導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇神經科學研究方向，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

中圖分類號 R56 文獻標識碼 B 文章編號 1674-6805（2015）34-0036-02

doi：10.14033/ki.cfmr.2015.34.014

近年來，隨著我國醫(yī)療水平的不斷提高，越來越多患者的生活質量得以改善。其中，在骨科手術領域人工全膝關節(jié)置換手術被廣泛應用，但是大部分患者術后會出現深靜脈血栓的并發(fā)癥，主要表現為靜脈炎、下肢疼痛及肺栓塞等。目前，這種骨科手術導致的下肢的靜脈血栓越來越備受重視[1]。相關數據顯示，全膝關節(jié)置換術后深靜脈血栓發(fā)生率將高達一半以上。另一方面，不同麻醉方式的選擇也會影響全膝關節(jié)置換術后深靜脈血栓的發(fā)生[2]。本文將選取筆者所在醫(yī)院四年的全膝關節(jié)置換術患者為研究對象，闡明全身麻醉和連續(xù)硬膜外麻醉兩種方法在降低全膝關節(jié)置換術后深靜脈血栓發(fā)生率上的有效性、安全性和適用性，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2012年4月-2015年4月在筆者所在醫(yī)院進行全膝關節(jié)置換術的患者110例作為研究對象。所有患者經確診為ASAⅠ～Ⅲ級，男66例，女44例，最小55歲，最大73歲，體重53～75 kg，經彩色多普勒超聲等檢查，肝腎功能和血尿便常規(guī)檢查正常；術前血小板、凝血情況及心電圖正常。采用隨機數字表法分為治療組和對照組，兩組患者年齡、性別等基礎臨床特征比較，差異均無統(tǒng)計學意義（P>0.05），具有可比性，詳見表1。

1.2 方法

治療組患者采用硬膜外麻醉，對照組患者采用全身麻醉。兩組患者術前12 h需空腹，且近期未用藥。兩組患者需同時建立心率、呼吸頻率、血氧飽和度和平均動脈壓等檢測體系。治療組需要選擇患者L2～3作為穿刺點，穿刺成功后再將硬膜外導管向頭側置入管3 cm處，同時注入1%利多卡因和0.25%地卡因9～18 ml，術中用0.5%羅哌卡因維持麻醉。對照組依次靜脈注射地西泮0.07～0.09 mg/kg、芬太尼13 μg/kg、維庫溴銨0.12 mg/kg等進行誘導麻醉，等6 min后注射異丙酚2～5 mg/kg，再給予1.0%異氟烷同時間隔給予芬太尼輔助維持麻醉（藥品均由浙江大學附屬第一醫(yī)院提供，批次20150527）。

1.3 觀察指標

觀察兩組患者麻醉前、麻醉后3 h和術后24 h血凝指標變化情況和深靜脈血栓發(fā)生情況，比較兩組患者麻醉時間、術中出血量及手術時間；其中，需要記錄各點采靜脈血行凝血酶原時間（PT）、凝血酶時間（TT）、纖維蛋白原（Fbg）和血小板（PLC）。

1.4 統(tǒng)計學處理

采用SPSS 17.0軟件對所得數據進行統(tǒng)計分析，計量資料用均數±標準差（x±s）表示，比較采用t檢驗；計數資料以率（%）表示，比較采用字2檢驗。P

2 結果

2.1 治療后兩組患者基本情況比較

兩組患者分別進行全身麻醉和連續(xù)硬膜外麻醉后，治療組患者的纖維蛋白原與血小板含量均明顯低于對照組，但凝血酶時間和凝血酶原時間均長于對照組（P

2.2 兩組深靜脈血栓發(fā)生情況比較

治療組患者深靜脈血栓發(fā)生率為10.5%，顯著低于對照組的49.1%，差異有統(tǒng)計學意義（P

2.3 兩組手術一般情況比較

治療組和對照組麻醉時間、術中出血和手術時間比較，差異均無統(tǒng)計學意義（P>0.05），詳見表4。

3 討論

隨著我國人口老齡化加快和人工關節(jié)技術的提高，人們更加關注骨科術后患者的生活質量[3-4]，本文就全身麻醉和連續(xù)硬膜外麻醉兩種方式對降低深靜脈血栓的發(fā)生率進行分析，主要有兩點差異：第一全麻能降低下肢的血流量，有助于血栓的發(fā)生，而硬膜外麻醉能擴張血管，與全麻作用相反；第二全麻能使血液黏滯度升高、紅細胞變形降低，則硬膜外麻醉具有相反的作用[5-6]。另一數據顯示，硬膜外麻醉患者的血小板和纖維蛋白原含量均低于全麻患者，而凝血酶原時間和凝血酶時間均較全麻組患者長，表明全麻組患者的凝血情況嚴重，更易發(fā)生深靜脈血栓。雖然藥物治療能夠使深靜脈血栓發(fā)生率有所下降，但是嚴重疾病、老年患者以及部分大手術等高危人群的深靜脈血栓發(fā)生率依然很高。因此，需要從形成深靜脈血栓的原因著手，找到合理而安全有效的方法來值得臨床推廣。

目前，對于血栓形成的初期，炎性細胞、血小板、靜脈內皮細胞等之間的調控及相互作用，造成纖容及抗纖、凝血及抗凝系統(tǒng)失衡，從而使得機體微環(huán)境向有利于血栓形成的發(fā)展機制并未完全明確，尚無比較可靠的深靜脈血栓早期診斷及預測標志物。與深靜脈血栓形成有關的因素有很多，常見的有年齡、肥胖、深靜脈血栓病史、肺疾病、骨折史、水腫、感染等因素[7]。

在不考慮客觀因素的情況下，連續(xù)硬膜外麻醉用于骨科圍術期具有連續(xù)鎮(zhèn)痛效果好、術中出血量少、肌肉松弛好等優(yōu)點。雖然全身麻醉對全膝置換術后深靜脈血栓的發(fā)生有推動作用，但是在實際臨床上術前常伴有支氣管炎、高血壓、心肺功能弱等的患者機體代償和耐受性差[8]。

綜上所述，隨著連續(xù)硬膜外麻醉和人工關節(jié)技術的日臻成熟及對骨科中常見的全膝關節(jié)置換術認識的深入，硬膜外麻醉大大降低了患者深靜脈血栓并發(fā)癥的發(fā)生率，提高了臨床療效，且具有在骨關節(jié)外科領域中巨大潛力。

參考文獻

[1]張苗芳.不同麻醉方法對老年全髖關節(jié)置換術患者術后深靜脈血栓發(fā)生率的影響對比[J].中華高血壓雜志，2015，23（1）：16-17.

[2]李云龍，王華，葉慧儀，等.不同麻醉方法對下肢骨關節(jié)手術患者圍術期凝血功能的影響[J].中國現代藥物應用，2013，7（8）：9-10.

[3]劉達，張譯，張波，等.不同麻醉方式對股骨粗隆間骨折患者術后血液流變學及 DVT 的影響作用[J].中國現代醫(yī)學雜志，2014，24（31）：79-82.

[4]陸文博，楊世忠，邵學泉.全身麻醉與連續(xù)硬膜外麻醉對全膝關節(jié)置換術圍術期血液保護及深靜脈血栓發(fā)生率的影響[J].中國醫(yī)藥報，2013，10（35）：109-111.

[5]陳虎，曹力.麻醉方式與全膝關節(jié)置換術后深靜脈血栓形成及預防[J].實用骨科雜志，2011，17（4）：336-339.

[6]姚杰，孟盡海，王文娟，等.不同麻醉方法對骨科手術患者深靜脈血栓形成的影響[J].寧夏醫(yī)科大學學報，2013，35（1）：29-31.

篇2

會上，來自英、美、德、法、意、中等多個國家的研究者在會上做了廣泛的交流與探討。其中作為主題發(fā)言人之一，倫敦大學教育神經科學研究中心副主任Andrew Tolmie教授首先介紹了教育神經科學這一倍受關注的新興學科的特點和發(fā)展趨勢，并展望了其對音樂教育未來發(fā)展的重要影響及啟示作用。Tolmie教授認為，教育神經科學不僅對人才培養(yǎng)與綜合國力的增強具有重要意義，將其研究成果應用于音樂教育的教學與研究領域也已經成為現代教育發(fā)展的必然趨勢。通過教育神經科學對音樂教學中所涉及的記憶、思維及情緒等高級認知功能進行深入探究，可以從不同角度理解音樂認知活動的實質、特點及規(guī)律，同時可以更深入、準確地認識腦與音樂教學行為間的關系及不同環(huán)境與音樂教育方式對神經機制與心理機能所產生的影響，從而為音樂教育改革提供綜合了神經生理與心理特性的多層面依據。

來自赫爾辛基大學行為科學學院腦認知研究組（Cognirive Brain Research Unit，Institute Of Behavioural Sciences）的Mari Tervaniemi教授以《音樂教育與腦科學――夢想與現實》（Music education and brain science：dreams and realities）為題，探討了音樂訓練經驗對兒童與成人音樂家的腦結構和功能的影響。Tervaniemi教授認為研究音樂教育情境中的腦是一項非常具有挑戰(zhàn)性的工作。已有研究證明，音樂活動具有調節(jié)和改善腦結構與功能的重要作用，不僅音樂訓練可以促進兒童與成人腦的發(fā)育，而且音樂聽賞與音樂創(chuàng)作等活動也可以作為特殊手段應用于神經與心理疾病的治療中。同時，Tervaniemi教授指出現階段研究者面臨的主要問題在于：第一，目前，絕大多數研究僅限于在實驗室環(huán)境中開展，憑借現有研究技術與方法還不能解決所有真實教學環(huán)境中的實際問題；第二，每個被試的腦的解剖結構和功能不是完全相同的，但是現有研究結論卻是基于對被試的群體研究所得出的均值而得出的；第三，每個被試對音樂的感受和偏好不盡相同，但現有研究大多是采用相同的音樂刺激材料：第四，需要開展更多的長時間的追蹤調查，才能使研究結論更具有說服力。

其后，國際著名的音樂心理學家和音樂教育家GrahamWelch教授做了題為《兒童歌唱能力發(fā)展過程中的神經心理學特點》（Neuropsychological feature of children’s singingdevelopment）的發(fā)言。作為國際音樂教育協(xié)會主席（International Society of Music Education，ISME）（2012-2014）和“教育、音樂與心理學研究”協(xié)會（society for Education，Music and Psychology Research，SEMPRE）的主席，Welch教授在發(fā)言中首先從神經機制入手，對兒童在歌唱過程中的腦區(qū)激活位置與程度進行了深入分析，并倡導將關于神經科學的最新研究成果應用于聲樂的教學方法之中。在此基礎上，Welch教授分析了目前關于“音樂教育中心智與腦”的研究所面臨的挑戰(zhàn)，并呼吁研究者們開展專門針對兒童的神經心理生物學（neuropsychobiology）的實證研究，從而幫助我們更好地理解和改善兒童聲樂教學方法。

此外，會議還組織與會者參觀了用于開展神經科學研究的腦電（electroencephalogram，EEG）實驗室、功能性磁共振成像（functional magnetic resonance imaging，fMRI）實驗室以及位于英國科學博物館中的正電子發(fā)射斷層成像（positronemission tomography，PET）等腦實驗設備，這使得參會者們進一步加深了對神經科學的研究技術與研究范式的了解。隨后，研究者們就各自特別關心的問題展開了頭腦風暴式的熱烈討論。與會專家和學者普遍認為，探究神經科學與音樂活動的腦機制與功能是一個非常具有發(fā)展?jié)摿Φ难芯糠较?。目前，借助fMRI、PET、ERP以及EEG等實驗設備，研究者便可以觀察在從事音樂活動的過程中，人腦的神經活動機制。但這不僅需要神經科學研究者們的努力，同時也需要音樂教育者的積極參與，并將研究成果運用于教育實踐，從而最終對音樂教育產生實質性的影響。

二、會議宗旨和意義

召開此次研討會的含義和影響都是非常深遠的。它不僅標志著一個嶄新的研究領域或者說研究（學科）視角正在形成，而且正如研討會宣傳語中所說，會議旨在“連接心理學、神經科學與音樂教育的世界”，即希望打破學科壁壘，架設起一座不同學科間溝通的橋梁，從而將音樂教育工作者與對其感興趣的心理學和神經科學領域的研究者聯(lián)系在一起，構建一個跨學科聯(lián)盟，并將腦與神經科學研究成果普及與推廣至音樂教育領域。眾所周知，傳統(tǒng)的教育教學實踐與教育政策的制定和實施，往往是以現象學思維為基礎，而傳統(tǒng)的教育學研究一直是一種基于直接經驗的社會實踐活動，一些經驗看起來比另外一些更為有效，這就形成了一些大家比較認可的“傳統(tǒng)”的教學方法。而現代學科的不斷交叉與融合需要來自不同領域的學者開展多學科、跨學科甚至是超學科⑤的合作研究。通過神經科學、心理學與音樂教育領域研究者的合作探究，將會逐步改變傳統(tǒng)音樂教學那些過于抽象和孤立的觀點，彌補現有音樂教育政策和實踐的不足，這也必將促使新的研究視角和研究論域的形成（見圖1）。

同時，我們也應看到目前在各個學科之間在研究問題、研究范式和研究方法上各不相同。神經科學研究一般遵循發(fā)現問題、提出假設、驗證假設、形成科學的知識體系的嚴格程序。而教育領域則主要受政治、經濟、社會、文化因素的影響，思辨性是其主要特征之一。而且，神經科學的相關成果在音樂教育實踐中的具體應用還需要通過大量的實驗和應用研究才能最終得以實現。盡管目前基于心理學的音樂研究已經探討和解釋了人類的音樂經驗和音樂行為的心智模型等一系列問題；基于神經科學的音樂研究，也已經記錄和分析了音樂體驗和音樂活動等對腦結構與功能的影響，但針對實際的音樂教育和音樂學習情境，還沒有聯(lián)合起從事科學、教育和藝術等不同領域的研究者建立起一個足夠強大的學科基礎。因此，在神經科學的基礎研究和音樂教育的應用研究之間構筑起溝通與聯(lián)結的橋梁是當前亟需解決的問題。音樂教育者應該采取更為積極的態(tài)度，投入到神經科學與音樂教育的合作研究中去，主動了解并謹慎接受神經科學的研究發(fā)現，繼而在音樂教育的實踐中驗證并運用神經科學的理論觀點。為此，我們應該在心智、腦與音樂教育之間形成一種互動與互惠的關系，即音樂教育者不應總是處在被動接受神經科學的研究成果的位置上，或是單純由音樂教育研究者提出問題，然后請神經科學領域的研究者對此進行實驗室研究，再將結論反饋給音樂教育。而是需要音樂教育者和神經科學家之間在研究問題的提出和問題解決方法等各個方面展開合作，共同致力于教育環(huán)境中的有效學習和教學，從而推動科學和教育的共同發(fā)展。

