心像

表象(心理图像)，在大多数情况下，类似感知某些物体、事件、场景，不过对感官而言，感知对象实际上并不存在。    有时会出现这样的情景，尤其是在入眠期和半醒(半意识)时，由于这时表象具有快速、变幻无常、不由自主的特点，因此会违背知觉，呈现千变万化的场景，以致不能清楚辨识物体。 表象有时会与行为或想像的体验，产生相同的效果。            
表象的性质、成因、功能，长期以来一直是哲学、心理学、认知科学、神经科学研究及争议的主题。“表象”或“意象”作用当代研究人员的措辞，可包含来自任何感官输入源的信息; 例如人们可能会体验听觉表象，嗅觉表象等。 然而，大多数的哲学和科学研究都集中在“视觉表象”上。 有时人们会认为，某些种类的动物与人类一样，也能够体验表象。 但是由于这一现象本质上是内省的，所以几乎没有证据支持或反对这种观点。 
乔治·伯克利 （ George Berkeley）、大卫·休姆 （ David Hume）等哲学家以及诸如威廉·冯特 （ Wilhelm Wundt）、威廉詹姆斯 （ William James）等早期实验心理学家，将一般的思想(想法、意念)理解为表象。如今普遍相信，许多表象作为心理表征（或心理模型 ）在记忆和思维中发挥着重要作用。     威廉·布兰特(William Brant， 2013， p. 12)将“表象”这一用语的科学用法追溯到1870年，John Tyndall 发表名为“想像力的科学利用”的演讲。有些人甚至认为，表象最好理解为一种内在、心理、神经的表征型式;  而入眠表象和半醒表象的情形，根本不具代表性。另一些人则对“表象等同于任何此类心灵或大脑的表征（或直接由其引起）”表示反对，      但也不考虑表象的非表征型式。   
2010年， IBM申请了一项专利，可从人脑中提取人脸表象。它使用梭形面部区域的脑测量反馈回路，激活程度与面部识别的程度成正比。 这项专利于2015年发布。

