认知神经科学简介学科解说八、九十年代,心理学研究者无不关注两个蓬勃发展的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
实验内容脑的认知功能包括知觉、注意、记忆、语言和思维以及智能和意识等心理功能
一百多年来,神经生理学家和解剖学家一直按机能定位的指导思想试图寻找各种认知功能的特异脑中枢
60 年代在治疗顽固癫痫的脑手术病人中,发现了大脑两半认知风格的差异和海马的记忆功能,曾极大地鼓舞了高级功能定位论的研究,认为海马是特异的记忆中枢,左半球负责抽象思维,右半球负责形象思维等
然而,即使这类研究的奠基人和大脑半分工说的创始人,也很快陷入迷惘之中
因为总是存在大量矛盾的科学事实
还在70 年代中期,我们就试图以“功能模块”的概念取代定位论或分工说
经过十多年的努力,神经病学家和心理学家们终于采用双分离方法学原则,发现了人脑功能模块性或多重功能系统,主要突破表现在多重记忆模块和复杂的认知功能系统
神经生理学家在猴等动物的实验研究中,也积累了大量科学事实,证明视觉功能存在着背、腹侧系统,至少是枕、顶、颞、额的30 多个脑皮层区动态活动
目前,物体真实运动和似动知觉之间、幻觉和真实知觉之间、外界引起和主动性选择注意之间的脑功能模块的异同是引起普遍关注的研究课题
意识与无意识的脑机制过去20 年间,运用双分离原则,已将记忆至少分离出意识和无意识两类多重记忆系统,在这些研究成果之上,近年涌现出意识的“全脑工作空间模型” 、“簇化模型”、复杂性模型”等,对意识与无意识过程进行了更为系统性的实验研究及对外界客体的真实知觉和想像之间的脑功能模块的对比研究等,这种对比性分离研究,将会对脑高级功能的认识更加深入
这类研究一方面在认知实验设计上巧夺天工,另一方面,又必须有适当的脑功能检测手段或者严格挑选的脑损伤病人为实验对象
此外,为了搞清所研究的脑功能系统,设计得当的灵长类或低等动物实验模型也是十分必要的
不同层次上的实验数据彼此支持是使这一领域深入发展的必由之路
这一领域的发展一方面直接涉及人类科学最大难题脑与意识的本质;另一方面又关系到智能化信息系统、智能化机器人等高新技术发展,将为人工智能研究开创新的境界
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