三、面臨的挑戰(zhàn)及對策

當然，將心理學、神經科學與音樂教育鏈接起來，我們還面臨著諸多的問題與挑戰(zhàn)。首先，我們亟需思考的是如何促使研究從實驗室環(huán)境進入到真實的音樂教育環(huán)境，從而將神經科學的研究成果應用于解決課堂音樂教學的現實問題當中。目前，來自赫爾辛基大學等研究機構的科研人員正在嘗試在實際演奏和真實的課堂環(huán)境中開展腦實驗研究（見圖2、圖3）。這將促使研究者們從音樂教育領域的實際問題出發(fā)，探究神經科學的研究成果的現實轉化，并綜合心理學與神經科學的研究視角和結論，從中科學合理地提煉出更有效的音樂教育規(guī)律與實踐措施，并為音樂教學提供一種強有力的動力和基礎。

其次，心智、腦與音樂教育之間溝通的道路不應該是單向的，而是互動和互利的。這就需要具備多元學科背景并有著共同研究目標、研究取向和共同的學術話語體系的研究者們積極展開科際合作。但是目前這種合作還面臨著很多困難。一方面，現有從事神經科學與音樂教育交叉研究的大多是腦科學領域的研究者。在這些研究中，音樂主要是作為實驗刺激材料，而很少有學者專門從音樂教育的視角著眼，提出改進和革新的策略；另一方面，音樂教育領域的研究者對腦科學的關注頗為滯后，對于具有重要應用價值的研究發(fā)現缺乏敏感和了解。而面對不同領域間的學科跨度，我們需要在神經科學領域的研究者、教育政策制定者以及音樂教育實踐者之間搭建起一個相互交流、共同合作的平臺，從而使相關學科的研究人員能夠消弭知識上的鴻溝。

以英國倫敦大學下設的教育神經科學研究中心（Centre of Educational Neuroscience，CEN）為例，它是由倫敦大學學院（University College London，UCL）、倫敦大學教育研究院和倫敦大學伯貝克學院（Birkbeck，University of London）聯(lián)合成立的多學科綜合研究機構，旨在將教育科學、心理科學、認知科學以及神經科學等進行整合，為人類的學習提供跨學科解釋，同時推動教育神經科學研究成果的現實轉化，為學校的教學實踐與政策制定等提供科學的依據。同樣，2005年初，北京師范大學已率先在國內成立了腦與認知科學研究院（原認知神經科學與學習研究所），目前這里已經組建了基本認知過程與學習、語言認知與學習、數學認知與學習以及情緒與認知的相互作用等多個項目組，并邀請了包括數學、語文、英語、音樂、體育等多個領域的專家學者進行合作研究。筆者有幸先后進入上述兩個研究機構工作和學習，并深深感受到跨學科、跨機構合作的巨大潛力和優(yōu)勢。

篇3

國際視野，指瞄準國際先進研究水平，在研究儀器、研究手段和研究方法等方面。

沒有先進的儀器設備肯定跟不上國外大學的步伐，由于國家經濟實力的增強，如今中國高水平大學的儀器普遍不弱，比如核磁共振，一般都有。

在研究手段和研究方法上，也要具涔際視野。我的研究團隊有一個研究方向是“創(chuàng)造”。若干年前，我們就提出研究要達到國際水平，這其中的一個標準，是在國際一流的學術期刊上。現在我們做到了，與創(chuàng)造有關的學術期刊，我們幾乎都發(fā)表過論文。這樣國際上就知道中國有這個團隊，關于創(chuàng)造的研究做得不錯。心理與認知科學學院院長周永迪博士和認知神經科學研究所所長董曉蔚博士的團隊更厲害，在神經科學這個領域，除了沒在《SCIENCE》上，在其他重要雜志的基本都發(fā)表過論文。在學術研究上，一流學科建設不能只看國內，一定是要有國際視野。

前瞻性，是考慮整個學科的發(fā)展趨向。

心理學近十年的發(fā)展，越來越走向認知神經科學，對心理從其生理的物質基礎――腦進行研究，這就是趨勢。近幾年，我們學院的認知神經科學發(fā)展得特別快，比如痛覺、癢等的機制的研究。還有一個團隊研究教育神經科學，把認知神經科學的方法運用于教育。教育神經科學國際上很火，美國、歐洲、日本都有專門計劃，有大投入。我們也沒被落下，基本與國際同步。

另一個趨勢是學科融合。現在，心理學和人工智能、計算科學、生理學、信息科學等已經分不開了。我們有很多老師和學生研究“做一個活動時腦的反應”，主要用腦成像技術、腦電等。過去這是純醫(yī)學領域的研究。我們學院的學生要懂統(tǒng)計學、物理學、生物學等。現在參加心理學國際會議會發(fā)現一個有趣現象，一個主題會議很多學科都會參加，從不同視角研討。

本土化，就是要關注、解決中國的問題。

在基礎研究上，我們強調錯位競爭，結合本土問題做研究。比如研究中國孩子學習數學的獨特性。西方數字的發(fā)音音節(jié)比較長，英語中“7（seven）”是兩音節(jié)，法語中“7（sept）”是2+5的發(fā)音，而中國的數字都是單音節(jié)。世界上，只有中國的數字有三套系統(tǒng)：1234、一二三四和壹貳叁肆。

中國發(fā)展得太快了，我們遇到了很中國化的特色，像獨生子女、二孩政策……我們有的教師研究二胎對父母和孩子的心理影響，二孩和一孩之間隔幾歲最好。還有的研究隔代教養(yǎng)，即老人帶孩子。西方也有隔代教養(yǎng)，但很多都是被動參與（父母離了婚不要孩子了，或是蹲大獄爺爺奶奶外公外婆成了監(jiān)護人），中國老人很多卻是積極主動帶孫輩的。

還有高考，哪個國家有高考這樣獨特性的東西？

培養(yǎng)一流學生

培養(yǎng)學生，我們也是按照國際化、前瞻性和本土化三個標準來的。

篇4

認識人腦是21世紀科學界面臨的最重大的挑戰(zhàn)之一。歐盟人腦項目組在預研報告中認為，如果勇于應對該挑戰(zhàn)，就能從根本上了解人腦的本質，開發(fā)腦部疾病的新療法，并發(fā)展具有革命意義的新型信息通訊技術。醫(yī)學研究已經發(fā)現了超過500種腦部疾病，包括從偏頭痛到抑郁癥和老年癡呆癥。據一項權威研究估計，2010年，超過三分之一的歐洲人口直接受到至少一種腦部疾病的影響，這對歐洲經濟產生的成本接近8000億歐元。

目前，腦研究的主要障礙是腦研究及其數據的零散性?，F代神經科學研究雖然成就斐然，卻缺乏系統(tǒng)性，其產生的數據在不同發(fā)展階段、不同層次上描述了不同物種的不同腦部區(qū)域中的腦組織?，F今迫切需要整合這些數據，形成一個統(tǒng)一的多層次系統(tǒng)。

二十年來，信息通訊技術與生物學的融合程度已經足以使這一理想變?yōu)楝F實。新的測序和成像技術以及顯微鏡技術的應用使我們對腦的觀測能力發(fā)生了革命性飛躍。云技術和互聯(lián)網技術使我們可以集成世界范圍內的研究團隊和臨床醫(yī)療機構所產出的數據。神經信息學則提供了新的方法，以分析這些數據，創(chuàng)建和共享細致的腦圖譜，確定知識空白區(qū)，并預測目前仍缺少實驗數據的參數值。超級計算機使我們有可能從生物學角度以前所未有的詳細水平建立腦模型，并進行模擬。這些技術能夠極大地加速人腦研究進程，并為防治腦部疾病的新療法，以及可能帶來產業(yè)、經濟和社會變革的新型計算技術開辟新的道路。

二、歐盟人腦項目的四大研究目標

歐盟人腦項目組在預研報告中提出，基于信息通訊技術的腦科學研究必須成為歐洲的一個戰(zhàn)略研究領域，該項目將為這種新型腦研究模式奠定技術基礎，推動不同學科間數據和知識的融合，促進各群體為實現對腦部的新認識，開發(fā)腦部疾病新療法，并發(fā)展模擬人腦的新型計算技術而共同努力。歐盟人腦項目提出了四大目標，即數據、理論研究、信息通訊技術平臺和應用。

1.數據

現代神經科學研究已產生了海量實驗數據，正在進行的一些大型研究計劃將使新的發(fā)現不斷涌現，但要構建多層次的人腦圖譜并統(tǒng)一人腦模型，仍缺乏大量知識。因而，歐盟人腦項目的首要目標是產生和解釋那些從戰(zhàn)略角度經過選擇的、從其他來源不太可能獲得的數據。歐盟人腦項目在預研階段已經確定了三大著眼點：一是多層次的鼠腦結構，為人腦圖譜和模型的開發(fā)提供重要信息，因為許多的鼠腦研究成果適用于所有哺乳動物。二是多層次的人腦結構，以產生從戰(zhàn)略角度經過篩選的人腦數據，并與鼠腦數據進行對比，找出差異。三是腦功能和神經元結構。

2.理論研究

沒有扎實的理論基礎，就不可能解決神經科學數據和研究過于零散的難題。因此，歐盟人腦項目提出，應包括一項針對理論研究的協(xié)同計劃，重點關注腦組織的不同層次關系中所蘊含的數學原理，以及人腦獲取、再現和存儲信息的方式。

3.信息通訊技術平臺

歐盟人腦項目的第三個目標是創(chuàng)建一個信息通訊技術平臺集成系統(tǒng)，使之能夠開啟基于信息通訊技術的新型腦研究。歐盟人腦項目組提出，應建設六個平臺：

（1）神經信息學平臺。為神經科學家提供技術能力，使其能夠更容易地分析腦的結構和功能數據，構建多層次的腦圖譜。這將為研究人員提供新的途徑，以填補目前阻礙對人腦實現整體認識的數據和知識空白。

（2）腦模擬平臺。大型腦模擬平臺在整個人腦項目中將發(fā)揮核心作用，它為研究人員提供建模工具和模擬器，使研究人員能夠整合鼠腦和人腦多尺度模型中的大量異質數據，并模擬鼠腦和人腦的活動。

（3）高性能計算平臺。為歐盟人腦項目和研究團體提供大腦建模和模擬所需的計算能力，平臺需包括最新、最強的超級計算技術（達到百億億次級的運算水平）和全新的交互式計算和可視化功能。

（4）醫(yī)學信息平臺。該平臺在有效保護病人資料的同時，匯集醫(yī)療檔案和專有數據庫中的臨床數據，使研究人員能夠識別特定疾病過程的生物標記。研究人員一旦掌握檢測疾病和對疾病分類的生物學方法，就能夠了解病因并制定有效的治療方法。

（5）神經形態(tài)計算平臺。為研究人員和應用開發(fā)人員提供硬件和設計工具，使他們能夠以人腦結構和原型應用為藍本，開發(fā)全新的緊湊型、低能耗裝置和接近人腦智能的系統(tǒng)。

（6）神經機器人平臺。為研究人員提供工具，使其能夠在模擬環(huán)境中將復雜的人腦模型與機器人相連接，并將機器人可以學會的行為與人體和動物實驗結果進行比較。

4.應用

歐盟人腦項目的第四個主要目標是展示其建立的平臺對神經科學基礎研究、臨床研究和技術開發(fā)的價值，引發(fā)項目之外的研究群體掀起研究熱潮。其應用將主要體現在以下三個方面：

（1）綜合性的認知原則。研究人員在系統(tǒng)地剖析控制具體行為的神經回路，模擬各級腦組織中的基因缺陷、病變和細胞消亡，并建立藥效模型的項目中，應使用腦模擬平臺和神經機器人平臺。其最終目標是建立模型，模擬人類區(qū)別于其他動物而獨有的能力（特別是語言能力），這樣的模型將代表人類認識所取得的根本性進步，并將可以直接應用于醫(yī)學和其他技術。

（2）認知、診斷和治療腦部疾病。研究將發(fā)掘醫(yī)學信息學平臺、神經信息學平臺和腦模擬平臺的潛力，以發(fā)現與特定疾病過程對應的生物標記，從而認識和模擬疾病過程，預防和治療疾病。新的診斷工具將可能在疾病造成不可逆的傷害之前做出更早診斷，并根據具體病人的需要開發(fā)新藥，測試新療法，即“個性化醫(yī)療”。這項研究還能降低代價高昂的后期試驗失敗率，減少新藥開發(fā)成本。目前每種新藥的開發(fā)成本約為10億歐元。

（3）未來計算技術。人腦項目搭建的高性能計算平臺將使研究人員能夠開發(fā)出將神經形態(tài)裝置與常規(guī)超級計算技術相結合的綜合技術。借助神經計算技術平臺和神經機器人平臺，研究人員將能建立擁有巨大潛在市場的應用原型，其中將包括用于家庭、制造業(yè)和服務業(yè)的機器人，以及用于汽車、家用電器、制造業(yè)、圖像和視頻加工以及通訊技術領域的數據挖掘和控制器這類“無形的”但同樣重要的技術。

三、歐盟人腦項目可能帶來的重要影響

歐盟人腦項目認為，它將極大地加快進程，實現對腦結構和腦功能的多層次認識，提高腦部疾病的認識、診斷和治療水平，發(fā)展腦科學啟示下的新型信息通訊技術，將對歐洲科學、產業(yè)、經濟和社會具有巨大的潛在影響。

第一，人腦項目的數據和信息通訊技術平臺將有助于解決神經科學研究零散的難題，為形成對腦結構和腦功能之間關系的全新認識開辟道路。該項目希望使研究人員有能力應對現代神經科學面臨的一些最重大的挑戰(zhàn)，包括學習和記憶力、神經編碼的本質、甚至是知覺和意識的神經元作用機制等。

第二，將對醫(yī)學產生重大影響，加快研制更好的診斷工具，確定更好的治療方案。由于腦部疾病造成巨額費用，因此即使是小的改進，如更早期診斷、延緩神經退化性疾病中認知能力下降的療法等，也將帶來巨大的經濟和社會效益。腦部疾病新藥具有龐大的潛在市場規(guī)模。新藥研發(fā)成本的降低和成功率的提高將為制藥業(yè)帶來重大好處。

第三，將腦研究與信息通訊技術相結合，將有助于確定計算技術的未來發(fā)展方向。在超級計算技術領域，歐盟人腦項目希望，由其開發(fā)的新型交互技術、可視化技術、多尺度模擬技術和云計算技術將推動為產業(yè)界和消費者提供新的服務，并促進形成良性循環(huán)，使超級計算機能夠為更廣泛的學術和產業(yè)部門服務。

