认知神经科学初步了解

认知神经科学的前世今生：简短版首先，我们要知道认知神经科学是从哪里来的，具体干什么的，为什么存在这样的一个学科？我想可以简要地这样梳理一下：∙ 1. 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。

∙ 2. 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（不同人划分不同，各个阶段并不是单独存在），也是目前比较受追捧的研究范式。

而其余的几个阶段分别是：1. 以计算机作为类比的信息加工理论（把大脑比作序列加工的计算机）；2. 以神经网络平行加工为基础的联结主义（认为神经网络整体加工是大脑功能的基础，注意，到这里还没有具体的神经科学证据，大多数模型都是基于算法的计算模型）；3. 以生态功效为主要思路的具身化思潮（认为人类的认知是根治于环境以及具身化的过程）；而目前的阶段就是 4. 认知神经科学（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）。

∙ 3. 我们还要知道，认知心理学本身就是心理学下面的一个分支，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。

∙ 4. 认知心理学和其他许多心理学分支一样，都起源于哲学，涉及人类了解自身的终极大问：“我是谁？”等等之类的哲学思考。

归根到底，就是要认识人类自己本身。

∙关于人类心智的探索，有这样的一段话，可以供读者品玩：“人类需要孜孜不倦地探索两个未知空间，一是人类生存所必须面对的宇宙，是二人类自己的内心；宇宙的无限容量，把一切强大的内存，都变成宇宙自己的内存；心灵的无限向度，给人类自己提供了无限的探索性和可能性；内心与宇宙，是世界上唯一的一对微观与宏观相匹配的超级感应物；内心的未知空间有多大，宇宙的未知空间就有多大；内心与宇宙之间的排斥与兼容，如同两台不同性能、型号、年代的计算机；它们互相在程序上的试探、破解、沟通与交流，其实就是人类对自我，进而对未知空间的新发现、新拓展和新认知。

”所以，如果把上述的梳理倒过来看，大致可以定位认知神经科学前世今生的大体坐标。

必须说明的是，以上是非常简要的介绍，忽略了许多有关学科交叉的事实，例如生物学，生理学，物理学，计算机科学的发展等学科对认知科学的推动。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－认知神经科学的研究领域：从基础科学到转换科学现在，可以具体看看认知神经科学有哪些研究领域了，这些研究其实和认知心理学的研究没有本质的区别，所问的问题都非常相似。

然而，人们通常会把神经科学和认知神经科学混为一谈。

其实不然，我想以下的这个回答有利于读者了解认知神经科学的基本思维和视角：认知神经科学的基本原则是什么呢？简而言之，认知神经科学的重点在“认知”，“神经科学”只是技术手段和方法。

随着神经科学及相关学科的进步，认知心理学的研究可以探索一些特殊的问题，整个领域经常都很多令人意想不到的结果和发现，这些成果可以说是认知心理学里面采用“认知神经科学取向”所带来的成果。

1. 基础研究－大脑与心智的关系（结构与功能的思考）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为一下几个话题：1）心智的功能与结构2）心智的起源：基因与文化3）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。

o感知觉：▪视觉通路到整个视觉皮层（枕叶），研究已经基本把视觉皮层神经细胞的工作原理破解得七七八八，从v1到v2，不同区域，信息加工从方向，大小，颜色等等。

视觉可以说是研究得比较透彻得一个领域。

有兴趣的小伙伴，可以关注Vision Sciences Society.▪听觉是另外一个研究得比较透彻的领域，很多有趣的研究，例如定位，听觉和视觉的统合等等，例如The 'McThatcher Effect（VSinvertedspeech）。

▪其他感觉，例如嗅觉（情绪加工，择偶等等）。

o注意：注意是一个非常大的研究领域，因为它涉及了信息筛选加工的过程。

我们不能对所有的感官信息进行加工，因此注意的作用就非常大了，基本决定了后续所有的认知过程。

这个领域太大，下面罗列一些名词，可以让感兴趣的小伙伴们自己去google一下：选择性注意，随意注意，注意分配，注意瞬脱，基于特征的注意，空间注意，注意持续性，小儿多动症。

