认知神经科学对心理学的研究贡献——主要来自我国心理学界的重要研究工作述评.pdf
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参见附件(887kb)。
第25卷第l期
V01.25.N0.1
华东师范大学学报(教育科学版)
J01哪a】0f East Chim N0nnal University(Educalional Scienc∞)
200r7年1月
J抽.2007
认知神经科学对心理学的研究贡献
——主要来自我国心理学界的重要研究工作述评
张卫东李其维
(华东师范大学心理学系,上海200062)
摘要:综观主要来自我国心理学界的认知神经科学研究工作及其重要成果,从认知行为的
神经机制研究、认知行为心理学理论的神经科学研究、基于脑神经机理构建认知行为心理机制理
论模型的研究这三个研究层面评述其对我国心理学发展的学术意义和研究贡献。文章指出,认知
神经科学研究强有力地推动了我国心理学的发展,但其尚难以满足心理现象因果解释的要求,不
能替代心理科学研究本身。心理学研究者掌握和运用认知神经科学研究方法和技术,旨在使其
“服务”于心理学研究。从认知行为的脑神经机制的探索中获得启发而构建心理学理论。这是认
知神经科学研究对心理学研究的真正学术意义之所在,目前我国心理学领域在这方面的研究相对
不足应引起重视。
关键词:认知神经科学;心理学;研究层面;研究贡献
中图分类号:鹧42文献标识码:A文章编号:1000—5560(200r7l 0l一0046一10
认知神经科学(C嘴litive Ne心)science)这一学科名称诞生于二十世纪七十年代后期【l』,该学科是认知科学与神经科学相互结合,于九十年代得到国际学术界公认的一门新兴学科。
被认为是二十一世纪最有发展前景的自然科学前沿研究领域。
国际上认知神经科学研究已形成热潮,也倍受我国心理学者的青睐。近年来一些重要的
科学研究项目如国家自然科学研究基金项目等都着重资助该领域的研究课题。在心理学界,是否从事认知神经科学课题研究已被很多学者视为是否跻身先进研究行列的衡量标志,因此
越来越多的研究者纷纷先后转变研究主攻方向。一些学者学成回国,另一些学者与国际同行
加强学术交流,他们力争优先,创造条件,先后建立专门的研究机构或实验室,其中不乏国
家重点实验室。预计在不久的将来还会有更多的相关研究机构在全国各地竞相建立。由此可
见,认知神经科学研究如今在我国心理学界已蔚然成风。
然而,在心理学者越来越热衷于认知神经科学研究的同时,是否有人深入思考其对于推
进心理科学的发展究竟具有怎样的研究贡献?在心理学研究中,认知神经科学的方法论意义
是什么?如今我国心理学者在怎样的研究层面上运用认知神经科学研究手段来揭示心理活动
收稿日期:2006一∞
作者简介:张卫东(1964_一),男。华东师范大学心理学系教授,博士生导师;李其维(1943一).男,华东师范
大学心理学系教授,博士生导师。
万方数据或行为的发生发展规律?就这些问题我们应该对已有的研究工作予以适时的评价分析,这对
于正确引导今后的研究方向无疑是十分必要的。
综观已有的文献,包括发表在心理学核心期刊上的研究报告和综述文章,我们可以大致
归纳总结出三个层面的研究工作:一是个体行为或心理活动神经机制的研究,包括动物行为
模型的神经生理学或神经生物学研究,人体行为缺陷或心理机能障碍的临床观察、神经病学
或神经心理学研究,以及正常人认知行为的无创性脑成像研究等;二是就认知行为的心理学
原理或理论寻求其生理机制或生物学基础方面佐证的研究,此类研究在已有心理学理论框架
下进行,其研究结果或支持、或辩驳、或修正某些心理学理论,或为解决某些理论争议提供
实验证据;三是基于神经系统活动机理或大脑功能神经机制的研究发现,从中获得启示继而