篇5

心理學領域的博士團隊

“心理學科是首都師范大學設立最早的學科之一，當時只是一個心理學公共課教研室，現在已經發(fā)展成為心理學系了?！狈狡礁嬖V記者。目前的心理學專業(yè)已經凝聚了一批優(yōu)秀人才。

方平教授，首都師范大學教育科學學院副院長，教育部心理學教學指導委員會委員、中國心理學會測量專業(yè)委員會副主任。北京心理學會副理事長，北京市“發(fā)展與教育心理學”重點學科負責人，曾在美國加州伯克利大學、加拿大西安大略大學進行合作研究。主持北京市教育“十五”重點項目“中學生自我調節(jié)學習發(fā)展特點的實驗研究”和北京市教委“十五”項目“促進中小學學生學習動機的評價研究”，并主持國家攀登計劃“兒童腦高級功能開發(fā)與素質教育的若干重要問題的研究”的二級課題。50余篇，著作3本，獲省部級以上獎勵5項。

郭春彥教授，首都師范大學教育科學學院心理科學研究所所長?！皩W習與認知”北京市重點實驗室主任。《心理學報》、《心理科學發(fā)展》、《心理與行為研究》，《應用心理學》編委。曾在美國西北大學和肯塔基大學進行合作研究。曾主持兩項國家自然科學基金項目，科技部重大基礎研究前期研究專項二級項目，科技部國家攀登計劃專項二級項目和學校博士學科點專項科研基金項目。主持的“建構性記憶的腦功能研究”獲得北京市跨世紀優(yōu)秀人才工程專項經費資助。40余篇，一項相關的研究項目獲北京市第9屆哲學社會科學優(yōu)秀成果二等獎。

丁錦紅教授，曾在美國紐約州立大學和肯塔基大學進行合作研究。曾主持北京市項目“工作記憶不同功能的神經機制研究”，“長時記憶中圖形特征提取的ERP研究”。參加國家攀登計劃“兒童腦高級功能開發(fā)與素質教育的若干重要問題的研究”及國家自然科學基金項目的研究。2002年，他研究的“不同方向視覺運動追蹤的特性”獲北京市第7屆哲學社會科學優(yōu)秀成果獎。

以這3個學術帶頭人為核心，李新旺，藺桂瑞等20位具有博士學位的心理學研究人員緊密團結在周圍，這些人員絕大部分都是從其它高校引進的。“我們的平均年齡只有三十五六歲，很有后勁?！狈狡礁嬖V記者。

接力棒跑出的輝煌

1956年，時任北京師范大學教務長的林傳鼎教授到首都師范大學擔任教務長，并在心理學公共課教研室擔任教職。同年，獲美國紐約州立大學博士學位的郝德元教授也回國加盟到首都師范大學心理學公共課教研室?！皟晌幌壬鷮ξ覀冃睦韺W系的構建影響是非常大的。他們的貢獻是今天心理學系發(fā)展的基礎。”方平說。

兩位著名心理學家的到來，使得首都師范大學的智力開發(fā)和心理測量統(tǒng)計兩個方向的研究水平在當時處于全國領先地位?！吧鲜兰o70年代末80年代初，北京舉行了大量的心理測驗，心理統(tǒng)計、智力開發(fā)的培訓班。特別是在我校舉辦的心理統(tǒng)計學的培訓班，北大、北師大心理學10年前的骨干都曾經在這里接受過培訓?！狈狡秸f。

1984年，首都師范大學順利拿到了發(fā)展與教育心理學的博士授權點。

上世紀90年代中期，老一輩的教授相繼退休，但是隨著郭德俊教授的加入，首都師范大學的心理學科煥發(fā)了新的活力?！坝捎谒牡絹?，使得首師大的心理學發(fā)生了非常大的變化。特別是博士研究生的培養(yǎng)模式上發(fā)生的變化，從培養(yǎng)銜接來講，彌補了研究生培養(yǎng)的脫節(jié)現象?！?/p>

“從1997年到今天是我們專業(yè)快速發(fā)展的時期?！狈狡秸f。

1997年，心理學專業(yè)開始招收本科生。

1999年，學校購進了腦電儀、眼動儀、情緒多導儀。“由于我們購進了這些機器，視覺的腦神經機制、視覺加工的腦神經機制、言語的腦神經機制等一系列研究得以開展，促成了今天的研究方向的確立?！?/p>

2000年，心理學系成立。

2001年，“學習與認知”實驗室被評為北京市重點實驗室。該實驗室下設人類記憶過程、視覺信息加工、統(tǒng)計與測量，情緒與動機、應用心理學和生理心理學6個分實驗室。實驗室現有面積300平方米，設備總價值人民幣700萬元，購置了ESI－128導腦電記錄系統(tǒng)、Eyelink眼動記錄系統(tǒng)，Curry定位系統(tǒng)、Bbpac16導電生理系統(tǒng)設備。目前該實驗室承擔國家級項目、國際合作項目、以及北京市級項目近30項，已經形成了人類認知過程與神經機制、青少年動機與情緒發(fā)展、心理測量的理論與應用和心理咨詢等多個比較熟悉的研究方向。實驗室發(fā)放了實驗室開放基金40萬元，已經取得～定的成果，在權威核心雜志15篇。

2002年，發(fā)展與教育心理學取得了北京市重點學科的稱號。學科主要從事的研究領域在心理學研究中處于十分重要的地位，其中認知過程的神經心理學研究是國際心理學界和神經科學界等許多領域的研究熱點：動機研究方面已有多年的研究基礎，在國內居于先進水平，元分析及結構方程理論研究對心理學研究方法改進作出了貢獻，心理發(fā)展與咨詢方向緊密結合實際，為素質教育提供理論基礎與實踐指導。

2005年，在全國一級學科評審中，首師大的發(fā)展與教育心理學獲得全國第7名。

目前，發(fā)展與教育心理學科共承擔國家基礎教育課程改革項目，國家自然科學基金，國家“十五”教育科學規(guī)劃項目3項、教育部及北京市項目18項，同時，自2002年至今172篇，著作30部，建立研究基地3個，3項研究成果獲省部級研究成果獎，其中北京市第4屆教育科學研究優(yōu)秀成果一等獎，二等獎各一項；北京市第7屆哲學社會科學優(yōu)秀成果二等獎一項。

“在地方高師中，我們學科是名列前茅的?！狈狡阶孕诺卣f。

以學科建設帶動學術發(fā)展

“我們是以學科建設來帶動學術的發(fā)展通過合理的布局來實現學科的快速發(fā)展?！狈狡秸f。

2000年，心理系一成立便制定了一個發(fā)展戰(zhàn)略，發(fā)展與教育心理學也一直保持著良好的發(fā)展態(tài)勢。要促進心理學專業(yè)的整體發(fā)展，就要大力發(fā)展基礎心理學。經過6年的努力，“基礎心理學布局已經完成，人員搭配也已經完成，研究方向基本固定?！?/p>

2006年，心理系引進的人才主要是發(fā)展與教育心理學方向的，所以很快滿足了發(fā)展與

教育心理學人員搭配的需要。

“從2007年開始，我們又做出了決策，重點補充應用心理學?！?/p>

目前首都師范大學心理學系形成了認知心理學、情緒心理學、心理統(tǒng)計與測量、發(fā)展心理學與心理咨詢以及生理心理學的研究方向?！拔覀兿Ｍ孕睦韺W大的方向為背景，在有特色的學科建設過程中培養(yǎng)一支隊伍?！狈狡礁嬖V記者，“我們系的腦認知神經科學，視覺加工、情緒和動機研究這三個方向在國內是有一定特色的?！?/p>

在學科發(fā)展中的支柱性人才，方平等心理系的領頭人不遺余力地加以引進。從事生理心理學研究的李新旺教授就是在這個戰(zhàn)略思想下引進的一位優(yōu)秀人才?！皬拈_始接觸他，到最后引進到我們這里，整整花了兩年時間?！狈狡礁袊@著人才引進的不易，“他來了之后，在生理系發(fā)揮了重要的作用?！狈狡秸f，“另外我們系的情緒與動機研究目前在國內有一定的影響，這個方向是郭德俊教授從北師大轉到首師大工作后帶來的?！?/p>

“我們還要加強在發(fā)展與教育心理學方向的知名教授的引入力度，而且已經物色了一個教授。但是……”方平向記者透露著，話鋒又一轉，“有些人才可以挖，有些人才是不能挖的。有些人才挖了過來，不會影響原單位的學科發(fā)展，而對于我們的學科能起到一個加強的作用，這是一種良性的人才挖掘，而不是惡性的。如果把他挖走了，原單位在這個方向上全部垮掉了，國家的投入也付之東流，這種人才挖掘是對國家的不負責任。所以不能隨意挖人才。”

現在，方平打算成立幾個研究所，以適應現在科學研究的特性，通過研究所帶動科學研究?！氨热缫环绞茄芯坑洃浀?，一方是研究情緒的，如果以系為單位來組織會議，可能一方感興趣的問題，另一方不感興趣。如果凝煉幾個方向并成立研究所，組建一個學術團體，不帶有行政色彩，可以利用所的名義召集和組織一些學術研討。”方平說。

人才培養(yǎng)是首位

方平告訴記者，在采訪的當天上午，他們幾個系領導剛剛開了會，討論學科發(fā)展的大計。“人才隊伍的建設，是今后專業(yè)發(fā)展的至關重要的環(huán)節(jié)，這是我們的共識?！?/p>

現在，心理系正通過各種渠道來提高教師的專業(yè)素質。

“我們鼓勵教師在現有的專業(yè)發(fā)展基礎上與國外同專業(yè)的教授合作，展開研究，以拓展教師的專業(yè)視野，加深教師的專業(yè)造詣，使教師可以盡快地吸納本專業(yè)內最新的研究成果，洞悉本領域的發(fā)展趨勢?！?/p>

“我們鼓勵教師廣泛參加各種學術會議，特別是與本專業(yè)密切相關的各種學術會議，以保證教師可以從多渠道、多層次了解到學術的最新動向?！狈狡秸f。

“我們鼓勵教師進行國內外的學術交流與合作，最大程度地了解全球目前相關專業(yè)的研究動態(tài)，使教師在專業(yè)視野上既具有國際眼光，同時立足本土文化和國內的專業(yè)發(fā)展方向，以達到兼容并蓄的目的，最終使教師在學術上有全方位的發(fā)展。”

“我們學院是學校里出國最頻繁的?！狈狡叫χ卮鹩浾哧P于國際交流的提問?！安皇峭Ａ粼诘蛯哟蔚穆?lián)系上，更多的是高層次的合作研究，這是我們系的特色?！蹦壳?，心理系正在同加拿大西安大略大學合作“兒童的社會性作用和社會關系的研究”，同紐約州立大學布法羅分校心理系合作“多動癥兒童的視覺加工研究”。

迄今，心理學系同美國的伯克利大學、西北大學、明尼蘇達大學、印第安納大學、肯塔基大學、巴佛羅大學和加拿大西安大略大學建立了項目合作關系。累計出國學習訪問的教師21人次，參與國際國內會議共計140余人次，主辦和參辦國際國內會議3次，邀請國內外心理學專家來校講學27人次。

“我們下一步的目標是選派優(yōu)秀教師到國外一流實驗室進行學習和合作研究，與國際先進的實驗室接軌，培養(yǎng)一支先進的研究隊伍?！狈狡礁嬖V記者。

營造寬松的環(huán)境與氛圍

一直以來，方平都強調學術帶頭人和教師的包容性。“因為我們都是探求真理的，都是為了共同的目標――專業(yè)的發(fā)展?！币虼?。方平主張學術帶頭人應該身先士卒，做出表率?！霸趯W術上，我們有不同觀點，可以當面說，各抒己見?！?/p>

在心理系有一個教授委員會，有事共同商量，統(tǒng)一決策?！霸谶@個委員會中，我就不再是副院長的身份，大家都是教授，我們談論問題都是為了學科的發(fā)展?！狈狡秸f。

作為學術帶頭人，方平一周有15節(jié)課。在心理系，每一位教授都有類似的教學任務?！拔覀兌嗌闲┱n，為年輕老師騰出時間，進行專業(yè)上的發(fā)展?！庇行┠贻p老師進入心理系工作后因為發(fā)表文章的壓力會產生困惑。學術帶頭人會首先穩(wěn)定他的情緒，然后給他提供科研環(huán)境，給他介紹比較好的研究方向，或者讓他參與到課題當中，使他逐漸地確立自己今后的研究方向，因為很多博士原來都有方向，來了以后不一定與學院的研究方向吻合，還要做一些方向轉移的工作。

一些年輕人在心理系擔任著非常重要的崗位。像應用心理學專業(yè)的學科負責人才30歲出頭。“大力啟用年輕人，這是我們的經驗。這對年輕人在工作當中鍛煉能力，促進專業(yè)的發(fā)展是有好處的。這些工作保證了教師們在工作中心情舒暢，因為他們看到了工作的前景?！狈狡秸f。

不僅僅是教師，學生在心理系也有一個寬松的研究環(huán)境?！皩τ趯W生參加學術研究或者國內會議，院系給報銷相關費用?！狈狡秸f。

積極貢獻社會

篇6

[中圖分類號]R49-4[文獻標識碼]A[文章編號]1006-9771(2016)01-0122-03

神經生物學是生命科學的前沿學科，囊括神經生理學、神經解剖學、神經藥理學、神經內分泌學、神經遺傳學、臨床神經病學、精神病學、分子神經生物學和細胞神經生物學等學科[1]。它從宏觀上研究神經結構、功能活動和行為特點，微觀上揭示神經功能機制，最終目標在于了解人類神經系統(tǒng)的結構和功能，明確其行為與心理活動的物質基礎，為改善人類感覺與運動效率、提高神經系統(tǒng)疾病的防治提供相應的策略[2]。我國“國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)”已經專門將“腦科學與認知科學”列入重點發(fā)展項目之中，主要研究方向涉及“腦功能的細胞和分子機制、腦重大疾病的發(fā)生發(fā)展機制”等內容。我校在神經生物學的教學和研究方面一直有著良好的基礎，在長期教學研究實踐中，從集體備課、教學模式、人才梯隊培養(yǎng)等方面，建立了特色的神經科學教學方式。

