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导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇神经科学研究方向,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
中图分类号 R56 文献标识码 B 文章编号 1674-6805(2015)34-0036-02
doi:10.14033/ki.cfmr.2015.34.014
近年来,随着我国医疗水平的不断提高,越来越多患者的生活质量得以改善。其中,在骨科手术领域人工全膝关节置换手术被广泛应用,但是大部分患者术后会出现深静脉血栓的并发症,主要表现为静脉炎、下肢疼痛及肺栓塞等。目前,这种骨科手术导致的下肢的静脉血栓越来越备受重视[1]。相关数据显示,全膝关节置换术后深静脉血栓发生率将高达一半以上。另一方面,不同麻醉方式的选择也会影响全膝关节置换术后深静脉血栓的发生[2]。本文将选取笔者所在医院四年的全膝关节置换术患者为研究对象,阐明全身麻醉和连续硬膜外麻醉两种方法在降低全膝关节置换术后深静脉血栓发生率上的有效性、安全性和适用性,现报道如下。
1 资料与方法
1.1 一般资料
选取2012年4月-2015年4月在笔者所在医院进行全膝关节置换术的患者110例作为研究对象。所有患者经确诊为ASAⅠ~Ⅲ级,男66例,女44例,最小55岁,最大73岁,体重53~75 kg,经彩色多普勒超声等检查,肝肾功能和血尿便常规检查正常;术前血小板、凝血情况及心电图正常。采用随机数字表法分为治疗组和对照组,两组患者年龄、性别等基础临床特征比较,差异均无统计学意义(P>0.05),具有可比性,详见表1。
1.2 方法
治疗组患者采用硬膜外麻醉,对照组患者采用全身麻醉。两组患者术前12 h需空腹,且近期未用药。两组患者需同时建立心率、呼吸频率、血氧饱和度和平均动脉压等检测体系。治疗组需要选择患者L2~3作为穿刺点,穿刺成功后再将硬膜外导管向头侧置入管3 cm处,同时注入1%利多卡因和0.25%地卡因9~18 ml,术中用0.5%罗哌卡因维持麻醉。对照组依次静脉注射地西泮0.07~0.09 mg/kg、芬太尼13 μg/kg、维库溴铵0.12 mg/kg等进行诱导麻醉,等6 min后注射异丙酚2~5 mg/kg,再给予1.0%异氟烷同时间隔给予芬太尼辅助维持麻醉(药品均由浙江大学附属第一医院提供,批次20150527)。
1.3 观察指标
观察两组患者麻醉前、麻醉后3 h和术后24 h血凝指标变化情况和深静脉血栓发生情况,比较两组患者麻醉时间、术中出血量及手术时间;其中,需要记录各点采静脉血行凝血酶原时间(PT)、凝血酶时间(TT)、纤维蛋白原(Fbg)和血小板(PLC)。
1.4 统计学处理
采用SPSS 17.0软件对所得数据进行统计分析,计量资料用均数±标准差(x±s)表示,比较采用t检验;计数资料以率(%)表示,比较采用字2检验。P
2 结果
2.1 治疗后两组患者基本情况比较
两组患者分别进行全身麻醉和连续硬膜外麻醉后,治疗组患者的纤维蛋白原与血小板含量均明显低于对照组,但凝血酶时间和凝血酶原时间均长于对照组(P
2.2 两组深静脉血栓发生情况比较
治疗组患者深静脉血栓发生率为10.5%,显著低于对照组的49.1%,差异有统计学意义(P
2.3 两组手术一般情况比较
治疗组和对照组麻醉时间、术中出血和手术时间比较,差异均无统计学意义(P>0.05),详见表4。
3 讨论
随着我国人口老龄化加快和人工关节技术的提高,人们更加关注骨科术后患者的生活质量[3-4],本文就全身麻醉和连续硬膜外麻醉两种方式对降低深静脉血栓的发生率进行分析,主要有两点差异:第一全麻能降低下肢的血流量,有助于血栓的发生,而硬膜外麻醉能扩张血管,与全麻作用相反;第二全麻能使血液黏滞度升高、红细胞变形降低,则硬膜外麻醉具有相反的作用[5-6]。另一数据显示,硬膜外麻醉患者的血小板和纤维蛋白原含量均低于全麻患者,而凝血酶原时间和凝血酶时间均较全麻组患者长,表明全麻组患者的凝血情况严重,更易发生深静脉血栓。虽然药物治疗能够使深静脉血栓发生率有所下降,但是严重疾病、老年患者以及部分大手术等高危人群的深静脉血栓发生率依然很高。因此,需要从形成深静脉血栓的原因着手,找到合理而安全有效的方法来值得临床推广。
目前,对于血栓形成的初期,炎性细胞、血小板、静脉内皮细胞等之间的调控及相互作用,造成纤容及抗纤、凝血及抗凝系统失衡,从而使得机体微环境向有利于血栓形成的发展机制并未完全明确,尚无比较可靠的深静脉血栓早期诊断及预测标志物。与深静脉血栓形成有关的因素有很多,常见的有年龄、肥胖、深静脉血栓病史、肺疾病、骨折史、水肿、感染等因素[7]。
在不考虑客观因素的情况下,连续硬膜外麻醉用于骨科围术期具有连续镇痛效果好、术中出血量少、肌肉松弛好等优点。虽然全身麻醉对全膝置换术后深静脉血栓的发生有推动作用,但是在实际临床上术前常伴有支气管炎、高血压、心肺功能弱等的患者机体代偿和耐受性差[8]。
综上所述,随着连续硬膜外麻醉和人工关节技术的日臻成熟及对骨科中常见的全膝关节置换术认识的深入,硬膜外麻醉大大降低了患者深静脉血栓并发症的发生率,提高了临床疗效,且具有在骨关节外科领域中巨大潜力。
参考文献
[1]张苗芳.不同麻醉方法对老年全髋关节置换术患者术后深静脉血栓发生率的影响对比[J].中华高血压杂志,2015,23(1):16-17.
[2]李云龙,王华,叶慧仪,等.不同麻醉方法对下肢骨关节手术患者围术期凝血功能的影响[J].中国现代药物应用,2013,7(8):9-10.
[3]刘达,张译,张波,等.不同麻醉方式对股骨粗隆间骨折患者术后血液流变学及 DVT 的影响作用[J].中国现代医学杂志,2014,24(31):79-82.
[4]陆文博,杨世忠,邵学泉.全身麻醉与连续硬膜外麻醉对全膝关节置换术围术期血液保护及深静脉血栓发生率的影响[J].中国医药报,2013,10(35):109-111.
[5]陈虎,曹力.麻醉方式与全膝关节置换术后深静脉血栓形成及预防[J].实用骨科杂志,2011,17(4):336-339.
[6]姚杰,孟尽海,王文娟,等.不同麻醉方法对骨科手术患者深静脉血栓形成的影响[J].宁夏医科大学学报,2013,35(1):29-31.
会上,来自英、美、德、法、意、中等多个国家的研究者在会上做了广泛的交流与探讨。其中作为主题发言人之一,伦敦大学教育神经科学研究中心副主任Andrew Tolmie教授首先介绍了教育神经科学这一倍受关注的新兴学科的特点和发展趋势,并展望了其对音乐教育未来发展的重要影响及启示作用。Tolmie教授认为,教育神经科学不仅对人才培养与综合国力的增强具有重要意义,将其研究成果应用于音乐教育的教学与研究领域也已经成为现代教育发展的必然趋势。通过教育神经科学对音乐教学中所涉及的记忆、思维及情绪等高级认知功能进行深入探究,可以从不同角度理解音乐认知活动的实质、特点及规律,同时可以更深入、准确地认识脑与音乐教学行为间的关系及不同环境与音乐教育方式对神经机制与心理机能所产生的影响,从而为音乐教育改革提供综合了神经生理与心理特性的多层面依据。
来自赫尔辛基大学行为科学学院脑认知研究组(Cognirive Brain Research Unit,Institute Of Behavioural Sciences)的Mari Tervaniemi教授以《音乐教育与脑科学――梦想与现实》(Music education and brain science:dreams and realities)为题,探讨了音乐训练经验对儿童与成人音乐家的脑结构和功能的影响。Tervaniemi教授认为研究音乐教育情境中的脑是一项非常具有挑战性的工作。已有研究证明,音乐活动具有调节和改善脑结构与功能的重要作用,不仅音乐训练可以促进儿童与成人脑的发育,而且音乐听赏与音乐创作等活动也可以作为特殊手段应用于神经与心理疾病的治疗中。同时,Tervaniemi教授指出现阶段研究者面临的主要问题在于:第一,目前,绝大多数研究仅限于在实验室环境中开展,凭借现有研究技术与方法还不能解决所有真实教学环境中的实际问题;第二,每个被试的脑的解剖结构和功能不是完全相同的,但是现有研究结论却是基于对被试的群体研究所得出的均值而得出的;第三,每个被试对音乐的感受和偏好不尽相同,但现有研究大多是采用相同的音乐刺激材料:第四,需要开展更多的长时间的追踪调查,才能使研究结论更具有说服力。
其后,国际著名的音乐心理学家和音乐教育家GrahamWelch教授做了题为《儿童歌唱能力发展过程中的神经心理学特点》(Neuropsychological feature of children’s singingdevelopment)的发言。作为国际音乐教育协会主席(International Society of Music Education,ISME)(2012-2014)和“教育、音乐与心理学研究”协会(society for Education,Music and Psychology Research,SEMPRE)的主席,Welch教授在发言中首先从神经机制入手,对儿童在歌唱过程中的脑区激活位置与程度进行了深入分析,并倡导将关于神经科学的最新研究成果应用于声乐的教学方法之中。在此基础上,Welch教授分析了目前关于“音乐教育中心智与脑”的研究所面临的挑战,并呼吁研究者们开展专门针对儿童的神经心理生物学(neuropsychobiology)的实证研究,从而帮助我们更好地理解和改善儿童声乐教学方法。
此外,会议还组织与会者参观了用于开展神经科学研究的脑电(electroencephalogram,EEG)实验室、功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)实验室以及位于英国科学博物馆中的正电子发射断层成像(positronemission tomography,PET)等脑实验设备,这使得参会者们进一步加深了对神经科学的研究技术与研究范式的了解。随后,研究者们就各自特别关心的问题展开了头脑风暴式的热烈讨论。与会专家和学者普遍认为,探究神经科学与音乐活动的脑机制与功能是一个非常具有发展潜力的研究方向。目前,借助fMRI、PET、ERP以及EEG等实验设备,研究者便可以观察在从事音乐活动的过程中,人脑的神经活动机制。但这不仅需要神经科学研究者们的努力,同时也需要音乐教育者的积极参与,并将研究成果运用于教育实践,从而最终对音乐教育产生实质性的影响。
二、会议宗旨和意义
召开此次研讨会的含义和影响都是非常深远的。它不仅标志着一个崭新的研究领域或者说研究(学科)视角正在形成,而且正如研讨会宣传语中所说,会议旨在“连接心理学、神经科学与音乐教育的世界”,即希望打破学科壁垒,架设起一座不同学科间沟通的桥梁,从而将音乐教育工作者与对其感兴趣的心理学和神经科学领域的研究者联系在一起,构建一个跨学科联盟,并将脑与神经科学研究成果普及与推广至音乐教育领域。众所周知,传统的教育教学实践与教育政策的制定和实施,往往是以现象学思维为基础,而传统的教育学研究一直是一种基于直接经验的社会实践活动,一些经验看起来比另外一些更为有效,这就形成了一些大家比较认可的“传统”的教学方法。而现代学科的不断交叉与融合需要来自不同领域的学者开展多学科、跨学科甚至是超学科⑤的合作研究。通过神经科学、心理学与音乐教育领域研究者的合作探究,将会逐步改变传统音乐教学那些过于抽象和孤立的观点,弥补现有音乐教育政策和实践的不足,这也必将促使新的研究视角和研究论域的形成(见图1)。
同时,我们也应看到目前在各个学科之间在研究问题、研究范式和研究方法上各不相同。神经科学研究一般遵循发现问题、提出假设、验证假设、形成科学的知识体系的严格程序。而教育领域则主要受政治、经济、社会、文化因素的影响,思辨性是其主要特征之一。而且,神经科学的相关成果在音乐教育实践中的具体应用还需要通过大量的实验和应用研究才能最终得以实现。尽管目前基于心理学的音乐研究已经探讨和解释了人类的音乐经验和音乐行为的心智模型等一系列问题;基于神经科学的音乐研究,也已经记录和分析了音乐体验和音乐活动等对脑结构与功能的影响,但针对实际的音乐教育和音乐学习情境,还没有联合起从事科学、教育和艺术等不同领域的研究者建立起一个足够强大的学科基础。因此,在神经科学的基础研究和音乐教育的应用研究之间构筑起沟通与联结的桥梁是当前亟需解决的问题。音乐教育者应该采取更为积极的态度,投入到神经科学与音乐教育的合作研究中去,主动了解并谨慎接受神经科学的研究发现,继而在音乐教育的实践中验证并运用神经科学的理论观点。为此,我们应该在心智、脑与音乐教育之间形成一种互动与互惠的关系,即音乐教育者不应总是处在被动接受神经科学的研究成果的位置上,或是单纯由音乐教育研究者提出问题,然后请神经科学领域的研究者对此进行实验室研究,再将结论反馈给音乐教育。而是需要音乐教育者和神经科学家之间在研究问题的提出和问题解决方法等各个方面展开合作,共同致力于教育环境中的有效学习和教学,从而推动科学和教育的共同发展。
