跨期选择的认知机制与神经基础

56心理科学Journal of Psychological Science2012，35（1）：56－61

跨期选择的认知机制与神经基础*

刘雷赵伟华冯廷勇＊＊

（西南大学心理学院，认知与人格教育部重点实验室，重庆，400715）

摘要跨期选择是现实生活中一个极为普遍的决策现象。本文首先介绍跨期选择的几种经典心理效应，重点分析了跨期选择的认知机制：计算模型和认知成分模型，然后对其神经基础的三种研究取向（双机制加工、单机制加工、自我控制）进行了阐述。最后，对跨期选择的研究进展进行了分析和总结，并提出了该领域将来可能的研究方向，这对于进一步深化跨期选择研究具有重要的参考价值。

关键词跨期选择时间折扣认知机制神经基础

1引言

跨期选择（intertemporal choice）是指个体对发生在不同时间的成本与收益进行权衡，进而做出的各种判断和选择（Loewenstein，1988；Frederick，Loewenstein，＆O’Donoghue，2002）。亚当斯密指出跨期选择不仅影响一个人的健康、财富与整体幸福感，也决定一个国家的经济繁荣的程度（Frederick，Loewenstein，＆O’Donoghue，2002）。因此，跨期选择是一个非常普遍且具有重要意义的研究领域。

Samuelson（1937）在经济学领域中基于折扣效用理论（Discounted utility Theory）开始对跨期选择进行研究；而心理学领域对跨期选择的研究可以追溯到Mischel（1961）对延迟满足的实验。跨期选择研究的一个重要发现是，与当前或近期的获益（或损失）相比，人们总是倾向于赋予将来获益（或损失）更小的权重，这一现象叫做时间折扣（time discoun-ting）（Green＆Myerson，2004）。在现实生活中，有很多这样的现象，比如吸烟、酗酒、吸食毒品、赌博等成瘾行为，虽然成瘾者都知晓这些行为的危害，但为了即时享乐，而宁愿放弃长远的利益（健康、美满的家庭、良好的社会关系等）。这些冲动行为的原因是什么？怎样才能让人“目光远大”，而避免“鼠目寸光”？这些都跨期选择研究力求解决的问题。

当今，跨期选择研究已经成为行为决策学和神经经济学领域一个新的研究热点。研究者从不同的研究角度对跨期选择进行研究，本文拟对以往研究进行总结，从跨期选择认知与神经机制的角度出发，对跨期选择的心理效应、认知机制以及神经基础等方面展开阐述，并在此基础上探讨跨期选择未来研究的发展方向。

2跨期选择的心理效应

动态不一致（Dynamic Inconsistency）。个体在一个小的立即奖赏与一个大的延迟奖赏之间选择，个体常常倾向于选择小的立即奖赏。然而当两个奖赏再同时延迟一个共同的时间后，个体则倾向于选择大的延迟奖赏（Angeletos，Laibson，Repetto，To-bacman，＆Weinberg，2001）。Thaler（1981）举了一个形象的例子：个体比较偏好今天得到一个苹果，而不是等到明天得到两个苹果；但是，若同时将等待时间延长一年，则个体可能会偏好一年又一天（一年后的明天）得到两个苹果，而不是一年（一年后的今天）后得到一个苹果。

立即效应（Immediacy Effects）。当个体面临立即小奖赏和延迟大奖赏时，个体通常倾向于选择立即小奖赏（Frederick，Loewenstein＆O’Donoghue，2002）。Kirby和Hermstein（1995）研究发现，个体常常高估立即奖赏，低估延迟奖赏。个体可能认为接受一个确定奖赏的概率随着时间的延迟而降低，进而可能重新评估延迟奖赏的主观价值。

数量效应（Magnitude Effects）。这是指与大额数量相比，小额数量的折扣率较大（Benzion，Rap-oport，＆Yagil，1989）。Thaler（1981）的研究发现，被试现在获得15元和一年后获得60元、现在获得250元和一年后获得350元、以及现在获得3000元和一年后获得4000元是无差异的，折扣率分别为139%、34%、29%。

＊＊＊本研究得到国家自然科学基金青年项目（30800292）和211三期工程国家重点学科建设项目（NSKD08007）资助。通讯作者：冯廷勇。E-mail：fengty0@swu．edu．cn

要求被试想象他们现在需要支付一个交通罚单，如果罚单可以被延迟支付，例如，3个月、1年、或3年，他们愿意付多少？研究发现，个体对损失的折扣率远远小于获益的折扣率。这一结果也得到其他的研究的证明（Benzion，Rapoport，1989）。

序列效应（Sequence Effects）。个体偏好增长的序列优于下降的序列（Frederick，Loewenstein，＆O’Donoghue，2002）。例如，Loewenstein等人（1991）发现人们喜欢一个增长序列的工资优于不变序列或下降序列的工资。

形式效应（Form Effects）。在跨期选择中，问题提法不同能够影响个体的时间偏好。Read，Freder-ick，Orsel，＆Rahman（2005）提出了日期—延迟假说（date—delay hypothesis），即对未来结果的评价将取决于它的时间是采用期限还是时间点。使用延迟单位将使个体关注于需要等待多长时间，而使用日期会使个体关注结果发生的时刻以及当时的收益值。研究发现，当时间被描述为日期时比描述成延迟期限时，个体更具有耐心。

3跨期选择的认知机制

对于跨期选择的认知机制，研究者主要提出了两类理论模型：计算理论（Computing Theories）和认知成分理论（Theories of Cognitive Component）

3．1计算理论

3．1．1早期模型

折扣效用模型（Discounted utility model，DU）。DU理论基本假设是：人们会将未来不同时间点的效用按照同一比率（指数函数的形式）进行折扣，而折扣后的未来各期效用之和，就是人们对该决策赋予的总效用。由于无论延迟时间的长短，价值变化的速率恒定，因此，这一模型不能解释许多时间折扣的异常现象，例如，动态时间不一致等（何嘉梅，黄希庭，2009）。

3．1．2中期模型

双曲线折扣模型族。双曲线折扣模型族主要包括双曲线折扣模型（hyperbolic discounting model）和准双曲线折扣模型（quasi－hyperbolic discounting model）。Mazur在1984年提出双曲线折扣模型，公式为V d=A/（1+k d D），是延迟时间的减函数，表现为随着延迟时间的增长，价值下降的速度放慢。准双曲线折扣模型由Laibson提出，它由两个不同的折延迟，被赋予的价值权重迅速降低，时间折扣率大；另一个函数是指数函数的一部分，对相同的时间延迟赋予相同的权重，时间折扣率小（O＇Donoghue et al．，1999；Angeletos et al．，2001）。准双曲线函数形式如公式1：V d=βδd A，V d：折扣后的价值，A：将来奖赏的客观数量，β参数表示相对于立即奖赏，在任一延迟时间点的特别的价值（0＜β≤1），例如，在β＜1时，相对立即奖赏，所有将来的奖赏都会得到低估；δ参数是标准指数模型中的折扣率，不管延迟时间多长，折扣率是相等的。与DU模型相比，双曲线折扣模型族并没有要求时问折扣率稳定不变，在许多研究中，双曲线折扣模型族比DU模型更适合数据的分析。

3．1．3近期模型

次可加折扣模型（subadditive discounting mod-el）。Read（2003）根据绝对延迟时间和相对延迟时间的比较，提出次可加折扣模型。基本假设是：不管奖赏延迟与否，间隔时间越短，跨期选择的折扣率越大。其公式为：SS=δt1－t1LL，SS：小的较早奖赏；LL：大的延迟奖赏；δ：恒定的折扣率，0＜δ＜1；t1：较早奖赏的获得时间；t2：较晚奖赏的获得时间。次可加折扣是一个明显的现象，在匹配和选择中的一系列延迟情况下都能发现，当延迟分解为几个间隔时也会发生，间隔增多折扣率也增加。

“尽可能快”折扣模型（“as soon as possible”（ASAP）discounting model）。现今有研究者从另一个角度提出了对时间折扣进行解释的模型：ASAP折扣模型。（准）双曲线折扣模型假设：将来奖赏的主观价值与立即奖赏相比是以双曲线的形式下降的，例如，主观价值的标准的双曲线函数是V d=A/（1+ k d D），V d：将来奖赏被评估的主观价值，A：将来奖赏的客观数量，D：相对于立即奖赏的延迟时间，k d：主观折扣常量。然而，将来奖赏的主观价值不是相对于立即奖赏，而是相对于早期奖赏呈双曲线下降的。Kable等人（2010）称作“尽可能快折扣模型”。例如，A SAP的函数的一般形式是V ASAP=g（D ASAP）A/（1 +k ASAP（D－D ASAP）），V ASAP：将来奖赏被评估的主观价值，D ASAP：相对与早期奖赏的延迟时间，g（D ASAP）：一个相对于早期奖赏的延迟时间的函数。由于A SAP 模型是最近提出的，其可行性需要得到研究进一步的论证。