1資料與方法

1.1一般資料以2010級、2011級和2012級7年制醫(yī)學生為研究對象。2010級(n=35)中，女生20名，男生15名；年齡20~21歲。2011級(n=39)中，女生23名，男生16名；年齡20~21歲。2012級(n=41)中，女生25名，男生16名；年齡20~21歲。1.2方法對上述三屆學生依次以傳統(tǒng)教學(2010級)、傳統(tǒng)教學結合以問題為基礎的學習(problem-basedlearn-ing,PBL)(2011級)、傳統(tǒng)教學+PBL+以病例討論提問為主的教學方式(2012級)進行教學，保持教學時數、老師提問頻次一致。1.2.1傳統(tǒng)的教學模式傳統(tǒng)的課堂教學模式是指將學生集中在固定的教室，按照預先設定的教學計劃和教學時間，由教師對眾多學生面對面講授某科知識的方法[3]。由于傳統(tǒng)的教學模式受眾面廣、信息量大、效率高、傳播快捷、便于管理，時至今日這種傳統(tǒng)的教學模式在各大高校不可替代。在教學過程中，教師的語言應該準確、清晰，有感染力[4]?？茖W、生動、幽默的語言更能吸引學生的注意力，激發(fā)學生的聽課熱情，避免學生上課時思想開小差、睡覺、看手機等不良現象的發(fā)生。神經生物學是神經科學中的基礎科學，是神經生理學、神經解剖學、細胞及分子生物學等學科的有機結合，內容龐雜而深邃，涉及各種神經系統(tǒng)現象的本質研究，對醫(yī)學生來說較難理解[5]。1.2.2PBLPBL是由美國的神經科學家Barrows在1969年創(chuàng)立的。它以臨床問題來激發(fā)學習的動力，引導學生掌握學習內容；是以患者的問題為基礎，以學生為中心的教學方法，目的是讓學生學會正確的臨床思維和推理方法，提高學生的自學能力[6]。PBL正逐漸受到各國關注，成為國際上流行的一種教學方式，同時也逐步成為我國醫(yī)學院校教育改革的熱點[7]。傳統(tǒng)教學結合PBL的具體實施過程如下。①對基礎概念、知識和理論我們仍然采用傳統(tǒng)的教學方法即在課堂上講授，使學生建立基本的知識框架；②為了提高PBL效果，提高學生們主動參與學習的興趣，在課前，將下節(jié)課涉及的一些科學問題提前布置給學生，教會學生如何利用圖書館資料及網上檢索文獻的方法來尋找答案；③上課時組織學生進行小組(8~10人為一組)討論，把自己查到的資料與大家共享，以不同的形式匯報小組，鼓勵不同的小組間互相提問、討論；④最后由老師對學生的學習情況做出總結評價，同時對學生爭論的焦點、分歧最大的疑難問題進行闡述與總結。這種方式在保障學生掌握基本的知識框架下，提供學生自學的機會，激發(fā)學生學習的興趣；同時培養(yǎng)學生文獻檢索和閱讀的能力，真正實現授之以漁，為學生今后的學習、科研和工作打下堅實的基礎。1.2.3病例討論教學要以提高學生解決問題的能力為目的，這是我們在教學中一貫堅持的原則[8]。神經生物學理論的學習對于學生們解決具體醫(yī)學臨床問題具有鋪墊作用，因此，教學中必須“魚、漁”兼授，讓學生心有所悟，掌握解決問題的思考方法，才是我們教學的最終目的。在教學過程中，針對各個章節(jié)設置一些與臨床疾病相關的問題。如“運動的控制”這一章，以脊髓損傷為例，探討正常生理情況下，腦和脊髓的生理功能作用，在疾病或損傷發(fā)生后病理、生理、免疫及功能變化，鼓勵學生課余檢索查閱脊髓損傷修復相關方面的基礎與臨床相關進展；在“學習和記憶”這一章節(jié)中，以內側顳葉切除術患者為例，引出負責陳述性記憶和程序性記憶，長時程記憶和短時程記憶的解剖學部位和神經機制的知識點。在討論過程中，教師要認真傾聽學生的發(fā)言，并對發(fā)言中存在的問題提出質疑，引導學生進行深入的討論，并確保討論內容不發(fā)生偏離。通過上述教學方法將神經生物學與臨床實際問題緊密相連，不僅將學生認為抽象難懂的科學知識變得貼近生活與臨床而易于接受，同時也啟發(fā)學生對臨床及科學研究方法和思維方式的思考，并認識到通過不懈努力是可以不斷接近科學真理的。神經生物學發(fā)展迅速，教學中只有“魚、漁”兼授，才能使學生達到學以致用的學習效果。1.3評定方法觀察學生期末考試成績。1.4統(tǒng)計學分析采用SPSS16.0軟件，所有數據均用(xˉ±s)表示。用Shapiro-Wilk方法對數據進行正態(tài)性檢測。數據符合正態(tài)分布，進一步采用單因素方差分析(One-wayANOVA)及Bonferroni方法進行組間比較。顯著性水平α=0.05[9]。

2結果

2012級學生期末考試成績高于2010級學生和2011級學生(P<0.05)。

3討論

神經生物學教學歷來存在內容多、課時少的矛盾；如果教師為完成教學計劃內容而“滿堂灌”，勢必會造成教師講得越多，學生學得越少；教師越是想面面俱到，學生的印象越是模糊不清，結果事倍功半，事與愿違。教師講授時應該注意以下幾點。①要有明確的教學目的和正確的教學內容，準確把握教材的重點和難點，做到詳略得當，重點突出[10]。②結合生活實際或臨床實際病例，使基礎理論知識有切實的載體[11]，以帕金森病或癲癇等為例，講解疾病發(fā)病相關的核團、通路及神經遞質等，臨床癥狀，目前的干預措施等，通過現象-問題-文獻檢索-討論-總結，把一些微觀、抽象和深奧的生理過程清晰、直觀、生動地展現出來，使抽象復雜的神經生物學現象簡單形象化，便于學生在理解知識的同時，增加授課的趣味性，從而提高學生的興趣，也提高學生探究問題的自主學習能力。③積極介紹本領域最新的技術和進展[12]。神經生物學是一門新興學科，傳播新近的重要研究成果有助于激發(fā)學生學習和探索的興趣，彌補基礎理論教學的不足?？梢越榻B我們學系在脊髓損傷修復的研究成果，有意識地在教學中創(chuàng)立濃厚的學術科研氛圍，激發(fā)醫(yī)學生們探索神經科學奧秘的熱情和動力，堅定醫(yī)學生從事神經科學研究的信心和決心。在教學過程中，靈活應用多種教學方法，如展現語言及多媒體魅力的傳統(tǒng)講授、活躍激辯的研究討論及創(chuàng)造問題情景，巧妙設疑的啟發(fā)式教學等，使課堂教學充滿生機和活力，點燃學生思維的火花，調動學生的學習主動性，培養(yǎng)學生的自學能力，激發(fā)學生的求知欲望，培養(yǎng)學生的語言表達能力，提高學生與老師的交流協(xié)作能力，密切師生之間的互動關系，形成雙向的學習交流模式，從而加深師生之間的感情。只有這樣才能有效提高教學效果，使自己的教學水平不斷提高。

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篇7

2認知科學的起源及發(fā)展

2.1認知科學的起源認知科學起源于古代，基本上以思辨式的研究為主。從20世紀30年代開始，一批有遠見卓識的科學家就已經開始了認知科學的基礎研究，1973年，美國心理學家朗蓋特第一次在論文中使用“認知科學（CognitiveScience）”一詞。1977年，著名的認知科學研究領域的權威期刊《CognitiveSci－ence》創(chuàng)刊。1979年，在著名的斯隆基金會的資助下，由心理學、語言學、計算機科學和哲學界著名的學者SchankR、CollinsA、NormanD等人發(fā)起，聯(lián)合其他學科對認知進行深入研究，一些著名的學者在加州共同成立了美國認知科學協(xié)會，并將權威期刊《CognitiveScience》確定為認知科學學會會刊。美國認知科學協(xié)會的成立標志著認知科學的誕生［9］。從此以后，世界各國的名牌大學及科研院所紛紛成立認知科學的研究中心或研究所，并創(chuàng)刊了一批具有國際影響力的認知科學學術期刊，如《CognitivePsychology》、《Cognition》、《CognitiveNeuroscience》。上述種種努力，使得認知科學得到了迅速的發(fā)展，并逐漸成為世界各國爭相發(fā)展的前沿學科［10］。

2.2認知科學的發(fā)展在認知科學近60年的發(fā)展歷程中，其主要指導理論在發(fā)生著變化，因此我們可以按照主要指導理論將認知科學的發(fā)展分為以下三個不同的發(fā)展階段。

2.2.1計算理論階段約為20世紀40年代到50年代末，這一階段認知科學的研究主要是基于“認知即計算”這一經典理論而展開的。其代表人物為丘奇（Church）、圖靈、馮•諾伊曼。美國數學家丘奇最早在他的論文《初等數論中的一個不可解問題》中，提出了人類的認知和其它任何具有輸入輸出關系的函數一樣，都是可定義可計算的；圖靈在其著名的“圖靈機”和“圖靈測試”中，進一步表達了對認知和智力的理解，他認為認知和智力的任何一種狀態(tài)都是圖靈機的某一種狀態(tài)，認知和智力的任何活動都是圖靈機定義的可以表達的、可以一步一步地機械實現的“計算”；馮•諾伊曼在“馮•諾伊曼體系結構計算機”中，將人類的大腦思維模擬為中央處理器對一系列指令序列的處理，而將人類記憶的認知信息和學習技能模擬為存儲器中存儲的數據和程序，將接受信息和改造世界模擬為輸入／輸出，從而將認知統(tǒng)一在“計算機”這一認知模擬器中，其中心思想仍然是中央處理器對指令的計算。

2.2.2符號處理理論階段從20世紀50年代末到80年代初期，這一階段認知科學的研究主要基于“認知是對符號的計算機處理”的理論，又被稱為“計算機處理經典符號階段”，因為它和當時逐漸發(fā)展起來的計算機科學緊密相關。符號處理理論實際上是“認知即計算”理論的延伸和拓展。既然認知是計算，所以它一定是個信息處理系統(tǒng)，并將描述認知的基本單元定義為“符號”；而不同的認知活動都可以模擬為一個計算機程序；因此，人類的認知就是計算機程序對符號的一系列處理，包括輸入符號、輸出符號、存儲符號、復制符號、建立符號結構及條件性轉移，從而實現智能。艾倫•紐維爾和赫伯特•西蒙是這個階段認知科學研究的杰出代表，他們將任何可被人類感覺器官感知、智能系統(tǒng)分辨、認知功能實現的有意義的認知模式，如圖像、聲音、文字、語言、意識等，都編碼為物理符號，而將人類的某個認知活動模擬為一個計算機程序。基于這種思想，他們合作開發(fā)了最早的模擬人類認知的啟發(fā)式程序“邏輯理論家（LogicTheorist）”，并在著名的“達特茅斯會議”上，引起認知科學研究領域的極大轟動。他們進一步研究人類認知中求解難題的共同思維規(guī)律，開發(fā)出能夠求解11種難題的著名計算機程序“通用問題求解器（GeneralProblemsSolver）”，從而將符號處理階段的認知科學的研究發(fā)展到了一個頂峰。

2.2.3多理論階段從20世紀70年代到今天，三種主要的指導理論引領著認知科學的發(fā)展，它們分別是人工神經網絡理論、模塊理論、環(huán)境作用理論。“人工神經網絡理論”又稱“聯(lián)結主義理論”，該理論把人類的認知模擬為多個人工神經元所組成的神經網絡來處理信息，是一種信息處理系統(tǒng)，信息是交互作用的人工神經元的激活模式，信息并不存在于特定的神經元中，而是存在于神經網絡的聯(lián)結中或權重里，通過調整權重就可以改變網絡的聯(lián)結關系并進而改變網絡的功能?！澳K理論”由福德（Forder）首次提出，受計算機硬件和軟件中的模塊化思想影響，福德認為人類認知的主體—大腦，在結構及功能上實際都可以劃分為若干個高度專業(yè)化并相對獨立的認知模塊，這些模塊的結合及相互作用實現了人類的認知功能。因此，認知科學研究的重點應該是大腦功能模塊的劃分及相互作用機制的研究?！碍h(huán)境作用理論”認為，認知科學的研究不應該僅僅局限在表達（Represention）和推理（Reason－ing）等認知方法和理論的研究中，還應該從系統(tǒng)的角度來研究，尤其注重認知體所在的環(huán)境及現場對認知的影響。人類的認知不只是認知個體大腦的思維活動，還取決于環(huán)境，發(fā)生在個體與環(huán)境的交互作用之中。這方面研究的代表人物是MIT的Brooks教授，他的《沒有表達的智能》、《沒有推理的智能》等一系列的論文，強調了認知體與環(huán)境交互作用對認知的重大影響，并以研究成果“人造昆蟲”將這一理論推到了高峰［13］。

3認知科學的學科結構及研究方向

3.1認知科學的學科結構當前，國際上公認的認知科學的學科結構如圖2所示，它是基于美國科學家PylyshynZ提出的六角形認知科學學科結構圖，分布在六角形六個頂點的是心理學、計算機科學、神經科學、語言學、人類學、哲學六大核心支撐學科，體現了認知科學是上述六大核心支撐學科共同關注的交界面［14］。這六大核心支撐學科之間互相交叉，又產生出11個新興交叉學科，分別是控制論、神經語言學、神經心理學、認知過程仿真、計算語言學、心理語言學、心理哲學、語言哲學、人類學語言學、認知人類學、腦進化。

3.2認知科學的研究方向當前，認知科學的研究方向主要集中在與計算機科學相關的認知模型、大腦存儲模型及認知計算的研究上。4．2．1認知模型認知模型是指模擬人類認知，從而人工構建出的認知對象、認知架構、認知模擬的統(tǒng)一體?？紤]到認知科學研究的巨大復雜性，研究認知科學往往摒棄認知的許多表象，而將認知的實質簡化在一個認知模型（CognitiveModel）中，并通過對認知模型的研究來發(fā)現認知的本質及其規(guī)律。

3.2.2大腦存儲模型大腦存儲模型是指仿生人類大腦的存儲機制而構造出的人工存儲模型。人類的大腦是迄今為止已知的最復雜、最合理、最高效的存儲系統(tǒng)。模擬大腦的存儲機制構建一個大腦存儲模型，以這個大腦存儲模型為研究對象進行大腦存儲的深入研究，不但可以解決以真正大腦為研究對象進行研究面臨的諸多生理和倫理困難，而且可以以一個全新的角度提出大腦存儲研究的科學理論和方法，并將這些理論和方法應用于人造存儲系統(tǒng)的實踐中。因此，大腦存儲模型的研究有著很高的理論水平和應用價值。

3.2.3認知計算認知計算（CognitiveComputation）是指仿生人類在認知過程中，對所有認知數據連續(xù)進行處理時所采用的全部算法。借助于認知計算，我們不但可以將外部世界紛繁復雜的信息進行量化、融合、轉達，而且還可以把人類的認知機制建模在一個適合認知科學研究的認知模型中，開展認知實驗，記錄認知數據，計算認知性能指標，發(fā)現認知的本質和規(guī)律，并最終構建一個具有人類認知功能的“認知機”。