物理基础

心灵的生物学基础尚未完全了解。fMRI的研究表明，执行表象任务时， 外侧膝状核和视觉皮层的V1区域会被激活。 
视觉通路不是单向道。 更高级的大脑区域也可以将视觉输入送回视觉皮层低级区域的神经元。 [...]作为人类，我们有能力用心灵之眼- 在没有视觉输入的情况下获得感知体验。 例如，PET扫描显示，当坐在房间中的受试者想像他们正站在前门开始向左或向右行走时，会开始激活视觉关联皮质、顶叶皮质和前额皮质 -  所有更高级的大脑认知处理中心。
心灵之眼的基础生物学雏形，发生在大脑新皮质下方较深的部分，或是感知中心所在处。丘脑被发现是独立于其他组成部分，处理从大脑较低级和较高级组成部分所传来的所有型式的感知数据。损伤这种组成部分会产生永久性的感知损伤，然而，当大脑皮层受损时，大脑会因应神经可塑性，以修正任何阻塞的知觉。我们可以认为，大脑皮层是个复杂的记忆存储仓库，从感觉系统接收到的数据通过大脑皮层进行分区。这基本上允许识别形状，由于缺乏过滤内部产生输入的机制，因此可能产生幻觉- 看到的东西不是外部输入而是内部输入(大脑皮层的分段感觉数据在过滤时发生错误，可能导致一个人看到、感觉、听到或经历与现实不一致的事物。)
并非所有人都有相同的内在感知能力。对许多人来说，当眼睛闭上时，黑暗的感知就会占上风。然而，有些人能够感知丰富多彩的、动态的表象。迷幻药的使用增加了受试者有意识地获得视觉(以及听觉和其他感官)感知的能力。
此外，松果体是产生心灵之眼的假设候选者; 瑞克·斯特拉斯曼(Rick Strassman)等人假设，在濒死体验(NDEs)和做梦的期间，腺体可能在外部感官数据被阻断时，分泌一种致幻化学物质二甲基色胺(DMT)以产生内部视觉。然而，这一假说还没有得到神经化学证据和DMT产生的可信机制充分支持。
一个人缺乏心灵之眼的情况称为心盲症。该术语最早是在2015年的研究中提出的。
常见的表象包括白日梦和读书时的心理想像。另一种是运动员在训练或比赛前，概述他们为实现目标将采取的每一步时所召唤的表象。当音乐家听到一首歌时，他或她有时能在脑海中“看到”这首歌的音符，也能听到它们一切的音色。这被认为不同于后效，例如残像。在我们的脑海中唤起表象是自愿的行为，因此表象被定性为处于不同程度的意识控制之下。
根据心理学家和认知科学家史蒂文·平克(Steven Pinker)的研究，我们对世界的体验在我们的脑海中以表象的型式呈现。然后，这些心理图像可以与其他图像进行关联和比较，并可用于合成全新的表象。从这个角度来看，表象使我们能够形成有用的理论来解释世界是如何运作的，方法是在我们的头脑中形成一系列可能的表象，而无需直接体验结果。其他生物是否有这种能力仍然有争议。
有几种理论用于解释表象如何在头脑中形成。这包括“双码理论”(dual-code theory)、“命题理论”(propositional theory)和“功能等价假设”(functional-equivalence hypothesis)。艾伦·帕维奥(Allan Paivio)于1971年创立了“双码理论”，该理论认为，我们用两种不同的编码来表示大脑中的信息:图像编码和语言编码。图像编码就像当你想到狗的时候想到的是一张狗的图片，而语言编码则是想到“狗”这个词。另一个例子是思考抽象词汇如正义或爱与具体词汇如大像或椅子之间的区别。当我们想到抽象的单词时，就更容易用语言编码来理解它们——找到定义或描述它们的单词。对于具体的单词，则使用图像编码并在脑海中呈现一张人或椅子的图片，这往往比使用与之相关或描述性的单词更容易被采用。
命题理论涉及到以一般命题代码的型式存储表象，该代码存储概念的含义，而不是表象本身。命题代码可以是表象的描述性代码，也可以是符号性代码。然后，他们被转换回语言和视觉代码，形成表象。
功能等效假说认为，心理图像是“内部表征”，其工作方式与对真实物体的实际感知相同。换句话说，当人们读到“狗”这个词的时候，脑海中浮现的狗的图片会被解读成人看着面前的狗的样子。
为了划定表象对应的特定神经关联;，已经进行多项研究，然而，研究显示了许多结果。2001年之前发表的大多数研究表明，视觉表象的神经关联发生在布罗德曼区(Brodmann)第17区。在前运动区、楔前叶(Precunes)和内侧布罗德曼区40区观察到听觉表象。听觉表象通常发生在参与者的颞叶人声脑区(temporal voice area)(TVA)，这里允许自上向下的成像操作、处理和存储听觉功能。嗅觉表象研究显示前梨状皮质和后梨状皮质的激活; 擅于嗅觉表象的专家拥有更大量与嗅觉区域相关的灰质。触觉表象发生于背外侧前额叶、额下回、额回、岛叶、中央沟前回、额内回，并伴随腹后内侧核(ventral posteromedial nucleus) (VPM)和壳核(半球激活对应于想像的触觉刺激位置)基底核的激活。对味觉表象的研究揭示了前岛叶、额岛盖和前额叶的激活。对于某特定型式表象的新手，其灰质比与同型式表象的专家要少。对神经影像学研究的整合分析显示，双侧背顶叶、内岛叶和左额下回区域的脑活动显著。
表象被认为与感知一起发生; 然而，感觉管道受体(sense modality recptor)受损的参与者有时可以执行该管道受体的表象。表象的神经科学已使用fMRI，利用表象的不同神经相关性产生的激活，与看似无意识的个体进行交流，未来需要对低质量意识有进一步的研究。一项对一名枕叶被切除的患者的研究发现，他们的视觉表象的水平区域缩小了。

视觉表象的神经基质

视觉表象是能够创建心理表征的能力，可表征那些不在视野中的事物、人物、场所。这种能力对于解决问题的任务，记忆和空间推理至关重要。  神经科学家已经发现，表象和知觉共享许多相同的神经基质 ，或是共享知觉功能相近的脑区，例如视觉皮层和更高级的视觉区。斯蒂芬·科斯林(S. M. Kosslyn)及其同事(1999)表明早期视觉皮层17区和18/19区在视觉表象中被激活。他们发现借由重复经颅磁刺激（rTMS） 来抑制这些区域，这会导致视知觉和表象受损。此外，对患者的研究表明，视觉表象和视知觉具有相同的表征组织。从感知受损的患者研究结论得知，其也在同水平的心理表征下，经历视觉表象缺陷。 
贝尔曼(Behrmann)和他的同事描述了一个病人CK ，他提供的证据挑战了视觉表象和视知觉依赖于同一表征系统的观点。CK是一名33岁的患者，在交通意外后患上视觉物体失认症。这种缺陷使他无法识别并流畅地复制物体。令人惊讶的是，他从记忆中准确描绘物体的能力表明，他的视觉表象是正常完好的。此外，CK还成功地完成了其他需要视觉表象来判断大小、形状、颜色和组成的任务。这些发现与之前的研究相冲突，因为研究表明视觉表象和视知觉之间存在部分分离。CK表现出一种与视觉表象的相应缺陷无关的知觉缺陷，这表明这两个过程的心理表征系统可能并不完全由相同的神经基质介导。
施勒格尔(Schlegel)和他的同事对操作视觉表象过程中所激活的区域进行了fMRI分析。他们确定了11个双侧皮层和皮层下区域，当处理视觉表象时，这些区域的激活程度比仅仅维持表象时要高。这些区域包括枕叶和腹流区，两个顶叶区域，后顶叶皮质和楔前叶，以及三个额叶区域，额叶眼动区，背外侧前额叶和前额叶皮质。由于这些区域被怀疑与工作记忆和注意力有关，作者提出这些顶叶、前额叶和枕叶区域是网络的一部分，参与调节视觉表象的操作。这些结果表明，视觉表象是视觉区域中自上而下的激活。
艾斯海(Ishai)等人利用动态因果模型(DCM)确定皮层网络的连通性，结果表明，中介视觉表象的网络是由前额叶皮层和后顶叶皮层活动所激活的。从记忆中产生的物体导致前额叶和后顶叶区域的初始激活，然后通过后向连接激活早期的视觉区域。前额叶皮层和后顶叶皮层的激活也参与了长期记忆中物体表征的提取、工作记忆的维持，以及在视觉表象中的注意。因此，艾斯海等人认为中介视觉表象的网络是由后顶叶皮层和前额叶皮层产生的注意机制构成的。
视觉表象的生动性是个体完成表象任务所需能力的一个重要组成部分。视觉表象的生动性不仅在个体之间变化，也在个体之内变化。戴克斯特拉(Dijkstra)和他的同事发现，视觉表象生动性差异取决于视觉表象与视知觉之间神经基质的重叠程度。他们发现，在整个视觉皮层、楔前叶顶叶、右侧顶叶和内侧额叶的表象和感知之间的重叠，预示了心理表征的生动程度。视觉区域以外的激活区域被认为是驱动特定表象的过程，而不是与知觉共享的视觉过程。有人认为楔前叶从表象中选取重要的细节而有助于生动。在工作记忆和视觉表象的过程中，内侧额叶皮层被怀疑参与了提取和整合来自顶叶和视觉区域信息。右顶叶皮层在注意力、视觉检查和稳定心理表征方面似乎很重要。总之，视觉表象及知觉的神经基质在视觉皮层以外的区域有所重叠，而这些区域重叠程度与产生表象时的心理表征生动度有关。