3．2认知成分理论

冲动和自我控制理论（Impulsive and Self－con-trol Theories）。该理论的基本假设是：个体在自我控制的过程中，存在着两种控制系统—热系统和冷系统。冷系统指的是海马为基础的认知系统，它推动个体进行反思和认知调节；而热系统主要指以杏仁核心为基础的情绪系统，它集中体现个体产生接近—回避或攻击—远离的反应，随着压力的增加和个体情绪唤醒水平的提高，热系统开始占据支配地位（Mische，1999）。在一般情况下，两种系统是共同发挥作用的。情感决策是热执行功能的重要组成部分，而理性、去情景化的认知是冷执行功能的重要组成部分。在跨期选择中，如果个体选择小的立即奖赏，则热系统起主导地位，相反，如果个体放弃立即奖赏，选择延迟较大的奖赏，则冷系统起主导地位。也就是说，热系统与冷系统之间的相互作用决定了个体的选择倾向性。其中，自我控制加工可能是个体跨期选择中关键的部分，这种理论模型得到了脑成像方面的实验证据（Figner，2010）。

认知表征理论（Cognitive Imagery Theories）。Trope和Liberman（2000，2003）提出时间建构理论（temporal construal theory）来解释跨期选择的心理效应，其基本假设是：当人们知觉事件发生的时间距离较远时，人们倾向于使用上位的、抽象的和本质的表征来解释事件（高水平建构）；当知觉事件发生的时间距离较近时，人们更可能使用下位的、具体的和表面的特征来解释（低水平建构）。例如，人们在对远期未来的事件进行决策时，更加重视与高水平解释相关的价值；而对近期事件的决策则更加偏好与低水平解释相关的价值。研究结果显示解释水平与时间洞察力是双向的，时间洞察力影响解释水平，同样解释水平也影响时间洞察力（Trope，Liberman，＆Wakslak，2007）。前人研究发现：将来定向的思考的确是脑功能的一个基本的操作（Bar，Aminoff，Mason，＆Fenske，2007），心理刺激可以作为许多认知加工的基础（Barsalou，2009；Hassabis＆Maguire，2009；Moulton＆Kosslyn，2009；Schacter＆Addis，2009）。而且最近Peters等人（2010）用神经成像的技术证明了事件想象能够降低跨期选择中的冲动性。

查询理论（Query theory）。Weber等人（2007）用查询理论来解释是跨期选择中的心理效应。查询理论包括四个基本的假设（Weber，Johnson，Milch，Chang，Brodscholl，＆Goldstein，2007）。第一，对不同时间奖赏的价值的评估基于一系列的问题，并且决策者自发分解这些问题。例如，决策者将“我应该延迟接受奖赏吗？”分解为一系列问题，如“我为什么应该现在接受奖赏？”或者“我为什么应该延迟接受奖赏？”第二，这些问题的提出是逐个且连续进行的，而且不同的反应模式有不同的查询次序。这两个假设中，问题的分解与查询这两个过程都是自动的，不需要决策者的意识参与。第三，第三个假设是基于记忆研究中的输出干扰，即回忆列表中引导性内容可能导致列表中没有被引导部分的记忆减少。查询次序至关重要，查询次序决定查询的结果。第四，查询次序取决于跨期选择的情景，对跨期选择情景的不同反应模式产生不同的查询次序。查询理论主要基于这样的一种观点，即对价值的评估取决于记忆的提取过程，其得到Weber等人一系列实验的支持。

4跨期选择的神经基础

目前研究者对跨期选择的神经基础进行了大量的研究，并提出了不同的神经模型解释。其中主要的三种观点：双机制加工模型、单机制加工模型、自我控制模型。

4．1双机制加工模型

双机制加工模型的基本假设是：在跨期选择中，人脑中存在两个不同的加工系统。其中一个系统权重立即的奖赏，叫做“β系统”，包括皮质下边缘结构和相关的侧边缘皮质，主要加工延迟时间较短的事件价值的评估；然而另一个系统权重所有的延迟奖赏，叫做“δ系统”，包括额－顶系统，主要加工延迟时间较长的事件价值的评估。这两个加工系统相对的激活程度预测被试的选择，在被试面对立即奖赏与延迟奖赏这两个选项时，选择立即奖赏联系到β系统相对增长的激活，而δ系统激活降低；选择延迟奖赏则结果相反。为了证明脑中双机制加工系统是稳定的，McMlure等人让被试完成跨期选择任务，奖赏是金钱（2004）或者水，研究发现这两种奖赏的结果类似。前人已经有人提出：在跨期选择中，可能涉及到“感性”与“理性”加工系统的竞争（Loewen-stein，1996；Soman et al．，2005），McMlure等人研究表明早期进化的边缘系统可能调节非理性的情绪加工，而相对较晚形成的额叶（特别是背外侧前额叶）调节理性加工。在跨期选择中，这两个神经网络的相对激活程度可能预测被试的选择倾向。

4．2单机制加工模型

单加工模型的基本假设是：在跨期选择中，人脑

刘雷等：跨期选择的认知机制与神经基础59

中至少存在一个区域以双曲线折扣的形式编码奖赏的主观价值。这一假设得到了Kable等人（2007）的实验证明，他们发现，中脑边缘多巴胺区域（包括伏核（nucleus accumbens，Nac）和内侧前额叶（medial prefrontal cortex，MPC））的激活与将来奖赏的数量和延迟的整合相关，是延迟奖赏的主观价值的神经表征。Kable等人研究结果显示：通过比较在这些脑区被编码的主观价值，从而做出选择立即奖赏或者是延迟奖赏。最近，Kable等人（2010）再次用实验证明单机制加工模型的可行性，并且研究发现：个体被试不必要用双曲折扣模型来预测冲动偏好反转。他们发现在腹侧纹状体、内侧前额叶和后扣带回（posterior cingulate cortex，PCC）的激活并不仅与立即奖赏是否呈现有关，而是与立即和延迟奖赏的主观价值有关，而不是仅仅编码这个奖赏与另一个奖赏相对的价值。这些研究支持了行为—神经模型，即“ASAP”模型。

4．3自我控制模型

单机制和双机制加工假设最佳的选择是个体价值比较的结果，而没有其它的进程（例如，自我控制）的介入。自我控制模型则认为，个体可能高估一个小的较早的奖赏，低估大的较晚的奖赏，但是由于个体的自我控制能力，个体仍可能选择大的较晚的奖赏。在跨期选择中，关于自我控制的模型，可能从三种不同角度进行解释：一种角度解释，把自我控制与一个的递归反馈环路假设联系起来；第二种角度解释，把自我控制等同于不合适反应目标的抑制，这需要外侧前额叶皮层与基地神经节之间的抑制通路的参与（Goldstein＆Volkow，2002）；第三种角度解释，把自我控制涉及到价值信号的转变。其中，价值信号能够有利于长期应变的有效加工，与背外侧前额叶皮层有关（Hare，Camerer，＆Rangel，2009）。

最近，Figner等人（2010）采用经磁颅技术研究证明在跨期选择中左外侧前额叶皮层涉及到自我控制加工。研究结果显示：在立即选项VS延迟选项的选择中，左外侧前额叶皮层接受磁脉冲刺激时增加了选择立即选项的频率；但是，在延迟选项VS延迟选项的选择中或有立即选项VS延迟选项的价值评估中，不管左外侧前额叶受到磁脉冲刺激与否，对选择行为和评估行为都不造成影响。结果说明在跨期选择中，左外侧前额叶皮层是自我控制的神经基础。

5研究展望

目前，虽然研究者们从行为决策学和神经经济学角度对跨期选择展开了大量的研究，目前还有许多尚未解决的问题，今后可以着重从以下的几个方面进行研究。

第一，时间感知在跨期选择中的作用。Kin和Zauberman等人（2009）提出了感知时间基础模型（Perceived－time－based model）来解释跨期选择中的时间折扣现象。他们认为最近的一些研究主要通过感知价值基础的模型（Perceived－value－based model）解释时间折扣的现象，而忽视了从延迟感知中分离出价值感知的重要性。例如，跨期选择中的双曲折扣可能不是因为为降低的折扣率，而是因为对时间水平降低的敏感性造成的。他们指出对延迟时间水平降低的敏感性（diminishing sensitivity to longer time horizons）和整体时间压缩水平（the level of time contraction overall）影响双曲折扣的水平。因此，时间感知可能在跨期选择起着关键性的作用，从行为和神经的水平研究跨期选择中的时间感知，可能是研究的一个方向。

