认知神经科学认知神经科学的研究旨在阐明认知活动的脑机制，即人类大脑如何调用其各层次上的组件，包括分子、细胞、脑组织区和全脑去实现各种认知活动。

八、九十年代,心理学研究者无不关注两个蓬勃发展的

认知神经科学

 

边沿交叉学科的研究,即认知神经科学和认知行为遗传学。这两个学科吸收了认知科学和行为发展科学的理论与神经科学和遗传学的新技术,共同向智能的本质和意识的起源这一基本的重大理论问题发起冲击,将心理学的研究推向了一个新的发展水平,已经并且势必继续对心理学的研究产生重大影响。

认知神经科学的研究旨在阐明认知活动的脑机制,即人类大脑如何调用其各层次上的组件,包括分子、细胞、脑组织区和全脑去实现各种认知活动。传统神经科学的某些分支,例如神经心理学、心理生理学、生理心理学、神经生物学和行为药理学等,吸收了认知科学的理论和神经科学的新技术,逐渐形成了认知神经心理学、认知心理生理学、认知生理心理学、认知神经生物学和计算神经科学等认知神经科学的各个分支。自八十年代后期发端以来,认知神经科学的研究在短短时间内取得了令人注目的进展,对传统认知心理学和发展心理学的理论建构和各内容领域的研究有着巨大影响。认知发展研究自然也不例外,由于认知发展心理学和发展神经科学科学对许多共同问题感兴趣,由此衍生出来的发展认知神经科学正得到越来越多人的关注,成为当前最热门的交叉研究领域之一。

学科分支

认知科

认知神经科学

 

学的核心学科分支——认知心理学、心理语言学、人工智能和人工神经网络的研究都取得了重要进展，但又都发现在自己的研究领域内出现许多难点，必须在人脑认知活动机制中需求答案。例如，认知心理学和心理语言学研究中，信息加工的并行和串行方式，外显机制和内隐机制，基于经验和知识的认知活动和靠灵感、顿悟的认知活动，其脑机制有何异同？在人工智能和人工神经网络的研究中，物理符号的离散表征和运算原理，与亚符号连续运算原理之间存在何种关系？人工神经网络的学习机制为何需要千万次训练，而人类的观察模仿学习则一看就会？这些问题都尖锐提到认知科学各个分支学科发展面前。人类社会发展对智能信息系统越来越高的要求和技术难题之间的矛盾，使认知科学迫切希望有一个新生儿来继承自己未竟的事业。 生物医学构像技术特别是近年功能性磁共振成像可以用于对于人类认知活动的研究；脑事件相关电位、脑磁图和高分辨脑成像等生理学方法，可以为人脑认知功能研究提供许多新的数据；分子神经生物学和细胞神经科学，为人脑认知障碍和动物认知行为提供脑内机制的许多科学数据，包括动物的学习障碍和某些基因序列的关系。这些都使神经科学有资格孕育一个径直研究认知活动脑机制的新学科。传统神经科学的某些分支，吸收了认知科学的理论和神经科学的新技术，就可以成为新学科分支的组成部分。神经心理学、心理生理学、生理心理学、神经生物学、行为药理学等都是这些传统神经科学的分支。一经吸收了认知科学和神经科学新理论和新技术，这些传统学科得到新生，于是，认知神经心理学、认知生理心理学、认知心理生理学、认知神经生物学、计算神经科学等逐渐形成。

虽然认知科学和神经科学的兴起只有20 多年的短暂历史,由于其高度跨学科性与高新技术发展的密切相关,两者又结合在一起,形成了新的交叉领域———认知神经科学。在世纪之交,可以预见这一领域的发展将会带动整个科学的发展,并能顺应发展教育事业的理论需求。下列研究已经形成或正在形成国际前沿。

研究发展

在过去20 年间学习记忆的神经基础研究在各个层次上都取得了突破性进展。认知心理学和神经心理学研究发现,人类的学习、记忆,至少由五个以上的脑功能系统,实现着多种学习记忆功能,包括重复启动效应,知觉启动效应,语义系统,工作记忆和情景记忆的多重记忆,以及熟练技能学习、知觉学习、语义学习等多种学习模式。学习和记忆的性质不同,参与的脑结构也不同。神经生物学研究发现,不仅学习中刺激呈现时间,而且学习之间的间隔期也制约着学习效果和稳定长时记忆的形成,其原因在于从学习到记忆,必须有脑内记忆相关的基因调节蛋白的激活和基因表达。行为水平上所须的时间恰好与基因调节蛋白激活所需时间巧合。介于行为科学和分子水平研究之间的细胞学研究表明,脑的个体发育中,突触形成需要一定的神经化学环境,包括神经递质和神经生长因子。因此,作为学习记忆神经生物学基础而言,突触可塑性的研究,已成为近年教育相关脑科学所关注的研究课题,寻求脑发育和不同认知功能发展的关键期和可塑性是当代心理学与生理学共同热衷研

认知神经科学

 

究的领域。70～90 年代以海马三突触体回路为先导的离体脑片实验标本,随后膜片箝技术所要求的离体细胞培养和脑片标本,乃至海兔、果蝇等实验模型,都极大推动了学习记忆的分子生物学基础研究。这些研究表明,不仅多种神经递质及其受体是必不可少的神经信息传递环节,而且膜的离子通道特性和细胞内信号转导系统,乃至细胞核内的基因调节蛋白,都是学习和记忆的重要分子生物学基础。90 年代以来,有采用基因敲出或转基因技术,培养出许多动物模型,对学习记忆的分子生物学基础提供了新的研究手段。因此,学习记忆的分子生物学研究已成为国际上最活跃的研究领域之一,出现了难以计数的研究课题,极大丰富了认知神经科学的学术空间。