构建认知行为机制心理学模型的理论创新型研究。迄今我国认知神经科学领域已涌现了一批
令人瞩目的研究者及其研究工作,他们在感知觉、学习记忆、注意、言语、执行控制、思
维、情绪等领域的研究中各有建树。本文对他们(侧重于心理学者)的重要学术贡献从上述
三个层面分别予以概括评述。
一、层面一:认知行为的神经机制研究
此类研究主要探究认知行为发生时或在认知过程中神经系统相应产生怎样的活动规律。
在视觉研究领域,以陈霖为首的中国科技大学北京认知科学开放研究实验室在国内较早地综
合运用脑认知功能成像技术,提高了知觉脑神经活动研究的时间、空间分辨率以及准确性。
他们的研究揭示在人类视觉皮层,运动形成的图形知觉以及特定形状的空间位置知觉能够引
起腹侧通路和背侧通路的共同兴奋,提示这两条通路存在协同工作的知觉加工神经机制[2J。
此外他们也确定了与形状识别和空间位置识别有关的人类大脑视皮层信息加工活动的时间过
程[3-4]。另有ERP发现,人类知觉组织可能发生于视觉加工的早期,初级视觉皮层可能是
最早参与知觉组织过程的神经部位l 5l。
在注意研究领域,陈霖等人研究了动态图形的视觉选择性注意的ERP效应,鉴别出该
效应的特征波,它反映注意对发生于大脑视觉皮层的动态图形信息加工过程的加强和易
化[6]。而在非注意状态下,视觉系统对刺激某些属性(例如朝向)的改变能够进行一定程度
的自动加工,产生类似听觉失匹配负波(MMN)的ERP变化,但其神经基础可能与听觉系
统有所不同[7]。高文斌和魏景汉等人研究视觉空问注意范围的ERP等级效应,其实验结果
提示视觉注意的空间范围加工晚于其空间方位的加工【8|。
长久以来,学习与记忆的神经机制是神经生物学家(代表学者如梅镇彤等)和生理心理
学家(代表学者如匡培梓、管林初等)共同研究的课题,他们在分子、细胞、神经环路、脑
机能系统等不同水平进行了大量的动物实验研究,为揭示人与其它动物所共有的学习与记忆
的基本生物学机理做出了卓越贡献。
探究人类记忆大脑机制的一个传统领域是对脑损伤病人的神经心理学研究,杨炯炯等人
对额叶损伤病人的研究报道了额叶参与非相关汉语词对联想肩动[9J、知觉型联想启动和知觉
启动[10]的机能特征,提示额叶可以以语义加工之外的其它机制产生启动效应。王常生等人
的神经心理学研究关注基底神经节对记忆的机能作用,发现基底神经节损伤病人表现出知觉
性启动效应的障碍,而其语义启动效应表现正常【1102|。此类病人还出现言语记忆障碍[13]。
他们又对右脑发育不全患者进行传统智力和记忆测验(wIsC—cR和wMS—cR)以及内隐
记忆任务测验,结合患者的Mm脑解剖影像结果,评判大脑右半球皮层不是产生知觉性和
47
万方数据语义性启动效应的相关脑结构【14I。
具有高时间分辨率的ERP技术适用于记忆过程的研究,包括关于编码过程的“记忆差”
(diff‰nce due tome咖ry,DM)以及关于提取过程的旧新效应研究。郭春彦等人使用汉语单
字词作为学习一再认项目,研究深、浅不同加工水平编码的DM效应,结果表明两种实验条
件下均产生该效应,然而两者时程和空间(头部分布)特征显示明显差异[15j。他们另一项
使用图形作为记忆材料的研究分析了外显记忆提取方式对DM效应的影响,发现两种提取方
式(自由回忆和再认)的DM效应的头部分布也存在差异[1刨。这些研究结果显示不同的记
忆编码过程涉及不同的神经机制,存在彼此分离的可能性。关于工作记忆的ERP研究侧重
分析工作记忆不同时问阶段加工成分的神经机能活动特征。王益文、林崇德与魏景汉、罗跃
嘉等人的合作研究采用汉字刺激材料,探究其在工作记忆中信息保持的ERP效应,发现大
脑额叶和顶枕叶区域的神经活动分别与刺激信息的复述和短时存贮有关,两者的动态分离加
工体现工作记忆信息保持的神经基础【17] ......