第二，跨期选择的神经机制。目前，关于跨期选择的神经基础研究，研究者已经得出了不同的神经加工模型：双机制加工模型、单机制加工模型、自我控制。虽然，各自都能找到一定证据证明其部分合理性，但都没有办法解释跨期选择的真正脑机制。例如，跨期选择到底是由不同的加工系统进行调节还是由一个单独系统决定，或者不同的加工系统是否可以整合进一个单独的系统；自我控制与主观价值信号有怎样的神经相关性，以及自我控制是怎样在跨期选择中起作用的。因此，对于跨期选择的脑机制研究，应该为围绕“单机制与双机制”、“自我控制与主观价值信号”这两个维度进行深入研究，期待能够解决跨期选择的脑机制问题。

第三，跨期选择的进化与适应也是今后研究的一个重要方向。人类具有对未来进行计划和规划的能力，但在跨期选择时，同非人类动物一样，都偏好于即刻的奖赏。大量的神经科学和心理学研究已经从进化的角度证实，从动物到人类，从儿童到成人，普遍存在这种偏好（Kim，Hwang，＆Lee，2008）。但是，非人类动物表现的更加冲动，而人类则更少的冲动，好像非人类动物缺少一个有效的计划系统，这是人与动物的一个主要的区别。而且随着年龄的增长，个体在跨期选择中折扣率显著减少（Green，My-erson，＆Ostaszewski，1999），年轻人比老年人表现出显著的缺少耐心。因此，利用行为和神经成像技术，从探索人类心智的起源与机制的角度对人与动

60心理科学

物进行研究，可能是跨期选择一个新的研究视角。

第四，还要加强跨期选择在应用方面的研究。首先，从广度的视角，可以考察跨期选择是否存在个体差异、领域差异以及文化差异。例如，研究发现，不同的人对同一种奖赏可能有不同的选择偏好，然而同一个人对不同种类的奖赏可能也有不同的偏好，原因可能是不同种类的奖赏对不同的人产生了不同的诱惑水平（Tsukayama＆Duckworth，2010）。其次，从深度的视角，可以研究跨期选择是否受其他因素的纵向影响。在关于形式效应的研究中，研究发现图形的呈现形式影响跨期选择的选择偏好（Sun ＆Li，2010），而风险可能增加延迟折扣的程度（Sun ＆Li，2010）。例如，通过研究不同概率水平下风险对跨期选择的影响特征，探索其发生的机制。在此基础上，根据不同地区的大样本调查结果，了解各地区风险条件下跨期选择的差异及其与本地宏观经济指标的关联，进而探讨研究的现实意义（孙彦，2011）。最后，跨期选择时间折扣现象可能与一系列精神疾病相连，如各类成瘾行为、孤独症、暴饮暴食症等。因此，扩大跨期选择在应用方面的研究有重要的实际意义。

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Cognitive and Neural Mechanisms of Intertemporal Choice

Liu Lei，Zhao Weihua，Feng Tingyong

（School of Psychology，Key Laboratory of Cognition and Personality of the Ministry of Education，Southwest University，Chongqing，400715）

Abstract Decision makers frequently balance the costs and benefits of decision-making process which should occur at different times．Humans，however，exhibit impatience in such intertemporal choices，especially if immediate rewards are available．As the delay until payoff delivery increases，an individual’s valuation of a future reward declines，a phenomenon which is known as temporal discounting．From an economic point of view，the computing theories of intertemporal decision-making construct mathematical models of temporal dis-counting，which contains the discounted utility model（DU），the hyperbolic discounting model family（including the hyperbolic dis-counting model and the quasi-hyperbolic discounting model），the subadditive discounting model，and the“as soon as possible”（ASAP）discounting model．The“As soon as possible”（ASAP）discounting model proposed recently assumes that human subjects do not necessarily cause the impulsive preference reversals to be predicted by hyperbolic-like discounting，and subjective value declines hy-perbolically in relation to the soonest currently available reward．From the perspective of psychology，the cognitive omponent theories study the psychological effects and cognitive components of intertemporal choice，including impulsive and self-control theories，cognitive imagery theories，and the query theory．The query theory has a greater impact in recent years．It assumes that preferences，like all knowledge，are subject to the processes and dynamics of memory encoding and retrieval，and explores whether memory and attention processes can explain observed anomalies in evaluation and choice．There are three recent neural accounts：dual-valuation，single-valu-ation and self-control．The dual-valuation account assumes two different valuation processes during intertemporal choice．An impatient β-process steeply discounts all non-immediate rewards and is active only in now trials，and a more patientδ-process far less steeply dis-counts all delayed rewards and is active in both now and not-now trials．The single-valuation account assumes that at least one location in the human brain encodes the hyperbolically discounted value of all rewards，both on now and not-now trials，and that the option with the higher discounted value is then chosen．However，the single-and dual-valuation accounts agree that the choice of an option results directly from the comparison of their valuations，without additional intervening processes such as self-control．In contrast，the self-con-trol account assumes that preference expressed by evaluation judgments and choice can be discrepant，because neural valuations reflec-ted by valuation judgments can be overridden in choice．Choice is determined not by valuation processes alone，but also involves self-control processes，and especially，the areas of DLPFC may involve self-control process．What has been reviewed above suggests that we are just beginning to gain insight into the nature of temporal decision-making．Much of this work has sought to explore the phenomenon of delay discounting；compared with current or recent gains（or losses），people always give less weight on future gains（or losses）．We have pointed to several places where there is currently ambiguity in the treatment of temporal choice：how to perceive time，the neural mechanisms of intertemporal choice，e．g．correlates of patience（self-control）vs．subjective value signals．With the clinical and public policy implications of temporal decision-making as well as the sheer scientific potential in psychology，neuroscience，and economics，further studies should more closely exam the application of intertemporal choice and give more attention from an evolutionary perspec-tive．

Key words intertemporal choice，time discounting，cognitive mechanisms，neural mechanisms

认知神经科学知识点总结

1、认知科学——是研究智能实体与其环境相互作用园里的科学。 2、智能实体——是人类、动物和智能机的泛称。 3、研究人类智能的科学有心理学、心里语言学；研究动物智能的有动物心理学 和比较心理学；研究机器智能的科学有计算机科学，特别是人工智能学以及人工神经网络的研究。 4、神经科学是一大类学科的总称，这些学科均以“分析神经系统的结构和功能， 揭示各种神经活动的基本规律，在各个水平上阐明其机制，以及预防、诊治神经和精神疾病患”为自己的基本研究内容，包括神经生理学、神经解剖学、神经胚胎学。。P2。。。等。这些学科彼此渗透，互相支持，新技术、新概念层出不穷，日新月异，构成当代生物医学发展的前沿学科之一。 5、《人治神经科学》一书的主要思想就是阐明组成脑的分子和细胞如何以其可 塑性参与脑结构与功能系统的形成，进而通过结构与功能系统映射的进化，逐渐出现了人类的意识和多层次的精神活动。 6、人治神经科学的基本理论： （1）物理符号论、信息加工学说和特征检测理论 （2）联结理论、并行分布处理和群编码理论 （3）模块论或动功能系统论 （4）基于环境的生态现实理论：认知科学家们一直把认知过程堪称是发生在每个人头脑或智能系统内部的信息加工过程。而环境作用的观点则 认为认知决定于环境，发生在个体与环境交互作用之中，而不是简单 发生在每个人的头脑之中。 （5）机能定位论：试图为每一种高级功能在脑内找到一个中枢，或一种特意的细胞。到20世纪80年代前后，曾以半讽刺的方式，否定了祖母 细胞是识别熟悉面孔的特意细胞。 7、认知神经科学方法包括两大类互补的研究方法：一类是无创性脑功能（认知） 成像技术；另一类是清醒动物认知生理心理学研究方法。前一类方法中又分为脑代谢功能成像和生理功能成像两种；后一类方法中包括单细胞记录、多细胞记录、多维（阵列）电极记录法和其他生理心理学方法（手术法、冷却法、药物法等）。

