【第一章】夢的質料
我出生於前德屬殖民地納米比亞的骷髏海岸，家父在那裡管理一家南非公司「聯合鑽石礦業」（Consolidated Diamond Mines）。它的控股公司戴比爾斯（De Beers）在國內建立了一個形同國中之國的禁區，稱為「史佩爾禁區」（Sperrgebiet）。其龐大的沖積礦區從納米比沙漠的沙丘一路延伸，潛入大西洋深處數公里。
這片奇特的景觀塑造了我的想像力。幼時，哥哥李伊（Lee）和我常玩採鑽石的遊戲，用玩具推土機，在自家花園裡重現我們在父親身旁所見，位於沙漠中露天礦場的那些令人印象深刻的工程奇蹟。（當然，我們當時年紀太小，對於他所處行業中較不光彩的一面渾然不覺。）
1965年的某一天，我四歲，父母一如往常在鸕鶿遊艇俱樂部（Cormorant Yacht Club）揚帆出遊，留下六歲的李伊和我在俱樂部會所裡玩耍。清晨的薄霧已散去。我從三層樓俱樂部會所涼爽的室內晃蕩到水邊。在那炎熱的天氣裡，我蹚著水，看著微小閃爍的魚群從我腳邊四散逃開，而李伊和他的幾個朋友正從建築物的後面爬上屋頂。
接下來的記憶是三個如快照般的片段：首先，是某種東西裂開的聲音，像是西瓜迸裂。接著，是李伊躺在地上，嗚咽著說腿痛的畫面。最後，是我的姑姑和姑丈告訴我，他們會照顧我和妹妹，而父母則帶著李伊去了醫院。關於腿痛那段，想必是我的虛談（confabulation）：醫療紀錄上寫著，我哥哥一撞到水泥地就失去了意識。
李伊需要當地醫院無法提供的專科醫療。他被直升機送到八百公里外的開普敦格魯特斯庫爾醫院（Groote Schuur Hospital）。當時的神經外科部門座落於一座令人印象深刻的開普式荷蘭風格建築中，那正是我現在以神經心理學家身分工作的同一棟樓。李伊的顱骨骨折，並有顱內出血。這類血腫擴大時，會構成危及生命的緊急情況，需要外科手術介入。我哥哥是幸運的：他的血腫在接下來幾天內消退，最終得以出院返家。
除了意外後為了保護骨折的顱骨而必須戴頭盔之外，李伊看起來沒有什麼不同。然而，做為一個人，他卻有了深刻的改變。對此，我心中升起一種感受，德文有個詞可以形容，即「Unheimlichkeit」，英文中沒有完全對等的詞。字面上，它的意思是「非家之感」（unhomeliness），但譯為「詭異」（eeriness）或「怪誕感」（the uncanny）更為貼切。
他最明顯的改變是發展里程碑的喪失。有一段時間，他甚至無法確實控制大小便。更令我不安的是，他思考（think）的方式似乎與以前不同了。總覺得李伊的人雖在，魂卻不在了。他似乎忘記了許多我們以前常玩的遊戲。如今，我們的採鑽石遊戲變成了單純的挖洞。遊戲中富於想像和象徵的面向再也無法引起他的共鳴。他不再是李伊了。
那年，他學業不及格—這是他頭一遭。意外發生後最初那段日子，我印象最深的是試圖調和一個矛盾：回來的哥哥看起來一樣，卻又不是同一個人了。我想知道以前那個他到哪裡去了。
接下來幾年，我陷入了憂鬱。我記得早上連穿鞋去上學的力氣都沒有。這大約是意外發生後的第三年。我找不到力氣做這些事，因為我看不出它們有任何意義。如果我們的存在取決於大腦的運作，那麼當我的大腦隨著身體一同死去時，我還剩下什麼呢？如果李伊的心靈可以化約為一個身體器官，那麼我的心靈肯定也是如此。這意味著我—我這個有感受能力的生命—只會存在一段極其短暫的時間。然後，我就會消失。
我整個科學生涯都在思考這個問題。我想了解我哥哥究竟發生了什麼事，以及到頭來，我們所有人又會發生什麼事。我需要明白，從生物學的角度來看，我們做為經驗主體的存在究竟意味著什麼。簡而言之：我需要理解意識（consciousness）。這就是我成為神經科學家的原因。