4認知模型的相關研究

4.1符號主義認知模型符號主義認知模型是最傳統(tǒng)的認知模型，它的認知對象是符號。符號主義認知模型主要思想是把認知當成對理性符號的處理，借助于不同的產生式規(guī)則，對符號進行替換運算。產生式規(guī)則被描述成“條件———動作”形式，它模仿了人類在推理和解決問題對應不同條件執(zhí)行的相應動作。符號主義認知模型的主要代表是NewellA提出的狀態(tài)算子和結果模型SOAR（StateOperatorAndResult）、AndersonJK提出的思維適應性控制模型ACT（AdaptiveControlofThought）。SOAR是圍繞著算子的選擇和應用功能來組織產生式規(guī)則，其高層結構由控制策略、成果記憶區(qū)和工作記憶區(qū)組成。基于上述思想的SOAR實現了短時記憶的功能，并且很好地使概念、事實、規(guī)則有機結合在一起。ACT模擬人類高級認知過程的產生式規(guī)則，產生式規(guī)則系統(tǒng)由三個記憶部分組成：工作記憶、陳述性記憶和產生式記憶。產生式規(guī)則既可以由工作記憶根據現場情況臨時產生，也可以是陳述性記憶存儲的以往的產生式規(guī)則，還可以是產生式記憶中推理出的新的產生式規(guī)則。ACT實現了長期記憶的功能，較好地體現了認知過程中“從做中學”的思想。

4.2聯(lián)結主義認知模型聯(lián)結主義認知模型是一個巨大的信息節(jié)點交互網絡，各節(jié)點與其他每個節(jié)點之間相互聯(lián)結、相互影響，它的認知對象是在這個網絡中傳遞的信息。聯(lián)結主義認知模型模擬了人類的思維過程，具有自學習和自適應的能力。聯(lián)結主義的典型代表是McClelland等人創(chuàng)立的平行分配過程模型PDP（ParallelDistributedProcessing），又稱人工神經網絡。PDP模擬了人類的神經網絡，其特色在于信息的分布式存儲和并行協(xié)同處理。雖然單個節(jié)點的結構極其簡單，功能有限，但大量節(jié)點構成的網絡系統(tǒng)所能實現的功能卻很強大。

4.3腦邏輯認知模型腦邏輯認知模型是模擬大腦的認知機制而非生理解剖結構建立起來的認知模型，該模型包括思維引擎、記憶體和感知及動作緩存機制，力圖研究記憶的意識對認知行為的影響。該方面的研究尤其以Calgary大學的WangYing－xu教授最為有名，WangYing－xu教授及其團隊自2003年至2011年，連續(xù)發(fā)表了多篇論文，詳細闡述了腦邏輯認知模型對人類認知的模擬、腦邏輯認知模型中如何實現認知中數據、信息、知識和行為間的關聯(lián)。腦邏輯認知模型為計算機模擬自然智能行為和認知方法建立了基礎［21］。國內學者提出的基于粒計算的認知模型和機制主義模型同樣屬于腦邏輯認知模型。

4.4認知模型的最新研究———一元事件認知模型一元事件認知模型如圖3所示。

4.4.1一元事件認知模型的基本概念（1）認知元。認知的基本單位是認知元，以小寫字母x、y、z等表示。及所在行的清晰度等屬性值。（4）任務。任務記作j＝｛r｝k，是一個不完整的一元事件描述。（5）方法。方法是任務中缺省的必元或結元，是完成任務后輸出的結果。

4.4.2一元事件認知模型的特征（1）本能。本能是一元事件認知模型各功能機構本身固有的操作序列，在滿足一定的外部和內部條件時被觸發(fā)執(zhí)行。（2）hlt。hlt是一元事件認知模型的各功能機構的一種暫停狀態(tài)，此時，它暫停一切操作，等待該功能機構某種本能被觸發(fā)。（3）box。一元事件認知模型內部的各功能機構內都存在著一定數量的box，作為存放數據的中間存儲單元。

4.4.3認知流程將按時間先后串行作用于一元事件認知模型上的一元事件、認識、任務定義為一個認知流程，如圖4所示即是一個認知流程例子。5．4．4認知性能指標（1）成功率：認知模型到某一時刻止，完成的任務占提交的任務總數的比例，記作η。（2）潛能：認知模型到某一時刻止，能夠完成的所有任務的總數，記作pl。（3）水平：某一時刻，記憶體的水平即為認知模型的水平，記作l。（4）認知量：認知模型在某一時刻，已經存儲在記憶體中的認識總量，記作q。（5）認知率：認知模型在某一時刻之前，認知量和感悟及接受的認識總量之比，記作a。5．4．5一元事件認知模型的研究結論文獻［22］認為，理想的認知模型隨著認知流程的延續(xù)，各個認識的屬性值呈動態(tài)變化，完成任務能夠改變記憶體中存儲的認識，而認知指標的變化則與記憶體容量的變化線性相關。圖5a和圖5b分別是一元事件認知模型中對應圖4的認知流程實驗，在容量c＝19時，t9和t15兩個不同的時刻，記憶體存儲的認識屬性變化情況。其中，認識y4的范數由1變化為3，單元數由2變化為8，復雜度由3變化為17，而全部認識y1、y2、y3、y4、y5、y6所在行的清晰度由6、3、5、4、2、1改變?yōu)?、4、5、1、3、2；而完成任務的前后，即t9和t15兩個不同的時刻，記憶體中存儲的認識由6個減少為5個。可見，一元事件認知模型中，隨著認知流程的延續(xù)，各個認識的屬性值都呈動態(tài)變化，而完成任務改變了記憶體中存儲的認識。表1為在t9時刻和t15時刻，容量c變化時一元事件認知模型認知指標的對應變化。從表1中可以看出，不同時刻，當記憶體的容量c增大時，各項認知指標都相應增大，而當容量Figure5Cognitionstoredinmemorybankatt9andt15圖5t9時刻和t15時刻記憶體中存儲的認識減小時，各項認知指標又相應地減小。如認知指標潛能pl，當記憶體的容量c從10增加到19時，潛能pl從20增加到40，而當記憶體的容量c從21減小到19時，潛能pl從44減小到40?？梢姡J知指標的變化與記憶體容量的變化線性相關。更多的認知流程實驗在一元事件認知模型上的結果和圖5a、圖5b及表1的結果相似，因此綜合以上論述，可知一元事件認知模型是一種理想的認知模型。

5大腦存儲模型的相關研究

5.1基于神經科學的大腦存儲模型基于神經科學的大腦存儲模型認為大腦存儲認知信息的最小解剖單位是神經元細胞。大腦左右兩個半球的表面是一層平均厚度約2．5mm的大腦皮層，由150億個左右的神經元細胞構成，是認知信息存儲的主要場所。大量的大腦皮層損傷病例及通過去除大腦皮層的某個區(qū)域或對大腦皮層的某個區(qū)域給予適當的物理刺激（如電流刺激）發(fā)現，大腦皮層的不同物理區(qū)域存儲不同的認知信息。最新的研究發(fā)現，位于大腦前部的額葉（Fron－talLobe）區(qū)域存儲與人類智能及運動有關的認知信息，位于大腦上部的頂葉（ParietalLobe）區(qū)域存儲與人類的感覺、知覺及語言有關的信息，位于大腦后部的枕葉（OccipitalLobe）區(qū)域存儲與人類視覺有關的信息，而位于大腦中部的顳葉（Tempo－ralLobe）區(qū)域則存儲與人類聽覺、嗅覺有關的信息。籍此，基于神經科學的大腦存儲模型認為大腦的存儲機制是將不同性質的認知信息在不同的大腦皮層區(qū)域分類存儲。

5.2基于神經影像學的大腦存儲模型基于神經影像學的大腦存儲模型利用現代神經影像學技術，對人類認知活動產生的認知信息存儲在大腦的物理位置進行定位，對大腦對認知信息的響應強度進行測量，對存儲認知信息時腦區(qū)各部分之間相互關聯(lián)的變化進行觀察，從而建立對應的大腦存儲模型。這些神經影像學技術包括直接測量與腦神經活動直接相關的生物電磁場變化信號的彌散張量成像DTI（DiffusionTensorImaging）、腦磁圖MEG（Magnetoencephalography）、腦電圖EEG（Electroencephalography）和事件相關電位（ERPs）等技術，以及間接測量腦神經活動引起的血液動力學變化信號的單光子發(fā)射計算層析成像（SPECT）、正電子發(fā)射層析成像（PET）和功能磁共振成像fMRI（functionalMagneticResonanceImage）等技術。其中，功能磁共振成像fMRI是在磁共振成像（MRI）技術的基礎上發(fā)展起來的進行腦功能成像的新技術，可無創(chuàng)傷地對神經元活動進行比較準確的定位，并具有比較高的空間和時間分辨率及較好的可重復性，通過腦血流、葡萄糖代謝和受體的觀察，依據血氧水平依賴性BOLD（BloodOxygenLevelDependent）腦功能成像方法，得到優(yōu)質的fMRI圖像，借助于先進的fMRI圖像處理和分析技術，可以更精確地確定各腦功能區(qū)以及其內部構造和功能特點，尤其是腦的存儲認知信息情況，因此成為目前最先進的大腦存儲模型研究手段之一。基于上述的fMRI技術，人們發(fā)現了大腦存儲認知信息的更精細結構。對短時間內需要存儲和操作的信息—即工作記憶，大腦皮層會分配不同的區(qū)域存儲不同類型的信息或作為操作的臨時存儲區(qū)。如詞語工作記憶中信息是存儲在左半球后頂葉皮質區(qū)（BA40），而詞語工作記憶進行復述時，由左半球Broca區(qū)（BA44）、左前運動區(qū)（BA6）以及左輔助運動區(qū)（BA6）作為臨時存儲區(qū)；而空間工作記憶中的信息是存儲在腦右半球一些腦區(qū)，包括右枕前皮質（BA19）、右前運動區(qū)（BA6）以及右腦前額葉腹側（BA47）；視覺工作記憶信息主要存儲在左半球的頂葉和顳葉下部。對長時間內需要存儲和操作的信息———長時記憶，大腦皮層也有相應的存儲區(qū)域。如長時記憶的情景記憶信息是存儲在左額葉、顳葉內側和頂枕區(qū)，長時記憶的語義記憶信息存儲在左側前額葉和顳葉的左側顳中回（BA21）和雙側顳頂區(qū)（BA37）［27］。fMRI研究還表明，某個大腦皮層區(qū)域存儲對應類型的信息不是絕對的，在某些情況下（如另外一個大腦皮層區(qū)域被切除）它可以代償存儲另外一個大腦皮層區(qū)域應該存儲的認知信息；進一步的研究還發(fā)現，內顳葉體積的縮小與長時記憶中的提取成功率減少有關，而隨著人類年齡的增加，內顳葉體積有逐漸減小的趨勢，這也解釋了老年人相對于年輕人記憶力減退的原因［28］。

5.3基于心理學的大腦存儲模型基于心理學的大腦存儲模型把大腦當作一個黑箱，通過給被試提供不同的視覺素材、聽覺素材及對應的記憶規(guī)則，研究被試在該記憶規(guī)則下對輸入信息的記憶效果，從而把大腦黑箱還原成一個存儲認知信息的存儲模型。這些不同的視覺素材、聽覺素材及對應的記憶規(guī)則構成了不同的研究人類大腦存儲模型的心理學實驗。其中經典的實驗有Posner視覺信息編碼實驗、Clark和Chase句子－圖畫匹配實驗、Sternberg短時記憶信息相加因素法實驗、字母轉換實驗（“開窗”實驗）、Peterson和Peterson遺忘進程實驗、Waugh和Norman分開痕跡消退與干擾實驗、四卡片證真和證偽等一系列心理學實驗［29］。通過這一系列的實驗，心理學家在關于大腦的存儲模型上得出以下的共識：即大腦的存儲模型是以Baddeley三成分模型為框架的泛工作記憶模型。Baddeley三成分模型是Baddeley等人最早提出的，他們認為刺激人類認知的信息被分為三種不同的成分，分別存儲到大腦中不同功能的存儲區(qū)中。其中，直接刺激人類感覺器官產生的視覺、聽覺等認知信息被稱為工作記憶信息，它們暫時存儲在大腦的工作記憶區(qū)中，如果這些信息不被人類的認知進行處理，則這些信息很快就會從工作記憶區(qū)中消失，所以，工作記憶信息又被稱為短時記憶信息；當工作記憶信息被人類的認知有意識地進行了一次處理，則生成的信息稱為陳述性記憶信息，被存儲在陳述性記憶區(qū)。而當工作記憶信息被人類的認知有意識地進行了重復的處理，則生成的信息稱為程序性記憶信息，被存儲在程序性記憶區(qū)內；程序性記憶信息存儲在大腦中的時間最長，因此又被稱為長時記憶信息，而陳述性記憶信息存儲在大腦中的時間介于工作記憶信息和程序性記憶信息之間。心理學后續(xù)的關于大腦存儲模型的研究擴展了工作記憶信息、陳述性記憶信息、程序性記憶信息的內涵和外延，但都基于工作記憶信息，所以統(tǒng)稱為泛工作記憶模型。

5.4基于語言學的大腦存儲模型語言是人類特有的信息交流與存儲方式，人類的語言功能受大腦皮層的語言中樞控制，與大腦的關系極其復雜。很多語言學家從人類語言的組成單位及組織規(guī)則的角度，映射大腦對應的存儲模型。Elissa等人認為，人類語言的組成單位有音節(jié)、詞語、短語、句子、段落、篇章，它們都具有聲學特征或語義特征，人類語言的組織規(guī)則是由小的語言組成單位分層遞歸地組合建構成較大的語言組成單位，正是不同的組織規(guī)則才構成了人類不同的語言。音節(jié)是最小的語言組成單位，音節(jié)的個數是有限的，人類大腦生來就具有識別和控制發(fā)出音節(jié)的神經元組織，即對音節(jié)的掌握是人類大腦的本能；由小的音節(jié)組合建構成大的詞語，是后天訓練學習的結果，這個訓練學習的方式或程序構成了人類語言的第一層組織規(guī)則，并被牢牢地存儲在大腦皮層中；依次類推，由詞語構成短語，由短語構成句子，由句子構成段落，由段落構成篇章都是后天訓練學習的結果，這些訓練學習的方式或程序被作為人類語言不同層次的組織規(guī)則，相繼存儲在大腦皮層中。因此，基于語言學的大腦存儲模型認為語言是不同層次的組織規(guī)則（程序）在本能音節(jié)（數據）上的運行結果（輸出），大腦中存儲的是語言的組織規(guī)則而非語言本身，任一層次組織規(guī)則的改變都可以改變語言本身，但處于較低層次的組織規(guī)則的改變對語言的改變影響更大。這種存儲模型得到很多語言學家的支持。