关于共情的认知神经研究

Advances in Psychology 心理学进展, 2018, 8(7), 970-975 Published Online July 2018 in Hans. https://www.wendangku.net/doc/32703306.html,/journal/ap https://https://www.wendangku.net/doc/32703306.html,/10.12677/ap.2018.87116 A Review of Cognitive Neuroscience Studies on Empathy Yiying Zheng Educational College, Shanghai Normal University, Shanghai Received: Jun. 27th, 2018; accepted: Jul. 13th, 2018; published: Jul. 20th, 2018 Abstract Empathy refers to the individual’s understanding and feelings of other people’s emotions and thoughts. In recent years, the development of cognitive neuroscience has provided a new perspec-tive for the study of the neural basis of empathy. The research on the mechanism of empathic nerves has increased. The development of technologies such as ERP, fMRI, and PET has enabled people to better understand the generation mechanism of empathy. This article reviews the re-search of cognitive neuroscience on empathy and highlights its possible future. Keywords Empathy, Cognitive Neuroscience, Neural Basis 关于共情的认知神经研究 郑意颖 上海师范大学教育学院，上海 收稿日期：2018年6月27日；录用日期：2018年7月13日；发布日期：2018年7月20日 摘要 共情是指个体对他人的想法和情绪的感受和理解。近年来，认知神经科学的发展为研究共情的神经基础提供了新的视角，关于共情神经机制的研究日益增多。ERP，fMRI，PET等技术的发展使人们能够更好地认识到共情的产生机制。本文是对共情的认知神经的相关研究进行综述，并对未来可能的研究方向提出了展望。

音乐传达哲理性概念的认知神经机制

心理科学进展 2016, Vol. 24, No. 6, 855–862 Advances in Psychological Science DOI: 10.3724/SP.J.1042.2016.00855 855 ·研究构想(Conceptual Framework)· 音乐传达哲理性概念的认知神经机制* 周临舒 蒋存梅 (上海师范大学音乐学院, 上海 200234) 摘 要 哲理性概念是音乐表现的对象之一。由于音乐不具有类似语言的语义性, 对哲理性概念的理解常常成为音乐欣赏者的困扰。基于此, 本项目聚焦于听者对哲理性概念的理解。通过选取音乐训练经历不同的人群为被试, 系统考察哲理性概念加工的认知神经机制。本项目成果将揭示音乐诱发哲理性概念加工的神经机制, 厘清音乐训练对音乐外在意义加工的作用, 从而在一定程度上回答人类对音乐意义理解的普遍性问题。 关键词 音乐; 哲理性概念; 神经机制; 音乐训练; 意义理解 分类号 B842 音乐是人类最重要的信息交流系统之一, 这 可能缘于音乐和语言在人类进化历史上具有相同的起源(Darwin, 1871; Wallin, Merker, & Brown, 2001)。在现代社会生活中, 音乐无处不在。聆听音乐不仅是现代人最具普遍性的一种活动, 也成为人们生活中不可缺少的一部分。然而, 即使音乐会、电台广播的解说词不遗余力地介绍音乐的表现内容, 许多人仍抱怨自己“听不懂”音乐, 尤其当音乐被用于传达哲理性对象, 比如, 贝多芬的《“命运”交响曲》。 哲理性对象作为音乐的外在表现对象, 属于音乐外在意义(extramusical meaning)的范畴(Meyer, 1956; Patel, 2008)。在音乐欣赏活动中, 对音乐哲理性对象的理解是不是音乐工作者的专利？一般人能否理解音乐传达的哲理性对象？其内在的认知神经机制又是什么？目前, 尚无研究从认知神经科学的视角考察听者对音乐哲理性对象的理解。对以上问题的系统探究, 不仅可以推进和完善音乐外在意义的认知研究, 为构建音乐外在意义的认知神经模型提供依据, 而且有助于明确音乐训练经历对音乐外在意义加工的影响, 最终回答人类对音乐的理解是否具有普遍性的问题。 收稿日期:2015-11-22 * 国家自然科学基金项目(31470972, 31500876)资助。 通讯作者:蒋存梅, E-mail: cunmeijiang@https://www.wendangku.net/doc/32703306.html, 1 国内外研究现状 1.1 音乐外在意义加工的理论 在音乐学研究中, 关于音乐意义的定义及其构成问题长期处于争议之中(如, Davies, 1994; Hanslick, 1854; Kivy, 1990, 2002; Meyer, 1956)。根据已有的理论, 音乐意义可大致分为音乐内在意义和音乐外在意义两类(Koopman & Davies, 2001; Meyer, 1956; Patel, 2008)。前者是指某个音乐事件(可以是某一音乐元素, 或某个结构单元)指向另一个音乐事件所具有的意义。相反, 当音乐指向概念、图像、经验、或情绪状态等音乐之外的对象时, 这种意义属于音乐外在意义。根据Koelsch (2012)的观点, 音乐所表达的意义超出音乐符号本身, 且音乐意义与语言符号所传达的语义信息具有一定程度的相似性, 因此, 他以音乐语义(musical semantics)代替音乐意义。即便如此, Koelsch 也承认, 音乐语义与语言学中的命题语义仍然具有差异：音乐很难表达语言中量词、情态词以及连接词所能表达的意思, 而语言很难表达音乐所能传达的感受性信息。 早在1986年, Dowling 和Harwood 在查尔斯·皮尔斯符号学(notions of Charles Pierce)理论的基础上, 从音乐情绪知觉的角度提出音乐表现情绪的3种方式：形象符号(icon)、标志符号(index)和象征符号(symbol)。Koelsch (2011, 2012)将其延

认知神经科学的研究领域及发展趋势

认知神经科学的研究领域及发展趋势 认知神经科学是认知科学和神经科学相结合的一门新学科（1991年正式问世），以探讨认知活动的脑机制为其研究任务即研究人脑各组件包括分子、细胞、脑组织各区及全脑如何调用以实现自身的认知活动。认知神经科学本身只是认知心理学的一个研究取向，即采用神经科学的范式来研究人类的心智。认知心理学从上个世纪六七十年代兴起，经历了大概四个研究阶段，而认知神经科学范式是第四个阶段，也是目前比较受追捧的研究范式。目前的阶段，从神经科学的视角解读大脑认知的功能，探讨心智和大脑的关系。研究的是人类对外部世界（信息）的加工和处理的过程与机制，最核心的问题（我认为）应该就是探索人类智能的起源、机制和发展过程：为什么人类会成为智慧生物，人类的心智具体有什么样的特点等等。 （一）认知神经科学的研究领域：从基础科学到转换科学 1. 基础研究—大脑与心智的关系 认知神经科学家不会轻易相信身心二元论，相反，这个领域的研究者对人类心智的基本认识就是“功能起源于结构”，“没有无生理基础的心理活动”。因此，研究者的基本任务就是找到心理过程和生理过程的基本关系，这个是最基础的。因此，可以把基础类的研究划分：心智的功能与结构；心智的起源，基因与文化；探索心智与大脑的技术与方法。

1)心智的功能与结构：大脑信息处理过程被看作不同的阶段，从感觉，知觉，到注意，记忆，情绪动机，思维决策，意识和自由意志等等。人多研究者都始于对某个信息加工过程的专研，希望能找到通往心智与大脑关系的钥匙。 2)心智的起源：基因与文化的研究。这一部分的研究更加基础，研究的层次可大可小。精细的话可以达到细胞分子水平，谈到基因与上述心智过程的关系；宏大的话可以讨论文化对大脑和心智过程的塑造。最近，一个比较有趣的研究探讨了农业生产方式对心理过程的影响，这个研究也应用了很多认知心理学的范式， 3)探索心智与大脑关系的方法：基础研究的另外一个任务，就是要在方法上创新，推动上述研究话题的发展。目前已近于应用的探测人脑状态的方法有:对大脑状态进行客观观察的技术， 其根本的逻辑是找相关（如单神经元细胞活动记录、EEG/ERP 脑电记录、 MRI/fMRI 大脑核磁成像与大脑功能核磁成像、MEG 大脑磁活动记录、fNIR功能性近红外光学成像、Pupil size 瞳孔变 化测量等）；对大脑状态进行操控，以寻找大脑活动和心理行为 过程的关系，本质是找因果（如TMS 经颅磁刺激、tDCS/tACS/tRNS 经颅电刺激等）。 2.应用性研究或转换科学—服务于现实 1)临床研究：基础研究是为了发现心智的功能和结构以及它们与大脑的关系，而临床研究就是为了研究部分人的心智发生失常，能否在掌握心智的规律后，通过特定的手段进行干预。认知

归纳推理的认知神经机制(四)