三、面临的挑战及对策
当然,将心理学、神经科学与音乐教育链接起来,我们还面临着诸多的问题与挑战。首先,我们亟需思考的是如何促使研究从实验室环境进入到真实的音乐教育环境,从而将神经科学的研究成果应用于解决课堂音乐教学的现实问题当中。目前,来自赫尔辛基大学等研究机构的科研人员正在尝试在实际演奏和真实的课堂环境中开展脑实验研究(见图2、图3)。这将促使研究者们从音乐教育领域的实际问题出发,探究神经科学的研究成果的现实转化,并综合心理学与神经科学的研究视角和结论,从中科学合理地提炼出更有效的音乐教育规律与实践措施,并为音乐教学提供一种强有力的动力和基础。
其次,心智、脑与音乐教育之间沟通的道路不应该是单向的,而是互动和互利的。这就需要具备多元学科背景并有着共同研究目标、研究取向和共同的学术话语体系的研究者们积极展开科际合作。但是目前这种合作还面临着很多困难。一方面,现有从事神经科学与音乐教育交叉研究的大多是脑科学领域的研究者。在这些研究中,音乐主要是作为实验刺激材料,而很少有学者专门从音乐教育的视角着眼,提出改进和革新的策略;另一方面,音乐教育领域的研究者对脑科学的关注颇为滞后,对于具有重要应用价值的研究发现缺乏敏感和了解。而面对不同领域间的学科跨度,我们需要在神经科学领域的研究者、教育政策制定者以及音乐教育实践者之间搭建起一个相互交流、共同合作的平台,从而使相关学科的研究人员能够消弭知识上的鸿沟。
以英国伦敦大学下设的教育神经科学研究中心(Centre of Educational Neuroscience,CEN)为例,它是由伦敦大学学院(University College London,UCL)、伦敦大学教育研究院和伦敦大学伯贝克学院(Birkbeck,University of London)联合成立的多学科综合研究机构,旨在将教育科学、心理科学、认知科学以及神经科学等进行整合,为人类的学习提供跨学科解释,同时推动教育神经科学研究成果的现实转化,为学校的教学实践与政策制定等提供科学的依据。同样,2005年初,北京师范大学已率先在国内成立了脑与认知科学研究院(原认知神经科学与学习研究所),目前这里已经组建了基本认知过程与学习、语言认知与学习、数学认知与学习以及情绪与认知的相互作用等多个项目组,并邀请了包括数学、语文、英语、音乐、体育等多个领域的专家学者进行合作研究。笔者有幸先后进入上述两个研究机构工作和学习,并深深感受到跨学科、跨机构合作的巨大潜力和优势。
国际视野,指瞄准国际先进研究水平,在研究仪器、研究手段和研究方法等方面。
没有先进的仪器设备肯定跟不上国外大学的步伐,由于国家经济实力的增强,如今中国高水平大学的仪器普遍不弱,比如核磁共振,一般都有。
在研究手段和研究方法上,也要具涔际视野。我的研究团队有一个研究方向是“创造”。若干年前,我们就提出研究要达到国际水平,这其中的一个标准,是在国际一流的学术期刊上。现在我们做到了,与创造有关的学术期刊,我们几乎都发表过论文。这样国际上就知道中国有这个团队,关于创造的研究做得不错。心理与认知科学学院院长周永迪博士和认知神经科学研究所所长董晓蔚博士的团队更厉害,在神经科学这个领域,除了没在《SCIENCE》上,在其他重要杂志的基本都发表过论文。在学术研究上,一流学科建设不能只看国内,一定是要有国际视野。
前瞻性,是考虑整个学科的发展趋向。
心理学近十年的发展,越来越走向认知神经科学,对心理从其生理的物质基础――脑进行研究,这就是趋势。近几年,我们学院的认知神经科学发展得特别快,比如痛觉、痒等的机制的研究。还有一个团队研究教育神经科学,把认知神经科学的方法运用于教育。教育神经科学国际上很火,美国、欧洲、日本都有专门计划,有大投入。我们也没被落下,基本与国际同步。
另一个趋势是学科融合。现在,心理学和人工智能、计算科学、生理学、信息科学等已经分不开了。我们有很多老师和学生研究“做一个活动时脑的反应”,主要用脑成像技术、脑电等。过去这是纯医学领域的研究。我们学院的学生要懂统计学、物理学、生物学等。现在参加心理学国际会议会发现一个有趣现象,一个主题会议很多学科都会参加,从不同视角研讨。
本土化,就是要关注、解决中国的问题。
在基础研究上,我们强调错位竞争,结合本土问题做研究。比如研究中国孩子学习数学的独特性。西方数字的发音音节比较长,英语中“7(seven)”是两音节,法语中“7(sept)”是2+5的发音,而中国的数字都是单音节。世界上,只有中国的数字有三套系统:1234、一二三四和壹贰叁肆。
中国发展得太快了,我们遇到了很中国化的特色,像独生子女、二孩政策……我们有的教师研究二胎对父母和孩子的心理影响,二孩和一孩之间隔几岁最好。还有的研究隔代教养,即老人带孩子。西方也有隔代教养,但很多都是被动参与(父母离了婚不要孩子了,或是蹲大狱爷爷奶奶外公外婆成了监护人),中国老人很多却是积极主动带孙辈的。
还有高考,哪个国家有高考这样独特性的东西?
培养一流学生
培养学生,我们也是按照国际化、前瞻性和本土化三个标准来的。
认识人脑是21世纪科学界面临的最重大的挑战之一。欧盟人脑项目组在预研报告中认为,如果勇于应对该挑战,就能从根本上了解人脑的本质,开发脑部疾病的新疗法,并发展具有革命意义的新型信息通讯技术。医学研究已经发现了超过500种脑部疾病,包括从偏头痛到抑郁症和老年痴呆症。据一项权威研究估计,2010年,超过三分之一的欧洲人口直接受到至少一种脑部疾病的影响,这对欧洲经济产生的成本接近8000亿欧元。
目前,脑研究的主要障碍是脑研究及其数据的零散性。现代神经科学研究虽然成就斐然,却缺乏系统性,其产生的数据在不同发展阶段、不同层次上描述了不同物种的不同脑部区域中的脑组织。现今迫切需要整合这些数据,形成一个统一的多层次系统。
二十年来,信息通讯技术与生物学的融合程度已经足以使这一理想变为现实。新的测序和成像技术以及显微镜技术的应用使我们对脑的观测能力发生了革命性飞跃。云技术和互联网技术使我们可以集成世界范围内的研究团队和临床医疗机构所产出的数据。神经信息学则提供了新的方法,以分析这些数据,创建和共享细致的脑图谱,确定知识空白区,并预测目前仍缺少实验数据的参数值。超级计算机使我们有可能从生物学角度以前所未有的详细水平建立脑模型,并进行模拟。这些技术能够极大地加速人脑研究进程,并为防治脑部疾病的新疗法,以及可能带来产业、经济和社会变革的新型计算技术开辟新的道路。
二、欧盟人脑项目的四大研究目标
欧盟人脑项目组在预研报告中提出,基于信息通讯技术的脑科学研究必须成为欧洲的一个战略研究领域,该项目将为这种新型脑研究模式奠定技术基础,推动不同学科间数据和知识的融合,促进各群体为实现对脑部的新认识,开发脑部疾病新疗法,并发展模拟人脑的新型计算技术而共同努力。欧盟人脑项目提出了四大目标,即数据、理论研究、信息通讯技术平台和应用。
1.数据
现代神经科学研究已产生了海量实验数据,正在进行的一些大型研究计划将使新的发现不断涌现,但要构建多层次的人脑图谱并统一人脑模型,仍缺乏大量知识。因而,欧盟人脑项目的首要目标是产生和解释那些从战略角度经过选择的、从其他来源不太可能获得的数据。欧盟人脑项目在预研阶段已经确定了三大着眼点:一是多层次的鼠脑结构,为人脑图谱和模型的开发提供重要信息,因为许多的鼠脑研究成果适用于所有哺乳动物。二是多层次的人脑结构,以产生从战略角度经过筛选的人脑数据,并与鼠脑数据进行对比,找出差异。三是脑功能和神经元结构。
2.理论研究
没有扎实的理论基础,就不可能解决神经科学数据和研究过于零散的难题。因此,欧盟人脑项目提出,应包括一项针对理论研究的协同计划,重点关注脑组织的不同层次关系中所蕴含的数学原理,以及人脑获取、再现和存储信息的方式。
3.信息通讯技术平台
欧盟人脑项目的第三个目标是创建一个信息通讯技术平台集成系统,使之能够开启基于信息通讯技术的新型脑研究。欧盟人脑项目组提出,应建设六个平台:
(1)神经信息学平台。为神经科学家提供技术能力,使其能够更容易地分析脑的结构和功能数据,构建多层次的脑图谱。这将为研究人员提供新的途径,以填补目前阻碍对人脑实现整体认识的数据和知识空白。
(2)脑模拟平台。大型脑模拟平台在整个人脑项目中将发挥核心作用,它为研究人员提供建模工具和模拟器,使研究人员能够整合鼠脑和人脑多尺度模型中的大量异质数据,并模拟鼠脑和人脑的活动。
(3)高性能计算平台。为欧盟人脑项目和研究团体提供大脑建模和模拟所需的计算能力,平台需包括最新、最强的超级计算技术(达到百亿亿次级的运算水平)和全新的交互式计算和可视化功能。
(4)医学信息平台。该平台在有效保护病人资料的同时,汇集医疗档案和专有数据库中的临床数据,使研究人员能够识别特定疾病过程的生物标记。研究人员一旦掌握检测疾病和对疾病分类的生物学方法,就能够了解病因并制定有效的治疗方法。
(5)神经形态计算平台。为研究人员和应用开发人员提供硬件和设计工具,使他们能够以人脑结构和原型应用为蓝本,开发全新的紧凑型、低能耗装置和接近人脑智能的系统。
(6)神经机器人平台。为研究人员提供工具,使其能够在模拟环境中将复杂的人脑模型与机器人相连接,并将机器人可以学会的行为与人体和动物实验结果进行比较。
4.应用
欧盟人脑项目的第四个主要目标是展示其建立的平台对神经科学基础研究、临床研究和技术开发的价值,引发项目之外的研究群体掀起研究热潮。其应用将主要体现在以下三个方面:
(1)综合性的认知原则。研究人员在系统地剖析控制具体行为的神经回路,模拟各级脑组织中的基因缺陷、病变和细胞消亡,并建立药效模型的项目中,应使用脑模拟平台和神经机器人平台。其最终目标是建立模型,模拟人类区别于其他动物而独有的能力(特别是语言能力),这样的模型将代表人类认识所取得的根本性进步,并将可以直接应用于医学和其他技术。
(2)认知、诊断和治疗脑部疾病。研究将发掘医学信息学平台、神经信息学平台和脑模拟平台的潜力,以发现与特定疾病过程对应的生物标记,从而认识和模拟疾病过程,预防和治疗疾病。新的诊断工具将可能在疾病造成不可逆的伤害之前做出更早诊断,并根据具体病人的需要开发新药,测试新疗法,即“个性化医疗”。这项研究还能降低代价高昂的后期试验失败率,减少新药开发成本。目前每种新药的开发成本约为10亿欧元。
(3)未来计算技术。人脑项目搭建的高性能计算平台将使研究人员能够开发出将神经形态装置与常规超级计算技术相结合的综合技术。借助神经计算技术平台和神经机器人平台,研究人员将能建立拥有巨大潜在市场的应用原型,其中将包括用于家庭、制造业和服务业的机器人,以及用于汽车、家用电器、制造业、图像和视频加工以及通讯技术领域的数据挖掘和控制器这类“无形的”但同样重要的技术。
三、欧盟人脑项目可能带来的重要影响
欧盟人脑项目认为,它将极大地加快进程,实现对脑结构和脑功能的多层次认识,提高脑部疾病的认识、诊断和治疗水平,发展脑科学启示下的新型信息通讯技术,将对欧洲科学、产业、经济和社会具有巨大的潜在影响。
第一,人脑项目的数据和信息通讯技术平台将有助于解决神经科学研究零散的难题,为形成对脑结构和脑功能之间关系的全新认识开辟道路。该项目希望使研究人员有能力应对现代神经科学面临的一些最重大的挑战,包括学习和记忆力、神经编码的本质、甚至是知觉和意识的神经元作用机制等。
第二,将对医学产生重大影响,加快研制更好的诊断工具,确定更好的治疗方案。由于脑部疾病造成巨额费用,因此即使是小的改进,如更早期诊断、延缓神经退化性疾病中认知能力下降的疗法等,也将带来巨大的经济和社会效益。脑部疾病新药具有庞大的潜在市场规模。新药研发成本的降低和成功率的提高将为制药业带来重大好处。
第三,将脑研究与信息通讯技术相结合,将有助于确定计算技术的未来发展方向。在超级计算技术领域,欧盟人脑项目希望,由其开发的新型交互技术、可视化技术、多尺度模拟技术和云计算技术将推动为产业界和消费者提供新的服务,并促进形成良性循环,使超级计算机能够为更广泛的学术和产业部门服务。
心理学领域的博士团队
“心理学科是首都师范大学设立最早的学科之一,当时只是一个心理学公共课教研室,现在已经发展成为心理学系了。”方平告诉记者。目前的心理学专业已经凝聚了一批优秀人才。
方平教授,首都师范大学教育科学学院副院长,教育部心理学教学指导委员会委员、中国心理学会测量专业委员会副主任。北京心理学会副理事长,北京市“发展与教育心理学”重点学科负责人,曾在美国加州伯克利大学、加拿大西安大略大学进行合作研究。主持北京市教育“十五”重点项目“中学生自我调节学习发展特点的实验研究”和北京市教委“十五”项目“促进中小学学生学习动机的评价研究”,并主持国家攀登计划“儿童脑高级功能开发与素质教育的若干重要问题的研究”的二级课题。50余篇,著作3本,获省部级以上奖励5项。