V01.25.N0.1
华东师范大学学报(教育科学版)
J01哪a】0f East Chim N0nnal University(Educalional Scienc∞)
200r7年1月
J抽.2007
认知神经科学对心理学的研究贡献
——主要来自我国心理学界的重要研究工作述评
张卫东李其维
(华东师范大学心理学系,上海200062)
摘要:综观主要来自我国心理学界的认知神经科学研究工作及其重要成果,从认知行为的
神经机制研究、认知行为心理学理论的神经科学研究、基于脑神经机理构建认知行为心理机制理
论模型的研究这三个研究层面评述其对我国心理学发展的学术意义和研究贡献。文章指出,认知
神经科学研究强有力地推动了我国心理学的发展,但其尚难以满足心理现象因果解释的要求,不
能替代心理科学研究本身。心理学研究者掌握和运用认知神经科学研究方法和技术,旨在使其
“服务”于心理学研究。从认知行为的脑神经机制的探索中获得启发而构建心理学理论。这是认
知神经科学研究对心理学研究的真正学术意义之所在,目前我国心理学领域在这方面的研究相对
不足应引起重视。
关键词:认知神经科学;心理学;研究层面;研究贡献
中图分类号:鹧42文献标识码:A文章编号:1000—5560(200r7l 0l一0046一10
认知神经科学(C嘴litive Ne心)science)这一学科名称诞生于二十世纪七十年代后期【l』,该学科是认知科学与神经科学相互结合,于九十年代得到国际学术界公认的一门新兴学科。
被认为是二十一世纪最有发展前景的自然科学前沿研究领域。
国际上认知神经科学研究已形成热潮,也倍受我国心理学者的青睐。近年来一些重要的
科学研究项目如国家自然科学研究基金项目等都着重资助该领域的研究课题。在心理学界,是否从事认知神经科学课题研究已被很多学者视为是否跻身先进研究行列的衡量标志,因此
越来越多的研究者纷纷先后转变研究主攻方向。一些学者学成回国,另一些学者与国际同行
加强学术交流,他们力争优先,创造条件,先后建立专门的研究机构或实验室,其中不乏国
家重点实验室。预计在不久的将来还会有更多的相关研究机构在全国各地竞相建立。由此可
见,认知神经科学研究如今在我国心理学界已蔚然成风。
然而,在心理学者越来越热衷于认知神经科学研究的同时,是否有人深入思考其对于推
进心理科学的发展究竟具有怎样的研究贡献?在心理学研究中,认知神经科学的方法论意义
是什么?如今我国心理学者在怎样的研究层面上运用认知神经科学研究手段来揭示心理活动
收稿日期:2006一∞
作者简介:张卫东(1964_一),男。华东师范大学心理学系教授,博士生导师;李其维(1943一).男,华东师范
大学心理学系教授,博士生导师。
万方数据或行为的发生发展规律?就这些问题我们应该对已有的研究工作予以适时的评价分析,这对
于正确引导今后的研究方向无疑是十分必要的。
综观已有的文献,包括发表在心理学核心期刊上的研究报告和综述文章,我们可以大致
归纳总结出三个层面的研究工作:一是个体行为或心理活动神经机制的研究,包括动物行为
模型的神经生理学或神经生物学研究,人体行为缺陷或心理机能障碍的临床观察、神经病学
或神经心理学研究,以及正常人认知行为的无创性脑成像研究等;二是就认知行为的心理学
原理或理论寻求其生理机制或生物学基础方面佐证的研究,此类研究在已有心理学理论框架
下进行,其研究结果或支持、或辩驳、或修正某些心理学理论,或为解决某些理论争议提供
实验证据;三是基于神经系统活动机理或大脑功能神经机制的研究发现,从中获得启示继而
构建认知行为机制心理学模型的理论创新型研究。迄今我国认知神经科学领域已涌现了一批
令人瞩目的研究者及其研究工作,他们在感知觉、学习记忆、注意、言语、执行控制、思
