發(fā)展認知神經(jīng)科學(xué)

1、摘要：發(fā)展認知神經(jīng)科學(xué)是從腦神經(jīng)的層面對認知進行研究的學(xué)科，研究認知發(fā)展的神經(jīng)機制、腦發(fā)育與行為能力和認知發(fā)展之間關(guān)系。本文介紹了該學(xué)科的發(fā)展，并對未來的研究進行了展望。關(guān)鍵詞：認知神經(jīng)科學(xué) 發(fā)展心理學(xué) 認知發(fā)展 腦機制正文：發(fā)展認知神經(jīng)科學(xué)是研究認知發(fā)展的神經(jīng)機制、腦發(fā)育與行為能力和認知發(fā)展之間關(guān)系的科學(xué)。它關(guān)注知覺、注意、記憶、言語等認知活動在人生不同時期的特征、以及促使認知發(fā)展變化的神經(jīng)機制。認知神經(jīng)科學(xué)和發(fā)展心理學(xué)的交叉融合滲透到該領(lǐng)域研究內(nèi)容和方法技術(shù)。理論探索和未來趨向等諸多方面。發(fā)展認知神經(jīng)科學(xué)的出現(xiàn),不僅加深了人們對傳統(tǒng)認知發(fā)展領(lǐng)域相關(guān)問題的認識,而且拓展了傳統(tǒng)的發(fā)展心理學(xué)研究

2、領(lǐng)域,其對異常發(fā)展神經(jīng)機制的研究更為發(fā)展異常診斷和治療提供了堅實的基礎(chǔ)。一、發(fā)展認知神經(jīng)科學(xué)研究的主要進展在過去十幾年中，發(fā)展認知神經(jīng)科學(xué)主要探討了大腦結(jié)構(gòu)發(fā)育、功能發(fā)展與心理行為發(fā)展的關(guān)系，遺傳與環(huán)境對個體心理行為發(fā)展的交互影響，以及心理行為發(fā)展個體差異的神經(jīng)機制。下面從這四個方面介紹當(dāng)前發(fā)展認知神經(jīng)科學(xué)的主要研究進展。 1大腦結(jié)構(gòu)發(fā)育與個體心理行為的發(fā)展結(jié)構(gòu)是功能的基石，不管是兒童、青少年還是成人，其心理行為的發(fā)展離不開大腦結(jié)構(gòu)的發(fā)展。正常的大腦發(fā)育序列是個體心理行為正常發(fā)展的基礎(chǔ)；反之，異常的腦結(jié)構(gòu)發(fā)展可能會導(dǎo)致個體心理行為發(fā)育的異常。認識這些問題不僅有助于了解畢生發(fā)展進程中大腦發(fā)展變化

3、的規(guī)律，而且有助于了解人類心智的起源、各種發(fā)展障礙的矯治以及認知老化的干預(yù)等。發(fā)展認知神經(jīng)科學(xué)從一開始就把大腦結(jié)構(gòu)發(fā)育與個體心理行為發(fā)展之間的關(guān)系作為重點研究領(lǐng)域。首先，通過研究活體大腦結(jié)構(gòu)的發(fā)育規(guī)律，發(fā)現(xiàn)大腦發(fā)育存在非同步性。研究發(fā)現(xiàn)，大腦發(fā)育的非同步性首先體現(xiàn)在不同皮層區(qū)域上。大腦成熟與老化遵循相反的路徑和模式。成熟越晚的腦區(qū)似乎卻反而老化的越早，而成熟越早的腦區(qū)卻反而老化的越晚。其次，發(fā)展認知神經(jīng)科學(xué)揭示了大腦結(jié)構(gòu)發(fā)育的個體差異特點，對提出針對性的促進方案具有重要意義。第三，發(fā)展認知神經(jīng)科學(xué)為認識個體大腦結(jié)構(gòu)發(fā)育與其心理發(fā)展之間的內(nèi)在聯(lián)系提供了科學(xué)依據(jù)。2腦功能發(fā)展與個體心理行為的發(fā)展大

4、腦功能發(fā)展與個體心理發(fā)展緊密相關(guān)，大腦功能的模塊化、特異化以及相關(guān)功能網(wǎng)絡(luò)的形成是心理發(fā)展的重要保障，是心理發(fā)展從不成熟轉(zhuǎn)向成熟的重要體現(xiàn)，也是探討心智起源以及身心關(guān)系的重要參照指標。近年來，發(fā)展認知神經(jīng)科學(xué)通過EEG、MEG、fMRI和NIRS等信號的變化以及相關(guān)功能網(wǎng)絡(luò)連接模式的變化，從多個層面、多個角度探討了腦功能發(fā)展與個體心理發(fā)展的關(guān)系。這些研究說明，兒童腦功能發(fā)展過程中相關(guān)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行了相當(dāng)精密的調(diào)整，也提示腦功能發(fā)展和個體心理發(fā)展與學(xué)習(xí)之間存在著密切的聯(lián)系。 3遺傳與環(huán)境對個體心理行為發(fā)展的交互影響遺傳與環(huán)境對個體心理行為發(fā)展的影響是發(fā)展心理學(xué)研究的基本問題之一。發(fā)展認知神經(jīng)科學(xué)的