郭春彦教授,首都师范大学教育科学学院心理科学研究所所长。“学习与认知”北京市重点实验室主任。《心理学报》、《心理科学发展》、《心理与行为研究》,《应用心理学》编委。曾在美国西北大学和肯塔基大学进行合作研究。曾主持两项国家自然科学基金项目,科技部重大基础研究前期研究专项二级项目,科技部国家攀登计划专项二级项目和学校博士学科点专项科研基金项目。主持的“建构性记忆的脑功能研究”获得北京市跨世纪优秀人才工程专项经费资助。40余篇,一项相关的研究项目获北京市第9届哲学社会科学优秀成果二等奖。
丁锦红教授,曾在美国纽约州立大学和肯塔基大学进行合作研究。曾主持北京市项目“工作记忆不同功能的神经机制研究”,“长时记忆中图形特征提取的ERP研究”。参加国家攀登计划“儿童脑高级功能开发与素质教育的若干重要问题的研究”及国家自然科学基金项目的研究。2002年,他研究的“不同方向视觉运动追踪的特性”获北京市第7届哲学社会科学优秀成果奖。
以这3个学术带头人为核心,李新旺,蔺桂瑞等20位具有博士学位的心理学研究人员紧密团结在周围,这些人员绝大部分都是从其它高校引进的。“我们的平均年龄只有三十五六岁,很有后劲。”方平告诉记者。
接力棒跑出的辉煌
1956年,时任北京师范大学教务长的林传鼎教授到首都师范大学担任教务长,并在心理学公共课教研室担任教职。同年,获美国纽约州立大学博士学位的郝德元教授也回国加盟到首都师范大学心理学公共课教研室。“两位先生对我们心理学系的构建影响是非常大的。他们的贡献是今天心理学系发展的基础。”方平说。
两位著名心理学家的到来,使得首都师范大学的智力开发和心理测量统计两个方向的研究水平在当时处于全国领先地位。“上世纪70年代末80年代初,北京举行了大量的心理测验,心理统计、智力开发的培训班。特别是在我校举办的心理统计学的培训班,北大、北师大心理学10年前的骨干都曾经在这里接受过培训。”方平说。
1984年,首都师范大学顺利拿到了发展与教育心理学的博士授权点。
上世纪90年代中期,老一辈的教授相继退休,但是随着郭德俊教授的加入,首都师范大学的心理学科焕发了新的活力。“由于他的到来,使得首师大的心理学发生了非常大的变化。特别是博士研究生的培养模式上发生的变化,从培养衔接来讲,弥补了研究生培养的脱节现象。”
“从1997年到今天是我们专业快速发展的时期。”方平说。
1997年,心理学专业开始招收本科生。
1999年,学校购进了脑电仪、眼动仪、情绪多导仪。“由于我们购进了这些机器,视觉的脑神经机制、视觉加工的脑神经机制、言语的脑神经机制等一系列研究得以开展,促成了今天的研究方向的确立。”
2000年,心理学系成立。
2001年,“学习与认知”实验室被评为北京市重点实验室。该实验室下设人类记忆过程、视觉信息加工、统计与测量,情绪与动机、应用心理学和生理心理学6个分实验室。实验室现有面积300平方米,设备总价值人民币700万元,购置了ESI-128导脑电记录系统、Eyelink眼动记录系统,Curry定位系统、Bbpac16导电生理系统设备。目前该实验室承担国家级项目、国际合作项目、以及北京市级项目近30项,已经形成了人类认知过程与神经机制、青少年动机与情绪发展、心理测量的理论与应用和心理咨询等多个比较熟悉的研究方向。实验室发放了实验室开放基金40万元,已经取得~定的成果,在权威核心杂志15篇。
2002年,发展与教育心理学取得了北京市重点学科的称号。学科主要从事的研究领域在心理学研究中处于十分重要的地位,其中认知过程的神经心理学研究是国际心理学界和神经科学界等许多领域的研究热点:动机研究方面已有多年的研究基础,在国内居于先进水平,元分析及结构方程理论研究对心理学研究方法改进作出了贡献,心理发展与咨询方向紧密结合实际,为素质教育提供理论基础与实践指导。
2005年,在全国一级学科评审中,首师大的发展与教育心理学获得全国第7名。
目前,发展与教育心理学科共承担国家基础教育课程改革项目,国家自然科学基金,国家“十五”教育科学规划项目3项、教育部及北京市项目18项,同时,自2002年至今172篇,著作30部,建立研究基地3个,3项研究成果获省部级研究成果奖,其中北京市第4届教育科学研究优秀成果一等奖,二等奖各一项;北京市第7届哲学社会科学优秀成果二等奖一项。
“在地方高师中,我们学科是名列前茅的。”方平自信地说。
以学科建设带动学术发展
“我们是以学科建设来带动学术的发展通过合理的布局来实现学科的快速发展。”方平说。
2000年,心理系一成立便制定了一个发展战略,发展与教育心理学也一直保持着良好的发展态势。要促进心理学专业的整体发展,就要大力发展基础心理学。经过6年的努力,“基础心理学布局已经完成,人员搭配也已经完成,研究方向基本固定。”
2006年,心理系引进的人才主要是发展与教育心理学方向的,所以很快满足了发展与
教育心理学人员搭配的需要。
“从2007年开始,我们又做出了决策,重点补充应用心理学。”
目前首都师范大学心理学系形成了认知心理学、情绪心理学、心理统计与测量、发展心理学与心理咨询以及生理心理学的研究方向。“我们希望以心理学大的方向为背景,在有特色的学科建设过程中培养一支队伍。”方平告诉记者,“我们系的脑认知神经科学,视觉加工、情绪和动机研究这三个方向在国内是有一定特色的。”
在学科发展中的支柱性人才,方平等心理系的领头人不遗余力地加以引进。从事生理心理学研究的李新旺教授就是在这个战略思想下引进的一位优秀人才。“从开始接触他,到最后引进到我们这里,整整花了两年时间。”方平感叹着人才引进的不易,“他来了之后,在生理系发挥了重要的作用。”方平说,“另外我们系的情绪与动机研究目前在国内有一定的影响,这个方向是郭德俊教授从北师大转到首师大工作后带来的。”
“我们还要加强在发展与教育心理学方向的知名教授的引入力度,而且已经物色了一个教授。但是……”方平向记者透露着,话锋又一转,“有些人才可以挖,有些人才是不能挖的。有些人才挖了过来,不会影响原单位的学科发展,而对于我们的学科能起到一个加强的作用,这是一种良性的人才挖掘,而不是恶性的。如果把他挖走了,原单位在这个方向上全部垮掉了,国家的投入也付之东流,这种人才挖掘是对国家的不负责任。所以不能随意挖人才。”
现在,方平打算成立几个研究所,以适应现在科学研究的特性,通过研究所带动科学研究。“比如一方是研究记忆的,一方是研究情绪的,如果以系为单位来组织会议,可能一方感兴趣的问题,另一方不感兴趣。如果凝炼几个方向并成立研究所,组建一个学术团体,不带有行政色彩,可以利用所的名义召集和组织一些学术研讨。”方平说。
人才培养是首位
方平告诉记者,在采访的当天上午,他们几个系领导刚刚开了会,讨论学科发展的大计。“人才队伍的建设,是今后专业发展的至关重要的环节,这是我们的共识。”
现在,心理系正通过各种渠道来提高教师的专业素质。
“我们鼓励教师在现有的专业发展基础上与国外同专业的教授合作,展开研究,以拓展教师的专业视野,加深教师的专业造诣,使教师可以尽快地吸纳本专业内最新的研究成果,洞悉本领域的发展趋势。”
“我们鼓励教师广泛参加各种学术会议,特别是与本专业密切相关的各种学术会议,以保证教师可以从多渠道、多层次了解到学术的最新动向。”方平说。
“我们鼓励教师进行国内外的学术交流与合作,最大程度地了解全球目前相关专业的研究动态,使教师在专业视野上既具有国际眼光,同时立足本土文化和国内的专业发展方向,以达到兼容并蓄的目的,最终使教师在学术上有全方位的发展。”
“我们学院是学校里出国最频繁的。”方平笑着回答记者关于国际交流的提问。“不是停留在低层次的联系上,更多的是高层次的合作研究,这是我们系的特色。”目前,心理系正在同加拿大西安大略大学合作“儿童的社会性作用和社会关系的研究”,同纽约州立大学布法罗分校心理系合作“多动症儿童的视觉加工研究”。
迄今,心理学系同美国的伯克利大学、西北大学、明尼苏达大学、印第安纳大学、肯塔基大学、巴佛罗大学和加拿大西安大略大学建立了项目合作关系。累计出国学习访问的教师21人次,参与国际国内会议共计140余人次,主办和参办国际国内会议3次,邀请国内外心理学专家来校讲学27人次。
“我们下一步的目标是选派优秀教师到国外一流实验室进行学习和合作研究,与国际先进的实验室接轨,培养一支先进的研究队伍。”方平告诉记者。
营造宽松的环境与氛围
一直以来,方平都强调学术带头人和教师的包容性。“因为我们都是探求真理的,都是为了共同的目标――专业的发展。”因此。方平主张学术带头人应该身先士卒,做出表率。“在学术上,我们有不同观点,可以当面说,各抒己见。”
在心理系有一个教授委员会,有事共同商量,统一决策。“在这个委员会中,我就不再是副院长的身份,大家都是教授,我们谈论问题都是为了学科的发展。”方平说。
作为学术带头人,方平一周有15节课。在心理系,每一位教授都有类似的教学任务。“我们多上些课,为年轻老师腾出时间,进行专业上的发展。”有些年轻老师进入心理系工作后因为发表文章的压力会产生困惑。学术带头人会首先稳定他的情绪,然后给他提供科研环境,给他介绍比较好的研究方向,或者让他参与到课题当中,使他逐渐地确立自己今后的研究方向,因为很多博士原来都有方向,来了以后不一定与学院的研究方向吻合,还要做一些方向转移的工作。
一些年轻人在心理系担任着非常重要的岗位。像应用心理学专业的学科负责人才30岁出头。“大力启用年轻人,这是我们的经验。这对年轻人在工作当中锻炼能力,促进专业的发展是有好处的。这些工作保证了教师们在工作中心情舒畅,因为他们看到了工作的前景。”方平说。
不仅仅是教师,学生在心理系也有一个宽松的研究环境。“对于学生参加学术研究或者国内会议,院系给报销相关费用。”方平说。
积极贡献社会
[中图分类号]R49-4[文献标识码]A[文章编号]1006-9771(2016)01-0122-03
神经生物学是生命科学的前沿学科,囊括神经生理学、神经解剖学、神经药理学、神经内分泌学、神经遗传学、临床神经病学、精神病学、分子神经生物学和细胞神经生物学等学科[1]。它从宏观上研究神经结构、功能活动和行为特点,微观上揭示神经功能机制,最终目标在于了解人类神经系统的结构和功能,明确其行为与心理活动的物质基础,为改善人类感觉与运动效率、提高神经系统疾病的防治提供相应的策略[2]。我国“国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)”已经专门将“脑科学与认知科学”列入重点发展项目之中,主要研究方向涉及“脑功能的细胞和分子机制、脑重大疾病的发生发展机制”等内容。我校在神经生物学的教学和研究方面一直有着良好的基础,在长期教学研究实践中,从集体备课、教学模式、人才梯队培养等方面,建立了特色的神经科学教学方式。
1资料与方法