归纳推理的认知神经机制（四） 3当前归纳推理神经机制研究的问题 3.1归纳推理与演绎推理是否为同一过程？ 归纳推理的神经机制研究源于对推理本质的关注。与归纳推理相对的另一种推理为演绎推理。 根据事实的概括性,可将推理划分为从特殊到一般的归纳推理,和一般到特殊的演绎推理。也可根据推理前提为结论提供支持的力度,将推理划分为有限支持的归纳推理和绝对支持的演绎推理。对于两种不同推理过程的关系,存在两种理论：一种认为归纳与演绎推理是同一过程,如Johnson-Laird(1983)的心理模型理论,Rips(2001)的标准转换理论等。另一种观点则认为推理存在两种不同的过程(Sloman,1993;Evans,2003),一种是直觉的、快速的、受到情境影响的加工,另一种则是基于规则的、分析性的过程。虽然两个系统并非严格对应于归纳推理与演绎推理,但是归纳推理更依赖于前一个系统,演绎推理更依赖于后一个系统。 对于这两种观点,归纳推理的神经机制研究提供了不同的证据。当前的病理研究发现左侧额叶损伤均导致两种推理方式的表现受损(Waltz etal.,1999,2004)。已有的ERP 研究也显示,归纳推理与演绎推理均与晚成分相关(Chen et al.,2007;Li et al.,2009;Qiu et al.,2007)。尽管部分研究支持了单一加工理论,更多研究结果支持双系统的观点。脑成像研究发现,两种推理方式的激活发生分离。其中Goel等人则发现了左侧额叶的分离,归纳推理引起更强的背侧前额叶激活,反映了假设的形成与评估。此外,归纳推理激活左额下回的程度比演绎推理更弱,反映了后者对语义加工和工作记忆的需求更大 (Goel&Dolan,2004;Goelet al.,1997)。而Osherson和Parsons等人的研究显示归纳推理与演绎推理的偏侧化现象,归纳推理额外激活了左半球相关脑区,演绎推理额外激活了右半球与语言加工相关的脑区。尽管如此,这一系列研究都表明归纳推理与演绎推理发生分离,支持了推理的双系统理论,但是归纳推理与演绎推理的分离是否能够说明推理确实存在双系统,还有待后续研究支持。此外,Heit(2007)认为单一加工理论对诸多现象进行了合理有效的预测,完全放弃还为时过早,而双系统理论还需要进一步发展加工细节的解释和预测。 3.2不同类型的归纳推理认知神经机制是否相同？ 关于归纳推理的认知机制,目前存在两种主要观点。一种认为归纳推理是基于知觉相似的,如Osherson的相似性覆盖模型(Osherson,Smith,Wilkie,López,&Shafir,1990)、Sloman的基于特征的归纳推理模型(Sloman,1993)等。另一种认为归纳推理是基于知识与概念的,如Medin的相关性理论(Medin,Coley,Storms,&Hayes,2003),McDonald的假设评估模型(McDonald,Samuels,&Rispoli,1996)和Heit的贝叶斯模型(Heit,1998)等。

认知神经科学期末复习题及参考答案

《认知神经科学》期末复习 一、概论 1.什么是认知神经科学？ [ppt]认知神经科学是阐明认知活动的心理过程和脑机制的科学。其研究模式是将行为、认知过程、脑机制三者有机地结合起来 [书]认知神经科学是在传统的心理学、生物学、信息科学、计算机科学、生物医学工程，以及物理学、数学、哲学等学科交叉的层面上发展起来的一门新兴学科，在分子（基因）、细胞、网络（神经回路）、脑区、全脑、行为等各个水平上对人类的所有初级和高级的精神活动的心理过程和神经机制—包括感知觉、运动、注意、记忆、语言、思维、情绪、意识等—开展研究。简而言之，它是研究脑如何创造精神的。 二. 方法： 2. 结构磁共振成像的空间contrast与功能共振成像的时间contrast 的概念 结构像的空间contrast：结构像一般认为是比较固定的，在短时间内不会变化，所以空间contrast是被试间某个脑区volume大小的contrast； 功能像的时间contrast：功能像在时间维度上是变化的，使用block design/event related design时，可以在被试内做时间上的experimental condition vs. baseline的contrast，当然在这之后也可以做被试间的两个时间上的experimental condition vs. baseline的contrast的contrast。 3. fMRI研究中的多重比较校正的概念。为什么需要做多重比较？常用的矫正方法有哪些（列举3个左右）？（答案1：在我们进行voxel-by-voxel比较时，由于比较次数很多，那么犯I型错误的数量也随之增加，如果还以只进行一次比较的α值为犯I型错误的概率的话，就会出现假阳性的结果，所以理论上比较次数大于1次的分析都应该进行多重比较校正。 另外，在fMRI数据分析中，我们相信脑的活动应该在灰质的一定范围内，而不是仅在一个voxel内，所以通过多重比较校正我们可以把这些单个的假阳性voxel排除。fMRI数据分析中常用的多重比较校正有FDR（false discovery rate），FWE（family-wise error）和AFNI提供的校正方法。） 4. 在磁共振成像中的血液动力学响应函数指的是什么？ 血液动力学响应函数受区域性脑血流（rCBF）、血体积（rCBV）等的变化影响，是随着刺激出现从平稳状态先降低，再升高，再降低，最后恢复到平稳状态的一条函数曲线。 5. 什么是成像设备的空间分辨率与时间分辨率？ 这两个分辨率都应该指设备进行功能成像的描述。 空间分辨率（Spatial Resolution）是指成像设备在什么空间水平上反映大脑活动的信号，也就是能在什么样的空间水平上分辨出不同的信号的变化，可以反映为突触级，神经元级，voxel级，脑回级等空间分辨率。 时间分辨率（Temporal Resolution）是指成像设备在脑活动后多长时间内能记录下活动信号，可以反映为毫秒（ms）级，秒（m）级，分钟（min）级，小时（h）级等时间分辨率； 空间分辨率：单细胞记录 > 颅内ERPs > 颅外ERPs、fMRI、PET。 时间分辨率：MEG、颅外ERPs > fMRI、TMS、PET。 6. BOLD-fMRI, NIRS, EEG/ERP这三种成像各自的特点是什么？哪两个之间可以同时记录，好处在哪里？

发展认知神经科学与早期教育

发展认知神经科学与早期教育 秦金亮儿童应该学什么？能学什么？何时学？如何才能教学的最好？这是所有教育者面对的最基本的问题，也是教育研究永恒的主题。儿童各年龄期发展的水平如何？其发展变化受哪些因素的影响？这一直是儿童发展心理学关注的焦点。近年来学科间广泛漏透，儿童发展的研究已超越了儿童发展心理学的传统缰界，“儿童发展领域到目前已成为一个汇聚诸多学科的大熔炉，其知识体系不仅在科学研究中有重要价值，而且在相关的应用领域发挥巨大作用”（Berk,2006,pp 4）虽然学科的视域变的更为宽广，但研究的的问题却仍然聚焦在基本点上，其中儿童心理与行为发展的神经机制就是最重要的基点之一。 从儿童发展的本质看，教育的根本目的在于促进儿童的心智全面和谐发展，而心智发展的睛雨表是其神经机制的良性协同发展，即儿童心智的变化都可以在神经机制中找到依据。这正是发展认知神经科学在儿童发展研究中迅猛崛起的重要缘由。 重点介绍发展认知神经科学的三种理论即成熟理论、技能学习理论、交互式特化作用理论。发展认知神经科学研究是当代儿童发展研究走出最坚实的一步，由于研究伦理和研究技术水平的限制，发展认知神经科学仍未全面深入提示儿童心智发展的神经机制，但它已揭示了儿童早期教育的一些方向性问题，指明了当前早期教育中的一些无知举措。发展认知神经科学为科学育儿在向前迈进的同时，也改变着我们的思维方式。 发展认知神经科学对早期教育有如下启示:

1.发展认知神经科学在改变过去的“黑箱理论”，为教育实践提供 坚实的科学基础。 2.神经发育、生长的可塑性，为早期教育在终身教育中的位置提供 了科学依据。 3.神经生长发育的主要敏感期在童年早期，应重视早期教育。 4.为促进神经发育和脑发育，应重视适时适宜的教育环境。 5.异常发展的神经机制探讨，为早期特殊教育以及神经康复提供科 学依据。 发展认知神经科学目前只是生命中的童年，但它的理论立场、思维方式、技术手段筑就了其旺盛的学科生命力。发展认知神经科学必将为儿科学临床实践、早期教育实践、儿童社会福祉、儿童看护带来坚实的科学证据和新的儿童发展理念。

