。 哲学朋友和早期身份理论的奇妙的朋友和敌人的哲学朋友忽略了和大型的，可用的神经科学。

在20世纪70年代，哲学对神经科学细节的哲学漠不关心与功能主义的兴起和突出。 功能主义者最喜欢的论点是基于多种可实现性：可以在各种各样的物理类型中实现给定的心理状态或事件（Putnam 1967; FODOR 1974）。 因此，详细了解一种实现一种实现物理系统（例如，大脑）将不会阐明光线的基本性。 因此，心理学从其一个可能的物理成像之一的任何科学都是自主的（参见这条百科全书中的多种可实现性的条目）。 而不是神经科学，科学思想的哲学家，受到功能主义的影响，寻求认知心理学和人工智能的证据和灵感。 这些学科摘要远离潜在的物理机制，并强调“信息承载”属性和代表能力（Haugeland 1985）。 然而，同时，神经科学直接阐述了认知，特别是学习和记忆。 例如，Eric Kandel（1976）提出了管理变送器释放率作为简单形式的联想学习的细胞生物学解释的突触前机制。 与Robert Hawkins（Hawkins and Kandel 1984）展示了联想学习（例如，阻断，二阶调节，超越）的Cognitivist的方面如何通过序列和组合来解释细胞 - 生物学和组合这些基本形式在较高的神经解剖中实施。 在突触后侧工作，神经科学家开始解开长期增强（LTP; Bliss和Lomo 1973）的细胞机制。 生理心理学家很快注意到各种形式的学习和记忆的解释性潜力。[1] 然而，很少有“唯物主义”哲学家们都有注意力。 他们为什么要么？ 大多数是相信的功能主义者。 他们认为“实施级别”细节对临床医生可能很重要，但与理论主义者无关。

Patricia Churchland的神经科学（1986年）出版了哲学家对神经科学兴趣的一个重大转折点。 教堂（Patricia和Paul）对倡导消除唯物主义（见下一节）已经臭名昭着。 在她（1986年）书中，教堂蒸馏除来过去十年的争论，统一科学哲学的哲学，并在五章介绍了神经科学和70页的章节之间的哲学。论脑功能的三个当前理论。 她对她的意图毫无讨厌。 她正在向哲学家介绍神经科学家和神经科学的哲学。 她坚持没有任何东西可以更明显，而不是经验事实关于大脑如何在思想哲学中担心的关注的相关性。 这项跨学科方法的术语是“共同进化”（从生物学借来）。 此方法从问题上方或低于问题的理论层次中的任何位置寻求资源和想法。 教堂坚持像奎风和卖方一样站在哲学家的肩膀上，坚持说明神经科学结束和科学哲学开始的观点是无望的，因为边界定义不足。 由于它们所看到的，神经疱疹器将从两个学科中选择并选择资源。

三个主题占主导地位的教堂的哲学讨论：开发逻辑经证减少逻辑经验主义理论的替代方案; 基于主观性和感官Quenia响应财产 - 二元论; 并响应反还原师的多种可实现性论点。 在墓地的书出现后，这些项目仍然是NeurophiloSophy的核心核心。 John Bickle（1998）延长了Clifford Hooker（1981A，B，C）的主要洞察经验证的际际思想理论。 他使用从科学哲学结构主义计划（Balzer，Moulines和Sneed 1987）的结构主义计划改编的理论结构的理论结构的模型理论结构量化了关键概念。 他还提出了一种明确的争论，以从特定情况下获得学术结数的性质，从特定情况下获得的本质结论（跨理论身份，修订或消除）。 例如，常规结束了，可见光，光学器件的理论信用，是指定波长内的电磁辐射，电磁理论有一个 在这种情况下，横向理论的本体本体。 它也是常规的，得出结论，抑制不存在：消除来自我们科学本体论的一种。 毕基利用结构主义结果激发的“互理近似”的半正式叙述，在特定情况下阐述了减少关系的性质。

Paul Churchland（1996）对遭受意识经验和感官Qualia的不可结构的攻击攻击。 他认为，获取一些对现有感官神经科学的知识增加了一个人的“想象”或“想象”一种综合神经生物学解释的能力。 他使用基于光学和电磁史的特征富有想象的思想实验来辩护了这一结论。

最后，对多种可实现性论证的批评蓬勃发展 - 并受到挑战 - 当今的挑战。 虽然多种可实现性论证仍然有影响力，但它不再指挥它曾经遇到的近乎普遍接受。 似乎基于神经科学细节的多种可实现性参数的回复。 例如，William Bechtel和Jennifer Mundale（1999）争辩说神经科学家在大脑映射研究中使用心理标准。 这一事实削弱了心理类型繁殖的可能性（对于最近的发展审查，请参阅此百科全书中的多种可实现性的条目）。

