认知神经科学的研究领域及发展趋势

认知神经科学的研究领域及发展趋势

认知神经科学是认知科学和神经科学相结合的一门新学科（1991年正式问世），以探讨认知活动的脑机制为其研究任务即研究人脑各组件包括分子、细胞、脑组织各区及全脑如何调用以实现自身的认知活动。认知神经科学本身只是认知心理学的一个研究取向，即采用神经科学的范式来研究人类的心智。认知心理学从上个世纪六七十年代兴起，经历了大概四个研究阶段，而认知神经科学范式是第四个阶段，也是目前比较受追捧的研究范式。目前的阶段，从神经科学的视角解读大脑认知的功能，探讨心智和大脑的关系。研究的是人类对外部世界（信息）的加工和处理的过程与机制，最核心的问题（我认为）应该就是探索人类智能的起源、机制和发展过程：为什么人类会成为智慧生物，人类的心智具体有什么样的特点等等。

（一）认知神经科学的研究领域：从基础科学到转换科学 1. 基础研究—大脑与心智的关系

认知神经科学家不会轻易相信身心二元论，相反，这个领域的研究者对人类心智的基本认识就是“功能起源于结构”，“没有无生理基础的心理活动”。因此，研究者的基本任务就是找到心理过程和生理过程的基本关系，这个是最基础的。因此，可以把基础类的研究划分：心智的功能与结构；心智的起源，基因与文化；探索心智与大脑的技术与方法。

1)心智的功能与结构：大脑信息处理过程被看作不同的阶段，从感觉，知觉，到注意，记忆，情绪动机，思维决策，意识和自由意志等等。人多研究者都始于对某个信息加工过程的专研，希望能找到通往心智与大脑关系的钥匙。

2)心智的起源：基因与文化的研究。这一部分的研究更加基础，研究的层次可大可小。精细的话可以达到细胞分子水平，谈到基因与上述心智过程的关系；宏大的话可以讨论文化对大脑和心智过程的塑造。最近，一个比较有趣的研究探讨了农业生产方式对心理过程的影响，这个研究也应用了很多认知心理学的范式，

3)探索心智与大脑关系的方法：基础研究的另外一个任务，就是要在方法上创新，推动上述研究话题的发展。目前已近于应用的探测人脑状态的方法有:对大脑状态进行客观观察的技术，其根本的逻辑是找相关（如单神经元细胞活动记录、EEG/ERP 脑电记录、 MRI/fMRI 大脑核磁成像与大脑功能核磁成像、MEG 大脑磁活动记录、fNIR功能性近红外光学成像、Pupil size 瞳孔变化测量等）；对大脑状态进行操控，以寻找大脑活动和心理行为过程的关系，本质是找因果（如TMS 经颅磁刺激、tDCS/tACS/tRNS经颅电刺激等）。

2.应用性研究或转换科学—服务于现实

1)临床研究：基础研究是为了发现心智的功能和结构以及它们与大脑的关系，而临床研究就是为了研究部分人的心智发生失常，能否在掌握心智的规律后，通过特定的手段进行干预。认知

神经科学的临床研究也叫做转换科学，其内涵就是把基础研究的成果转换为具有实际意义的成果。如关于注意导向的研究，人们发现抑郁患者存在消极情绪的注意固滞，不能从消极中脱离出来。一些干预的手段也就反其道而行之，通过干预注意导向来恢复患者的正常情绪调节功能。除了行为学上的干预，还有经颅电磁刺激这样的技术，直接通过改变大脑的功能来改变患者的精神状态。

2)激发人类智能的研究：这一类的研究通常有以下的几方面：军事培训中，通过特点的方法训练士兵，让他们提高注意力，增强记忆力，提高心理韧性；超常儿童的研究中，探明智力过人的儿童在大脑发育和成长上的特殊性；企业组织或学校教育中，采用特别的“大脑训练”范式，通过持久的训练，提高大脑的功能。

3)大脑的“读”与“写”。“读取”大脑的信息，阅读大脑信息意味着能够解码大脑的指令，从而实现通过大脑意念来控制机器。目前，这一领域的研究可以说是认知神经科学里面比较前沿的领域。例如：通过大脑来控制飞行器（军事应用），通过大脑来控制机器手（医学用途、植物人的康复）。然后是“写入”大脑的指令，让大脑植入某个意念或某段记忆，怎么也挥之不去。或者通过神经药物作用，精确地切除大脑的某段记忆，从而让人没有烦恼和忧愁。目前，经颅电磁刺激的出现让这个方向有了部分突破。

（二）认知神经科学的发展趋势

认知神经科学手段与分子生物学、基因组研究的结合，利用认知神经科学手段，在个体水平上揭示不同层次活动之间的对应

和相互作用关系；认知神经科学研究对象扩展到儿童和老年人，面临方法学和伦理学的挑战，但有广泛的实用价值和重要的理论价值，如儿童发展、遗传和环境如何交互、共同决定大脑的活动模式和心理过程、行为表现方面；认知神经科学与传统科学的交叉，经济、政治、法律、社会规范的建立和执行是以人的心理和行为为基础的，认知神经科学对规范执行过程中的心理活动和神经基础的研究，使我们能在脑和神经系统的基础上认识人的社会特性和其本质；计算神经科学的发展，计算模型的建立在认知心理学、系统神经科学和行为神经科学的发展中起了重大的作用，根据认知理论和神经活动的相关知识来建立计算模型，并找到结构—功能、大脑—心灵之间的本质关系。

综上所述，认知神经科学的方法在于神经科学，焦点在于认知。传统的认知神经科学研究的认知机能，如感知觉过程、言语过程、注意过程、学习和记忆、思维过程、情绪过程、表象、计算过程、执行功能等；认知神经科学的应用研究中，临床认知神经科学，研究脑损伤患者的认知问题，医学领域的应用，包括认知神经心理康复；认知神经计算与计算机、电子、生物医学工程等的结合领域，有关脑机接口和人工智能的领域。社会科学领域人类社会的活动都涉及认知，所以认知神经科学的研究领域很广，有认知的领域它就能用神经科学的方法去研究。因此可以和社会科学之间广泛结合，出现更多新兴研究领域，如社会认知、决策、（认知相关）进化、一些神经免疫学与认知相关的研究方向等。

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