从认知神经科学角度探析情绪与认知的整合关系

第26卷第1期 (2011) 内江师范学院学报 JOURNAL OF NEIJIANG NORM AL U NIVERSIT Y No.1Vol.26 (2011) 从认知神经科学角度探析情绪与认知的整合关系 郑 庆, 许远理, 瞿鸿雁 (信阳师范学院教育科学学院, 河南 信阳 464000) 摘 要:学者对情绪与认知关系的研究以往集中在哲学和心理学范畴;而认知神经科学以情绪与认知的脑机制为切入点重新审视其关系,从大脑结构连通性和功能连通性角度,强调情绪与认知的交互作用关系,发现杏仁核、前额皮层等大脑结构是情绪与认知共同的神经基础;这些大脑结构具有 网络集线器的作用,其功能是对情绪和认知进行整合。 关键词:情绪;认知;连通性;交互作用 中图分类号:B84文献标识码:A文章编号:1671-1785(2011)01-0117-05 情绪与认知的关系已经深深地困惑西方哲学家长达两千年之久。早期关于情绪与认知的关系研究经历了四种不同的观点:(1)古希腊时期,著名的哲学家柏拉图认为人的灵魂是由理性、激情、欲望三者构成的,理性占主导地位,把理性与情绪比喻为 主人!奴仆的关系。(2)亚里士多德认为心理学是研究人类这种有机体的更为高级的机能,即认知,欲望和情感;并且他认为情绪是人类高级认知与低级的纯感官欲望相结合的产物,即情绪的认知观点。(3)中世纪的哲学家认为情绪可以通过心理上的训练加以改变,原因是观念时常是情绪的根源。说明人们逐渐认识到认知的变化可以引起情绪的改变,即认知与情绪之间有相互作用。(4)20世纪80年代著名的 情绪与认知谁为首因大辩论中,双方各自列举大量证据,结果打成了平局。随后,Lazar us从分析还原论和整体论的观点,强调情绪与认知之间是互倚关系。 因此,到20世纪80年代末期为止,关于情绪与认知的关系研究主要经历了 主!从关系、彼此独立、相互作用、互倚关系四种不同的观点[1]。这些结论主要集中在哲学和心理学领域,而且大多数研究者认为情绪与认知有着不同的加工过程,各自有着不同的脑机制。因此,在冷认知为主的研究背景下西方的哲学界和科学界有相当长的一段时间内认为情绪与认知是相互分离的系统,它们之间很少有相互影响。 到了上世纪80年代,随着认知神经科学的迅猛发展,特别是无损伤技术(如ERP、FM RI等)的广泛运用,人们开始以情绪与认知的脑机制为切入点重新审视两者的关系;研究发现情绪与认知的传统划分是基于普遍的、明显的加工过程和表征不同,情绪与认知只是人为的区别,而非本体论的;由于大脑具有结构连通性和功能连通性,情绪与认知的神经基础不可完全分离。 一、大脑的连通性 从Broca(1824-1880)提出 功能定位的概念起,人们试图定位 情绪脑和 认知脑的区域。目前,大多数研究者认同杏仁核、下丘脑、腹侧纹状体等皮层下结构属于 情绪脑,参与情绪信息的加工;而外侧前额皮层、眶额皮层等皮层结构属于 认知脑,在认知加工中起着关键作用[2]148 149。近年来,越来越多的行为科学和神经科学的实验数据表明 情绪脑和 认知脑不仅相互影响,而且它们之间的整合操作对于人类适应性功能是必要的[3]。以下 收稿日期:2010 10 20 基金项目:河南省教育厅人文社科项目2010年课题(课题编号2010-JD-015) 作者简介:郑庆(1984-),女,河南南阳人,信阳师范学院教育科学学院硕士研究生;许远理(1960-),男,河南商城人,信阳师范学院硕士生导师,心理学博士;瞿鸿雁(1979-),女,河南商城人,信阳师范学院教育科学学院硕士研究生。

[神经,机制]归纳推理认知神经机制的研究

归纳推理认知神经机制的研究 归纳推理是从特定的事件、事实向一般的事件或事实推论的过程，是将知识或经验概括简约化的过程。归纳推理是人类智力的一个关键要素，推理能力的高低可以反映个体对于事物本质以及事物之间相互联系的认知能力的高低。归纳推理的早期行为研究主要集中在归纳论断力度的判断与儿童归纳推理能力研究的探讨中，然而这些研究并没有真正触及到归纳推理过程本身，也很少涉及归纳推理的形成机制。近年来研究者使用不同的研究工具对于归纳推理的认知神经机制进行了探讨，力图对其进行进一步研究。 一、归纳推理的脑成像研究 首次对于归纳推理进行脑成像研究始于1997年，Goel等人用正电子断层扫描技术(PET)以三段论语句为材料对比了归纳推理与演绎推理的异同，发现归纳推理激活的脑区包括左侧额中回，左侧扣带回，以及左侧额叶上回;与演绎推理相比，在左侧额叶上回激活的区域略有不同。2004年Goel和Dolau又用fMRI技术对于归纳推理与演绎推理进行了研究，发现两种推理任务都激活了左侧前额皮层、双背侧前额、顶部以及枕叶皮层，其中左背外侧额回在归纳推理过程中被更多的激活。 梅杨、梁佩鹏等(2010)采用简单几何图形为研究材料，利用fMRI探讨了图形型归纳推理的认知神经机制。研究发现，归纳推理任务显著的激活了前额区、尾状核、壳核和丘脑，并且发现在图形型归纳推理中前额皮层纹状体丘脑通路显示出重要的作用，另外，右侧额下回、双侧尾状核头部、壳核等脑区参与了知觉信息的整合。Peipeug Liaug同样采用几何图形为实验材料，根据特征维度的不同划分为两种，一种为共享两个属性的任务，另一种为共享一个属性的任务，以信息、任务作为参照。相对于信息任务来说，归纳任务激活了前额皮层、丘脑等区域，并且这些区域的激活与任务难度有关。实验中同样发现前额纹状体丘脑通路在归纳推理中的重要作用。 Xinqin Jia et al (2011)关注了数字归纳推理识别和外推的两个认知过程。fMRI研究结果发现左侧顶上小叶(SPL)延伸至楔前叶区以及左侧背外侧前额皮质(DLPFC)参与了数列归纳推理的识别和外推阶段。在识别阶段额顶叶区域得到了激活，而在外推阶段纹状体丘脑区域得到了激活。研究证明许多脑区参与了数字归纳推理的过程，包括前额、顶叶以及皮质下区域。 综合以上研究发现，归纳推理的认知过程激活了大量的脑区，由于研究者采用了不同的研究材料，激活的脑区也有所差异。但是总体来讲，前额叶在归纳推理过程中起到了至关重要的作用。脑成像研究给我们提供了归纳推理参与认知加工的脑区，但是并不能清楚的提供认知加工的过程。因此，对于归纳推理的认知加工过程还需要进一步探讨。 二、归纳推理的事件相关电位研究 事件相关电位技术有高的时间分辨率，能够弥补fMRI技术的缺陷，清楚的记录归纳推理的具体加工过程，以便对其进行探索。Bigman和Pratt首次使用ERP技术对于简单几何图形的类别归纳进行了研究。实验中相继呈现三个图形刺激，被试要在前两个图形出现后迅速提取出它们的共同特征，在第三个图形出现时要判断它是否具有前两个图形的共同特征。研究

认知神经科学初步了解

认知神经科学的前世今生：简短版 首先，我们要知道认知神经科学是从哪里来的，具体干什么的，为什么存在这样的一个学科？我想可以简要地这样梳理一下： ? 1. 认知神经科学本身只是认知心理学的一个研究取向，即采用神经科学的范式来研究人类的心智。 ? 2. 认知心理学从上个世纪六七十年代兴起，经历了大概四个研究阶段，而认知神经科学范式是第四个阶段（不同人划分不同，各个阶段并不是单独存在），也是目前比较受追捧的研究范式。而其余的几个阶段分别是：1. 以计算机作为类比的信息加工理论（把大脑比作序列加工的计算机）；2. 以神经网络平行加工为基础的联结主义（认为神经网络整体加工是大脑功能的基础，注意，到这里还没有具体的神经科学证据，大多数模型都是基于算法的计算模型）；3. 以生态功效为主要思路的具身化思潮（认为人类的认知是根治于环境以及具身化的过程）；而目前的阶段就是 4. 认知神经科学（从神经科学的视角解读大脑认知的功能，探讨心智和大脑的关系）。 ? 3. 我们还要知道，认知心理学本身就是心理学下面的一个分支，研究的是人类对外部世界（信息）的加工和处理的过程与机制，最核心的问题（我认为）应该就是探索人类智能的起源、机制和发展过程：为什么人类会成为智慧生物？人类的心智具体有什么样的特点？等等。 ? 4. 认知心理学和其他许多心理学分支一样，都起源于哲学，涉及人类了解自身的终极大问：“我是谁？”等等之类的哲学思考。归根到底，就是要认识人类自己本身。 ?关于人类心智的探索，有这样的一段话，可以供读者品玩：“人类需要孜孜不倦地探索两个未知空间，一是人类生存所必须面对的宇宙，是二人类自己的内心；宇宙的无限容量，把一切强大的内存，都变成宇宙自己的内存；心灵的无限向度，给人类自己提供了无限的探索性和可能性；内心与宇宙，是世界上唯一的一对微观与宏观相匹配的超级感应物；内心的未知空间有多大，宇宙的未知空间就有多大；内心与宇宙之间的排斥与兼容，如同两台不同性能、型号、年代的计算机；它们互相在程序上的试探、破解、沟通与交流，其实就是人类对自我，进而对未知空间的新发现、新拓展和新认知。” 所以，如果把上述的梳理倒过来看，大致可以定位认知神经科学前世今生的大体坐标。必须说明的是，以上是非常简要的介绍，忽略了许多有关学科交叉的事实，例如生物学，生理学，物理学，计算机科学的发展等学科对认知科学的推动。 －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 认知神经科学的研究领域：从基础科学到转换科学 现在，可以具体看看认知神经科学有哪些研究领域了，这些研究其实和认知心理学的研究没有本质的区别，所问的问题都非常相似。然而，人们通常会把神经科学和认知神经科学混为一谈。其实不然，我想以下的这个回答有利于读者了解认知神经科学的基本思维和视角：认知神经科学的基本原则是什么呢？简而言之，