6認知計算的相關研究

6.4基于腦電信號的認知計算基于腦電（EEG）信號的認知計算是設計一組認知實驗，記錄被試對應認知實驗中不同認知活動的腦電信號，并通過對腦電信號的計算、分析，提取不同的認知活動對應的腦電信號特征。常見的認知實驗有圖片刺激實驗、數字運算實驗、規(guī)則提取實驗等。被試一般經過挑選，文化程度較高且頭發(fā)不太濃密的短發(fā)成年男性是首選。實驗中，被試佩戴電極導數適中（如64導、128導）的電極帽，按要求完成認知實驗中的任務。實驗過程中生成的腦電信號被與電極帽相連的放大器放大，再經降噪、過濾、采樣、A／D轉換，最終生成特定格式的文件如．cnt文件，作為基于腦電信號的認知計算的原始數據存儲在PC機中。認知計算繼續(xù)對存儲在PC機中的腦電信號的原始數據進行處理。去除壞樣本是計算的第一步，比如發(fā)生嚴重漂移的EGA信號或明顯的肌電、眼電信號。接著是根據腦電信號對不同認知活動進行特征提取，共空間模式CSP（CommonSpa－tialPattern）是最新的從多導的腦電信號中提取某種認知活動腦電信號特征的有效算法。該算法將某種認知活動對應的腦電信號進行標記，作為Ⅰ類，而把其它的所有信號進行標記，作為Ⅱ類。CSP通過對兩類的腦電信號進行訓練，得到一個投影矩陣P，P能將兩類數據投影到方差區(qū)別最大的方向，從而去除了Ⅱ類信號的干擾，突出了Ⅰ類信號的特征。設V是包含兩類信號的原始腦電信號，而Z是經過投影之后得到的可供特征提取及分類的腦電信號，則Z＝PV。取A＝（P－1）T，A的每一行向量被稱為一個空間模式。CSP的關鍵是求解投影矩陣P，設供訓練的輸入腦電信號是一個K×T的矩陣，其中K是腦電數據的導數，T是數據的樣本點數，X1是Ⅰ類帶標記的訓練數據，X2是Ⅱ類帶標記的訓練數據，X1的協(xié)方差矩陣為。

6.2基于功能磁共振（fMRI）數據的認知計算基于fMRI數據的認知計算分為三個步驟：認知活動實驗、圖像采集、數據分析。認知活動實驗同樣需要精心設計，所不同的是，為了提高fMRI圖像中BLOD信號的信噪比，同一種認知活動的實驗需要重復多次，重復的時間間隔稱為刺激時間模式，常用的刺激時間模式有組塊設計BD（BlockDesign）和事件相關設計ED（E－vent－relatedDesign）。圖像采集包括fMRI圖像采集和解剖圖像采集兩部分。fMRI圖像通過采用特定的成像序列掃描而獲得，掃描與實驗同步進行；由于fMRI圖像的分辨率和信噪比不高，還需要掃描一幅與fM－RI圖像位置完全相同的高分辨率解剖圖像，從而把fMRI圖像得到的腦區(qū)激活信息對應到相應的解剖位置上，解剖圖像一般采用3D圖像或T1解剖結構圖像。數據分析包括對采集的圖像數據進行預處理及計算，以確定不同認知活動對應的解剖腦區(qū)。預處理一般包括層間時間校正、頭動校正、標準化、平滑等；計算包括原始fMRI圖像重建、轉換成標準格式、fMRI圖像層面時間校正和運動校正、fMRI圖像的時間域濾波、fMRI圖像的空間平滑、去除頭皮外偽影、時間序列時間點數據的標準化、空間歸一化或標準化、統(tǒng)計、激活腦區(qū)與解剖位置對應等。很多新開發(fā)的軟件已經能夠完成fMRI數據分析的某些功能，如美國Wisconxin醫(yī)學院生物物理研究所研制的ANFI、Friston等人開發(fā)的SPM、美國匹茲堡大學CCN實驗室（ClinicalCog－nitiveNeurosciencelaboratory）開發(fā)的NIS、商業(yè)fMRI數據分析軟件BrainVoyage等。

6.3基于視聽覺信息的認知計算基于視聽覺信息的認知計算將認知定義為大腦對視聽覺信息的計算，它的認知數據就是被人類直接感知和理解的一組圖像、語音和文本（語言）等信息。認知計算的目標是從人類的視聽覺認知機理出發(fā)，研究并構建新的計算模型與計算方法，提高計算機對非結構化視聽覺感知信息的理解能力和海量異構信息的處理效率，克服圖像、語音和文本（語言）信息處理所面臨的瓶頸困難。認知計算主要解決感知特征提取、表達與整合，感知數據的機器學習與理解，多模態(tài)信息協(xié)同計算等核心科學問題。目前，基于視聽覺信息的認知計算已經在視聽覺信息協(xié)同計算、自然語言理解以及與視聽覺認知相關的人腦―計算機接口等三項關鍵技術方面取得一定的突破，Google公司已經研制成功集成上述相關研究成果、具有自然環(huán)境感知與智能行為決策能力的無人駕駛車輛，并成功地在加州的公路上行駛了20萬公里。

篇8

關鍵詞:神經經濟學;傳統(tǒng)經濟學;決策潛意識;經濟行為;神經層面

理性主義歷來是傳統(tǒng)經濟學家堅守的陣地,然而由于傳統(tǒng)經濟學說在一些理論推理過程中所作的假設難以衡量,又與現實經濟生活中的經濟決策行為多有違背,因而備受質疑。特別是美國Baylor醫(yī)學院的科學家所做的“百事可樂”品嘗實驗證實了“可口可樂”市場份額高的原因并不是出自“可口可樂”的口味偏好,而是受其品牌影響,這表明與味覺相關的低級認知功能被高級認知功能所取代[1],從而進一步說明,應用傳統(tǒng)的理性經濟人的假設是存在缺陷的,經濟學領域尚有未知的“新大陸”有待人們去挖掘和探索。伴隨著腦成像為代表的神經科學技術的快速發(fā)展和神經心理學研究手段的日益成熟,這片經濟領域的“新大陸”很快成為學界和商界關注的熱點,逐步被揭開其神秘的面紗。

深入探索神經經濟學,挖掘大腦的經濟決策機制,一方面可以促使經濟學家重新認識經濟學的核心經濟理論,彌補經濟學領域的空白,進一步拓展經濟學的研究方法;另一方面可以將所得到的研究成果應用于商業(yè)推銷、法庭博弈等實踐活動,更好地為實踐服務。

一、走出傳統(tǒng)經濟學的困境在這樣的背景下,神經經濟學正是以其獨特的視角、跨學科的研究方法以及實驗手段實現了對人類經濟行為的更好解釋與預測。神經經濟學試圖為大腦復雜的決策過程探尋一種更加準確與完善的決策模型。它不僅為行為經濟學的很多理論建立了神經學基礎,而且發(fā)現了那些對決策有重要影響的卻被忽視的生理學變量。

二、神經經濟學研究方法

(一)腦電圖技術

腦電圖是最早引入神經經濟學研究的一種技術,它將腦細胞生物電活動的電位作為縱軸,時間作為橫軸,這樣把頭皮上的兩點之間或頭皮之間的電位差通過電子放大儀器放大并記錄下來。腦電圖作為一種常規(guī)檢測手段有其自身的特點:首先,它具有實時性,可以直接監(jiān)視大腦神經的活動;其次,它具有可得性,便于攜帶,方便實地檢測;再次,它的造價成本相對低廉,可以支持較大范圍和規(guī)模的實驗。然而,由于它只記錄頭皮兩點的電位差,因而它只能探測到大腦表面的部分活動[2]。

(二)功能磁共振成像技術

功能磁共振成像技術(FMRI)依靠追蹤血液攜氧變化而產生的磁性變化感應成像,圖像能客觀反映外界及心理因素刺激引起的大腦相應區(qū)域活動的變化,且具有無輻射無損傷的獨特優(yōu)勢,已廣泛應用于認知科學和心理學領域的研究。

美國著名的尼爾森市場調查公司將其作為市場研究的主要手段之一,同時它也是神經經濟學領域研究的重要技術方法。[2]功能性核磁共振成像技術作為一種先進的研究手段也有一定的弊端:首先,其造影造價昂貴,儀器十分復雜,對被試者的影響較大;其次,檢測過程中血液流動與神經區(qū)域被激活存在一定的時間滯后性。然而,其最大的優(yōu)勢是空間延展性強,能夠記錄整個大腦和各個細分層面的神經區(qū)域活動情況。

(三)統(tǒng)計分析法

腦成像技術為統(tǒng)計學的發(fā)展提供了平臺也帶來了挑戰(zhàn)。由于圖像數據的特殊性,它需要經過預處理以消除噪音等瑕疵。

1. p值法。P值檢驗法在腦成像的早期應用較為廣泛,其核心思想是對統(tǒng)計數據進行假設檢驗,運用P值對所得到的數據進行反復檢驗和修正。隨著統(tǒng)計學的發(fā)展,目前也出現了對圖像數據處理的新方法,比如Peltier使用自組織圖來刻畫神經網絡。Mitchell也提出了將機器學習算法應用于FMRI數據集來對認知狀態(tài)加以分類[3]。這些基于P值分析的新方法能夠在一定程度上減弱圖像對比的頻繁度,提高分析的有效性。

2. 時空序列法。在腦成像研究領域里,時空序列法是一項常用的技術。在FMRI中,先將每一個體素視為獨立的單元應用到通用線性模型中,然后借助指數平滑法來統(tǒng)一數據形式,使之便于處理[3]。此外,也可以將通用線性模型擴展為聚合模型和混合模型等更為復雜的模型。有些技術試圖根據通用線性模型的參數對數據間的關系進行建模。

三、神經經濟學主要的研究課題

(一)效度計算在決策中的新發(fā)現

效度是經濟學領域的核心概念。經濟學家認為,人們會對可能的選擇賦予效度,通過比較效度來做出最終抉擇。然而,由于作出的選擇所涉及的獎賞激勵范圍很廣,因而對于如何計算效度仍是個未知數。盡管如此,借助FMRI,研究人員仍然得出了一些令人興奮的結論:第一,不同類型的獎賞激勵通常會增強公用神經結構的活性;第二,通過FMRI實驗進一步證明了預期理論的核心觀點,即效度是在通過對比絕對值與參照點的基礎上加以計算的;第三,進一步解釋了在經濟決策中效度計算的跨期折現問題。研究表明,人的大腦至少有兩套折現結構,一種是對即刻獎賞敏感的結構,另一種是對遠期獎賞敏感的結構。[3]

(二)情感因素在決策中的作用

眾所周知,情緒會影響一個人的決策。然而,由于對情緒進行定量計算并不容易,因而傳統(tǒng)的經濟學研究通常忽視其對決策的影響。有別于傳統(tǒng)經濟學,行為經濟學開始關注情緒在決策中的作用。這其中研究的較為成熟的是后悔理論。研究人員發(fā)現,在內側前額區(qū)、前扣帶皮層和海馬區(qū),后悔程度的增加會強化這些區(qū)域的活性[4]。研究還表明,額葉皮層在協(xié)調后悔經歷的過程中扮演著核心的角色。所以,預期情緒的能力對作出合理的決策是至關重要的。

(三)不確定性決策

根據各選項結果的概率是否可知,可以將不確定性決策分為風險決策和含糊決策。借助FMRI技術,研究人員發(fā)現個體在面臨收益時厭惡風險,在面臨損失時追求風險;而在含糊情境下,個體無論是面對收益還是面對損失都采取含糊規(guī)避。[4]Huettel等人在此基礎上,創(chuàng)造性地將被試的主觀經濟偏好與相應的大腦神經活動相連。該實驗要求被試者在每組博弈中作出選擇,實驗發(fā)現被試者的含糊偏好能夠預測外側前額葉皮質的活動,并且該區(qū)域的活動與個體行為沖動的臨床測試負相關,這說明大腦此區(qū)域主要負責情境分析并且抑制沖動反應。有關風險與含糊情境下決策的神經機制正在進行深入的研究。

四、神經經濟學發(fā)展遇到的阻礙

(一)技術水平方面阻礙

(二)倫理道德方面阻礙

在神經經濟學研究的日益深入及其應用價值日益顯現的同時,也有不少人對這一研究的倫理性提出了質疑。很多人認為這種“讀腦活動”會控制人們的決策行為,很大程度上侵犯了人們的隱私權,這使得神經營銷學逐漸在消費倫理和企業(yè)道德的邊緣徘徊。美國的消費者組織——商業(yè)警報則抗議使用神經科學的手段來解決營銷問題,認為這是把商業(yè)引向病態(tài):跨國公司企圖控制人的購買決策行為[5]。此外,一些不法分子也可能會研發(fā)某種神經藥物來操控人們的行為。隨著神經經濟學研究的愈加深入,技術愈加成熟,這些擔憂也并非空穴來風。

(三)神經活動交互不確定性方面阻礙

人腦是一個十分復雜的層級決策機構,從結構和功能上可以分為大腦、小腦、腦干三部分。其中大腦又包括額葉、頂葉、枕葉和顏葉四部分,每一部分又可以繼續(xù)分為更為具體的功能模塊。然而,當面對某一外來刺激時,并非是某一或某幾個功能模塊起作用,而是各功能模塊協(xié)同運作的結果。雖然研究人員可以通過檢測腦區(qū)所收刺激的強度來作出判斷,但這種客觀性也是難以保證的。比如測試人員可能恰巧受到某些積極或消極情緒的影響,這種影響會極大地妨礙實驗的客觀性和檢測的準確性。

五、神經經濟學的未來應用前景

神經經濟學在認知科學領域的應用產生了認知神經科學,它是神經科學的一個重要分支,是對腦神經系統(tǒng)的智能活動過程進行實驗研究和模擬研究。認知神經科學研究以兩個基本觀點為基礎:第一,腦的結構與功能具有多層次性,而且大腦結構的多層次性導致了其功能的多層次性;第二,腦的結構是腦功能的基礎,但結構與功能之間不存在簡單的對應關系[5]。隨著神經科學研究技術的迅速發(fā)展,已經可以對人類的心理感受和思維活動加以測量,從而使我們以一種新的視角理解人類的思想和行為。