即使回顧過往，我也不認為自己能找到更直接的途徑來尋求答案。
意識的本質或許是科學中最艱難的課題。意識之所以重要，在於你即是你的意識；而其爭議性則源於兩個困擾思想家數世紀的難題。第一個問題是心靈與身體如何關聯—或者，對於那些具有唯物論傾向的人（幾乎所有神經科學家皆是如此）而言，是大腦如何產生心靈。這被稱為「心物問題」（the mind/body problem）。物理性的大腦如何產生你的現象經驗？同樣令人困惑的是，名為意識的非物理性事物如何控制物理性的身體？
哲學家已將此問題歸類於他們所謂的「形上學」（metaphysics），這是一種說法，意指他們認為此問題無法以科學方法解決。為何如此？因為科學仰賴實徵的方法（empirical methods），而「實徵的」意味著「源自感官證據」。心靈無法透過感官觀察。它看不見也摸不著；它是無形無體的，是一個主體（subject），而非客體（object）。
我們能從外部了解心靈到何種程度—或者說，我們甚至如何判斷它們是否存在—是第二個難題，稱為「他心問題」（the problem of other minds）。簡而言之：如果心靈是主觀的，那麼你只能觀察到自己的心靈。如此一來，我們如何能知道其他人（或生物，或機器）是否也擁有心靈，更遑論辨識出任何支配心靈普遍運作的客觀法則呢？
過去一個世紀以來，這些問題引發了三種主要的科學回應。科學仰賴實驗。對我們有利的一點是，實驗方法並非追求終極真理，而是追求可謂最佳猜測的結果。我們從觀察出發，提出猜想，試圖合理解釋觀察到的現象。換言之，我們建構假說。然後，我們從假說中產生預測（predictions）。這些預測通常表述為：「如果假說X正確，那麼當我做Z時，Y就應該發生」（其中，在其他假說下，Y很有可能不會發生）。這就是實驗。如果Y沒有發生，那麼X就被推論為錯誤，並根據新的觀察結果進行修正。然後實驗過程重新開始，直到產生可被證偽且得到確認的預測。此時，我們認定該假說暫時為真（provisionally true），除非有進一步的觀察結果與之相悖。透過這種方式，我們不期望在科學中獲得確定性；我們只追求減少不確定性。
從二十世紀上半葉開始，一個名為「行為主義」（behaviourism）的心理學派開始有系統地將實驗方法應用於心靈研究。其出發點是除了實徵上可觀察的事件之外，其他的一切都予以摒棄。行為主義者摒棄了所有關於信念、觀念、感受和欲望等「心靈主義式」（mentalistic）的論述，並將其研究領域限制於主體對客觀刺激的可見且可觸知的反應。他們對於內在發生了什麼的主觀報告都概不理會，其堅決的程度近乎狂熱。他們將心靈視為一個「黑箱」（black box），其輸入與輸出即是我們所能知的一切。
他們為何採取如此極端的立場？部分原因當然是試圖規避他心問題。如果他們一開始就拒絕承認任何關於心靈的論述，那麼他們的理論自然不會受到心理學中固有的哲學疑慮困擾。實際上，他們將心靈（psyche）從心理學中排除了。
這似乎是個沉重的代價。但行為主義從一開始就是一種革命性的學說。行為主義者並非為了認識論的純粹性而追求純粹性：他們同時也試圖推翻當時心理學界的主導力量。自二十世紀初以來，佛洛伊德的精神分析便主導了心靈科學。透過仔細檢視內省證詞的奇特特徵，西格蒙・佛洛伊德（Sigmund Freud）試圖發展一個由內而外考量的心靈模型。由此產生的觀念為半個世紀的治療與研究設定了議程，催生了眾多機構、受認證的專家以及一批傑出的知識界擁護者。然而，在行為主義者看來，佛洛伊德所有的理論都只是空中樓閣，建立在主觀性這個虛無縹緲的基礎之上。佛洛伊德自己深陷於他心問題的泥淖，也讓整個心理學界跟著陷了進去。行為主義者有責任將其拉回來。