1.1一般资料以2010级、2011级和2012级7年制医学生为研究对象。2010级(n=35)中,女生20名,男生15名;年龄20~21岁。2011级(n=39)中,女生23名,男生16名;年龄20~21岁。2012级(n=41)中,女生25名,男生16名;年龄20~21岁。1.2方法对上述三届学生依次以传统教学(2010级)、传统教学结合以问题为基础的学习(problem-basedlearn-ing,PBL)(2011级)、传统教学+PBL+以病例讨论提问为主的教学方式(2012级)进行教学,保持教学时数、老师提问频次一致。1.2.1传统的教学模式传统的课堂教学模式是指将学生集中在固定的教室,按照预先设定的教学计划和教学时间,由教师对众多学生面对面讲授某科知识的方法[3]。由于传统的教学模式受众面广、信息量大、效率高、传播快捷、便于管理,时至今日这种传统的教学模式在各大高校不可替代。在教学过程中,教师的语言应该准确、清晰,有感染力[4]。科学、生动、幽默的语言更能吸引学生的注意力,激发学生的听课热情,避免学生上课时思想开小差、睡觉、看手机等不良现象的发生。神经生物学是神经科学中的基础科学,是神经生理学、神经解剖学、细胞及分子生物学等学科的有机结合,内容庞杂而深邃,涉及各种神经系统现象的本质研究,对医学生来说较难理解[5]。1.2.2PBLPBL是由美国的神经科学家Barrows在1969年创立的。它以临床问题来激发学习的动力,引导学生掌握学习内容;是以患者的问题为基础,以学生为中心的教学方法,目的是让学生学会正确的临床思维和推理方法,提高学生的自学能力[6]。PBL正逐渐受到各国关注,成为国际上流行的一种教学方式,同时也逐步成为我国医学院校教育改革的热点[7]。传统教学结合PBL的具体实施过程如下。①对基础概念、知识和理论我们仍然采用传统的教学方法即在课堂上讲授,使学生建立基本的知识框架;②为了提高PBL效果,提高学生们主动参与学习的兴趣,在课前,将下节课涉及的一些科学问题提前布置给学生,教会学生如何利用图书馆资料及网上检索文献的方法来寻找答案;③上课时组织学生进行小组(8~10人为一组)讨论,把自己查到的资料与大家共享,以不同的形式汇报小组,鼓励不同的小组间互相提问、讨论;④最后由老师对学生的学习情况做出总结评价,同时对学生争论的焦点、分歧最大的疑难问题进行阐述与总结。这种方式在保障学生掌握基本的知识框架下,提供学生自学的机会,激发学生学习的兴趣;同时培养学生文献检索和阅读的能力,真正实现授之以渔,为学生今后的学习、科研和工作打下坚实的基础。1.2.3病例讨论教学要以提高学生解决问题的能力为目的,这是我们在教学中一贯坚持的原则[8]。神经生物学理论的学习对于学生们解决具体医学临床问题具有铺垫作用,因此,教学中必须“鱼、渔”兼授,让学生心有所悟,掌握解决问题的思考方法,才是我们教学的最终目的。在教学过程中,针对各个章节设置一些与临床疾病相关的问题。如“运动的控制”这一章,以脊髓损伤为例,探讨正常生理情况下,脑和脊髓的生理功能作用,在疾病或损伤发生后病理、生理、免疫及功能变化,鼓励学生课余检索查阅脊髓损伤修复相关方面的基础与临床相关进展;在“学习和记忆”这一章节中,以内侧颞叶切除术患者为例,引出负责陈述性记忆和程序性记忆,长时程记忆和短时程记忆的解剖学部位和神经机制的知识点。在讨论过程中,教师要认真倾听学生的发言,并对发言中存在的问题提出质疑,引导学生进行深入的讨论,并确保讨论内容不发生偏离。通过上述教学方法将神经生物学与临床实际问题紧密相连,不仅将学生认为抽象难懂的科学知识变得贴近生活与临床而易于接受,同时也启发学生对临床及科学研究方法和思维方式的思考,并认识到通过不懈努力是可以不断接近科学真理的。神经生物学发展迅速,教学中只有“鱼、渔”兼授,才能使学生达到学以致用的学习效果。1.3评定方法观察学生期末考试成绩。1.4统计学分析采用SPSS16.0软件,所有数据均用(xˉ±s)表示。用Shapiro-Wilk方法对数据进行正态性检测。数据符合正态分布,进一步采用单因素方差分析(One-wayANOVA)及Bonferroni方法进行组间比较。显著性水平α=0.05[9]。
2结果
2012级学生期末考试成绩高于2010级学生和2011级学生(P<0.05)。
3讨论
神经生物学教学历来存在内容多、课时少的矛盾;如果教师为完成教学计划内容而“满堂灌”,势必会造成教师讲得越多,学生学得越少;教师越是想面面俱到,学生的印象越是模糊不清,结果事倍功半,事与愿违。教师讲授时应该注意以下几点。①要有明确的教学目的和正确的教学内容,准确把握教材的重点和难点,做到详略得当,重点突出[10]。②结合生活实际或临床实际病例,使基础理论知识有切实的载体[11],以帕金森病或癫痫等为例,讲解疾病发病相关的核团、通路及神经递质等,临床症状,目前的干预措施等,通过现象-问题-文献检索-讨论-总结,把一些微观、抽象和深奥的生理过程清晰、直观、生动地展现出来,使抽象复杂的神经生物学现象简单形象化,便于学生在理解知识的同时,增加授课的趣味性,从而提高学生的兴趣,也提高学生探究问题的自主学习能力。③积极介绍本领域最新的技术和进展[12]。神经生物学是一门新兴学科,传播新近的重要研究成果有助于激发学生学习和探索的兴趣,弥补基础理论教学的不足。可以介绍我们学系在脊髓损伤修复的研究成果,有意识地在教学中创立浓厚的学术科研氛围,激发医学生们探索神经科学奥秘的热情和动力,坚定医学生从事神经科学研究的信心和决心。在教学过程中,灵活应用多种教学方法,如展现语言及多媒体魅力的传统讲授、活跃激辩的研究讨论及创造问题情景,巧妙设疑的启发式教学等,使课堂教学充满生机和活力,点燃学生思维的火花,调动学生的学习主动性,培养学生的自学能力,激发学生的求知欲望,培养学生的语言表达能力,提高学生与老师的交流协作能力,密切师生之间的互动关系,形成双向的学习交流模式,从而加深师生之间的感情。只有这样才能有效提高教学效果,使自己的教学水平不断提高。
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2认知科学的起源及发展
2.1认知科学的起源认知科学起源于古代,基本上以思辨式的研究为主。从20世纪30年代开始,一批有远见卓识的科学家就已经开始了认知科学的基础研究,1973年,美国心理学家朗盖特第一次在论文中使用“认知科学(CognitiveScience)”一词。1977年,著名的认知科学研究领域的权威期刊《CognitiveSci-ence》创刊。1979年,在著名的斯隆基金会的资助下,由心理学、语言学、计算机科学和哲学界著名的学者SchankR、CollinsA、NormanD等人发起,联合其他学科对认知进行深入研究,一些著名的学者在加州共同成立了美国认知科学协会,并将权威期刊《CognitiveScience》确定为认知科学学会会刊。美国认知科学协会的成立标志着认知科学的诞生[9]。从此以后,世界各国的名牌大学及科研院所纷纷成立认知科学的研究中心或研究所,并创刊了一批具有国际影响力的认知科学学术期刊,如《CognitivePsychology》、《Cognition》、《CognitiveNeuroscience》。上述种种努力,使得认知科学得到了迅速的发展,并逐渐成为世界各国争相发展的前沿学科[10]。
2.2认知科学的发展在认知科学近60年的发展历程中,其主要指导理论在发生着变化,因此我们可以按照主要指导理论将认知科学的发展分为以下三个不同的发展阶段。
2.2.1计算理论阶段约为20世纪40年代到50年代末,这一阶段认知科学的研究主要是基于“认知即计算”这一经典理论而展开的。其代表人物为丘奇(Church)、图灵、冯•诺伊曼。美国数学家丘奇最早在他的论文《初等数论中的一个不可解问题》中,提出了人类的认知和其它任何具有输入输出关系的函数一样,都是可定义可计算的;图灵在其著名的“图灵机”和“图灵测试”中,进一步表达了对认知和智力的理解,他认为认知和智力的任何一种状态都是图灵机的某一种状态,认知和智力的任何活动都是图灵机定义的可以表达的、可以一步一步地机械实现的“计算”;冯•诺伊曼在“冯•诺伊曼体系结构计算机”中,将人类的大脑思维模拟为中央处理器对一系列指令序列的处理,而将人类记忆的认知信息和学习技能模拟为存储器中存储的数据和程序,将接受信息和改造世界模拟为输入/输出,从而将认知统一在“计算机”这一认知模拟器中,其中心思想仍然是中央处理器对指令的计算。
2.2.2符号处理理论阶段从20世纪50年代末到80年代初期,这一阶段认知科学的研究主要基于“认知是对符号的计算机处理”的理论,又被称为“计算机处理经典符号阶段”,因为它和当时逐渐发展起来的计算机科学紧密相关。符号处理理论实际上是“认知即计算”理论的延伸和拓展。既然认知是计算,所以它一定是个信息处理系统,并将描述认知的基本单元定义为“符号”;而不同的认知活动都可以模拟为一个计算机程序;因此,人类的认知就是计算机程序对符号的一系列处理,包括输入符号、输出符号、存储符号、复制符号、建立符号结构及条件性转移,从而实现智能。艾伦•纽维尔和赫伯特•西蒙是这个阶段认知科学研究的杰出代表,他们将任何可被人类感觉器官感知、智能系统分辨、认知功能实现的有意义的认知模式,如图像、声音、文字、语言、意识等,都编码为物理符号,而将人类的某个认知活动模拟为一个计算机程序。基于这种思想,他们合作开发了最早的模拟人类认知的启发式程序“逻辑理论家(LogicTheorist)”,并在著名的“达特茅斯会议”上,引起认知科学研究领域的极大轰动。他们进一步研究人类认知中求解难题的共同思维规律,开发出能够求解11种难题的著名计算机程序“通用问题求解器(GeneralProblemsSolver)”,从而将符号处理阶段的认知科学的研究发展到了一个顶峰。
2.2.3多理论阶段从20世纪70年代到今天,三种主要的指导理论引领着认知科学的发展,它们分别是人工神经网络理论、模块理论、环境作用理论。“人工神经网络理论”又称“联结主义理论”,该理论把人类的认知模拟为多个人工神经元所组成的神经网络来处理信息,是一种信息处理系统,信息是交互作用的人工神经元的激活模式,信息并不存在于特定的神经元中,而是存在于神经网络的联结中或权重里,通过调整权重就可以改变网络的联结关系并进而改变网络的功能。“模块理论”由福德(Forder)首次提出,受计算机硬件和软件中的模块化思想影响,福德认为人类认知的主体—大脑,在结构及功能上实际都可以划分为若干个高度专业化并相对独立的认知模块,这些模块的结合及相互作用实现了人类的认知功能。因此,认知科学研究的重点应该是大脑功能模块的划分及相互作用机制的研究。“环境作用理论”认为,认知科学的研究不应该仅仅局限在表达(Represention)和推理(Reason-ing)等认知方法和理论的研究中,还应该从系统的角度来研究,尤其注重认知体所在的环境及现场对认知的影响。人类的认知不只是认知个体大脑的思维活动,还取决于环境,发生在个体与环境的交互作用之中。这方面研究的代表人物是MIT的Brooks教授,他的《没有表达的智能》、《没有推理的智能》等一系列的论文,强调了认知体与环境交互作用对认知的重大影响,并以研究成果“人造昆虫”将这一理论推到了高峰[13]。
3认知科学的学科结构及研究方向
3.1认知科学的学科结构当前,国际上公认的认知科学的学科结构如图2所示,它是基于美国科学家PylyshynZ提出的六角形认知科学学科结构图,分布在六角形六个顶点的是心理学、计算机科学、神经科学、语言学、人类学、哲学六大核心支撑学科,体现了认知科学是上述六大核心支撑学科共同关注的交界面[14]。这六大核心支撑学科之间互相交叉,又产生出11个新兴交叉学科,分别是控制论、神经语言学、神经心理学、认知过程仿真、计算语言学、心理语言学、心理哲学、语言哲学、人类学语言学、认知人类学、脑进化。
3.2认知科学的研究方向当前,认知科学的研究方向主要集中在与计算机科学相关的认知模型、大脑存储模型及认知计算的研究上。4.2.1认知模型认知模型是指模拟人类认知,从而人工构建出的认知对象、认知架构、认知模拟的统一体。考虑到认知科学研究的巨大复杂性,研究认知科学往往摒弃认知的许多表象,而将认知的实质简化在一个认知模型(CognitiveModel)中,并通过对认知模型的研究来发现认知的本质及其规律。
3.2.2大脑存储模型大脑存储模型是指仿生人类大脑的存储机制而构造出的人工存储模型。人类的大脑是迄今为止已知的最复杂、最合理、最高效的存储系统。模拟大脑的存储机制构建一个大脑存储模型,以这个大脑存储模型为研究对象进行大脑存储的深入研究,不但可以解决以真正大脑为研究对象进行研究面临的诸多生理和伦理困难,而且可以以一个全新的角度提出大脑存储研究的科学理论和方法,并将这些理论和方法应用于人造存储系统的实践中。因此,大脑存储模型的研究有着很高的理论水平和应用价值。
3.2.3认知计算认知计算(CognitiveComputation)是指仿生人类在认知过程中,对所有认知数据连续进行处理时所采用的全部算法。借助于认知计算,我们不但可以将外部世界纷繁复杂的信息进行量化、融合、转达,而且还可以把人类的认知机制建模在一个适合认知科学研究的认知模型中,开展认知实验,记录认知数据,计算认知性能指标,发现认知的本质和规律,并最终构建一个具有人类认知功能的“认知机”。
4认知模型的相关研究
4.1符号主义认知模型符号主义认知模型是最传统的认知模型,它的认知对象是符号。符号主义认知模型主要思想是把认知当成对理性符号的处理,借助于不同的产生式规则,对符号进行替换运算。产生式规则被描述成“条件———动作”形式,它模仿了人类在推理和解决问题对应不同条件执行的相应动作。符号主义认知模型的主要代表是NewellA提出的状态算子和结果模型SOAR(StateOperatorAndResult)、AndersonJK提出的思维适应性控制模型ACT(AdaptiveControlofThought)。SOAR是围绕着算子的选择和应用功能来组织产生式规则,其高层结构由控制策略、成果记忆区和工作记忆区组成。基于上述思想的SOAR实现了短时记忆的功能,并且很好地使概念、事实、规则有机结合在一起。ACT模拟人类高级认知过程的产生式规则,产生式规则系统由三个记忆部分组成:工作记忆、陈述性记忆和产生式记忆。产生式规则既可以由工作记忆根据现场情况临时产生,也可以是陈述性记忆存储的以往的产生式规则,还可以是产生式记忆中推理出的新的产生式规则。ACT实现了长期记忆的功能,较好地体现了认知过程中“从做中学”的思想。