(一)神經經濟學在商業(yè)推銷領域的應用

推銷策略是否能吸引消費者的眼球是企業(yè)最為關心的問題。以廣告設計公司為例,傳統(tǒng)營銷學主要借助小范圍的宣傳以及調查問卷的方式來探尋消費者的購買意愿,從而檢驗廣告是否能達到預期效果。然而,由于存在消費者的主觀偏差以及調查問卷中存在誤差等因素,傳統(tǒng)的營銷學手段難以在深層面挖掘消費者購買決策的真實意愿。而神經營銷學通過探索大腦不同區(qū)域對刺激的不同反應來調整廣告刺激的設計方式。許多營銷公司都在試圖找到一種最好的廣告陳述方式,從而使廣告的產品或服務更加吸引人。英國營銷機構dash;—囚徒困境所得到的決策結果已給傳統(tǒng)的“理性經濟人”假設帶來了巨大挑戰(zhàn)。人們開始轉換思維方式探索博弈論的內在機理,這其中神經經濟學在法庭博弈中的應用是重要研究方向之一。更好地理解人類思考過程可以從兩個方面幫助我們研究法律問題。第一,可以更好地預測法律制度對行為的影響,使我們能夠更有效地構建法律制度;第二,有助于更好地理解社會成員福利的含義,為制度決策提供依據[8]。神經經濟學實驗通過改變“法律”,使行為主體在幾種不同的法律制度框架下作出選擇,從而為更好地制定公共政策提供依據。

六、總結

神經經濟學作為正在被探索和發(fā)現的“新大陸”日漸改變著人們對經濟學的看法。以往傳統(tǒng)的經濟學是通過調查問卷、談話采訪等方式研究和預測人們的決策行為,主觀性較強。而神經經濟學則通過深入大腦來捕捉人們的潛意識,挖掘大腦決策的非理性因素。神經經濟學是對經濟學基礎理論的有益補充,它將有助于解釋許多傳統(tǒng)理論無法解釋的現象。

神經經濟學作為一門邊緣學科,它提供了一種嶄新的研究方法,揭開了依靠實驗研究經濟學的新篇章。它在融匯傳統(tǒng)經濟學研究方法的基礎上,以實驗經濟學、實驗心理學以及行為科學為指導,借助先進的神經學檢測設備展開研究,從而將經濟學導入實驗研究的軌道上來。不過就目前來說,它的研究還是過多地側重于大腦功能的研究,多學科融合的深度明顯不足,其自身的理論框架還有待進一步建立完善。

在當前情況下,神經經濟學只是對人們行為背后的神經學原理進行研究,但對利用這些原理來預測和指導人們行為則缺乏足夠了解,這也受到了不少神經經濟學反對者的批評。此外,神經經濟學在快速發(fā)展的同時也受到了一些來自學界和倫理界的阻礙和質疑。然而其極強的應用價值和廣泛的商業(yè)前景也預示著這塊蘊藏科學價值和商業(yè)價值的“新大陸”必將為人們所探知。

參考文獻:[2]朱琪,陳樂優(yōu).神經經濟學和神經管理學的前沿[J].經濟學家,2007,(4).

[3]馬慶國,王小毅.認知神經科學、神經經濟學和神經管理學[J].管理世界,2006,(10).

[4]汪蕾,林志萍,馬慶國.神經經濟學:經濟決策研究的新視角[J].經濟學家,2009,(3).

[5]余榮軍,周曉林.神經經濟學:打開經濟行為背后的“黑箱”[J].科學通報,2007,(9).

[6]馬慶國,舒良超,王小毅.創(chuàng)新營銷思維——神經營銷發(fā)現“購買按鈕”[J].企業(yè)管理,2007,(4).

[7]Terrence Chorvat,Kevin McCabe,Vernon“Laics”[J].Supreme Court Economic Reviean.The Value of Brain Imaging in Psychological Research[J]. Acta Psychologica Sinica,2010.

責任編輯:武玲玲

責任校對:學 詩

Neuroeconomics——Neics

Liu Zheng, Chen MEimEI

篇9

一、引言

資源共享框架是在對語言和音樂關系的認知研究的基礎上提出的理論假設。該框架通過雙系統(tǒng)的方法對認知加工過程中的領域特異性知識和整合這些知識的共享神經資源做了基本的概念區(qū)分，并且提出語言和音樂在很大程度上存在著加工機制上的共享和重合（Patel，2012）。事實上，這一理論框架提出的初衷是為了解決語言和音樂在句法加工方面的矛盾，一方面，來自神經心理學的證據認為語言和音樂在句法加工的腦機制上是分離的；另一方面，來自神經成像方面的證據指出兩者存在重疊，即“句法整合資源共享假說”。之后，研究者對該假說進行了發(fā)展，認為它不僅可以用于解釋語言和音樂句法理解的在線加工，而且還可以用于說明兩者在語音層面上的關系。這就是資源共享框架。

簡言之，該框架認為，語言和音樂雖然在很多方面存在差異，但是在認知加工的不同層次上具有更深層的聯(lián)系，尤其是在聲音的感知方面。本文將對該理論框架本身以及相關的研究做一個簡單的回顧，希望可以有助于今后的研究者更深入地認識人類大腦的認知功能。

二、資源共享框架的早期研究回顧

（一）來自神經心理學的領域特異性證據

在語言和音樂的神經科學研究中，最讓人振奮的發(fā)現就是正常人在腦損傷后，語言和音樂認知上存在選擇性的缺陷。即有的腦損傷患者雖然在語言方面存在障礙，但是音樂感知的能力很正常；有的腦損傷患者在語言方面沒有問題，但在音樂認知上出現了困難。前者稱為失語癥，后者稱為失樂癥。雖然這樣的病例很少，但卻意義重大。因為這意味著語言和音樂在大腦中很可能是有特異性的、相互分離的。例如，Peretz和他的同事所研究的一個病人GL（失樂但不失語）。他是一名腦中風患者，初級聽覺皮層區(qū)沒有損傷，但是聽覺聯(lián)合區(qū)周圍的緣上顳回受損，之后發(fā)現該患者在音樂句法認知上存在缺陷，不能感知音樂的調性，但是經失語量表的測查，他的語言句法理解加工沒有問題。此外，在失語但不失樂的案例中，以俄羅斯作曲家Shebalin最為典型。他的左腦先后經歷了兩次中風，傷及的腦區(qū)主要是顳葉和頂葉。在第二次中風后，他的語言在理解和產生上都出現了困難，但是他卻依然創(chuàng)作出了多首高質量的樂曲，這說明他的音樂認知能力并沒有因此受損。

（二）來自神經成像技術的證據：挑戰(zhàn)領域特異性

如果僅僅是依據來自神經心理學上的證據，我們將可以斷定語言和音樂在認知功能上很大程度上是分離的。但是，來自神經成像技術方面的諸多證據則表明正常人在語言和音樂加工上存在重疊。比如，Maess和Koelsch等的腦磁圖研究中發(fā)現，對和聲序進中走調和弦的察覺激活了布洛卡區(qū)和右半球的對應腦區(qū)，表明音樂規(guī)則有可能也在這個腦區(qū)進行加工，因此，布洛卡區(qū)的語言特異性受到質疑，為語言和音樂的神經機制的重疊性提供了證據（Maess et al.，2001）。Brown等研究發(fā)現被試對不規(guī)則的、或與預期不符合的和弦序進的覺察激活了包括布洛卡區(qū)、維爾尼克區(qū)、顳上回等在內的皮層網絡（Brown et al.，2006）。這個研究結果與前面所述的Maess的研究結果都認為語言和音樂加工很可能分享一些共同的神經基礎。

總之，來自fMRI、ERP以及PET等多種技術的實驗研究都發(fā)現語言和音樂在正常人的認知加工上有重疊。

三、資源共享框架的發(fā)展現狀及相關研究

（一）資源共享框架簡述

神經心理學和神經成像技術從不同的視角表明了語言和音樂的腦機制上的聯(lián)系。前者支持“領域特異性的分離”說，而后者則挑戰(zhàn)“領域特異性的重疊”說。資源共享框架正是為了對這一有爭議的問題進行解釋，進而引導未來的研究方向。

資源共享框架有兩大基本原則：

首先，語言和音樂的表征是領域特異性的。比如，語言中的詞匯知識和它們的句法屬性涉及到一系列的表征是不同于音樂中的和弦語和聲關系的表征的。資源共享框架所假定的領域特異性表征是儲存在不同聯(lián)結網絡的長時記憶中的。因此，這些表征很可能就是選擇性損傷的區(qū)域，從而也就導致了語言和音樂認知上的分離。

其次，對領域特異性知識的相似的認知心理操作和加工，表明兩者在神經資源上是有共享的。之前假定了領域特異性，也就是在概念上區(qū)分了表征和加工。如果語言和音樂在加工上共享神經資源，那么就可以觀察到相似的大腦特征。

實證研究上，最有力并且最多的證據是對于語言和音樂的句法理解加工和聲范疇學習的研究。在句法層面，語言和音樂的理論和實證研究均比較豐富，并且在領域特異性上的爭議也是一直持續(xù)；在語音層面，研究的焦點是音樂能力和語言音位能力之間的聯(lián)系，并且取得了不少的證據。這些發(fā)現具有重要的意義尤其是在教育和臨床上，包括一些語言障礙的康復治療。因此，對于語言和音樂在認知神經資源上所共享的本質的研究具有非常重要的實踐意義。

（二）資源共享框架的句法研究

根據神經成像技術方面的證據以及相關的認知理論，Patel以依存位置理論、預期理論以及調性音高空間理論為基礎，提出語言和音樂在結構整合加工上共享神經資源，這就是“句法整合資源共享假說”。 該假說認為，加工詞或和弦所需要的認知資源是由它們本身與整個句子或樂曲的關聯(lián)性決定的，關聯(lián)程度較小的詞或和弦，需要更多的加工資源，才能把它們從“表征”中提取出來。對于音樂和語言而言，兩者在表征區(qū)域是各自獨立的，但加工時所需的資源及負責加工的腦區(qū)卻是相同的（Patel，2003）。

在過去將語言和音樂結合起來進行的研究中，焦點主要在于語言語義加工和音樂和聲加工的關系上。近年來由于SSIRH假說的推動開始將語言句法加工和音樂句法加工結合起來進行研究。比如Fedorenkl等人（2009）的行為研究表明語言和音樂結構整合的一些方面依賴于共享的加工資源。Slevc等人（2009）發(fā)現在語言操縱類型（句法或語義）、語言預期和音樂預期上顯著的三因素交互作用。因此，加工和聲非預期和弦干擾了語言句法加工，但不影響語義加工。

資源共享框架在句法層面上已然做了很多的工作，并取得了較為成熟的理論和實證成果，但是至今尚不存在令人信服的證據支持罹患腦損傷的普通個體身上存在音樂和語言句法能力的雙重分離。目前為止，來自失語癥的研究主要是早期的Frances等和Patel等，尤其是后者使用非音樂家作為被試發(fā)現語言和音樂句法失調之間存在聯(lián)系。因此，想要真正說明資源共享框架句法層面的假設，在失語癥方面的研究是很有必要的。

（三）資源共享框架的語音研究

和句法類似，語言和音樂在聲系統(tǒng)上似乎沒有什么共同之處。但是，從認知神經科學的觀點看，兩者很可能具有深層的相似性，即兩個系統(tǒng)都依賴于習得的聲范疇的心理框架。因此比較研究音樂和語言聲系統(tǒng)的焦點，就是產生和保持這種習得的聲范疇的機制。這些機制在何等程度上被兩者共享？一種可能是，這些機制沒有共同之處：音樂和語言聲系統(tǒng)之間的認知分離和神經分離似乎說明的確如此；另一種可能是，音樂和語言的聲范疇學習在很大程度上有共同機制，稱之為“共有聲范疇學習機制假設”，這種重疊對于圍繞人類交流能力的發(fā)展而展開的實際和理論問題都具有重要意義。（楊玉芳，2012）。

四、結語

本文主要闡述了資源共享框架的理論和實證研究，尤其需要注意的是貫穿整個框架的兩大原則。也就是說，不論是在在線加工還是認知發(fā)展的其他方面，區(qū)分領域特異性知識和整合這些知識的神經資源是非常有必要的。當然，語言和音樂共享的神經資源也有可能被其他心理機能的加工所共享。

資源共享框架是根植于認知神經科學的理論，因此，對該框架的檢驗需要將認知理論和神經科學的實證研究相結合。而這一研究的目標就是從完善或修正理論框架出發(fā)，進行更深入的科學研究，從而闡明語言和音樂能力所共享的認知神經基礎。

參考文獻：

[1]Patel A.D. Language，music，and the brain：A resource-sharing

framework[A].In：Rebuschat P.，Rohrmeier M.，Hawkins J.，et al.，eds. Language and Music as Cognitive Systems[C].Oxford：Oxford University Press，2012：204～223.

[2]Maess，B.，Koelsch，S.，Gunter， T. & Friederici，A.

D. Musical syntax is processed in Broca’s area：An MEG study[J].Nature Neuroscience，2001，（4）：540～545.

[3]Brown，S.，Martinez，M.J. & Parsons，L.M. Music and

language side by side in the brain：a PET study of the generation of melodies and sentences[J].European J.Neuroscience，2006，（23）：2791～2803.

[4]Fedorenko，E.，Patel，A.D.，Casasanto，D.，Winawer，

J. & Gibson. E. Structural integration in language and music：Evidence for a shared system[J].Memory & Cognition， 2003，（97）：1～9.

[5]Slevc，L.R.，Rosenberg，J.C.， & Patel， A.D. Making

psycholinguistics musical： Self-paced reading time evidence for shared processing of linguistic and musical syntax[J].Psychonomic Bulletin and Review， 2009，（16）： 374～381.

