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== 在实验心理学 ==
透過实证，[[認知心理學|认知心理学家]]和[[認知神經科學|认知神经科学家]]检验了一些「人类大脑是否以及如何在认知中使用心像」的哲学问题。 
[[File:Mental_rotation_task_(diagram).jpg|右]]
这些实验中，其中一項被检验的理论是1970年代「大脑是序列計算機」的哲学比喻。心理学家{{le|芝農·派利夏恩|Zenon_Pylyshyn}}认为，人类心智藉由将心像分解为潜在的数学命题来处理。[[罗格·谢泼德|罗杰·谢泼德]]和杰奎琳·梅茨勒（Jacqueline Metzler）則挑戰了這觀點，他們展示了幾組由三維「塊狀物體」所繪成的二维線圖，其中一些第二張線圖是「第一个物體」的旋转，接著要求受試者指出塊狀物體是否与第二張線圖相同。 <ref>Shepard and Metzler 1971</ref> 谢泼德和梅茨勒提出，如同当时占主导地位的认知觀點「序列數位计算机 <ref>Gardner 1987</ref>」所假設，如果我们将物體分解，在心理上将其重新成像为基本的数学命题，那么可以预期「确定物体是否相同，所花费的时间」与「物体的旋转程度」无关。結果谢泼德和梅茨勒发现了相反的情况：「心像任务中的旋转程度与参与者得到答案所花费的时间之间，存在线性关系。」

心理旋轉的實驗結果意味著，人類的心智及大腦以結構型態的和拓樸的（topographic and topological ）整體型式维持和操纵心像。而心理學家很快就對這個涵義進行測試。{{le|斯蒂芬·科斯林|Stephen_Kosslyn}}和他的同事<ref>Kosslyn 1995; see also 1994</ref>在一系列的神经成像实验中表明，在人腦視覺皮層裡，類似字母「F」的物體，它們的心像如同物體一樣地映射、維持、旋轉。科斯林的工作也表明，想像刺激和感知刺激的神經映射十分相似。研究得出的结论是，虽然他们研究的神经过程要依賴数学和计算的基礎，但大脑似乎也经过了优化，擅長處理一系列拓扑图像的數學计算，而非物體数学模型的计算。

近年来，神经学和神经心理学对心像的研究，进一步质疑了「心智是序列計算機」的理论，认为人的心像具有视觉化和[[運動心像|动觉化]]的双重表现。例如，几项研究已经证明，人們在與人體關節不相容<ref>Parsons 1987; 2003</ref>的方向上旋轉物體（例如手）的線條圖時，速度較慢。而手臂疼痛、受傷的患者，當手的線條圖從受傷的一側開始心理旋轉時，速度也會慢下來。<ref>Schwoebel et al. 2001</ref>

包括科斯林在内的一些心理学家认为，出现这种结果是因为大脑处理视觉心像和[[運動心像]]的系统不同，因此系統之间產生干扰。随后的神经成像研究表明<ref>Kosslyn et al. 2001</ref>，當参与者实际操作三維塊狀物以黏出如線圖中所绘物體時，可诱导出运动心像和视觉心像系统之间的干扰。阿莫林（Amorim）等人的研究表明，当谢泼德和梅茨勒的三維塊狀物的線圖中加入一個圓柱形的「頭」时，参与者解决心理旋转问题的速度會更快、更准确。他們認為，運動的體現不僅僅只是抑制視覺心像的「干擾」，也能夠促進心像。<ref>Amorim et al. 2006</ref>

随着认知神经科学对心像的研究不断深入，研究的范围从「序列与平行」或「結構型態处理」（topographic processing）的问题扩展到心像与知觉表征之间的关系问题。大脑成像（fMRI和ERP）和对神经心理学患者的研究，都被用来验证这样一种假设：「即心像是从大脑表征的记忆中重新激活，而大脑表征通常是在感知外部刺激时被激活。」換句话说，如果感知一个苹果激活了大脑视觉系统中的轮廓、位置、形状和颜色表征，那么想像苹果則使用儲存在记忆中的資訊，激活了部分或所有这些相同的表征。这一观点的早期证据来自神经心理学。脑损伤会以特定的方式损害感知能力，例如透過破坏形状或颜色表征，但似乎也会以类似的方式损害心像<ref>{{cite journal|title=Is visual imagery really visual? Overlooked evidence from neuropsychology|url=http://psycnet.apa.org/journals/rev/95/3/307/|first1=Martha J.|date=Sep 30, 1987|journal=Psychological Review|issue=3|doi=10.1037/0033.295X.95.3.307|doi-broken-date=2019-03-23|volume=95|pages=307–317|pmid=3043530|last1=Farah|access-date=2019-08-16|archive-date=2020-04-01|archive-url=https://web.archive.org/web/20200401224718/http://psycnet.apa.org/journals/rev/95/3/307/|dead-url=no}}</ref>。对正常人大脑功能的研究也支持这一结论，研究显示，当受试者想像视觉的物体和场景时，大脑的视觉区域是会活动的。<ref>{{cite journal|title=Imagery and Perception Share Cortical Representations of Content and Location|url=http://psych.wisc.edu/postlab/readings/Cereb.%20Cortex-2012-Cichy-372-80.pdf|first1=Radoslaw M.|last2=Heinzle|first2=Jakob|date=June 10, 2011|journal=Cerebral Cortex|issue=2|doi=10.1093/cercor/bhr106|volume=22|pages=372–380|pmid=21666128|last3=Haynes|first3=John-Dylan|last1=Cichy|access-date=2019-08-16|archive-date=2020-04-01|archive-url=https://web.archive.org/web/20200401224720/https://psych.wisc.edu/postlab/readings/Cereb.%20Cortex-2012-Cichy-372-80.pdf|dead-url=no}}</ref>

關於心像的神经地位，前述所提以及大量相关的研究已在认知科学、心理学、神经科学、哲学產生相对共识。總而言之，研究人员一致认为，虽然大脑内没有[[皮质小人|小人]]可以观察这些心像，但我们的大脑确实会形成并维持心像為圖像般的整體。这些图像究竟是如何在人脑中儲存和处理的，尤其在语言和交流中，这个问题仍是一个值得研究的领域。<ref>Rohrer 2006</ref>