儘管他們的方案極其樸實，但他們確實能夠推論出某些類型的心靈刺激與反應之間的因果關係。不僅如此：他們還能操控輸入以引發可預測的輸出變化。藉此，他們發現了一些學習的基本法則。例如，當非隨意行為（involuntary behaviour）的觸發因素與一人為刺激反覆配對時，該人為刺激將會觸發與天生刺激相同的非隨意反應（involuntary response）。因此，如果食物的景象與鈴聲反覆配對（對於像狗這樣天生看到食物就會流口水的動物而言），那麼單獨的鈴聲最終也會引發流口水。這稱為「古典制約」（classical conditioning）。同樣地，如果一個隨意行為（voluntary behaviour）反覆伴隨著獎賞，該行為將會增加；如果同一行為伴隨著懲罰，該行為則會減少。因此，如果一隻會跳到訪客身上的狗得到擁抱，牠會更常跳到他們身上；如果牠被打，牠跳到他們身上的次數就會減少。這稱為「操作制約」（operant conditioning）——亦即效果律（Law of Effect）。
這些發現絕非小成就；它們顯示心靈如同其他事物一樣，也受自然法則的支配。但心靈遠不止於學習，即使是學習也受到外在刺激以外因素的影響。想像你對自己說：「讀完這一頁後，我要給自己泡杯茶。」這類思考無時無刻不在影響你的行為。然而，行為主義者並不認為此類內省報告是可接受的科學資料，因為思想並非外在可觀察的。結果，他們無從得知是什麼原因讓你去泡那杯茶。
偉大的神經學家尚－馬丁‧夏科（Jean-Martin Charcot）曾說：「理論是好的，但它妨礙不了事物的存在。」由於內在心理活動顯然確實存在，並且對行為產生因果影響，行為主義的方法在二十世紀下半葉逐漸被另一種方法取代。它被稱為「認知」心理學（‘cognitive’ psychology），它能夠—可以這麼說—容納內在心理歷程（mental processes）。
認知革命背後的推動力是電腦的出現。行為主義者認為心靈的內部運作是一個深不可測的「黑箱」，因而專注於其輸入和輸出。但是電腦並非不可捉摸。如果沒有徹底了解其內部運作，我們就不可能發明它們。因此，透過將心靈視為一部電腦，心理學家們得以大膽地建構在其內部進行的資訊處理（information processing）模型。他們的模型隨後透過心理過程的人工模擬，結合行為實驗進行測試。
什麼是資訊處理？我稍後會詳細說明，但目前對我們而言最有趣的是，它可以透過截然不同的物理裝置（physical equipment）來實現。這為心靈的物理本質投下了新的啟示。它表明心靈（被理解為資訊處理）是一種功能（function）而非結構。根據此觀點，心靈的「軟體」功能是由大腦的「硬體」結構來實現的，但同樣的功能也可以由其他基質（substrates）（例如電腦）同等地實現。因此，大腦和電腦都執行記憶（memory）功能（它們編碼和儲存資訊）和知覺（perceptual）功能（它們透過將輸入的資訊與儲存的資訊進行比較來對其模式進行分類）以及執行（executive）功能（它們執行關於如何回應此類資訊的決策）。
這就是後來所謂的「功能主義」（functionalist）取徑的力量所在，但這也是它的弱點。如果同樣的功能可以由電腦執行—而電腦想必並非有感受能力的生命—那麼我們真的有理由將心靈化約為單純的資訊處理嗎？即使是你的手機也具有記憶、知覺和執行功能。