认知神经科学的研究正在逐步理清注意的生理基础，并且弄明白注意和其他认知过程的互动机制。

o记忆：这又是一个无底洞一样的课题。

为什么我们会有记忆，为什么我们又会忘记，怎么才能提高记忆力等等。

关于记忆，人们最关注的是内测颞叶的大脑结构，例如海马，海马旁回等等。

2014年的诺贝尔生理与医学奖的得主，就是发现了海马里面处理位置记忆的特殊神经元。

这个例子可以说是目前认知神经科学领域里面把大脑结构和心智过程最直接的联系起来得最为精细的。

认知神经科学其他领域目前还未能够达到相类似的精细程度。

这很大程度上是技术的问题。

▪感觉记忆：维持在<500 ms 左右的感觉信息，大脑基础：感觉皮层▪短时记忆（工作记忆）：几秒内的记忆内容，这一部分内容被认为和意识有关。

相关的大脑结构：记忆维持与顶叶和颞叶有关，信息加工与前额叶有关。

▪长时记忆：情景记忆，言语记忆，程序性记忆等等。

每个名词的解释都要花一篇文章。

相关大脑结构：目前，关注在海马以及内侧颞叶的大脑结构。

▪内隐记忆▪时间的加工，空间的加工。

o情绪和动机：传统的认知心理学对此研究并不如社会心理学多。

情绪和动机过程通常被认为是社会因素而非认知因素。

情绪，也通常被认为是人类和其它动物在进化过程中保留下来的比较低等功能。

但智能是人类比较独特的高等功能。

我个人不太认同这样的看法。

情绪和动机过程不能够与基本的认知过程相分离。

亚里士多德把人类的心智分作三个部分，认知的，情感的，意动的，用现在的术语来说就是认知、情绪和动机。

然而，心理学对于认知的过程研究比较多，对于情绪和动机的研究最近又渐渐兴起。

除了“认知神经科学”以外，还有一个领域“情感神经科学”，有很多有趣的研究和发现。

然而，在学科上划分上还是认为情感和动机是认知科学的范畴。

o思维与决策：这一部分就抽象很多了，涉及大脑如何利用感知觉、注意和记忆的内容，并整合情绪和动机过程进行决策。

这个领域的研究在没有引入神经科学范式之前就已经诞生了一位诺贝尔经济奖的心理学家得主DanielKahneman。

由与这个领域和经济决策以及道德判断息息相关，所以更加贴近我们的日常生活。

进来采用认知神经科学范式的研究也越来越多。

最近看到的是经颅电刺激对人类遵守社会规范的影响, 2013年发表在science 上面的一篇研究Changing Social Norm Compliance with Noninvasive BrainStimulation。

o意识和自由意志：相信大部分小伙伴都听说弗洛伊德，这位老先生把意识、潜意识和无意识的几个概念弄的风生水起，搅动了二十世纪大部分哲学思考，至今还深深地影响英语文学界。

虽然，弗老先生的影响力在心理学却不如从前，然而，他引起人们开始关注意识与无意识的问题，至今依然是科学界争论不休的话题。

这个方向的研究很少，因为太难，动不动就会出现Nature 或者Science 的文章。

没有一些哲学背景的小伙伴们慎入。

o社会的大脑：在其他知友的回答里面，也有提到这一部分的问题。

很多这方面的内容，例如经济神经科学，法律神经科学，道德神经科学。

简而言之，都是用认知神经科学的范式去研究社会科学的问题。

因此，它本身并不能够严格地所是一个“领域”。

应该说是把其他心智过程统合到与社会活动相关的范畴中所开展的研究。

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，也发表在science上面：Large-Scale Psychological Differences Within China Explained by Rice Versus Wheat Agriculture∙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。

关于这个，可以参考：目前已近于应用的探测人脑状态的方法有什么？2. 应用性研究或转换科学（Applied or Translational Sciences）- 服务于现实∙临床研究：如果说基础研究为了弄清楚心智的功能和结构以及它们与大脑的关系，那么临床研究就是为了弄明白为什么有些人的心智会发生失常，我们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有些时候叫做转换科学，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。

例如，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。

当然，这必须建立在我们对大脑和心智过程关系已经有足够了解的基础上。

像这样的研究还有很多很多，涉及的范围之广，内容之多，意义之大，在本文里面不可能一一而足。

∙激发人类智能的研究：这一类的研究通常在以下的几种场合中比较多见：1. 军事培训，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；2. 超常儿童的研究，探明智力过人的儿童在大脑发育和成长上的特殊性；3. 企业组织或学校，有些人会采用一些特别的“大脑训练”范式，希望通过持久的训练，提高大脑的功能。

目前，这个东西已经商业化了。

Brain Games & Brain Training∙有点科幻色彩的应用：大脑的“读”与“写”。

上面的研究面向的是现在，以下的很多研究，面向的是未来。

o“读取”大脑的信息：通过大脑意念来控制机器。

阅读大脑信息意味着我们能够解码大脑的指令，从而实现通过大脑意念来控制机器。