2.消除唯物主义和哲学神经化

剥夺唯物主义（EM），以保罗和Patricia Churchland最积极地倡导的形式，是两个索赔的结合。 首先，我们的常识“信仰 - 欲望”精神事件和流程的观念，我们的“民间心理学”是一种虚假和误导的人类行为原因的叙述。 其次，与民间理论和科学史上的其他虚假概念框架一样，它将被替换，而不是平稳地减少或纳入未来的神经科学。 教堂的特征在于民间心理学，因为普通家庭的集合（大多是隐含地）调用的普通家庭以解释人类行为。 你问为什么Marica今晚没有陪伴我。 我回答我们的孙子需要坐着。 你同情地点头了。 你了解我的解释，因为你与我分享了一个涉及对照顾孙子的信仰的概念，希望帮助女儿和花时间与孙子在享受夜晚，等等。 这只是关于默认潜在修订的人类行为的原因的巨大习惯之一。 虽然这个例子只涉及信仰和欲望，但民间心理学在其解释性的Nexus中载有一个广泛的命题态度：希望，意图，恐惧，想象力等等。 热门预测，未来，真正的科学心理学或神经科学最终将避免所有这些，并用不可递送的状态和神经认知的动态替换它们。

EM是一种传统哲学意义的物理主义者。 它假定一些未来的大脑科学将最终是（人类）行为的正确叙述。 从我们的神经科学本体论预测未来的民间心理学拒绝是消除的。 EM支持者经常使用科学类比（Feyerabend 1963; Paul Churchland，1981）。 在元素化学中表征的氧化反应与脂肪释放释放没有相似之处。 即使是两个过程的“方向”也不同。 当据说物体烧伤（或生锈）时，据说含氧量被遗失了氧气。 这种理论变化的结果是消除了我们科学本体论的脓疱。 没有这样的东西。 出于同样的原因，根据EM的说法，神经科学的持续发展将揭示与常识为特征的信仰，欲望和其余命题态度的其他事项。

在这里，我们只关注神经科学结果为EM的论点塑造了争论的方式。 令人惊讶的是，只有一个争论受到强烈影响。 （民间心理学的大多数争论是民间心理学的解释性理论。）这个论点是基于认知和计算神经科学的发展，这可能会为民间心理概括隐含的陈述和计算提供真正的替代品。 许多消除唯物主义者假设民间心理学致力于对其模仿逻辑推论的内容（Paul Churchlent 1981; Stich 1983; Patricia Churchland 1986）的主题陈述和计算。[2] 尽管发现这种观点的替代方案一直是消费主义者目标，但一些消除主义者认为神经科学仅在过去三十年中只开始提供这种替代品。 通过向量空间的点和轨迹，作为生物和人工神经网络中的突触事件和神经活动模式的解释是这种替代方案的关键特征。 这些认知代表和转型的这些概念的差异以及民间心理学的命题态度，为他们的一个争论（Paul Churchland 1987）提供了一个争论的基础。 然而，这个论点对那些没有认知和计算神经科学的背景是不透明的，因此我们提供了一些细节。 通过这些细节到位，我们将为EM返回此论点（下文五段）。

在一级分析中，神经网络，生物或人工的基本计算元素是神经细胞，或神经元。 在数学上，神经元可以表示为简单的计算设备，将输入转换为输出。 输入和输出都反映了生物变量。 为了我们的讨论，我们假设神经元输入是轴突中的轴突中的动作电位（神经元“钉”）的频率，其终端分支在所讨论的神经元上的突触，而神经元输出是在处理输入之后在其轴突中产生的动作电位频率。 因此，神经元从而计算其总输入，通常在数学上作为产品强度的产量沿着该线上的每个输入线倍率处理。 然后，它基于其总输入和当前激活状态计算新的激活状态，以及基于其新的激活值的新输出状态。 Neuron的输出状态作为其轴突突触的任何神经元的信号强度传输。 输出状态系统地反映了神经元的新激活状态。[3]

以这种方式分析，生物和人工神经网络的自然被解释为矢量与矢量变压器。 输入向量由从外部（例如，来自感官换能器或其他神经网络）的网络神经元的轴突中的轴突中的活动模式反映的值。 输出矢量包括反映在网络的神经元中产生的活动模式的值组成，该神经元在超出网络（例如，电机效果或其他神经网络中）。 鉴于每个神经元的活性部分依赖于它们的总输入，其总输入部分依赖于突触权重（例如，突触前受体的突触前神经递质释放率，数量和疗效，突触裂缝中的酶），生物网络改变其突触重量的能力使它们成为塑料矢量与矢量变压器。 原则上，具有塑料突触的生物网络可以实现其组成允许（输入单元，输出单元，处理层，复发性，交叉连接等）的任何向量转向矢量变换（在Paul Churchland，1987中讨论）主要科学文学）。