對於心物形上學的第三個主要科學回應與認知心理學同步發展，但在上個世紀末已然超越了它。我指的是一種廣泛稱為「認知神經科學」（cognitive neuroscience）的方法。它著重於心靈的硬體，並且隨著眾多生理學技術的發展而興起，這些技術使我們能夠直接觀察和測量活體大腦的動態。
在行為主義時代，神經生理學家僅限於一種此類技術：他們可以使用腦電圖（EEG）從頭皮外表面記錄大腦的電活動。如今，我們擁有更多可用的工具，例如功能性磁振造影（fMRI），用於測量大腦不同部分在執行特定心靈任務時的血流動力學活動率；以及正子斷層造影（PET），藉此我們可以測量單一神經傳導物質系統的不同代謝活動。這使我們能夠精確地辨識哪些大腦歷程（brain processes）產生我們不同的心靈狀態（mental states）。我們還可以使用擴散張量腦神經纖維束造影（diffusion tensor tractography）來視覺化這些不同大腦區域之間詳細的功能－解剖連接性。並且透過使用光遺傳學（optogenetics），我們可以觀察並活化構成個別記憶痕跡的神經元迴路，因為它們在認知任務期間會亮起來。
這些技術使得心靈器官的內部運作清晰可見—從而實現了行為主義者最狂野的實徵論夢想，而無需將心理學的範圍限制於刺激和反應。
我進入此領域時的1980年代，神經心理學（neuropsychology）的狀況解釋了為何行為主義者能如此無縫地從學習理論過渡到認知神經科學。那時的神經心理學，不妨稱之為神經行為主義（neurobehaviourism）。我愈是被教導關於短期記憶等功能——據說它為意識中保存記憶提供了一個「緩衝區」——就愈是意識到我的老師們談論的並非我當初追求的目標。他們教導我們的是心靈使用的功能性工具，而非心靈本身。我感到沮喪。
我出生於前德屬殖民地納米比亞的骷髏海岸，家父在那裡管理一家南非公司「聯合鑽石礦業」（Consolidated Diamond Mines）。它的控股公司戴比爾斯（De Beers）在國內建立了一個形同國中之國的禁區，稱為「史佩爾禁區」（Sperrgebiet）。其龐大的沖積礦區從納米比沙漠的沙丘一路延伸，潛入大西洋深處數公里。
這片奇特的景觀塑造了我的想像力。幼時，哥哥李伊（Lee）和我常玩採鑽石的遊戲，用玩具推土機，在自家花園裡重現我們在父親身旁所見，位於沙漠中露天礦場的那些令人印象深刻的工程奇蹟。（當然，我們當時年紀太小，對於他所處行業中較不光彩的一面渾然不覺。）
1965年的某一天，我四歲，父母一如往常在鸕鶿遊艇俱樂部（Cormorant Yacht Club）揚帆出遊，留下六歲的李伊和我在俱樂部會所裡玩耍。清晨的薄霧已散去。我從三層樓俱樂部會所涼爽的室內晃蕩到水邊。在那炎熱的天氣裡，我蹚著水，看著微小閃爍的魚群從我腳邊四散逃開，而李伊和他的幾個朋友正從建築物的後面爬上屋頂。
接下來的記憶是三個如快照般的片段：首先，是某種東西裂開的聲音，像是西瓜迸裂。接著，是李伊躺在地上，嗚咽著說腿痛的畫面。最後，是我的姑姑和姑丈告訴我，他們會照顧我和妹妹，而父母則帶著李伊去了醫院。關於腿痛那段，想必是我的虛談（confabulation）：醫療紀錄上寫著，我哥哥一撞到水泥地就失去了意識。
李伊需要當地醫院無法提供的專科醫療。他被直升機送到八百公里外的開普敦格魯特斯庫爾醫院（Groote Schuur Hospital）。當時的神經外科部門座落於一座令人印象深刻的開普式荷蘭風格建築中，那正是我現在以神經心理學家身分工作的同一棟樓。李伊的顱骨骨折，並有顱內出血。這類血腫擴大時，會構成危及生命的緊急情況，需要外科手術介入。我哥哥是幸運的：他的血腫在接下來幾天內消退，最終得以出院返家。