篇10

中圖分類號:F016 文獻標識碼:A 文章編號:1003-3890(2010)09-0078-04

理性主義歷來是傳統(tǒng)經濟學家堅守的陣地,然而由于傳統(tǒng)經濟學說在一些理論推理過程中所作的假設難以衡量,又與現實經濟生活中的經濟決策行為多有違背,因而備受質疑。特別是美國Baylor醫(yī)學院的科學家所做的“百事可樂”品嘗實驗證實了“可口可樂”市場份額高的原因并不是出自“可口可樂”的口味偏好,而是受其品牌影響,這表明與味覺相關的低級認知功能被高級認知功能所取代[1],從而進一步說明,應用傳統(tǒng)的理性經濟人的假設是存在缺陷的,經濟學領域尚有未知的“新大陸”有待人們去挖掘和探索。伴隨著腦成像為代表的神經科學技術的快速發(fā)展和神經心理學研究手段的日益成熟,這片經濟領域的“新大陸”很快成為學界和商界關注的熱點,逐步被揭開其神秘的面紗。

深入探索神經經濟學,挖掘大腦的經濟決策機制,一方面可以促使經濟學家重新認識經濟學的核心經濟理論,彌補經濟學領域的空白,進一步拓展經濟學的研究方法;另一方面可以將所得到的研究成果應用于商業(yè)推銷、法庭博弈等實踐活動,更好地為實踐服務。

一、走出傳統(tǒng)經濟學的困境

傳統(tǒng)經濟學體系是建立在“理性經濟人”假設和邏輯演繹方法論的基礎之上的。它假定人是完全理性的經濟動物,所作出的各項決策的終極目標是追求利益最大化。該理論經過上百年的延續(xù)仿佛已經成為經濟學界的不二法則。然而,眾多學者已經提出“人真的有那么理性嗎?”經濟生活中大量存在的“不理性”現象對經濟學的完全理性原則形成挑戰(zhàn)。一個有趣的實驗表明,相比盛在大杯中的10盎司冰激凌,人們愿意為盛在小杯中的8盎司冰激凌支付更多的錢,原因僅僅是因為小杯盛滿了。[2]此外,人們在作出經濟決策時也不完全是利己主義的,很多情況下可能因為環(huán)境的影響以及互惠關系的作用作出“利他”的行為。凡此種種均表明經濟學領域尚有未被人們完全弄清楚的“新大陸”。

在這樣的背景下,神經經濟學正是以其獨特的視角、跨學科的研究方法以及實驗手段實現了對人類經濟行為的更好解釋與預測。神經經濟學試圖為大腦復雜的決策過程探尋一種更加準確與完善的決策模型。它不僅為行為經濟學的很多理論建立了神經學基礎,而且發(fā)現了那些對決策有重要影響的卻被忽視的生理學變量。

二、神經經濟學研究方法

(一)腦電圖技術

腦電圖是最早引入神經經濟學研究的一種技術,它將腦細胞生物電活動的電位作為縱軸,時間作為橫軸,這樣把頭皮上的兩點之間或頭皮之間的電位差通過電子放大儀器放大并記錄下來。腦電圖作為一種常規(guī)檢測手段有其自身的特點:首先,它具有實時性,可以直接監(jiān)視大腦神經的活動;其次,它具有可得性,便于攜帶,方便實地檢測;再次,它的造價成本相對低廉,可以支持較大范圍和規(guī)模的實驗。然而,由于它只記錄頭皮兩點的電位差,因而它只能探測到大腦表面的部分活動[2]。

(二)功能磁共振成像技術

功能磁共振成像技術(FMRI)依靠追蹤血液攜氧變化而產生的磁性變化感應成像,圖像能客觀反映外界及心理因素刺激引起的大腦相應區(qū)域活動的變化,且具有無輻射無損傷的獨特優(yōu)勢,已廣泛應用于認知科學和心理學領域的研究。

美國著名的尼爾森市場調查公司將其作為市場研究的主要手段之一,同時它也是神經經濟學領域研究的重要技術方法。[2]功能性核磁共振成像技術作為一種先進的研究手段也有一定的弊端:首先,其造影造價昂貴,儀器十分復雜,對被試者的影響較大;其次,檢測過程中血液流動與神經區(qū)域被激活存在一定的時間滯后性。然而,其最大的優(yōu)勢是空間延展性強,能夠記錄整個大腦和各個細分層面的神經區(qū)域活動情況。

(三)統(tǒng)計分析法

腦成像技術為統(tǒng)計學的發(fā)展提供了平臺也帶來了挑戰(zhàn)。由于圖像數據的特殊性,它需要經過預處理以消除噪音等瑕疵。

1. p值法。P值檢驗法在腦成像的早期應用較為廣泛,其核心思想是對統(tǒng)計數據進行假設檢驗,運用P值對所得到的數據進行反復檢驗和修正。隨著統(tǒng)計學的發(fā)展,目前也出現了對圖像數據處理的新方法,比如Peltier使用自組織圖來刻畫神經網絡。Mitchell也提出了將機器學習算法應用于FMRI數據集來對認知狀態(tài)加以分類[3]。這些基于P值分析的新方法能夠在一定程度上減弱圖像對比的頻繁度,提高分析的有效性。

2. 時空序列法。在腦成像研究領域里,時空序列法是一項常用的技術。在FMRI中,先將每一個體素視為獨立的單元應用到通用線性模型中,然后借助指數平滑法來統(tǒng)一數據形式,使之便于處理[3]。此外,也可以將通用線性模型擴展為聚合模型和混合模型等更為復雜的模型。有些技術試圖根據通用線性模型的參數對數據間的關系進行建模。

三、神經經濟學主要的研究課題

(一)效度計算在決策中的新發(fā)現

效度是經濟學領域的核心概念。經濟學家認為,人們會對可能的選擇賦予效度,通過比較效度來做出最終抉擇。然而,由于作出的選擇所涉及的獎賞激勵范圍很廣,因而對于如何計算效度仍是個未知數。盡管如此,借助FMRI,研究人員仍然得出了一些令人興奮的結論:第一,不同類型的獎賞激勵通常會增強公用神經結構的活性;第二,通過FMRI實驗進一步證明了預期理論的核心觀點,即效度是在通過對比絕對值與參照點的基礎上加以計算的;第三,進一步解釋了在經濟決策中效度計算的跨期折現問題。研究表明,人的大腦至少有兩套折現結構,一種是對即刻獎賞敏感的結構,另一種是對遠期獎賞敏感的結構。[3]

(二)情感因素在決策中的作用

眾所周知,情緒會影響一個人的決策。然而,由于對情緒進行定量計算并不容易,因而傳統(tǒng)的經濟學研究通常忽視其對決策的影響。有別于傳統(tǒng)經濟學,行為經濟學開始關注情緒在決策中的作用。這其中研究的較為成熟的是后悔理論。研究人員發(fā)現,在內側前額區(qū)、前扣帶皮層和海馬區(qū),后悔程度的增加會強化這些區(qū)域的活性[4]。研究還表明,額葉皮層在協(xié)調后悔經歷的過程中扮演著核心的角色。所以,預期情緒的能力對作出合理的決策是至關重要的。

(三)不確定性決策

根據各選項結果的概率是否可知,可以將不確定性決策分為風險決策和含糊決策。借助FMRI技術,研究人員發(fā)現個體在面臨收益時厭惡風險,在面臨損失時追求風險;而在含糊情境下,個體無論是面對收益還是面對損失都采取含糊規(guī)避。[4]Huettel等人在此基礎上,創(chuàng)造性地將被試的主觀經濟偏好與相應的大腦神經活動相連。該實驗要求被試者在每組博弈中作出選擇,實驗發(fā)現被試者的含糊偏好能夠預測外側前額葉皮質的活動,并且該區(qū)域的活動與個體行為沖動的臨床測試負相關,這說明大腦此區(qū)域主要負責情境分析并且抑制沖動反應。有關風險與含糊情境下決策的神經機制正在進行深入的研究。

四、神經經濟學發(fā)展遇到的阻礙

(一)技術水平方面阻礙

伴隨著以腦成像為代表的神經實驗技術的快速發(fā)展,科研人員已能夠在較精確的范圍內觀測到神經反應。然而,用來進行這項研究的FMRI實驗設備造價昂貴,很難做到使受試者在自然條件下接受實驗。美國的調查顯示,使用功能磁共振成像掃描獲得動態(tài)圖片,每人每小時收費1 000美元,而1個包含12名測試者的單項實驗則需要花費5萬美元;并且該設備難以移動,導致受試者只能在實驗室中且是在受控的條件下接受測試,從而影響實驗的客觀性[4]。此外,由于人的神經活動是在剎那間完成的,即便使用高精密的探測儀器,也無法追蹤神經反應軌跡。

(二)倫理道德方面阻礙

在神經經濟學研究的日益深入及其應用價值日益顯現的同時,也有不少人對這一研究的倫理性提出了質疑。很多人認為這種“讀腦活動”會控制人們的決策行為,很大程度上侵犯了人們的隱私權,這使得神經營銷學逐漸在消費倫理和企業(yè)道德的邊緣徘徊。美國的消費者組織――商業(yè)警報則抗議使用神經科學的手段來解決營銷問題,認為這是把商業(yè)引向病態(tài):跨國公司企圖控制人的購買決策行為[5]。此外,一些不法分子也可能會研發(fā)某種神經藥物來操控人們的行為。隨著神經經濟學研究的愈加深入,技術愈加成熟,這些擔憂也并非空穴來風。

(三)神經活動交互不確定性方面阻礙

人腦是一個十分復雜的層級決策機構,從結構和功能上可以分為大腦、小腦、腦干三部分。其中大腦又包括額葉、頂葉、枕葉和顏葉四部分,每一部分又可以繼續(xù)分為更為具體的功能模塊。然而,當面對某一外來刺激時,并非是某一或某幾個功能模塊起作用,而是各功能模塊協(xié)同運作的結果。雖然研究人員可以通過檢測腦區(qū)所收刺激的強度來作出判斷,但這種客觀性也是難以保證的。比如測試人員可能恰巧受到某些積極或消極情緒的影響,這種影響會極大地妨礙實驗的客觀性和檢測的準確性。

五、神經經濟學的未來應用前景

神經經濟學在認知科學領域的應用產生了認知神經科學,它是神經科學的一個重要分支,是對腦神經系統(tǒng)的智能活動過程進行實驗研究和模擬研究。認知神經科學研究以兩個基本觀點為基礎:第一,腦的結構與功能具有多層次性,而且大腦結構的多層次性導致了其功能的多層次性;第二,腦的結構是腦功能的基礎,但結構與功能之間不存在簡單的對應關系[5]。隨著神經科學研究技術的迅速發(fā)展,已經可以對人類的心理感受和思維活動加以測量,從而使我們以一種新的視角理解人類的思想和行為。

(一)神經經濟學在商業(yè)推銷領域的應用

推銷策略是否能吸引消費者的眼球是企業(yè)最為關心的問題。以廣告設計公司為例,傳統(tǒng)營銷學主要借助小范圍的宣傳以及調查問卷的方式來探尋消費者的購買意愿,從而檢驗廣告是否能達到預期效果。然而,由于存在消費者的主觀偏差以及調查問卷中存在誤差等因素,傳統(tǒng)的營銷學手段難以在深層面挖掘消費者購買決策的真實意愿。而神經營銷學通過探索大腦不同區(qū)域對刺激的不同反應來調整廣告刺激的設計方式。許多營銷公司都在試圖找到一種最好的廣告陳述方式,從而使廣告的產品或服務更加吸引人。英國營銷機構Weapon7通過在廣告中添加可視圖像,促使大腦下意識地儲存信息,使得廣告信息存入客戶大腦?？梢?通過神經營銷學可以高效準確地找到這種“情緒按鈕”[6]。

(二)神經濟學在金融投資領域中的應用

神經經濟學能夠為金融學提供神經學的理論基礎,把人們的金融決策行為用神經學的觀點加以分析運用,從而以更科學的方法對待和處理金融決策問題。在對金融決策過程的神經經濟學的研究中,人們發(fā)現大腦的前額葉系統(tǒng)與金融決策有密切關系[7]。人們還可以利用神經科學研究金融市場上投資者的投資行為,了解證券市場信息以及投資者本身的情感狀態(tài)如何驅動他們作出投資決策,從而設計出更加人性化、更具贏利性的市場投資模型。

(三)神經經濟學在法庭博弈中的應用

人們在作出決策時通常要經歷大腦的博弈過程,這也是神經經濟學研究的熱點問題。著名的博弈問題――囚徒困境所得到的決策結果已給傳統(tǒng)的“理性經濟人”假設帶來了巨大挑戰(zhàn)。人們開始轉換思維方式探索博弈論的內在機理,這其中神經經濟學在法庭博弈中的應用是重要研究方向之一。更好地理解人類思考過程可以從兩個方面幫助我們研究法律問題。第一,可以更好地預測法律制度對行為的影響,使我們能夠更有效地構建法律制度;第二,有助于更好地理解社會成員福利的含義,為制度決策提供依據[8]。神經經濟學實驗通過改變“法律”,使行為主體在幾種不同的法律制度框架下作出選擇,從而為更好地制定公共政策提供依據。

六、總結

神經經濟學作為正在被探索和發(fā)現的“新大陸”日漸改變著人們對經濟學的看法。以往傳統(tǒng)的經濟學是通過調查問卷、談話采訪等方式研究和預測人們的決策行為,主觀性較強。而神經經濟學則通過深入大腦來捕捉人們的潛意識,挖掘大腦決策的非理性因素。神經經濟學是對經濟學基礎理論的有益補充,它將有助于解釋許多傳統(tǒng)理論無法解釋的現象。

神經經濟學作為一門邊緣學科,它提供了一種嶄新的研究方法,揭開了依靠實驗研究經濟學的新篇章。它在融匯傳統(tǒng)經濟學研究方法的基礎上,以實驗經濟學、實驗心理學以及行為科學為指導,借助先進的神經學檢測設備展開研究,從而將經濟學導入實驗研究的軌道上來。不過就目前來說,它的研究還是過多地側重于大腦功能的研究,多學科融合的深度明顯不足,其自身的理論框架還有待進一步建立完善。

在當前情況下,神經經濟學只是對人們行為背后的神經學原理進行研究,但對利用這些原理來預測和指導人們行為則缺乏足夠了解,這也受到了不少神經經濟學反對者的批評。此外,神經經濟學在快速發(fā)展的同時也受到了一些來自學界和倫理界的阻礙和質疑。然而其極強的應用價值和廣泛的商業(yè)前景也預示著這塊蘊藏科學價值和商業(yè)價值的“新大陸”必將為人們所探知。

參考文獻:

[1]萬迪,喬志林.神經經濟學探析[J].外國經濟與管理,2005,(9).

[2]朱琪,陳樂優(yōu).神經經濟學和神經管理學的前沿[J].經濟學家,2007,(4).

[3]馬慶國,王小毅.認知神經科學、神經經濟學和神經管理學[J].管理世界,2006,(10).

[4]汪蕾,林志萍,馬慶國.神經經濟學:經濟決策研究的新視角[J].經濟學家,2009,(3).

[5]余榮軍,周曉林.神經經濟學:打開經濟行為背后的“黑箱”[J].科學通報,2007,(9).

[6]馬慶國,舒良超,王小毅.創(chuàng)新營銷思維――神經營銷發(fā)現“購買按鈕”[J].企業(yè)管理,2007,(4).

[7]Terrence Chorvat,Kevin McCabe,Vernon“Law and neuroeconomics”[J].Supreme Court Economic Review,2005.

[8]Richard Gonzalez,Marc G.Berman.The Value of Brain Imaging in Psychological Research[J]. Acta Psychologica Sinica,2010.

Neuroeconomics――New Continent in Economics

Liu Zheng, Chen Meimei