小脑的解剖组织

图1。

小脑的解剖组织提供了一个可用于这种计算解释的网络的清晰示例。 考虑图1.小脑是对脑干的球根卷曲结构背部。 各种研究（行为，神经心理学，单细胞电生理学）致力于电动机集成和精细电机协调中的这种结构。 来自小脑颗粒细胞外部小脑凝聚细胞外的神经元的苔藓纤维（轴突），其又将突出到平行纤维。 穿过苔藓纤维集合的活动模式（每个光纤中的每个时间单位的动作电位频率突出到小脑中）提供输入矢量的值。 平行纤维在树枝状树木和细胞体的小树枝状树木和细胞体上进行多个突触。 每个Pulkinje神经元“总和”其后突触后潜在（PSP）并在其总输入和先前的激活状态下基于其轴突（部分）发出动作火车。 浦本轴突口在小脑外面的项目。 因此，网络的输出矢量是表示在每个Purekinje轴突中产生的活动模式的有序值。 对平行纤维的个体突触的效果和Purikinje神经元的改变改变了Purkinje轴突中所产生的PSP，产生不同的轴突尖峰频率。 计算地，这量到不同的输出矢量到相同的输入活动模式可塑性。[4]

突触重量错误空间

图2。

这种解释将动态系统的有用的数学资源放入计算神经科学家的手中。 矢量空间是一个例子。 然后可以在网络中突触权重的变化和随后减少网络输出中的误差来效果效果果断。 （这种学习方法返回1949年的Hebb，尽管矢量空间解释不是HebB账户的一部分。）此帐户的有用表示使用突触权重空间。 一个维度表示网络输出到给定任务的全局错误，并且所有其他维度代表网络中各个突触的权重值。 考虑图2.此多维状态空间中的点表示与网络中的每个可能的突触权重集合相关的全局性能误差。 随着权重随着每个性能而改变，根据生物学启发的学习算法，网络性能的全局误差不断降低。 与输入向量的期望的输出矢量相比，通过每个训练集的改变跨越网络的突触权重减少了网络输出矢量的总误差。 学习表示为突触重量改变与空间中的误差维度（Churchland和Sejnowski 1992）的误差维度相关。 表示（概念）可以被描绘为多维向量空间中的分区。 一个例子是神经元激活矢量空间。 参见图3.这种空间的图表包含网络中每个神经元的激活值的一个维度（或网络的神经元的某些特定子集，例如特定层中的那些）。 该空间中的一个点代表了网络中所有神经元中的一种可能的活动模式。 由输入向量生成的活动模式，网络已经学习为组将聚集在活动传染媒介空间中的（超高）点或子v上集群。 足够类似于该组的任何输入模式将产生符合该点或子覆的几何接近的活动模式。 Paul Churchland（1989）认为，这种网络活动的解释为二十世纪后期的认知心理学发生的概念的原型理论提供了定量，神经启发的基础。

神经元激活矢量空间

图3。

利用这种理论发展，并在神经纤维学的领域，Paul Churchland（1987年，1989年）为EM提供了一部小说，神经透明度激励的论点。 根据刚刚草图的神经网络的解释，活动向量是核心类型的核心类型，矢量与矢量变换是大脑中的核心计算。 这种对比与民间心理学假定的命题表示和逻辑/语义计算形成鲜明对比。 矢量内容是一个有序的实数，是陌生的，是常识的陌生和外星人。 这种跨理论概念差异至少与氧化和铅孔概念之间的概念或动力学和热流体热概念之间。 由于秘密关系的理论和更换它们的理论，从我们的科学本体学中取消了两种“游行”的种类的例子。 民间心理与新兴认知神经科学的结构和动态差异表明，与后者附属的理论同样将取代与前者附属的理论。 但是，这一索赔是基于预测的跨理论关系的消除主义论点的主要前提。 随着神经网络的崛起和并联分布式处理，与民间 - 心理解释论的间歇性对比不再只是消除者的未来希望。 计算和认知神经科学正在为认知提供替代运动学，为民间心理学的命题态度或逻辑计算提供的结构类似物，而不是所谓的内容。

当然，这种神经网络解释的传染媒介空间替代方案是民间心理学的外星人。 但他们是辩护吗？ 即使民间心理姿势的命题内容在认知和计算神经科学的一个理论发展中发现没有类似物（这是三十年前的热点），人们可能还有其他关于民间心理学的认知方面。 在科学的现实主义中，告知早期神经嗜睡症，得出结论是，跨理论身份索赔是真实的（例如，民间心理状态F与神经状态相同）或者消除主义者索赔是真的（没有这样的话民间心理态F）取决于隶属于课程所属理论之间获得的性质（Hooker 1981a，B，C; 1986年Churchland; Bickle，1998）。 但是，跨地学账户的潜在账户也认识到可能减少的频谱，通过“显着无视”来“极其不诚实”来“极其颠簸”。[5] 可能对“矢量”计算神经科学的民间心理学的减少占据了一些中间地面，占据了“光滑”和“颠簸”的跨理论减少终点，因此建议了“无需”结论？ 经典平衡热力学对统计力学的减少提供了这里的潜在类比。 John Bickle（1992年，1998年，第6章）就经验理由表示，这种结果可能。