4.2联结主义认知模型联结主义认知模型是一个巨大的信息节点交互网络,各节点与其他每个节点之间相互联结、相互影响,它的认知对象是在这个网络中传递的信息。联结主义认知模型模拟了人类的思维过程,具有自学习和自适应的能力。联结主义的典型代表是McClelland等人创立的平行分配过程模型PDP(ParallelDistributedProcessing),又称人工神经网络。PDP模拟了人类的神经网络,其特色在于信息的分布式存储和并行协同处理。虽然单个节点的结构极其简单,功能有限,但大量节点构成的网络系统所能实现的功能却很强大。
4.3脑逻辑认知模型脑逻辑认知模型是模拟大脑的认知机制而非生理解剖结构建立起来的认知模型,该模型包括思维引擎、记忆体和感知及动作缓存机制,力图研究记忆的意识对认知行为的影响。该方面的研究尤其以Calgary大学的WangYing-xu教授最为有名,WangYing-xu教授及其团队自2003年至2011年,连续发表了多篇论文,详细阐述了脑逻辑认知模型对人类认知的模拟、脑逻辑认知模型中如何实现认知中数据、信息、知识和行为间的关联。脑逻辑认知模型为计算机模拟自然智能行为和认知方法建立了基础[21]。国内学者提出的基于粒计算的认知模型和机制主义模型同样属于脑逻辑认知模型。
4.4认知模型的最新研究———一元事件认知模型一元事件认知模型如图3所示。
4.4.1一元事件认知模型的基本概念(1)认知元。认知的基本单位是认知元,以小写字母x、y、z等表示。及所在行的清晰度等属性值。(4)任务。任务记作j={r}k,是一个不完整的一元事件描述。(5)方法。方法是任务中缺省的必元或结元,是完成任务后输出的结果。
4.4.2一元事件认知模型的特征(1)本能。本能是一元事件认知模型各功能机构本身固有的操作序列,在满足一定的外部和内部条件时被触发执行。(2)hlt。hlt是一元事件认知模型的各功能机构的一种暂停状态,此时,它暂停一切操作,等待该功能机构某种本能被触发。(3)box。一元事件认知模型内部的各功能机构内都存在着一定数量的box,作为存放数据的中间存储单元。
4.4.3认知流程将按时间先后串行作用于一元事件认知模型上的一元事件、认识、任务定义为一个认知流程,如图4所示即是一个认知流程例子。5.4.4认知性能指标(1)成功率:认知模型到某一时刻止,完成的任务占提交的任务总数的比例,记作η。(2)潜能:认知模型到某一时刻止,能够完成的所有任务的总数,记作pl。(3)水平:某一时刻,记忆体的水平即为认知模型的水平,记作l。(4)认知量:认知模型在某一时刻,已经存储在记忆体中的认识总量,记作q。(5)认知率:认知模型在某一时刻之前,认知量和感悟及接受的认识总量之比,记作a。5.4.5一元事件认知模型的研究结论文献[22]认为,理想的认知模型随着认知流程的延续,各个认识的属性值呈动态变化,完成任务能够改变记忆体中存储的认识,而认知指标的变化则与记忆体容量的变化线性相关。图5a和图5b分别是一元事件认知模型中对应图4的认知流程实验,在容量c=19时,t9和t15两个不同的时刻,记忆体存储的认识属性变化情况。其中,认识y4的范数由1变化为3,单元数由2变化为8,复杂度由3变化为17,而全部认识y1、y2、y3、y4、y5、y6所在行的清晰度由6、3、5、4、2、1改变为0、4、5、1、3、2;而完成任务的前后,即t9和t15两个不同的时刻,记忆体中存储的认识由6个减少为5个。可见,一元事件认知模型中,随着认知流程的延续,各个认识的属性值都呈动态变化,而完成任务改变了记忆体中存储的认识。表1为在t9时刻和t15时刻,容量c变化时一元事件认知模型认知指标的对应变化。从表1中可以看出,不同时刻,当记忆体的容量c增大时,各项认知指标都相应增大,而当容量Figure5Cognitionstoredinmemorybankatt9andt15图5t9时刻和t15时刻记忆体中存储的认识减小时,各项认知指标又相应地减小。如认知指标潜能pl,当记忆体的容量c从10增加到19时,潜能pl从20增加到40,而当记忆体的容量c从21减小到19时,潜能pl从44减小到40。可见,认知指标的变化与记忆体容量的变化线性相关。更多的认知流程实验在一元事件认知模型上的结果和图5a、图5b及表1的结果相似,因此综合以上论述,可知一元事件认知模型是一种理想的认知模型。
5大脑存储模型的相关研究
5.1基于神经科学的大脑存储模型基于神经科学的大脑存储模型认为大脑存储认知信息的最小解剖单位是神经元细胞。大脑左右两个半球的表面是一层平均厚度约2.5mm的大脑皮层,由150亿个左右的神经元细胞构成,是认知信息存储的主要场所。大量的大脑皮层损伤病例及通过去除大脑皮层的某个区域或对大脑皮层的某个区域给予适当的物理刺激(如电流刺激)发现,大脑皮层的不同物理区域存储不同的认知信息。最新的研究发现,位于大脑前部的额叶(Fron-talLobe)区域存储与人类智能及运动有关的认知信息,位于大脑上部的顶叶(ParietalLobe)区域存储与人类的感觉、知觉及语言有关的信息,位于大脑后部的枕叶(OccipitalLobe)区域存储与人类视觉有关的信息,而位于大脑中部的颞叶(Tempo-ralLobe)区域则存储与人类听觉、嗅觉有关的信息。籍此,基于神经科学的大脑存储模型认为大脑的存储机制是将不同性质的认知信息在不同的大脑皮层区域分类存储。
5.2基于神经影像学的大脑存储模型基于神经影像学的大脑存储模型利用现代神经影像学技术,对人类认知活动产生的认知信息存储在大脑的物理位置进行定位,对大脑对认知信息的响应强度进行测量,对存储认知信息时脑区各部分之间相互关联的变化进行观察,从而建立对应的大脑存储模型。这些神经影像学技术包括直接测量与脑神经活动直接相关的生物电磁场变化信号的弥散张量成像DTI(DiffusionTensorImaging)、脑磁图MEG(Magnetoencephalography)、脑电图EEG(Electroencephalography)和事件相关电位(ERPs)等技术,以及间接测量脑神经活动引起的血液动力学变化信号的单光子发射计算层析成像(SPECT)、正电子发射层析成像(PET)和功能磁共振成像fMRI(functionalMagneticResonanceImage)等技术。其中,功能磁共振成像fMRI是在磁共振成像(MRI)技术的基础上发展起来的进行脑功能成像的新技术,可无创伤地对神经元活动进行比较准确的定位,并具有比较高的空间和时间分辨率及较好的可重复性,通过脑血流、葡萄糖代谢和受体的观察,依据血氧水平依赖性BOLD(BloodOxygenLevelDependent)脑功能成像方法,得到优质的fMRI图像,借助于先进的fMRI图像处理和分析技术,可以更精确地确定各脑功能区以及其内部构造和功能特点,尤其是脑的存储认知信息情况,因此成为目前最先进的大脑存储模型研究手段之一。基于上述的fMRI技术,人们发现了大脑存储认知信息的更精细结构。对短时间内需要存储和操作的信息—即工作记忆,大脑皮层会分配不同的区域存储不同类型的信息或作为操作的临时存储区。如词语工作记忆中信息是存储在左半球后顶叶皮质区(BA40),而词语工作记忆进行复述时,由左半球Broca区(BA44)、左前运动区(BA6)以及左辅助运动区(BA6)作为临时存储区;而空间工作记忆中的信息是存储在脑右半球一些脑区,包括右枕前皮质(BA19)、右前运动区(BA6)以及右脑前额叶腹侧(BA47);视觉工作记忆信息主要存储在左半球的顶叶和颞叶下部。对长时间内需要存储和操作的信息———长时记忆,大脑皮层也有相应的存储区域。如长时记忆的情景记忆信息是存储在左额叶、颞叶内侧和顶枕区,长时记忆的语义记忆信息存储在左侧前额叶和颞叶的左侧颞中回(BA21)和双侧颞顶区(BA37)[27]。fMRI研究还表明,某个大脑皮层区域存储对应类型的信息不是绝对的,在某些情况下(如另外一个大脑皮层区域被切除)它可以代偿存储另外一个大脑皮层区域应该存储的认知信息;进一步的研究还发现,内颞叶体积的缩小与长时记忆中的提取成功率减少有关,而随着人类年龄的增加,内颞叶体积有逐渐减小的趋势,这也解释了老年人相对于年轻人记忆力减退的原因[28]。
5.3基于心理学的大脑存储模型基于心理学的大脑存储模型把大脑当作一个黑箱,通过给被试提供不同的视觉素材、听觉素材及对应的记忆规则,研究被试在该记忆规则下对输入信息的记忆效果,从而把大脑黑箱还原成一个存储认知信息的存储模型。这些不同的视觉素材、听觉素材及对应的记忆规则构成了不同的研究人类大脑存储模型的心理学实验。其中经典的实验有Posner视觉信息编码实验、Clark和Chase句子-图画匹配实验、Sternberg短时记忆信息相加因素法实验、字母转换实验(“开窗”实验)、Peterson和Peterson遗忘进程实验、Waugh和Norman分开痕迹消退与干扰实验、四卡片证真和证伪等一系列心理学实验[29]。通过这一系列的实验,心理学家在关于大脑的存储模型上得出以下的共识:即大脑的存储模型是以Baddeley三成分模型为框架的泛工作记忆模型。Baddeley三成分模型是Baddeley等人最早提出的,他们认为刺激人类认知的信息被分为三种不同的成分,分别存储到大脑中不同功能的存储区中。其中,直接刺激人类感觉器官产生的视觉、听觉等认知信息被称为工作记忆信息,它们暂时存储在大脑的工作记忆区中,如果这些信息不被人类的认知进行处理,则这些信息很快就会从工作记忆区中消失,所以,工作记忆信息又被称为短时记忆信息;当工作记忆信息被人类的认知有意识地进行了一次处理,则生成的信息称为陈述性记忆信息,被存储在陈述性记忆区。而当工作记忆信息被人类的认知有意识地进行了重复的处理,则生成的信息称为程序性记忆信息,被存储在程序性记忆区内;程序性记忆信息存储在大脑中的时间最长,因此又被称为长时记忆信息,而陈述性记忆信息存储在大脑中的时间介于工作记忆信息和程序性记忆信息之间。心理学后续的关于大脑存储模型的研究扩展了工作记忆信息、陈述性记忆信息、程序性记忆信息的内涵和外延,但都基于工作记忆信息,所以统称为泛工作记忆模型。
5.4基于语言学的大脑存储模型语言是人类特有的信息交流与存储方式,人类的语言功能受大脑皮层的语言中枢控制,与大脑的关系极其复杂。很多语言学家从人类语言的组成单位及组织规则的角度,映射大脑对应的存储模型。Elissa等人认为,人类语言的组成单位有音节、词语、短语、句子、段落、篇章,它们都具有声学特征或语义特征,人类语言的组织规则是由小的语言组成单位分层递归地组合建构成较大的语言组成单位,正是不同的组织规则才构成了人类不同的语言。音节是最小的语言组成单位,音节的个数是有限的,人类大脑生来就具有识别和控制发出音节的神经元组织,即对音节的掌握是人类大脑的本能;由小的音节组合建构成大的词语,是后天训练学习的结果,这个训练学习的方式或程序构成了人类语言的第一层组织规则,并被牢牢地存储在大脑皮层中;依次类推,由词语构成短语,由短语构成句子,由句子构成段落,由段落构成篇章都是后天训练学习的结果,这些训练学习的方式或程序被作为人类语言不同层次的组织规则,相继存储在大脑皮层中。因此,基于语言学的大脑存储模型认为语言是不同层次的组织规则(程序)在本能音节(数据)上的运行结果(输出),大脑中存储的是语言的组织规则而非语言本身,任一层次组织规则的改变都可以改变语言本身,但处于较低层次的组织规则的改变对语言的改变影响更大。这种存储模型得到很多语言学家的支持。
6认知计算的相关研究
6.4基于脑电信号的认知计算基于脑电(EEG)信号的认知计算是设计一组认知实验,记录被试对应认知实验中不同认知活动的脑电信号,并通过对脑电信号的计算、分析,提取不同的认知活动对应的脑电信号特征。常见的认知实验有图片刺激实验、数字运算实验、规则提取实验等。被试一般经过挑选,文化程度较高且头发不太浓密的短发成年男性是首选。实验中,被试佩戴电极导数适中(如64导、128导)的电极帽,按要求完成认知实验中的任务。实验过程中生成的脑电信号被与电极帽相连的放大器放大,再经降噪、过滤、采样、A/D转换,最终生成特定格式的文件如.cnt文件,作为基于脑电信号的认知计算的原始数据存储在PC机中。认知计算继续对存储在PC机中的脑电信号的原始数据进行处理。去除坏样本是计算的第一步,比如发生严重漂移的EGA信号或明显的肌电、眼电信号。接着是根据脑电信号对不同认知活动进行特征提取,共空间模式CSP(CommonSpa-tialPattern)是最新的从多导的脑电信号中提取某种认知活动脑电信号特征的有效算法。该算法将某种认知活动对应的脑电信号进行标记,作为Ⅰ类,而把其它的所有信号进行标记,作为Ⅱ类。CSP通过对两类的脑电信号进行训练,得到一个投影矩阵P,P能将两类数据投影到方差区别最大的方向,从而去除了Ⅱ类信号的干扰,突出了Ⅰ类信号的特征。设V是包含两类信号的原始脑电信号,而Z是经过投影之后得到的可供特征提取及分类的脑电信号,则Z=PV。取A=(P-1)T,A的每一行向量被称为一个空间模式。CSP的关键是求解投影矩阵P,设供训练的输入脑电信号是一个K×T的矩阵,其中K是脑电数据的导数,T是数据的样本点数,X1是Ⅰ类带标记的训练数据,X2是Ⅱ类带标记的训练数据,X1的协方差矩阵为。