时间选择性注意的认知神经机制

时间选择性注意的认知神经机制 摘要：时间选择性注意是在时间知觉和选择性注意的基础上发展出来的研究领 域之一，回顾了来自各种研究技术关于选择性注意认知神经机制的研究，并在此 基础上对热点问题和发展趋势进行展望。 关键词：时间选择性注意时间知觉注意认知神经机制 由于我们人类精力的有限性和世界信息的复杂性，我们需要对我们周围的信 息有所选择的吸收，这就是选择性注意的功能。 从时间维度所做的研究才刚起步。但是随着认知心理学和神经心理学2个领 域的结合，时间选择性注意进一步加强了脑损伤患者以及脑疾病患者的研究。另 一方面，功能性脑成像技术应用于时间选择性注意的研究领域，也为理解人类时 间选择性注意的脑机制提供了一条新的研究途径。时间选择性注意探讨的就是如 何利用时间维度的信息增加我们对事物认知的准确性，以及内在的认知和神经机制。 1.时间知觉与选择性注意 1.1时间知觉与选择性注意的联系 对时间选择性注意的研究巧妙地结合和借鉴了时间信息加工和选择性注意两 方面的独立研究在我们的日常生活中，这两项功能都是人脑常见且不可或缺的功能。时间知觉(time perception)在时间认知分段综合模型里属于极短时距(5s内)的 研究范围。时间知觉包括对事件持续性和顺序性的知觉。目前从认知神经科学角 度对时间知觉的研究仅限于事件持续性知觉。选择性注意在我们适应环境的过程 中起到举足轻重的作用。大脑有限的加工能力和蜂拥而至的海量信息之间的矛盾，使我们必须有所选择，优先处理任务相关的信息，忽略或抑制无关信息的加工， 从而更好地达到目的，越来越多的研究提示它们之间存在密切的联系。 1.2时间选择性注意 注意调节能影响我们对刺激物呈现时间的估计。分配给事件或活动的注意程 度影响对事件或活动的时间估计。被试同时执行两个交互任务时，对非时间任务 的注意分配，会使被试对时间任务的时间判断正确率下降。也有研究表明，在有 限的认知能力前提下，如果非时间信息加工任务的难度越大，非时间信息处理就 需要更多的认知能力，而时间处理所获得的信息量就减少，所知觉到的时间也越短。时间信息与非时间信息在认知加工过程中相互竞争，对一个维度注意的增加 会减少另一个维度的注意，即两类信息加工会出现干扰效应。【1】除了注意直接或间接地影响时间知觉之外，选择性注意和时间知觉还存在一 层更为直接的联系，即“时间选择性注意”“时间注意”，或者称为注意的时间定向，该方向自 1998 年开始引起了学者们的关注[7]，并逐步走向深入。众所周知，在 选择性注意的研究中，占据主要地位的仍然是视空间领域的注意．在这方面，Posner 等完成了很多开创性的研究．经典的实验范式是通过提示将注意资源引导 到目标相关的位置，被试表现出对相关特征的加工质量和速度的提高，提示选择 性注意可以强化早期的知觉加工．尽管空间是研究视觉注意的优势维度，但事实上，注意既分布在空间维度上，也分布在时间维度上．时间选择性注意是指通过 有效的提示，不仅可以引导被试去注意什么位置，而且可以引导被试在什么时间 注意，从而将注意资源导向与即将到来的事件相关的可预测的时间点或时间窗的 过程．Nobre, Coull 及同事借鉴了 Posner 对空间注意的研究思路和范式，并在时 间维度的框架下加以修订，率先开展了对时间注意的研究，并且得到了一些有趣

发展认知神经科学

摘要：发展认知神经科学是从脑神经的层面对认知进行研究的学科，研究认知发展的神经机制、脑发育与行为能力和认知发展之间关系。本文介绍了该学科的发展，并对未来的研究进行了展望。 关键词：认知神经科学发展心理学认知发展脑机制 正文：发展认知神经科学是研究认知发展的神经机制、脑发育与行为能力和认知发展之间关系的科学。它关注知觉、注意、记忆、言语等认知活动在人生不同时期的特征、以及促使认知发展变化的神经机制。认知神经科学和发展心理学的交叉融合渗透到该领域研究内容和方法技术。理论探索和未来趋向等诸多方面。 发展认知神经科学的出现,不仅加深了人们对传统认知发展领域相关问题的认识,而且拓展了传统的发展心理学研究领域,其对异常发展神经机制的研究更为发展异常诊断和治疗提供了坚实的基础。 一、发展认知神经科学研究的主要进展 在过去十几年中，发展认知神经科学主要探讨了大脑结构发育、功能发展与心理行为发展的关系，遗传与环境对个体心理行为发展的交互影响，以及心理行为发展个体差异的神经机制。下面从这四个方面介绍当前发展认知神经科学的主要研究进展。 1大脑结构发育与个体心理行为的发展 结构是功能的基石，不管是儿童、青少年还是成人，其心理

行为的发展离不开大脑结构的发展。正常的大脑发育序列是个体心理行为正常发展的基础；反之，异常的脑结构发展可能会导致个体心理行为发育的异常。认识这些问题不仅有助于了解毕生发展进程中大脑发展变化的规律，而且有助于了解人类心智的起源、各种发展障碍的矫治以及认知老化的干预等。发展认知神经科学从一开始就把大脑结构发育与个体心理行为发展之间的关系作为重点研究领域。 首先，通过研究活体大脑结构的发育规律，发现大脑发育存在非同步性。研究发现，大脑发育的非同步性首先体现在不同皮层区域上。大脑成熟与老化遵循相反的路径和模式。成熟越晚的脑区似乎却反而老化的越早，而成熟越早的脑区却反而老化的越晚。 其次，发展认知神经科学揭示了大脑结构发育的个体差异特点，对提出针对性的促进方案具有重要意义。 第三，发展认知神经科学为认识个体大脑结构发育与其心理发展之间的内在联系提供了科学依据。 2脑功能发展与个体心理行为的发展 大脑功能发展与个体心理发展紧密相关，大脑功能的模块化、特异化以及相关功能网络的形成是心理发展的重要保障，是心理发展从不成熟转向成熟的重要体现，也是探讨心智起源以及身心关系的重要参照指标。近年来，发展认知神经科学通过EEG、MEG、fMRI和NIRS等信号的变化以及相关功能网络连接模式的

归纳推理的认知神经机制(二)

归纳推理的认知神经机制（二） 图1 Brixton测试的样例 1.1.2图形归纳推理任务的病理研究 Waltz等人(1999)采用改编后的瑞文推理测验探讨了额叶受损对归纳推理的影响。为了回答瑞文推理测验的矩阵问题,个体需要通过归纳以推导不同项目间的关系。根据个体完成任务时需要同时加工的属性数量(即关系复杂 性;Halford,Wilson,&Phillips,1998),该研究将实验任务划分为0-关系问题,1-关系问题和2-关系问题(图2)。其中,0-关系问题仅需知觉匹配即可完成,1-关系问题只考虑图形变化,2-关系问题则需要同时考虑形状和颜色的变化。结果显示,额叶损伤病人可以相对顺利地完成0-关系和1-关系的推理任务,但是不能通过多个关系的整合问题。类似地,老年痴呆病人可以相对顺利地完成1-关系的推理任务,但不能完成2-关系的推理任务(Waltz et al.,2004)。根据推理表现将病人分组研究发现,关系整合表现差的病人不能通过高负荷工作记忆和执行功能的测试。 图2不同程度关系复杂性的矩阵问题 左：0-关系;中：1-关系;右：2-关系(参见Waltz et al.,1999) 1.2归纳推理的脑成像研究 1.2.1语句型归纳推理的脑成像研究 Goel,Gold,Kapur和Houle(1997)采用PET技术对三段论归纳推理进行研究。他们首先给出两个前提,要求被试判断第三个论断是否成立。 该研究使用的归纳推理任务包括类别推理(锂是毒药;毒药引起猴子呕吐;锂引起人呕吐)、或然性推理(昨天太阳被云遮住;今天太阳被云遮住;明天太阳会被云遮住),以及因果推理(如果安娜学习,她考试会得A;安娜没有学习,而去滑冰;安娜考试没有得A)。结果发现,归纳推理激活了左前额叶内侧区域(BA 8/9),该激活与知识的提取与评估有关。后续研究中,Osherson等人(1998)采用或然性推理作为任务,PET结果激活左背侧前额叶(BA 8/10),这与或然性信息加工有关;左额内侧回、小脑和其他皮质下结构同样被激活,与前提中语义信息的整合和复述相关。Parsons和Osherson(2001)考察了或然性推理和因果推理,发现左半球相关脑区被激活,包括负责回忆和评估语义信息的额下回(BA 47),与注意加工和长时情境记忆相关的扣带后回,与陈述性语义记忆有关的海马和颞中回,以及与执行注意有关的中前额叶。 Goel和Dolan(2004)使用时间分辨率相对更高的fMRI技术,探讨了类别归纳推理的神经机制。fMRI结果同样显示左偏侧化,激活了额叶内侧区域、枕叶、顶叶和其他皮