除了意外後為了保護骨折的顱骨而必須戴頭盔之外，李伊看起來沒有什麼不同。然而，做為一個人，他卻有了深刻的改變。對此，我心中升起一種感受，德文有個詞可以形容，即「Unheimlichkeit」，英文中沒有完全對等的詞。字面上，它的意思是「非家之感」（unhomeliness），但譯為「詭異」（eeriness）或「怪誕感」（the uncanny）更為貼切。
他最明顯的改變是發展里程碑的喪失。有一段時間，他甚至無法確實控制大小便。更令我不安的是，他思考（think）的方式似乎與以前不同了。總覺得李伊的人雖在，魂卻不在了。他似乎忘記了許多我們以前常玩的遊戲。如今，我們的採鑽石遊戲變成了單純的挖洞。遊戲中富於想像和象徵的面向再也無法引起他的共鳴。他不再是李伊了。
那年，他學業不及格—這是他頭一遭。意外發生後最初那段日子，我印象最深的是試圖調和一個矛盾：回來的哥哥看起來一樣，卻又不是同一個人了。我想知道以前那個他到哪裡去了。
接下來幾年，我陷入了憂鬱。我記得早上連穿鞋去上學的力氣都沒有。這大約是意外發生後的第三年。我找不到力氣做這些事，因為我看不出它們有任何意義。如果我們的存在取決於大腦的運作，那麼當我的大腦隨著身體一同死去時，我還剩下什麼呢？如果李伊的心靈可以化約為一個身體器官，那麼我的心靈肯定也是如此。這意味著我—我這個有感受能力的生命—只會存在一段極其短暫的時間。然後，我就會消失。
我整個科學生涯都在思考這個問題。我想了解我哥哥究竟發生了什麼事，以及到頭來，我們所有人又會發生什麼事。我需要明白，從生物學的角度來看，我們做為經驗主體的存在究竟意味著什麼。簡而言之：我需要理解意識（consciousness）。這就是我成為神經科學家的原因。
即使回顧過往，我也不認為自己能找到更直接的途徑來尋求答案。
意識的本質或許是科學中最艱難的課題。意識之所以重要，在於你即是你的意識；而其爭議性則源於兩個困擾思想家數世紀的難題。第一個問題是心靈與身體如何關聯—或者，對於那些具有唯物論傾向的人（幾乎所有神經科學家皆是如此）而言，是大腦如何產生心靈。這被稱為「心物問題」（the mind/body problem）。物理性的大腦如何產生你的現象經驗？同樣令人困惑的是，名為意識的非物理性事物如何控制物理性的身體？
哲學家已將此問題歸類於他們所謂的「形上學」（metaphysics），這是一種說法，意指他們認為此問題無法以科學方法解決。為何如此？因為科學仰賴實徵的方法（empirical methods），而「實徵的」意味著「源自感官證據」。心靈無法透過感官觀察。它看不見也摸不著；它是無形無體的，是一個主體（subject），而非客體（object）。
我們能從外部了解心靈到何種程度—或者說，我們甚至如何判斷它們是否存在—是第二個難題，稱為「他心問題」（the problem of other minds）。簡而言之：如果心靈是主觀的，那麼你只能觀察到自己的心靈。如此一來，我們如何能知道其他人（或生物，或機器）是否也擁有心靈，更遑論辨識出任何支配心靈普遍運作的客觀法則呢？