6.2基于功能磁共振(fMRI)数据的认知计算基于fMRI数据的认知计算分为三个步骤:认知活动实验、图像采集、数据分析。认知活动实验同样需要精心设计,所不同的是,为了提高fMRI图像中BLOD信号的信噪比,同一种认知活动的实验需要重复多次,重复的时间间隔称为刺激时间模式,常用的刺激时间模式有组块设计BD(BlockDesign)和事件相关设计ED(E-vent-relatedDesign)。图像采集包括fMRI图像采集和解剖图像采集两部分。fMRI图像通过采用特定的成像序列扫描而获得,扫描与实验同步进行;由于fMRI图像的分辨率和信噪比不高,还需要扫描一幅与fM-RI图像位置完全相同的高分辨率解剖图像,从而把fMRI图像得到的脑区激活信息对应到相应的解剖位置上,解剖图像一般采用3D图像或T1解剖结构图像。数据分析包括对采集的图像数据进行预处理及计算,以确定不同认知活动对应的解剖脑区。预处理一般包括层间时间校正、头动校正、标准化、平滑等;计算包括原始fMRI图像重建、转换成标准格式、fMRI图像层面时间校正和运动校正、fMRI图像的时间域滤波、fMRI图像的空间平滑、去除头皮外伪影、时间序列时间点数据的标准化、空间归一化或标准化、统计、激活脑区与解剖位置对应等。很多新开发的软件已经能够完成fMRI数据分析的某些功能,如美国Wisconxin医学院生物物理研究所研制的ANFI、Friston等人开发的SPM、美国匹兹堡大学CCN实验室(ClinicalCog-nitiveNeurosciencelaboratory)开发的NIS、商业fMRI数据分析软件BrainVoyage等。
6.3基于视听觉信息的认知计算基于视听觉信息的认知计算将认知定义为大脑对视听觉信息的计算,它的认知数据就是被人类直接感知和理解的一组图像、语音和文本(语言)等信息。认知计算的目标是从人类的视听觉认知机理出发,研究并构建新的计算模型与计算方法,提高计算机对非结构化视听觉感知信息的理解能力和海量异构信息的处理效率,克服图像、语音和文本(语言)信息处理所面临的瓶颈困难。认知计算主要解决感知特征提取、表达与整合,感知数据的机器学习与理解,多模态信息协同计算等核心科学问题。目前,基于视听觉信息的认知计算已经在视听觉信息协同计算、自然语言理解以及与视听觉认知相关的人脑―计算机接口等三项关键技术方面取得一定的突破,Google公司已经研制成功集成上述相关研究成果、具有自然环境感知与智能行为决策能力的无人驾驶车辆,并成功地在加州的公路上行驶了20万公里。
关键词:神经经济学;传统经济学;决策潜意识;经济行为;神经层面
理性主义历来是传统经济学家坚守的阵地,然而由于传统经济学说在一些理论推理过程中所作的假设难以衡量,又与现实经济生活中的经济决策行为多有违背,因而备受质疑。特别是美国Baylor医学院的科学家所做的“百事可乐”品尝实验证实了“可口可乐”市场份额高的原因并不是出自“可口可乐”的口味偏好,而是受其品牌影响,这表明与味觉相关的低级认知功能被高级认知功能所取代[1],从而进一步说明,应用传统的理性经济人的假设是存在缺陷的,经济学领域尚有未知的“新大陆”有待人们去挖掘和探索。伴随着脑成像为代表的神经科学技术的快速发展和神经心理学研究手段的日益成熟,这片经济领域的“新大陆”很快成为学界和商界关注的热点,逐步被揭开其神秘的面纱。
深入探索神经经济学,挖掘大脑的经济决策机制,一方面可以促使经济学家重新认识经济学的核心经济理论,弥补经济学领域的空白,进一步拓展经济学的研究方法;另一方面可以将所得到的研究成果应用于商业推销、法庭博弈等实践活动,更好地为实践服务。
一、走出传统经济学的困境在这样的背景下,神经经济学正是以其独特的视角、跨学科的研究方法以及实验手段实现了对人类经济行为的更好解释与预测。神经经济学试图为大脑复杂的决策过程探寻一种更加准确与完善的决策模型。它不仅为行为经济学的很多理论建立了神经学基础,而且发现了那些对决策有重要影响的却被忽视的生理学变量。
二、神经经济学研究方法
(一)脑电图技术
脑电图是最早引入神经经济学研究的一种技术,它将脑细胞生物电活动的电位作为纵轴,时间作为横轴,这样把头皮上的两点之间或头皮之间的电位差通过电子放大仪器放大并记录下来。脑电图作为一种常规检测手段有其自身的特点:首先,它具有实时性,可以直接监视大脑神经的活动;其次,它具有可得性,便于携带,方便实地检测;再次,它的造价成本相对低廉,可以支持较大范围和规模的实验。然而,由于它只记录头皮两点的电位差,因而它只能探测到大脑表面的部分活动[2]。
(二)功能磁共振成像技术
功能磁共振成像技术(FMRI)依靠追踪血液携氧变化而产生的磁性变化感应成像,图像能客观反映外界及心理因素刺激引起的大脑相应区域活动的变化,且具有无辐射无损伤的独特优势,已广泛应用于认知科学和心理学领域的研究。
美国著名的尼尔森市场调查公司将其作为市场研究的主要手段之一,同时它也是神经经济学领域研究的重要技术方法。[2]功能性核磁共振成像技术作为一种先进的研究手段也有一定的弊端:首先,其造影造价昂贵,仪器十分复杂,对被试者的影响较大;其次,检测过程中血液流动与神经区域被激活存在一定的时间滞后性。然而,其最大的优势是空间延展性强,能够记录整个大脑和各个细分层面的神经区域活动情况。
(三)统计分析法
脑成像技术为统计学的发展提供了平台也带来了挑战。由于图像数据的特殊性,它需要经过预处理以消除噪音等瑕疵。
1. p值法。P值检验法在脑成像的早期应用较为广泛,其核心思想是对统计数据进行假设检验,运用P值对所得到的数据进行反复检验和修正。随着统计学的发展,目前也出现了对图像数据处理的新方法,比如Peltier使用自组织图来刻画神经网络。Mitchell也提出了将机器学习算法应用于FMRI数据集来对认知状态加以分类[3]。这些基于P值分析的新方法能够在一定程度上减弱图像对比的频繁度,提高分析的有效性。
2. 时空序列法。在脑成像研究领域里,时空序列法是一项常用的技术。在FMRI中,先将每一个体素视为独立的单元应用到通用线性模型中,然后借助指数平滑法来统一数据形式,使之便于处理[3]。此外,也可以将通用线性模型扩展为聚合模型和混合模型等更为复杂的模型。有些技术试图根据通用线性模型的参数对数据间的关系进行建模。
三、神经经济学主要的研究课题
(一)效度计算在决策中的新发现
效度是经济学领域的核心概念。经济学家认为,人们会对可能的选择赋予效度,通过比较效度来做出最终抉择。然而,由于作出的选择所涉及的奖赏激励范围很广,因而对于如何计算效度仍是个未知数。尽管如此,借助FMRI,研究人员仍然得出了一些令人兴奋的结论:第一,不同类型的奖赏激励通常会增强公用神经结构的活性;第二,通过FMRI实验进一步证明了预期理论的核心观点,即效度是在通过对比绝对值与参照点的基础上加以计算的;第三,进一步解释了在经济决策中效度计算的跨期折现问题。研究表明,人的大脑至少有两套折现结构,一种是对即刻奖赏敏感的结构,另一种是对远期奖赏敏感的结构。[3]
(二)情感因素在决策中的作用
众所周知,情绪会影响一个人的决策。然而,由于对情绪进行定量计算并不容易,因而传统的经济学研究通常忽视其对决策的影响。有别于传统经济学,行为经济学开始关注情绪在决策中的作用。这其中研究的较为成熟的是后悔理论。研究人员发现,在内侧前额区、前扣带皮层和海马区,后悔程度的增加会强化这些区域的活性[4]。研究还表明,额叶皮层在协调后悔经历的过程中扮演着核心的角色。所以,预期情绪的能力对作出合理的决策是至关重要的。
(三)不确定性决策
根据各选项结果的概率是否可知,可以将不确定性决策分为风险决策和含糊决策。借助FMRI技术,研究人员发现个体在面临收益时厌恶风险,在面临损失时追求风险;而在含糊情境下,个体无论是面对收益还是面对损失都采取含糊规避。[4]Huettel等人在此基础上,创造性地将被试的主观经济偏好与相应的大脑神经活动相连。该实验要求被试者在每组博弈中作出选择,实验发现被试者的含糊偏好能够预测外侧前额叶皮质的活动,并且该区域的活动与个体行为冲动的临床测试负相关,这说明大脑此区域主要负责情境分析并且抑制冲动反应。有关风险与含糊情境下决策的神经机制正在进行深入的研究。
四、神经经济学发展遇到的阻碍
(一)技术水平方面阻碍
(二)伦理道德方面阻碍
在神经经济学研究的日益深入及其应用价值日益显现的同时,也有不少人对这一研究的伦理性提出了质疑。很多人认为这种“读脑活动”会控制人们的决策行为,很大程度上侵犯了人们的隐私权,这使得神经营销学逐渐在消费伦理和企业道德的边缘徘徊。美国的消费者组织——商业警报则抗议使用神经科学的手段来解决营销问题,认为这是把商业引向病态:跨国公司企图控制人的购买决策行为[5]。此外,一些不法分子也可能会研发某种神经药物来操控人们的行为。随着神经经济学研究的愈加深入,技术愈加成熟,这些担忧也并非空穴来风。
(三)神经活动交互不确定性方面阻碍
人脑是一个十分复杂的层级决策机构,从结构和功能上可以分为大脑、小脑、脑干三部分。其中大脑又包括额叶、顶叶、枕叶和颜叶四部分,每一部分又可以继续分为更为具体的功能模块。然而,当面对某一外来刺激时,并非是某一或某几个功能模块起作用,而是各功能模块协同运作的结果。虽然研究人员可以通过检测脑区所收刺激的强度来作出判断,但这种客观性也是难以保证的。比如测试人员可能恰巧受到某些积极或消极情绪的影响,这种影响会极大地妨碍实验的客观性和检测的准确性。
五、神经经济学的未来应用前景
神经经济学在认知科学领域的应用产生了认知神经科学,它是神经科学的一个重要分支,是对脑神经系统的智能活动过程进行实验研究和模拟研究。认知神经科学研究以两个基本观点为基础:第一,脑的结构与功能具有多层次性,而且大脑结构的多层次性导致了其功能的多层次性;第二,脑的结构是脑功能的基础,但结构与功能之间不存在简单的对应关系[5]。随着神经科学研究技术的迅速发展,已经可以对人类的心理感受和思维活动加以测量,从而使我们以一种新的视角理解人类的思想和行为。
(一)神经经济学在商业推销领域的应用
推销策略是否能吸引消费者的眼球是企业最为关心的问题。以广告设计公司为例,传统营销学主要借助小范围的宣传以及调查问卷的方式来探寻消费者的购买意愿,从而检验广告是否能达到预期效果。然而,由于存在消费者的主观偏差以及调查问卷中存在误差等因素,传统的营销学手段难以在深层面挖掘消费者购买决策的真实意愿。而神经营销学通过探索大脑不同区域对刺激的不同反应来调整广告刺激的设计方式。许多营销公司都在试图找到一种最好的广告陈述方式,从而使广告的产品或服务更加吸引人。英国营销机构dash;—囚徒困境所得到的决策结果已给传统的“理性经济人”假设带来了巨大挑战。人们开始转换思维方式探索博弈论的内在机理,这其中神经经济学在法庭博弈中的应用是重要研究方向之一。更好地理解人类思考过程可以从两个方面帮助我们研究法律问题。第一,可以更好地预测法律制度对行为的影响,使我们能够更有效地构建法律制度;第二,有助于更好地理解社会成员福利的含义,为制度决策提供依据[8]。神经经济学实验通过改变“法律”,使行为主体在几种不同的法律制度框架下作出选择,从而为更好地制定公共政策提供依据。
六、总结
神经经济学作为正在被探索和发现的“新大陆”日渐改变着人们对经济学的看法。以往传统的经济学是通过调查问卷、谈话采访等方式研究和预测人们的决策行为,主观性较强。而神经经济学则通过深入大脑来捕捉人们的潜意识,挖掘大脑决策的非理性因素。神经经济学是对经济学基础理论的有益补充,它将有助于解释许多传统理论无法解释的现象。
神经经济学作为一门边缘学科,它提供了一种崭新的研究方法,揭开了依靠实验研究经济学的新篇章。它在融汇传统经济学研究方法的基础上,以实验经济学、实验心理学以及行为科学为指导,借助先进的神经学检测设备展开研究,从而将经济学导入实验研究的轨道上来。不过就目前来说,它的研究还是过多地侧重于大脑功能的研究,多学科融合的深度明显不足,其自身的理论框架还有待进一步建立完善。
在当前情况下,神经经济学只是对人们行为背后的神经学原理进行研究,但对利用这些原理来预测和指导人们行为则缺乏足够了解,这也受到了不少神经经济学反对者的批评。此外,神经经济学在快速发展的同时也受到了一些来自学界和伦理界的阻碍和质疑。然而其极强的应用价值和广泛的商业前景也预示着这块蕴藏科学价值和商业价值的“新大陆”必将为人们所探知。
参考文献:[2]朱琪,陈乐优.神经经济学和神经管理学的前沿[J].经济学家,2007,(4).