认知神经科学课后习题答案

认知神经科学课后习题答案 第二章细胞机制与认知 如果动作电位是全或无的，神经系统如何编码感觉刺激强度的差异？ o张弛同学: 张弛同学根据p36页关于对神经元不应期的描述，在听觉系统对声音频率的敏感性被神经元的放电频率所限制。张弛同学所以我的想法是神经元是由动作电位产生的频率来区别刺激强度的差异，这点在听觉系统上可以很好的解释.张弛同学刺耳的声音和微小的声音通过内耳蜗的毛细胞感受转化成相应频率的电信号传送给相应脑区，不同的声音转化后得到的电信号放电次数有着明显差异，图表可见p144 o杨斐曈同学: 张弛同学就我所知道的知识，神经元通过动作电位传递信息，主要是通过频率不同来编码。一般来说，刺激越强，频率越大；刺激越弱，频率越小。听觉系统毛细胞编码在这一点上特别明显。实际上触觉细胞、视觉细胞也都是这样。但是，因为离子通道有绝对不应期，Na+通道会关闭，至少1ms，所以神经元放电频率撑死了是1000HZ，即每秒1000次。但这显然不能完全编码。这里不扯那些非线性编码的问题。一个最简单的想法就是：换细胞！实际上有证据表明，刺激增强，反应的细胞也增多。在听觉系统的编码里面就有一对互补的理论：频率说（如前）和地点说(即不同的细胞编码不同的频率)。频率理论和地点理论算是编码的两种常见理论了 o张峻华: 张弛同学仅仅依靠频率编码肯定不够用，况且神经系统工作时很难想像不是协同工作的。张弛同学因此我认为频率编码之外，逻辑上一定有多个细胞、细胞集群联合编码，即使考虑离散的情况，基於每个细胞不同频率响应，排列组合一下，可资编码的内部表徵就很多了。我的想法来自物体识别中祖母细胞vs集群编码。 离子通道的什么特性决定了它们只选择性的针对某种离子，如K+或者Na+？是通道的大小，其他原因还是共同作用的结果？ o张弛同学:应该是共同作用的结果。离子通道是由氨基酸链组成的多肽分子。氨基酸链形成的三维结构将形成一个特定通道供离子通过同时，在离子通道中央孔区域的化学环境将帮助特定的

认知神经科学解读

认知神经科学 美国心理学家葛查尼革（M.S.Gazz0aniga）主编，1995年出版。认知神经科学是认知科学和神经科学相结合的一门新学科（1991年正式问世），以探讨认知活动的脑机制为其研究任务即研究人脑各组件包括分子、细胞、脑组织各区及全脑如何调用以实现自身的认知活动。 《认知神经科学》由170多位国际著名学者撰写。全书由11篇，92章，1400多页，百余张插图和27张彩色图组成。每章作者总结其研究领域的实验成果，概述了其研究的历史、现状与存在问题。 11篇的篇目为： 1 分子和细胞水平的可塑性（7章），阐明机体对环境反应中的机能和结构的灵活性（flexibility）多变性（Mutability），是知觉，记忆等认知过程的重要基础。 2 神经发育和心理过程的发育（6章），介绍了一些神经生物学研究新技术，用当代脑功能成像成果来说明婴儿脑发展和认知发展的关系。 3 感知觉（17章）阐明单一感觉神经元的信息与主观感知觉的变化，神经元间编码和感知觉的多样性，信息加工组合及其对环境制约的关系。 4 运动系统的策略和规划（8章）从神经生物学讨论皮层运动区神经元对不同运动及其阶段的活动规律。 5 注意（8章）阐明各种感觉刺激在心理定向中的作用。 6 记忆（8章）阐明记忆过程和多重记忆系统的脑结构及其作用（包括海马、边缘系统、颞叶和额叶皮层等）。 7 语言（7章）从神经心理学，语言学和语言发展等方面讨论语言的获得，产生和理解的脑机制。 8 思维与表象（7章）从理论上阐明思维与表象的脑功能实时动态规律，在方法上总结了近年来应用事件相位电位，脑构像技术和脑损伤病人的神经心理学与动物模型研究的成果。 9 情感（9章）阐明从恐惧到情感及其和意识的各种复杂情况的神经生理学基础，包括杏仁核、脑干、海马、边缘系统和基底神经节的理论。 10 进化理论（7章）讨论心、脑机能结构的进化及其种种理论之间的争论， 11 意识（8章）回顾了意识生理研究的历史，和20世纪60-80年代间的快速眼动睡眠与梦的关系，割裂脑病人和失语症等对意识神经问题研究的多种事实。 原著已于1998年编译成中文出版。为了帮助读者对本书形成这门新学科的整体概念，译者沈政撰写了一篇"总论"（见本书正文前），指出原著"为我们描绘出认知神经科学对基本认识过程的研究成果和存在问题"，这是"一部高水平的当代前沿科学专著。

认知神经科学术语表上

术语表 A1:见primary auditory cortex ABR:见auditory brainstem response. Access awareness/通达知觉：人类对大脑中的信息进行报告和做出相应反应的能力。请与现象觉知比较。 Achromatopsia/全色盲[?,kr??m?'t?ps??]：由中枢神经系统，尤其是视觉皮质的 腹侧通路损害导致的颜色知觉的选择性缺陷，在全色盲种，颜色知觉障碍比形状知觉严重。全色盲患者知觉到的世界是灰色的。 Acquired alexia: 见alexia. Acquisition/获取[,?kw?'z??(?)n]：感觉缓存和感觉分析阶段的输入登记。 Action potential/动作电位：突触传导所产生和再生的电信号。动作电位沿轴突传导，并导致神经递质释放。 Adaptation/适应[?d?p'te??(?)n]：生物体提高自身适应性的一种特征。请与退化做比较。 Affective/情感的[?'fekt?v]：处于一种情绪体验（正性或负性的情绪而不是中性情绪）当中。 Aggression/攻击[?'gre?(?)n]：一种社会性的，不适当的情绪表达，表现为通过身 体或言语冲突，有意主宰或控制他人的行为。 Agnosia/失认症[?g'nos??] ：一种不是有基本感觉过程损害引起的知觉识别困难的神经综合症。失认症可局限于单个感觉道（如视觉或听觉）。 Agrammatic aphasia/语法缺失性失语症：产生和/或理解句子结构困难。语法缺失性失语症见于脑损伤患者，一般表现为止使用实词而不是用虚词(如the,a) Akinetopsia/运动盲：由于中枢神经系统而导致的一种选择性运动知觉障碍。运动盲患者无法知觉由一个物体或者自身的运动而引起的平滑运动。严重的患者可能只能靠物体在环境中相对位置的变化来推测运动，似乎是通过一系列连续的静态快照来重建运动。 Alexia/失语症[?'leks??; e?-]：一种阅读能力受到损害的神经综合症。失语症一般 指获得性失语症，由神经损伤（如卒中）所导致，病变部位通常包括左侧顶枕区。另一方面，也指明显是儿童发展过程中出现的阅读困难。这两个术语以及发展性阅读障碍一般指因神经病变或发展问题而引起的阅读能力低下。 Alleles/等位基因[?'li:l;：基因的对等形式。 Alpha motor neurons/a运动神经元：起始于脊髓，通过脊髓腹根延伸出去，终止于肌肉纤维的神经元，通过牵引（收缩）引发运动。 Amnesia/遗忘症[?m'ni?z??]：记忆丧失。 Amobarbital/异戊巴比妥[,?m??'bɑ?b?t??l]：用于快速，短暂麻醉的药物。Amygdala/杏仁核[?'m?gd?l?]：位于内侧颞叶中海马前部的神经元群，参与情绪