過去一個世紀以來，這些問題引發了三種主要的科學回應。科學仰賴實驗。對我們有利的一點是，實驗方法並非追求終極真理，而是追求可謂最佳猜測的結果。我們從觀察出發，提出猜想，試圖合理解釋觀察到的現象。換言之，我們建構假說。然後，我們從假說中產生預測（predictions）。這些預測通常表述為：「如果假說X正確，那麼當我做Z時，Y就應該發生」（其中，在其他假說下，Y很有可能不會發生）。這就是實驗。如果Y沒有發生，那麼X就被推論為錯誤，並根據新的觀察結果進行修正。然後實驗過程重新開始，直到產生可被證偽且得到確認的預測。此時，我們認定該假說暫時為真（provisionally true），除非有進一步的觀察結果與之相悖。透過這種方式，我們不期望在科學中獲得確定性；我們只追求減少不確定性。
從二十世紀上半葉開始，一個名為「行為主義」（behaviourism）的心理學派開始有系統地將實驗方法應用於心靈研究。其出發點是除了實徵上可觀察的事件之外，其他的一切都予以摒棄。行為主義者摒棄了所有關於信念、觀念、感受和欲望等「心靈主義式」（mentalistic）的論述，並將其研究領域限制於主體對客觀刺激的可見且可觸知的反應。他們對於內在發生了什麼的主觀報告都概不理會，其堅決的程度近乎狂熱。他們將心靈視為一個「黑箱」（black box），其輸入與輸出即是我們所能知的一切。
他們為何採取如此極端的立場？部分原因當然是試圖規避他心問題。如果他們一開始就拒絕承認任何關於心靈的論述，那麼他們的理論自然不會受到心理學中固有的哲學疑慮困擾。實際上，他們將心靈（psyche）從心理學中排除了。
這似乎是個沉重的代價。但行為主義從一開始就是一種革命性的學說。行為主義者並非為了認識論的純粹性而追求純粹性：他們同時也試圖推翻當時心理學界的主導力量。自二十世紀初以來，佛洛伊德的精神分析便主導了心靈科學。透過仔細檢視內省證詞的奇特特徵，西格蒙・佛洛伊德（Sigmund Freud）試圖發展一個由內而外考量的心靈模型。由此產生的觀念為半個世紀的治療與研究設定了議程，催生了眾多機構、受認證的專家以及一批傑出的知識界擁護者。然而，在行為主義者看來，佛洛伊德所有的理論都只是空中樓閣，建立在主觀性這個虛無縹緲的基礎之上。佛洛伊德自己深陷於他心問題的泥淖，也讓整個心理學界跟著陷了進去。行為主義者有責任將其拉回來。
儘管他們的方案極其樸實，但他們確實能夠推論出某些類型的心靈刺激與反應之間的因果關係。不僅如此：他們還能操控輸入以引發可預測的輸出變化。藉此，他們發現了一些學習的基本法則。例如，當非隨意行為（involuntary behaviour）的觸發因素與一人為刺激反覆配對時，該人為刺激將會觸發與天生刺激相同的非隨意反應（involuntary response）。因此，如果食物的景象與鈴聲反覆配對（對於像狗這樣天生看到食物就會流口水的動物而言），那麼單獨的鈴聲最終也會引發流口水。這稱為「古典制約」（classical conditioning）。同樣地，如果一個隨意行為（voluntary behaviour）反覆伴隨著獎賞，該行為將會增加；如果同一行為伴隨著懲罰，該行為則會減少。因此，如果一隻會跳到訪客身上的狗得到擁抱，牠會更常跳到他們身上；如果牠被打，牠跳到他們身上的次數就會減少。這稱為「操作制約」（operant conditioning）——亦即效果律（Law of Effect）。
這些發現絕非小成就；它們顯示心靈如同其他事物一樣，也受自然法則的支配。但心靈遠不止於學習，即使是學習也受到外在刺激以外因素的影響。想像你對自己說：「讀完這一頁後，我要給自己泡杯茶。」這類思考無時無刻不在影響你的行為。然而，行為主義者並不認為此類內省報告是可接受的科學資料，因為思想並非外在可觀察的。結果，他們無從得知是什麼原因讓你去泡那杯茶。