在实验心理学

通过实证，认知心理学家和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表象”的哲学问题。 
这些实验中，其中一项被检验的理论是1970年代“大脑是串行计算机”的哲学比喻。心理学家芝农·派利夏恩认为，人类心智借由将表象分解为潜在的数学命题来处理。 罗杰·谢泼德和杰奎琳·梅茨勒(Jacqueline Metzler)则挑战了这观点，他们展示了几组由三维“块状物体”所绘成的二维线图，其中一些第二张线图是“第一个物体”的旋转，接着要求受试者指出块状物体是否与第二张线图相同。  谢泼德和梅茨勒提出，如同当时占主导地位的认知观点“串行数字计算机”所假设，如果我们将物体分解，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。结果谢泼德和梅茨勒发现了相反的情况：“表象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。”
心理旋转的实验结果意味着，人类的心智及大脑，以结构型态的和拓朴的(topographic and topological )整体型式维持和操纵表象。而心理学家很快就对这个涵义进行测试。斯蒂芬·科斯林和他的同事在一系列的神经成像实验中表明，在人脑视觉皮层里，类似字母“F”的物体，它们的表象如同物体一样地映射、维持、旋转。科斯林的工作也表明，想像刺激和感知刺激的神经映射十分相似。研究得出的结论是，虽然他们研究的神经过程依赖于数学和计算基础，但大脑似乎也经过了优化，擅长处理一系列拓扑图像的数学计算，而非物体数学模型的计算。
近年来，神经学和神经心理学对表象的研究，进一步质疑了“心智是串行计算机”的理论，认为人的表象具有视觉化和动觉化的双重表现。例如，几项研究已经证明，人们在与人体关节不相容的方向上旋转物体（例如手）的线图时，速度较慢。而手臂疼痛、受伤的患者，当手的线图从受伤的一侧开始心理旋转时，速度也会慢下来。
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表象和运动表象的系统不同，因此系统之间产生干扰。随后的神经成像研究表明，当参与者实际操作三维块状物以黏出如线图中所绘物体时，可诱导出运动表象和视觉表象系统之间的干扰。阿莫林(Amorim)等人的研究表明，当谢泼德和梅茨勒的三维块状物的线图中加入一个圆柱形的“头”时，参与者解决心理旋转问题的速度会更快、更准确。他们认为，运动的体现不仅仅只是抑制视觉表象的“干扰”，也能够促进表象。
随着认知神经科学对表象的研究不断深入，研究的范围从“串行与并行”或“拓朴处理”(topographic processing)的问题扩展到表象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：“即表象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。”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，那么想像苹果则使用存储在记忆中的信息，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，例如通过破坏形状或颜色表征，但似乎也会以类似的方式损害表象。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。
关于表象的神经地位，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、哲学产生相对共识。总而言之，研究人员一致认为，虽然大脑内没有小人可以观察这些表象，但我们的大脑确实会形成并维持表象为图像般的整体。这些图像究竟是如何在人脑中存储和处理的，尤其在语言和交流中，这个问题仍是一个值得研究的领域。