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认知科学视角下,男性和女性的大脑是否存在差异?


来源:澎湃新闻网

不少研究显示,尽管男性和女性在处理空间记忆、算数等各色各样的认知任务时表现在神经成像中的活跃区域都不同,但两者在具体问题中认知能力表现上并没有差异。

不久前,一封谷歌的内部信惊起了一场波澜。在这封内部信中,谷歌员工James Damore宣称由于男性和女性的生物差别,女性不适合在技术领域或者领导岗位上就职。随后,James Damore被谷歌开除。

生物差别这个概念本身可以有很多种解读,在谷歌内部信这个特定案例中,争议的焦点显然是男性和女性的大脑是否存在差异。事实上,这个问题在认知科学界尚无定论,研究者们对此众说纷纭。在下文中,我想讨论三个问题。第一,由于涉及到概念和方法论的问题,实际上我们很难解读具体的实验数据;第二,越来越多高质量实验数据似乎显示男性和女性在认知上没有明显的差异;第三,即使最后证实了男女性之间的差异,我们也不应该简单地在技术领域或者领导岗位上排斥女性。

首先,让我们说说概念和方法论上的问题。 

一种对生物差别常见的解读是指生物之间的永久差别。但是,由于人脑总是处在不断变化中以更好地适应所处的环境,我们很难讨论人脑永久不变的差别。人脑有着超乎想象的可塑性,可以根据各类环境因素作出反应。一份针对43名在学习语言前脑部语言区域就不幸受损的儿童的研究显示,尽管他们的语言发展远远慢于正常儿童,但是几年后,他们就追上了正常儿童,到约5岁的时候,他们的表现就和常人大致无异了。另一项对伦敦司机的研究也发现,当伦敦出租车司机逐步完成必要的训练并且开始上路运营,他们的海马体中和空间记忆相关的部分开始逐渐变大,占据了越来越多的体积。而运营固定线路、不需要记忆道路的公交车司机则没有这样的变化。

那么,男性和女性的大脑有没有由基因决定的、先天的差别?在认知科学中,把先天和后天分割开来讨论的做法尽管仍有少数拥护者,但早就不流行了。因为人类几乎所有的性状都是由基因、外成因素和各种环境因素共同决定的。在极少数的情况下,少数几个基因确实能几乎是决定性地影响人类的性状,但在大脑认知方面,我们的认知功能主要是由各种各样因素共同决定的。

如果我们只是笼统地询问在认知能力上,男性和女性之间是否有差异,现在大量的研究实际上都不能够提供明确的解答。

首先,认知科学中的一个常识是结构不等于功能,也就是说,我们不能够仅仅通过观察大脑的结构区别(比如说脑容量的大小、脑白质的多寡等等)就推测出大脑认知能力的差异。一个简单的原因就是体重是大脑容量决定性的因素。一般而言,体重越重,脑容量相对越大。尽管脑容量越大,人(或者动物)并不一定越聪明。下图展示了各种不同动物脑重量和体重的关系。这几乎是一个完美的线性关系,脑重量排在前三位的物种分别是抹香鲸、非洲象和蓝鲸。

其次,功能性神经成像的结果也并不意味着男女认知能力的差异。功能性磁共振成像(fMRI)是一种极其常见的功能性神经成像技术。它简单来说是衡量大脑各个区域新成代谢变化的一种手段。值得注意的是,从新陈代谢的变化到认知能力的差异中间存在一个非常漫长的推理链条。某个大脑区域的新陈代谢增强可能是因为输入的信息增加、输出的信息增加、运算增加等各种原因。只是了解某个大脑区域的新陈代谢也很难获得关于某个具体认知机能(比如说自我控制能力、各种情感能力等等)的信息。常见的原因有两个:第一,几乎任何一种认知机能都依赖大量不同的大脑区域共同参与运算。因此,仅仅一个或者两个区域的新陈代谢上升很难明确地说明什么。第二,几乎任何一个大脑区域都会参与到多个不同的认知机能中。因此,在特定条件下仅仅看到一个大脑区域或者少数几个区域的新陈代谢变化,并不能够简单地推断出诸如“男性面对挑战、自我控制的能力更强,而女性更加情绪化”之类的结论。

同时,也有不少研究显示功能性神经成像的区别并不一定意味着认知能力的区别。下图是我随意选取的一张功能性神经成像图片。根据论文作者的说明,这张图片显示,即使在进行同一项认知任务,男性和女性的大脑变得更活跃的区域都不相同。