偉大的神經學家尚－馬丁‧夏科（Jean-Martin Charcot）曾說：「理論是好的，但它妨礙不了事物的存在。」由於內在心理活動顯然確實存在，並且對行為產生因果影響，行為主義的方法在二十世紀下半葉逐漸被另一種方法取代。它被稱為「認知」心理學（‘cognitive’ psychology），它能夠—可以這麼說—容納內在心理歷程（mental processes）。
認知革命背後的推動力是電腦的出現。行為主義者認為心靈的內部運作是一個深不可測的「黑箱」，因而專注於其輸入和輸出。但是電腦並非不可捉摸。如果沒有徹底了解其內部運作，我們就不可能發明它們。因此，透過將心靈視為一部電腦，心理學家們得以大膽地建構在其內部進行的資訊處理（information processing）模型。他們的模型隨後透過心理過程的人工模擬，結合行為實驗進行測試。
什麼是資訊處理？我稍後會詳細說明，但目前對我們而言最有趣的是，它可以透過截然不同的物理裝置（physical equipment）來實現。這為心靈的物理本質投下了新的啟示。它表明心靈（被理解為資訊處理）是一種功能（function）而非結構。根據此觀點，心靈的「軟體」功能是由大腦的「硬體」結構來實現的，但同樣的功能也可以由其他基質（substrates）（例如電腦）同等地實現。因此，大腦和電腦都執行記憶（memory）功能（它們編碼和儲存資訊）和知覺（perceptual）功能（它們透過將輸入的資訊與儲存的資訊進行比較來對其模式進行分類）以及執行（executive）功能（它們執行關於如何回應此類資訊的決策）。
這就是後來所謂的「功能主義」（functionalist）取徑的力量所在，但這也是它的弱點。如果同樣的功能可以由電腦執行—而電腦想必並非有感受能力的生命—那麼我們真的有理由將心靈化約為單純的資訊處理嗎？即使是你的手機也具有記憶、知覺和執行功能。
對於心物形上學的第三個主要科學回應與認知心理學同步發展，但在上個世紀末已然超越了它。我指的是一種廣泛稱為「認知神經科學」（cognitive neuroscience）的方法。它著重於心靈的硬體，並且隨著眾多生理學技術的發展而興起，這些技術使我們能夠直接觀察和測量活體大腦的動態。
在行為主義時代，神經生理學家僅限於一種此類技術：他們可以使用腦電圖（EEG）從頭皮外表面記錄大腦的電活動。如今，我們擁有更多可用的工具，例如功能性磁振造影（fMRI），用於測量大腦不同部分在執行特定心靈任務時的血流動力學活動率；以及正子斷層造影（PET），藉此我們可以測量單一神經傳導物質系統的不同代謝活動。這使我們能夠精確地辨識哪些大腦歷程（brain processes）產生我們不同的心靈狀態（mental states）。我們還可以使用擴散張量腦神經纖維束造影（diffusion tensor tractography）來視覺化這些不同大腦區域之間詳細的功能－解剖連接性。並且透過使用光遺傳學（optogenetics），我們可以觀察並活化構成個別記憶痕跡的神經元迴路，因為它們在認知任務期間會亮起來。
這些技術使得心靈器官的內部運作清晰可見—從而實現了行為主義者最狂野的實徵論夢想，而無需將心理學的範圍限制於刺激和反應。
我進入此領域時的1980年代，神經心理學（neuropsychology）的狀況解釋了為何行為主義者能如此無縫地從學習理論過渡到認知神經科學。那時的神經心理學，不妨稱之為神經行為主義（neurobehaviourism）。我愈是被教導關於短期記憶等功能——據說它為意識中保存記憶提供了一個「緩衝區」——就愈是意識到我的老師們談論的並非我當初追求的目標。他們教導我們的是心靈使用的功能性工具，而非心靈本身。我感到沮喪。