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[4]汪蕾,林志萍,马庆国.神经经济学:经济决策研究的新视角[J].经济学家,2009,(3).
[5]余荣军,周晓林.神经经济学:打开经济行为背后的“黑箱”[J].科学通报,2007,(9).
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[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.
责任编辑:武玲玲
责任校对:学 诗
Neuroeconomics——Neics
Liu Zheng, Chen MEimEI
一、引言
资源共享框架是在对语言和音乐关系的认知研究的基础上提出的理论假设。该框架通过双系统的方法对认知加工过程中的领域特异性知识和整合这些知识的共享神经资源做了基本的概念区分,并且提出语言和音乐在很大程度上存在着加工机制上的共享和重合(Patel,2012)。事实上,这一理论框架提出的初衷是为了解决语言和音乐在句法加工方面的矛盾,一方面,来自神经心理学的证据认为语言和音乐在句法加工的脑机制上是分离的;另一方面,来自神经成像方面的证据指出两者存在重叠,即“句法整合资源共享假说”。之后,研究者对该假说进行了发展,认为它不仅可以用于解释语言和音乐句法理解的在线加工,而且还可以用于说明两者在语音层面上的关系。这就是资源共享框架。
简言之,该框架认为,语言和音乐虽然在很多方面存在差异,但是在认知加工的不同层次上具有更深层的联系,尤其是在声音的感知方面。本文将对该理论框架本身以及相关的研究做一个简单的回顾,希望可以有助于今后的研究者更深入地认识人类大脑的认知功能。
二、资源共享框架的早期研究回顾
(一)来自神经心理学的领域特异性证据
在语言和音乐的神经科学研究中,最让人振奋的发现就是正常人在脑损伤后,语言和音乐认知上存在选择性的缺陷。即有的脑损伤患者虽然在语言方面存在障碍,但是音乐感知的能力很正常;有的脑损伤患者在语言方面没有问题,但在音乐认知上出现了困难。前者称为失语症,后者称为失乐症。虽然这样的病例很少,但却意义重大。因为这意味着语言和音乐在大脑中很可能是有特异性的、相互分离的。例如,Peretz和他的同事所研究的一个病人GL(失乐但不失语)。他是一名脑中风患者,初级听觉皮层区没有损伤,但是听觉联合区周围的缘上颞回受损,之后发现该患者在音乐句法认知上存在缺陷,不能感知音乐的调性,但是经失语量表的测查,他的语言句法理解加工没有问题。此外,在失语但不失乐的案例中,以俄罗斯作曲家Shebalin最为典型。他的左脑先后经历了两次中风,伤及的脑区主要是颞叶和顶叶。在第二次中风后,他的语言在理解和产生上都出现了困难,但是他却依然创作出了多首高质量的乐曲,这说明他的音乐认知能力并没有因此受损。
(二)来自神经成像技术的证据:挑战领域特异性
如果仅仅是依据来自神经心理学上的证据,我们将可以断定语言和音乐在认知功能上很大程度上是分离的。但是,来自神经成像技术方面的诸多证据则表明正常人在语言和音乐加工上存在重叠。比如,Maess和Koelsch等的脑磁图研究中发现,对和声序进中走调和弦的察觉激活了布洛卡区和右半球的对应脑区,表明音乐规则有可能也在这个脑区进行加工,因此,布洛卡区的语言特异性受到质疑,为语言和音乐的神经机制的重叠性提供了证据(Maess et al.,2001)。Brown等研究发现被试对不规则的、或与预期不符合的和弦序进的觉察激活了包括布洛卡区、维尔尼克区、颞上回等在内的皮层网络(Brown et al.,2006)。这个研究结果与前面所述的Maess的研究结果都认为语言和音乐加工很可能分享一些共同的神经基础。
总之,来自fMRI、ERP以及PET等多种技术的实验研究都发现语言和音乐在正常人的认知加工上有重叠。
三、资源共享框架的发展现状及相关研究
(一)资源共享框架简述
神经心理学和神经成像技术从不同的视角表明了语言和音乐的脑机制上的联系。前者支持“领域特异性的分离”说,而后者则挑战“领域特异性的重叠”说。资源共享框架正是为了对这一有争议的问题进行解释,进而引导未来的研究方向。
资源共享框架有两大基本原则:
首先,语言和音乐的表征是领域特异性的。比如,语言中的词汇知识和它们的句法属性涉及到一系列的表征是不同于音乐中的和弦语和声关系的表征的。资源共享框架所假定的领域特异性表征是储存在不同联结网络的长时记忆中的。因此,这些表征很可能就是选择性损伤的区域,从而也就导致了语言和音乐认知上的分离。
其次,对领域特异性知识的相似的认知心理操作和加工,表明两者在神经资源上是有共享的。之前假定了领域特异性,也就是在概念上区分了表征和加工。如果语言和音乐在加工上共享神经资源,那么就可以观察到相似的大脑特征。
实证研究上,最有力并且最多的证据是对于语言和音乐的句法理解加工和声范畴学习的研究。在句法层面,语言和音乐的理论和实证研究均比较丰富,并且在领域特异性上的争议也是一直持续;在语音层面,研究的焦点是音乐能力和语言音位能力之间的联系,并且取得了不少的证据。这些发现具有重要的意义尤其是在教育和临床上,包括一些语言障碍的康复治疗。因此,对于语言和音乐在认知神经资源上所共享的本质的研究具有非常重要的实践意义。
(二)资源共享框架的句法研究
根据神经成像技术方面的证据以及相关的认知理论,Patel以依存位置理论、预期理论以及调性音高空间理论为基础,提出语言和音乐在结构整合加工上共享神经资源,这就是“句法整合资源共享假说”。 该假说认为,加工词或和弦所需要的认知资源是由它们本身与整个句子或乐曲的关联性决定的,关联程度较小的词或和弦,需要更多的加工资源,才能把它们从“表征”中提取出来。对于音乐和语言而言,两者在表征区域是各自独立的,但加工时所需的资源及负责加工的脑区却是相同的(Patel,2003)。
在过去将语言和音乐结合起来进行的研究中,焦点主要在于语言语义加工和音乐和声加工的关系上。近年来由于SSIRH假说的推动开始将语言句法加工和音乐句法加工结合起来进行研究。比如Fedorenkl等人(2009)的行为研究表明语言和音乐结构整合的一些方面依赖于共享的加工资源。Slevc等人(2009)发现在语言操纵类型(句法或语义)、语言预期和音乐预期上显著的三因素交互作用。因此,加工和声非预期和弦干扰了语言句法加工,但不影响语义加工。
资源共享框架在句法层面上已然做了很多的工作,并取得了较为成熟的理论和实证成果,但是至今尚不存在令人信服的证据支持罹患脑损伤的普通个体身上存在音乐和语言句法能力的双重分离。目前为止,来自失语症的研究主要是早期的Frances等和Patel等,尤其是后者使用非音乐家作为被试发现语言和音乐句法失调之间存在联系。因此,想要真正说明资源共享框架句法层面的假设,在失语症方面的研究是很有必要的。
(三)资源共享框架的语音研究
和句法类似,语言和音乐在声系统上似乎没有什么共同之处。但是,从认知神经科学的观点看,两者很可能具有深层的相似性,即两个系统都依赖于习得的声范畴的心理框架。因此比较研究音乐和语言声系统的焦点,就是产生和保持这种习得的声范畴的机制。这些机制在何等程度上被两者共享?一种可能是,这些机制没有共同之处:音乐和语言声系统之间的认知分离和神经分离似乎说明的确如此;另一种可能是,音乐和语言的声范畴学习在很大程度上有共同机制,称之为“共有声范畴学习机制假设”,这种重叠对于围绕人类交流能力的发展而展开的实际和理论问题都具有重要意义。(杨玉芳,2012)。
四、结语
本文主要阐述了资源共享框架的理论和实证研究,尤其需要注意的是贯穿整个框架的两大原则。也就是说,不论是在在线加工还是认知发展的其他方面,区分领域特异性知识和整合这些知识的神经资源是非常有必要的。当然,语言和音乐共享的神经资源也有可能被其他心理机能的加工所共享。
资源共享框架是根植于认知神经科学的理论,因此,对该框架的检验需要将认知理论和神经科学的实证研究相结合。而这一研究的目标就是从完善或修正理论框架出发,进行更深入的科学研究,从而阐明语言和音乐能力所共享的认知神经基础。
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[4]Fedorenko,E.,Patel,A.D.,Casasanto,D.,Winawer,
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[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.
