一、基礎研究的科學前沿——認知神經(jīng)科學

1.1心理學到底是不是“偽科學”

在認識心理學的分支——認知神經(jīng)科學前，或許大部分人都會有一個疑惑：心理學難道不是“偽科學”嗎？

讀心術、催眠、意念控制……這些經(jīng)常出現(xiàn)在大眾眼前的詞匯，給心理學蒙上一層神秘的面紗，加之流量社會中缺乏科學素養(yǎng)的不良媒體對“心理學”進行錯誤的科普，使其在大眾心里的可信度逐漸降低，“人在家中坐，鍋從天上來”，心理學逐漸背上了“玄學”和“偽科學”的黑鍋。

那么心理學到底是不是“偽科學”呢？

1879年，馮特在萊比錫大學創(chuàng)立世界上第一個專門研究心理學的實驗室，使心理學從哲學中獨立出來，這是哲學心理學和科學心理學的分野，也標志著科學心理學的誕生。

而大眾眼中的“偽科學”，其實更多的來自哲學心理學或者個人經(jīng)驗的總結，這些理論大部分都沒有經(jīng)過實證研究，也沒有實驗數(shù)據(jù)，因此很難讓人信服，也更容易出現(xiàn)以偏概全的情況。

事實上，在科學心理學的研究中，心理學實驗也需要嚴格控制變量，考慮變量之間的關系和收集數(shù)據(jù)的方法，嚴格選用統(tǒng)計方法或數(shù)學模型把結果描述出來，揭示現(xiàn)象之間的關系和本質(zhì)，這些都需要用科學的、實證的方法。測量絕對感覺閾限和差別感覺閾限的實驗，其實就是典型的心理學實驗。

北京大學心理與認知科學學院教授蘇彥捷曾說：“研究過程需要用符合邏輯的科學方法，得出可重復的穩(wěn)定的科學結論，這就是符合科學性的?！?/p>

1.2當代科學的前沿——認知神經(jīng)科學

上世紀40年代起，科學家對于藥物治療無效的癲癇病人，采用切斷連接左右腦的胼胝體，阻止癲癇放電擴散的辦法治療。這么一來，癲癇病發(fā)作雖然停止了，但大腦兩半球卻被分割開來，于是信息不通，行動也互不配合，就形成了所謂的“裂腦人”。1961年，“認知神經(jīng)科學”之父加扎尼加率先開展了對裂腦人的研究，他改變了人們對腦兩半球功能偏側(cè)化的認識，促進了人類心智研究的發(fā)展，也促使他參與創(chuàng)立了人類心智問題的前沿——認知神經(jīng)科學。

在世紀之交，美國國家科學基金會（3.4）和美國商務部聯(lián)合發(fā)布報告稱，世紀人類科學的突破，將會出現(xiàn)在與心理學密切相關的生命科學、信息科學、認知神經(jīng)科學以及社會科學相結合的領域[1]。

那么到底什么是認知神經(jīng)科學呢？

二、什么是認知神經(jīng)科學

認知神經(jīng)科學，顧名思義，就是認知心理學和神經(jīng)科學的交叉學科，所以要了解認知神經(jīng)科學究竟是什么，我們要從認知心理學和神經(jīng)科學兩個角度入手。

當你從明亮的室外走進昏暗的房間，起初你可能會什么也看不見，但幾分鐘后你的眼睛會適應新的光線水平，逐漸能夠看清物體，這個逐漸適應的過程，其實就屬于我們認知心理學的研究范疇，這種感覺系統(tǒng)對持續(xù)不變的刺激逐漸變得不敏感的現(xiàn)象，還有另一個解釋：感覺輸入的簡約。

“認知心理學之父”奈塞爾在其1967年出版的《認知心理學》一書中，對“認知”做出了定義：認知是指感覺輸入憑其被轉(zhuǎn)化、精加工、簡約、儲存、恢復和應用的全過程。

感覺輸入，是指感受器從外界環(huán)境或身體內(nèi)部接收到的各種形式的刺激。比如光線和顏色信息只能通過眼睛接收，聲波只能通過耳朵接收，氣味分子只能通過鼻子接收。而感覺輸入的轉(zhuǎn)換，就是感受器將這些刺激轉(zhuǎn)化為大腦可以處理的神經(jīng)信號的過程，也就是將上列刺激依次轉(zhuǎn)換成形成視覺、聽覺、嗅覺的電信號過程。