5、重要進展之一是突破了傳統(tǒng)心理學(xué)只能通過雙生子研究估計遺傳作用的限制，從基因?qū)用嬗嬎阈袨榈倪z傳率，改變了傳統(tǒng)遺傳與環(huán)境研究中，必須依賴特定被試人群（雙生子等）的限制。4心理行為發(fā)展個體差異的神經(jīng)機制發(fā)展心理學(xué)的一個重要目標就是揭示心理和行為發(fā)展的個體差異，包括正常人之間的差異以及正常群體與發(fā)展性障礙個體之間的差異。與傳統(tǒng)偏重行為指標不同，發(fā)展認知神經(jīng)科學(xué)從神經(jīng)機制角度揭示個體差異的神經(jīng)指標和機制，并致力于個體差異的早期預(yù)測，從而深入揭示個體差異產(chǎn)生的機制、革新人們對發(fā)展性障礙的認識，推動早期預(yù)測、診斷和干預(yù)等帶來技術(shù)革新。 二、總結(jié)與展望發(fā)展認知神經(jīng)科學(xué)試圖解釋個體的認知、情感和動作發(fā)展的相互關(guān)

6、系及其腦內(nèi)分子、化學(xué)和解剖基礎(chǔ)。這種理解重新闡述和界定了傳統(tǒng)發(fā)展和認知的研究主題。發(fā)展認知神經(jīng)科學(xué)是認知神經(jīng)科學(xué)和發(fā)展心理學(xué)等交叉融合產(chǎn)生的一個新學(xué)科和研究領(lǐng)域。其研究進展迅速且具有很大潛力，可能的某些發(fā)展趨勢包括 ：1、將來的研究不應(yīng)簡單地孤立研究人類認知功能發(fā)展的單一方面，而應(yīng)詳細說明各種加工之間復(fù)雜的交互作用。關(guān)注不同水平的神經(jīng)遞質(zhì)和腦內(nèi)化學(xué)、生理和腦區(qū)結(jié)構(gòu)的變化，以及它們?nèi)绾斡绊懶袨楹托睦戆l(fā)展及其反向作用。多層次地探討腦發(fā)育、行為和認知能力發(fā)展之間的關(guān)系。2、學(xué)習(xí)與發(fā)展的腦機制及其相互關(guān)系等是重要的研究問題。學(xué)習(xí)是如何被促進的？這種學(xué)習(xí)造成的變化與自然發(fā)育造成的變化有何不同？皮層回路可

7、能是對視覺經(jīng)驗學(xué)習(xí)快速可塑性的基礎(chǔ)，而丘腦-皮層回路可能在隨后鞏固這些變化，從而使其變得難以逆轉(zhuǎn)。知識在腦中如何組織?知識如何隨發(fā)展而變化呢？知識作為一個學(xué)習(xí)系統(tǒng)被不斷加強，早期接受的信息在后續(xù)學(xué)習(xí)中難以改變，比后來接受的刺激在腦中存貯更牢固。為什么最高效的學(xué)習(xí)發(fā)生在發(fā)展的敏感期？神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型被用于研究敏感期的潛在機制，以確定發(fā)展中特定時間上促進學(xué)習(xí)的因素。語言學(xué)習(xí)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)從小優(yōu)勢開始，此時工作記憶能力較少發(fā)展，可把注意力限制到語言輸入的關(guān)鍵成分上而促進語言學(xué)習(xí)。工作記憶的容量有限性對語言加工是有利的。3、認知老化的腦機制也是該領(lǐng)域研究的重要課題。認知神經(jīng)老化研究的根本目的在于理解腦與行為關(guān)

8、系的年齡相關(guān)變化。相關(guān)研究涉及許多認知功能，如工作記憶中信息編碼、保持和提取，該能力隨年齡增長而下降。前額葉皮層與年齡相關(guān)的變化可能影響工作記憶的這種下降Rypma和DEsposito采用FMRI研究工作記憶任務(wù)的編碼、保持和提取成分，發(fā)現(xiàn)在記憶提取時年輕組背外側(cè)前額葉皮層的活動強于老年組。年輕被試中，慢速提取者比快速者表現(xiàn)出較多的背外側(cè)前額葉皮層激活，而年老者表現(xiàn)出相反的模式。因此，背外側(cè)而非腹外側(cè)前額葉皮層與年齡相關(guān)的變化可解釋工作記憶因正常老化而下降的現(xiàn)象。工作記憶在信息提取時與年齡有關(guān)的功能變化定位于前額葉皮層。4、在評價發(fā)展過程中應(yīng)該使用從分子到系統(tǒng)水平的多層次和多方面互補方法。神經(jīng)的變化早于行為的改變，將fMRI與EEG/ERP的結(jié)合運用，可獲得高空間和高時間分辨率，易于揭示發(fā)展的變化過程。擴散張量成像是一種新的成像方法，提供了一種非損傷性的評估腦內(nèi)聯(lián)結(jié)的手段。該技術(shù)基于擴散特性探測白質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的變化!根據(jù)白質(zhì)中水分子的擴散特性受髓鞘和纖維定位規(guī)則性的影響程度來推斷腦內(nèi)聯(lián)結(jié)的指標。DTI與fMRI和EEG相結(jié)合，極大提高了發(fā)展認知神經(jīng)科學(xué)研究的水平。王益文 林崇德 陸祖