上图的结果意味着什么呢?不少研究显示,尽管男性和女性在处理空间记忆、算数等各色各样的认知任务时表现在神经成像中的活跃区域都不同,但他们在具体问题中认知能力表现上并没有差异。这就给解读大脑神经成像的科学家们出了一道难题。一种可能的解释是,男性和女性(或者单纯就是不同的个体之间)的大脑以多种不同的方式实现相同或者相似的认知功能。我们不能简单地说:“这个一般被认为是控制情绪的区域在男性受试者中活跃了,而在女性受试者中不活跃,所以男性更能控制情绪。”原因之一就是男性和女性可能用不同的大脑区域来实现相同的认知功能。这种可能性使得仅仅观察各个区域的新陈代谢的变化很难用来评价男性和女性实际的认知能力的不同。

再举一个例子。研究者们根据Human Connectome Project收集的大量大脑各个区域之间功能性联系的情况的数据进行了分析。他们发现,相较于男性,女性的大脑各个区域之间的联系更多更紧密,区域之间的沟通多于男性。然而,就如上述的例子一样,我们实际上并不能从这则研究推理出男性和女性具体的认知能力差异。

即使是不讨论如何解读数据,最新的数据似乎也显示男女之间并没有太大的差异。一项针对5216名英国受试者的大数据研究发现,男性和女性之间的脑容量的确有差异。但是,当我们深入观察各个大脑区域的时候,会发现绝对差异十分微小。在控制了脑容量的整体区别以后,研究者发现各个大脑区域的相对大小并无区别。并且,这里的差异指的是均值之间的差异。但在均值差异之外,我们会在下面的图表中发现,两个不同颜色的色块覆盖了彼此绝大多数面积,也就是说,男女各个大脑区域容量的分布重合度非常高。换言之,当我们过度关注均值差异的时候,我们往往忽视了整体的相似性。

另一份涉及了超过1400个大脑神经成像数据的研究也显示,他们大致可以找出29个男女之间有显著、明显大小区别的大脑区域。但是,在所有受试者中,他们的大脑在上述29个区域中全都表现出了符合他们性别的特种的概率仅约占6%。即使是更换了不同的成像技术,或者仅参考上述区域中的一部分,完全表现出相关性别特征的概率最多也就占约10%。换言之,绝大多数受试者的大脑同时拥有统计学上更男性的特征和统计学上更女性的特征。有大量女性拥有有不少统计学上属于“男性”的大脑区域特征,也有大量男性拥有不少统计学上属于“女性”的大脑区域特征。

既然如此,那为什么我们会看到如此多的论文显示男性和女性的认知差异?一个重要的理由是:样本太小。上述的两份研究都显示,男性和女性大脑特征的个体差异性非常大。考虑到全球有七十亿人,而一般的研究受限于经费只允许挑选十到二十个受试者进行神经成像研究,这就导致这些研究很容易挑选到没有整体代表性的少数个例。这也是为何各色研究容易发现或者放大男性和女性之间差异的一个原因。

更进一步来看,即使真的发现了男性和女性之间的认知差异(男女的确在多项认知能力上有差异),社会应该如何面对这样的认知差异也并不是显而易见的。假设女性在某项认知能力上完全不如男性,我们应该是永远排斥女性从事相关的工作,还是应该帮助改善女性相应的认知能力?值得一提的是,不少的研究显示,男女各项认知能力的差异往往取决于社会的性别平等程度。比如说新近的一份涉及27个国家20万人的元研究显示:在性别越是平等的国家,在情景记忆能力一项,女性比男性的优势就越大。

即使是在被开除的谷歌程序员Damore所写的内部信中引述的研究也显示,女性是否更加亲和,情绪更加稳定,都和她们所在的社会中男性是否更有权力相关。不难想象,如果性别越不平等,男性越强势,女性可能不得不变得更加亲和,更加情绪不稳定。虽然都是相关性研究,但这些研究指出了一个意义重大的可能性:如果我们改善社会中的性别歧视,我们可能就能够改善女性的各项认知能力。

总而言之,在目前阶段,研究者们对于男性和女性之间的认知能力的差异仍然所知甚少。单纯观察男性和女性大脑的结构区别或者在功能性神经成像上的区别,很难让我们对两者的认知差异做出准确的判断。有一些认知差异的证据相对比较完善,但是我们也还需要问自己一个问题:是应该据此排斥女性(或者排斥男性),还是帮助他们改善认知能力?在一个性别不平等的社会里,我们是应该拒绝“情绪不稳定”的女性从事科技或者领导工作,还是应该通过改善性别不平等的程度,进而使得女性情绪更加稳定呢?我想答案是不言而喻的。

[责任编辑:游海洪 PN135]

责任编辑:游海洪 PN135

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