這些電信號最終通向我們的大腦，由我們的大腦不同的區(qū)域負責接收，比如大腦上的視覺皮層負責識別基本的光線和顏色信息，做聯(lián)絡區(qū)負責將來自兩只眼睛的視覺信息整合成三維圖像，或?qū)⒉煌l率的聲音整合成一段音樂，而這些過程，其實都被包含在感覺輸入的精加工里。

感覺輸入的存儲，是指我們大腦接收并短時間內(nèi)保留來自感官的信息的過程，最簡單的例子，其實就是瞬時記憶的過程；感覺輸入的恢復，則是指從記憶中提取已存儲信息的過程，也就是回憶與再認；感覺輸入的使用，就是我們運用這些信息，進行決策或解決問題等過程[2]。

通過奈塞爾的認知的概念我們可以發(fā)現(xiàn)，諸如感覺、知覺、想象、注意、回憶、問題解決和思維等心理過程，其實都是認知心理學的研究對象，這些對象與外顯行為不同，它們不能直接觀察，但卻構成了人類行為基礎的內(nèi)部機制和過程。

簡單而言，認知心理學就是通過一些行為實驗和心理測量，研究行為的認知過程，再將人的這些心理過程用計算機程序（比如編碼、存儲、提取和操作等信息加工過程）加以類比。

而神經(jīng)科學就是從生物學視角出發(fā)，試圖解釋神經(jīng)回路如何活動進而執(zhí)行當前行為，其中分子神經(jīng)科學研究神經(jīng)系統(tǒng)中的分子和細胞過程，包括神經(jīng)遞質(zhì)、離子通道、受體等；細胞神經(jīng)科學則關注神經(jīng)元（神經(jīng)細胞）的功能及其相互作用，包括神經(jīng)元的結構、功能和信號傳遞機制。

所以，就產(chǎn)生和發(fā)展而言，認知神經(jīng)科學可視為認知心理學的一個研究取向，但它采用神經(jīng)科學的范式方法研究人類認知過程，解決有關人類心智的根本問題。

三、認知神經(jīng)科學的研究方法

前文我們提到，認知神經(jīng)科學采用的是神經(jīng)科學的范式研究人類認知過程，現(xiàn)階段常用的研究方法其實分為腦成像技術、電生理學方法、腦刺激技術三種。

其中腦成像技術中分為功能磁共振成像（fMRI）、正電子發(fā)射斷層掃描（PET）、近紅外光譜成像（fNIRS）、結構磁共振成像（sMRI）等等，它們將大腦結果或功能可視化，幫助理解大腦在執(zhí)行認知任務時的活動和解剖基礎。

電生理學方法分為腦電圖 (EEG)、事件相關電位 (ERP)、單細胞記錄、多電極記錄等技術，它們直接記錄神經(jīng)元或神經(jīng)群的電活動，幫助理解大腦在不同認知任務中的動態(tài)活動。

腦刺激技術又分為經(jīng)顱磁刺激 (TMS)、經(jīng)顱直流電刺激 (tDCS)等技術，它們是通過刺激特定腦區(qū)來研究和調(diào)節(jié)大腦功能，幫助理解認知過程的神經(jīng)機制。

四、認知神經(jīng)科學的貢獻與未來

過往的認知神經(jīng)科學的主要貢獻集中在腦功能定位與神經(jīng)網(wǎng)絡的發(fā)展和記憶與學習的神經(jīng)機制的探索上。但作為一門新興學科，其未來將向著更加精細化、個性化、跨學科和社會應用廣泛的方向發(fā)展,比如與醫(yī)學相結合制定個體化的診斷和治療方案、與人工智能結合構建更精確的大腦模型等，它將繼續(xù)推動我們對大腦和認知過程的理解，并在醫(yī)療、教育、技術和倫理等多個領域產(chǎn)生深遠影響。（科普中國）

參考文獻

[1]. Mihail C R. William S B.Converging Technologies for Improving Human Performance:Nanotechnology,Biotechnology,Information Technology and Cognitive Science.Dordrecht/Boston/London: Kluwer Academic Publishers. 2002

[2]. Nessel, U. Cognitive Psychology. Appleton-Century-Crofts.1967