维、情绪等领域的研究中各有建树。本文对他们(侧重于心理学者)的重要学术贡献从上述
三个层面分别予以概括评述。
一、层面一:认知行为的神经机制研究
此类研究主要探究认知行为发生时或在认知过程中神经系统相应产生怎样的活动规律。
在视觉研究领域,以陈霖为首的中国科技大学北京认知科学开放研究实验室在国内较早地综
合运用脑认知功能成像技术,提高了知觉脑神经活动研究的时间、空间分辨率以及准确性。
他们的研究揭示在人类视觉皮层,运动形成的图形知觉以及特定形状的空间位置知觉能够引
起腹侧通路和背侧通路的共同兴奋,提示这两条通路存在协同工作的知觉加工神经机制[2J。
此外他们也确定了与形状识别和空间位置识别有关的人类大脑视皮层信息加工活动的时间过
程[3-4]。另有ERP发现,人类知觉组织可能发生于视觉加工的早期,初级视觉皮层可能是
最早参与知觉组织过程的神经部位l 5l。
在注意研究领域,陈霖等人研究了动态图形的视觉选择性注意的ERP效应,鉴别出该
效应的特征波,它反映注意对发生于大脑视觉皮层的动态图形信息加工过程的加强和易
化[6]。而在非注意状态下,视觉系统对刺激某些属性(例如朝向)的改变能够进行一定程度
的自动加工,产生类似听觉失匹配负波(MMN)的ERP变化,但其神经基础可能与听觉系
统有所不同[7]。高文斌和魏景汉等人研究视觉空问注意范围的ERP等级效应,其实验结果
提示视觉注意的空间范围加工晚于其空间方位的加工【8|。
长久以来,学习与记忆的神经机制是神经生物学家(代表学者如梅镇彤等)和生理心理
学家(代表学者如匡培梓、管林初等)共同研究的课题,他们在分子、细胞、神经环路、脑
机能系统等不同水平进行了大量的动物实验研究,为揭示人与其它动物所共有的学习与记忆
的基本生物学机理做出了卓越贡献。
探究人类记忆大脑机制的一个传统领域是对脑损伤病人的神经心理学研究,杨炯炯等人
对额叶损伤病人的研究报道了额叶参与非相关汉语词对联想肩动[9J、知觉型联想启动和知觉
启动[10]的机能特征,提示额叶可以以语义加工之外的其它机制产生启动效应。王常生等人
的神经心理学研究关注基底神经节对记忆的机能作用,发现基底神经节损伤病人表现出知觉
性启动效应的障碍,而其语义启动效应表现正常【1102|。此类病人还出现言语记忆障碍[13]。
他们又对右脑发育不全患者进行传统智力和记忆测验(wIsC—cR和wMS—cR)以及内隐
记忆任务测验,结合患者的Mm脑解剖影像结果,评判大脑右半球皮层不是产生知觉性和
47
万方数据语义性启动效应的相关脑结构【14I。
具有高时间分辨率的ERP技术适用于记忆过程的研究,包括关于编码过程的“记忆差”
(diff‰nce due tome咖ry,DM)以及关于提取过程的旧新效应研究。郭春彦等人使用汉语单
字词作为学习一再认项目,研究深、浅不同加工水平编码的DM效应,结果表明两种实验条
件下均产生该效应,然而两者时程和空间(头部分布)特征显示明显差异[15j。他们另一项
使用图形作为记忆材料的研究分析了外显记忆提取方式对DM效应的影响,发现两种提取方
式(自由回忆和再认)的DM效应的头部分布也存在差异[1刨。这些研究结果显示不同的记
忆编码过程涉及不同的神经机制,存在彼此分离的可能性。关于工作记忆的ERP研究侧重
分析工作记忆不同时问阶段加工成分的神经机能活动特征。王益文、林崇德与魏景汉、罗跃
嘉等人的合作研究采用汉字刺激材料,探究其在工作记忆中信息保持的ERP效应,发现大
脑额叶和顶枕叶区域的神经活动分别与刺激信息的复述和短时存贮有关,两者的动态分离加
工体现工作记忆信息保持的神经基础【17] ......
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