中图分类号:F016 文献标识码:A 文章编号:1003-3890(2010)09-0078-04
理性主义历来是传统经济学家坚守的阵地,然而由于传统经济学说在一些理论推理过程中所作的假设难以衡量,又与现实经济生活中的经济决策行为多有违背,因而备受质疑。特别是美国Baylor医学院的科学家所做的“百事可乐”品尝实验证实了“可口可乐”市场份额高的原因并不是出自“可口可乐”的口味偏好,而是受其品牌影响,这表明与味觉相关的低级认知功能被高级认知功能所取代[1],从而进一步说明,应用传统的理性经济人的假设是存在缺陷的,经济学领域尚有未知的“新大陆”有待人们去挖掘和探索。伴随着脑成像为代表的神经科学技术的快速发展和神经心理学研究手段的日益成熟,这片经济领域的“新大陆”很快成为学界和商界关注的热点,逐步被揭开其神秘的面纱。
深入探索神经经济学,挖掘大脑的经济决策机制,一方面可以促使经济学家重新认识经济学的核心经济理论,弥补经济学领域的空白,进一步拓展经济学的研究方法;另一方面可以将所得到的研究成果应用于商业推销、法庭博弈等实践活动,更好地为实践服务。
一、走出传统经济学的困境
传统经济学体系是建立在“理性经济人”假设和逻辑演绎方法论的基础之上的。它假定人是完全理性的经济动物,所作出的各项决策的终极目标是追求利益最大化。该理论经过上百年的延续仿佛已经成为经济学界的不二法则。然而,众多学者已经提出“人真的有那么理性吗?”经济生活中大量存在的“不理性”现象对经济学的完全理性原则形成挑战。一个有趣的实验表明,相比盛在大杯中的10盎司冰激凌,人们愿意为盛在小杯中的8盎司冰激凌支付更多的钱,原因仅仅是因为小杯盛满了。[2]此外,人们在作出经济决策时也不完全是利己主义的,很多情况下可能因为环境的影响以及互惠关系的作用作出“利他”的行为。凡此种种均表明经济学领域尚有未被人们完全弄清楚的“新大陆”。
在这样的背景下,神经经济学正是以其独特的视角、跨学科的研究方法以及实验手段实现了对人类经济行为的更好解释与预测。神经经济学试图为大脑复杂的决策过程探寻一种更加准确与完善的决策模型。它不仅为行为经济学的很多理论建立了神经学基础,而且发现了那些对决策有重要影响的却被忽视的生理学变量。
二、神经经济学研究方法
(一)脑电图技术
脑电图是最早引入神经经济学研究的一种技术,它将脑细胞生物电活动的电位作为纵轴,时间作为横轴,这样把头皮上的两点之间或头皮之间的电位差通过电子放大仪器放大并记录下来。脑电图作为一种常规检测手段有其自身的特点:首先,它具有实时性,可以直接监视大脑神经的活动;其次,它具有可得性,便于携带,方便实地检测;再次,它的造价成本相对低廉,可以支持较大范围和规模的实验。然而,由于它只记录头皮两点的电位差,因而它只能探测到大脑表面的部分活动[2]。
(二)功能磁共振成像技术
功能磁共振成像技术(FMRI)依靠追踪血液携氧变化而产生的磁性变化感应成像,图像能客观反映外界及心理因素刺激引起的大脑相应区域活动的变化,且具有无辐射无损伤的独特优势,已广泛应用于认知科学和心理学领域的研究。
美国著名的尼尔森市场调查公司将其作为市场研究的主要手段之一,同时它也是神经经济学领域研究的重要技术方法。[2]功能性核磁共振成像技术作为一种先进的研究手段也有一定的弊端:首先,其造影造价昂贵,仪器十分复杂,对被试者的影响较大;其次,检测过程中血液流动与神经区域被激活存在一定的时间滞后性。然而,其最大的优势是空间延展性强,能够记录整个大脑和各个细分层面的神经区域活动情况。
(三)统计分析法
脑成像技术为统计学的发展提供了平台也带来了挑战。由于图像数据的特殊性,它需要经过预处理以消除噪音等瑕疵。
1. p值法。P值检验法在脑成像的早期应用较为广泛,其核心思想是对统计数据进行假设检验,运用P值对所得到的数据进行反复检验和修正。随着统计学的发展,目前也出现了对图像数据处理的新方法,比如Peltier使用自组织图来刻画神经网络。Mitchell也提出了将机器学习算法应用于FMRI数据集来对认知状态加以分类[3]。这些基于P值分析的新方法能够在一定程度上减弱图像对比的频繁度,提高分析的有效性。
2. 时空序列法。在脑成像研究领域里,时空序列法是一项常用的技术。在FMRI中,先将每一个体素视为独立的单元应用到通用线性模型中,然后借助指数平滑法来统一数据形式,使之便于处理[3]。此外,也可以将通用线性模型扩展为聚合模型和混合模型等更为复杂的模型。有些技术试图根据通用线性模型的参数对数据间的关系进行建模。
三、神经经济学主要的研究课题
(一)效度计算在决策中的新发现
效度是经济学领域的核心概念。经济学家认为,人们会对可能的选择赋予效度,通过比较效度来做出最终抉择。然而,由于作出的选择所涉及的奖赏激励范围很广,因而对于如何计算效度仍是个未知数。尽管如此,借助FMRI,研究人员仍然得出了一些令人兴奋的结论:第一,不同类型的奖赏激励通常会增强公用神经结构的活性;第二,通过FMRI实验进一步证明了预期理论的核心观点,即效度是在通过对比绝对值与参照点的基础上加以计算的;第三,进一步解释了在经济决策中效度计算的跨期折现问题。研究表明,人的大脑至少有两套折现结构,一种是对即刻奖赏敏感的结构,另一种是对远期奖赏敏感的结构。[3]
(二)情感因素在决策中的作用
众所周知,情绪会影响一个人的决策。然而,由于对情绪进行定量计算并不容易,因而传统的经济学研究通常忽视其对决策的影响。有别于传统经济学,行为经济学开始关注情绪在决策中的作用。这其中研究的较为成熟的是后悔理论。研究人员发现,在内侧前额区、前扣带皮层和海马区,后悔程度的增加会强化这些区域的活性[4]。研究还表明,额叶皮层在协调后悔经历的过程中扮演着核心的角色。所以,预期情绪的能力对作出合理的决策是至关重要的。
(三)不确定性决策
根据各选项结果的概率是否可知,可以将不确定性决策分为风险决策和含糊决策。借助FMRI技术,研究人员发现个体在面临收益时厌恶风险,在面临损失时追求风险;而在含糊情境下,个体无论是面对收益还是面对损失都采取含糊规避。[4]Huettel等人在此基础上,创造性地将被试的主观经济偏好与相应的大脑神经活动相连。该实验要求被试者在每组博弈中作出选择,实验发现被试者的含糊偏好能够预测外侧前额叶皮质的活动,并且该区域的活动与个体行为冲动的临床测试负相关,这说明大脑此区域主要负责情境分析并且抑制冲动反应。有关风险与含糊情境下决策的神经机制正在进行深入的研究。
四、神经经济学发展遇到的阻碍
(一)技术水平方面阻碍
伴随着以脑成像为代表的神经实验技术的快速发展,科研人员已能够在较精确的范围内观测到神经反应。然而,用来进行这项研究的FMRI实验设备造价昂贵,很难做到使受试者在自然条件下接受实验。美国的调查显示,使用功能磁共振成像扫描获得动态图片,每人每小时收费1 000美元,而1个包含12名测试者的单项实验则需要花费5万美元;并且该设备难以移动,导致受试者只能在实验室中且是在受控的条件下接受测试,从而影响实验的客观性[4]。此外,由于人的神经活动是在刹那间完成的,即便使用高精密的探测仪器,也无法追踪神经反应轨迹。
(二)伦理道德方面阻碍
在神经经济学研究的日益深入及其应用价值日益显现的同时,也有不少人对这一研究的伦理性提出了质疑。很多人认为这种“读脑活动”会控制人们的决策行为,很大程度上侵犯了人们的隐私权,这使得神经营销学逐渐在消费伦理和企业道德的边缘徘徊。美国的消费者组织――商业警报则抗议使用神经科学的手段来解决营销问题,认为这是把商业引向病态:跨国公司企图控制人的购买决策行为[5]。此外,一些不法分子也可能会研发某种神经药物来操控人们的行为。随着神经经济学研究的愈加深入,技术愈加成熟,这些担忧也并非空穴来风。
(三)神经活动交互不确定性方面阻碍
人脑是一个十分复杂的层级决策机构,从结构和功能上可以分为大脑、小脑、脑干三部分。其中大脑又包括额叶、顶叶、枕叶和颜叶四部分,每一部分又可以继续分为更为具体的功能模块。然而,当面对某一外来刺激时,并非是某一或某几个功能模块起作用,而是各功能模块协同运作的结果。虽然研究人员可以通过检测脑区所收刺激的强度来作出判断,但这种客观性也是难以保证的。比如测试人员可能恰巧受到某些积极或消极情绪的影响,这种影响会极大地妨碍实验的客观性和检测的准确性。
五、神经经济学的未来应用前景
神经经济学在认知科学领域的应用产生了认知神经科学,它是神经科学的一个重要分支,是对脑神经系统的智能活动过程进行实验研究和模拟研究。认知神经科学研究以两个基本观点为基础:第一,脑的结构与功能具有多层次性,而且大脑结构的多层次性导致了其功能的多层次性;第二,脑的结构是脑功能的基础,但结构与功能之间不存在简单的对应关系[5]。随着神经科学研究技术的迅速发展,已经可以对人类的心理感受和思维活动加以测量,从而使我们以一种新的视角理解人类的思想和行为。
(一)神经经济学在商业推销领域的应用
推销策略是否能吸引消费者的眼球是企业最为关心的问题。以广告设计公司为例,传统营销学主要借助小范围的宣传以及调查问卷的方式来探寻消费者的购买意愿,从而检验广告是否能达到预期效果。然而,由于存在消费者的主观偏差以及调查问卷中存在误差等因素,传统的营销学手段难以在深层面挖掘消费者购买决策的真实意愿。而神经营销学通过探索大脑不同区域对刺激的不同反应来调整广告刺激的设计方式。许多营销公司都在试图找到一种最好的广告陈述方式,从而使广告的产品或服务更加吸引人。英国营销机构Weapon7通过在广告中添加可视图像,促使大脑下意识地储存信息,使得广告信息存入客户大脑。可见,通过神经营销学可以高效准确地找到这种“情绪按钮”[6]。
(二)神经济学在金融投资领域中的应用
神经经济学能够为金融学提供神经学的理论基础,把人们的金融决策行为用神经学的观点加以分析运用,从而以更科学的方法对待和处理金融决策问题。在对金融决策过程的神经经济学的研究中,人们发现大脑的前额叶系统与金融决策有密切关系[7]。人们还可以利用神经科学研究金融市场上投资者的投资行为,了解证券市场信息以及投资者本身的情感状态如何驱动他们作出投资决策,从而设计出更加人性化、更具赢利性的市场投资模型。
(三)神经经济学在法庭博弈中的应用
人们在作出决策时通常要经历大脑的博弈过程,这也是神经经济学研究的热点问题。著名的博弈问题――囚徒困境所得到的决策结果已给传统的“理性经济人”假设带来了巨大挑战。人们开始转换思维方式探索博弈论的内在机理,这其中神经经济学在法庭博弈中的应用是重要研究方向之一。更好地理解人类思考过程可以从两个方面帮助我们研究法律问题。第一,可以更好地预测法律制度对行为的影响,使我们能够更有效地构建法律制度;第二,有助于更好地理解社会成员福利的含义,为制度决策提供依据[8]。神经经济学实验通过改变“法律”,使行为主体在几种不同的法律制度框架下作出选择,从而为更好地制定公共政策提供依据。
六、总结
神经经济学作为正在被探索和发现的“新大陆”日渐改变着人们对经济学的看法。以往传统的经济学是通过调查问卷、谈话采访等方式研究和预测人们的决策行为,主观性较强。而神经经济学则通过深入大脑来捕捉人们的潜意识,挖掘大脑决策的非理性因素。神经经济学是对经济学基础理论的有益补充,它将有助于解释许多传统理论无法解释的现象。
神经经济学作为一门边缘学科,它提供了一种崭新的研究方法,揭开了依靠实验研究经济学的新篇章。它在融汇传统经济学研究方法的基础上,以实验经济学、实验心理学以及行为科学为指导,借助先进的神经学检测设备展开研究,从而将经济学导入实验研究的轨道上来。不过就目前来说,它的研究还是过多地侧重于大脑功能的研究,多学科融合的深度明显不足,其自身的理论框架还有待进一步建立完善。
在当前情况下,神经经济学只是对人们行为背后的神经学原理进行研究,但对利用这些原理来预测和指导人们行为则缺乏足够了解,这也受到了不少神经经济学反对者的批评。此外,神经经济学在快速发展的同时也受到了一些来自学界和伦理界的阻碍和质疑。然而其极强的应用价值和广泛的商业前景也预示着这块蕴藏科学价值和商业价值的“新大陆”必将为人们所探知。
参考文献:
[1]万迪,乔志林.神经经济学探析[J].外国经济与管理,2005,(9).
[2]朱琪,陈乐优.神经经济学和神经管理学的前沿[J].经济学家,2007,(4).
[3]马庆国,王小毅.认知神经科学、神经经济学和神经管理学[J].管理世界,2006,(10).
[4]汪蕾,林志萍,马庆国.神经经济学:经济决策研究的新视角[J].经济学家,2009,(3).
[5]余荣军,周晓林.神经经济学:打开经济行为背后的“黑箱”[J].科学通报,2007,(9).
[6]马庆国,舒良超,王小毅.创新营销思维――神经营销发现“购买按钮”[J].企业管理,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