刘嘉

◎北京师范大学心理学院院长

◎北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室特聘教授

◎中国科学院大学生物物理所认知科学重点实验室教授

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■本报见习记者 袁一雪

人的想法从何而来，精神层面的问题从生理上是否能够找到原因？在心理研究的历史上，有一群科学家在追寻真理的道路上前仆后继，其中的一些人开创了为心理寻找生理落脚点的交叉学科——认知神经学，它又被科学家认为是向智能的本质和意识的起源这一基本的重大理论问题发起冲击的学科。

在上世纪八九十年代，心理学研究者正式注意到在认知神经学研究诞生之前，这项学科已经经由现代科学之手，纠正了曾经的“弯路”。

从颅相学说起

早在18世纪，德国解剖学家加尔就提出，人的心理功能都对应了大脑某一特定区域，这些区域按一定比例造就了人不同的能力与性格，颅骨的形状与大脑的区域是相关的，如果人的某一种心理机能发展得好，那么这个人的颅骨就会有一个隆起，相反，颅骨则会有一个坑窝。因此通过测量人的头颅便能够判断每个人不同的个性与人格。这一理论被称为“颅相学”。

为了印证这一学说，加尔将人类头颅骨头突出形状共分为了26个骨突，并分别加以编号。他认为不同的骨突显示一个人不同的秉性才能。比如1号骨突代表天生具有破坏性，2号骨突表示多情性等等。

虽然，颅相学理论早已被打入伪科学的冷宫，但是它在人们认识大脑的过程中产生了不可磨灭的作用。北京师范大学心理学院院长刘嘉认为，加尔提出了大脑存在分区的概念，这一理论曾经影响了19世纪精神病学与神经科学的发展。

真正打开心理学大门的是著名的心理学家弗洛伊德，他将意识与潜意识引入心理学的概念中。随着时间的推移，一些科学家不满足于一直被哲学环抱的心理学，他们渴望了解身体与意识间的关系。

大脑区域与精神行为有关的研究源于脑科医生进行癫痫病人脑部手术的发现。通过开颅手术，科学家慢慢发现大脑中神经元之间通过放出生物电传递信号，进而决定身体做出哪些行为。正常情况下，大脑的不同区域会放出不同频率的脑电波，但是如果大脑中某个区域出现一个强大的信号，让整个大脑处于同一频率中，那么就会令人出现抽搐、口吐白沫等癫痫症状。

这只是认知神经学研究的开始。

上世纪40年代，神经病学家约阿希姆·博达默通过检查在二战中头部严重受伤的病人，提出了短回路能够有选择性地存于大脑的面部识别系统中。博达默注意到，尽管病人可以看到人脸，却认不出来是谁，最终得出结论：看到和认出人脸代表着两种不同的大脑功能。

之后，科学家们将这些结论进一步细化，发现大脑中很多个部位都参与了对容貌影像的信息处理，不过影像学研究表明一个叫作梭状回面孔区的部位尤其重要，这是大脑颞叶的一部分。

解读大脑

然而，作为人体意识发源地的大脑，至今依然没有被人类自己研究透彻。“人类大脑只有3斤半，却有将近1000亿个神经元，每个神经元平均和7000个神经元连接，构成了宇宙中最复杂的单个个体，而且大脑表现出了巨大的个体差异。这就使得心理学和人类智能的研究面对巨大的挑战。”刘嘉表示，“认知神经科学发展到现在，只用心理学的方法已经不能完全解决最新的研究主题了，需要生物学、计算技术和数据挖掘等多学科的交叉研究。学科交叉对科学研究和进步是非常关键的。”

科技手段的进步，让现代科学家已经不再需要通过开颅了解大脑，现代化设备为研究大脑神经认知作好了充足的准备。以物理学为基础的神经成像技术的发展，为心理学家们窥视人类大脑提供了一个有力的手段。磁共振、脑电图、电位变化、扫描、信号分析等物理词汇开始频繁出现在心理学领域中，大量有物理学背景的人投身于心理学研究。

慢慢地，认知心理学与神经科学相结合产生了认知神经科学。

目前，认知神经科学研究被公认的有宏观和微观两个研究层次：宏观方面，包括对脑损伤病人进行神经心理学临床研究和对正常人进行脑功能成像研究；微观方面，采用分子生物学的方法，对不同机能进化水平的动物进行分子、细胞、神经环路等多层次的神经生物学研究。

在北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室，刘嘉曾经的一项研究让一位国家领导人也产生了兴趣。当时，刘嘉在给这位领导人展示关于认知神经学的研究时，介绍了关于贪官大脑的变化。“人对于金钱的欲望，就像动物看到食物时会产生抢的欲望。当然，这种欲望的强度因人而异。”刘嘉说，“我们发现，如果一个人看到金钱产生贪念时，其大脑的边缘系统会产生强烈的脑电波。换句话说，通过观察某人看到财物时边缘系统的变化，可以判断他对于金钱的耐受程度。”

不过，在大脑对金钱产生兴奋情绪的时候，大脑的另一部分——前额叶也会作出反应，抑制边缘系统放电，进而控制人类的贪欲。“这种控制不是100%的，有些人可以控制自己，有些人则很难。而且这也决定了人们看到多少金钱才会产生贪污的冲动。”刘嘉说，“而前额叶是否能提升对于边缘系统放电的控制，有些人可以通过后天训练实现，有些人则完全无法控制贪念。”

认知神经学的应用

20多年的基础研究让人们了解心智的功能和结构以及它们与大脑的关系，科学家们也慢慢将认知神经学运用到了临床。例如，人们发现抑郁患者存在消极情绪，有些顽固的抑郁症患者甚至根本无法摆脱。一些干预的手段也就反其道而行之，通过干预注意导向来恢复患者的正常情绪调节功能。

除了行为学上的干预，还有经颅电磁刺激这样的技术，直接通过改变大脑的功能来改变患者的精神状态。“就像是电脑被重启。经颅电磁刺激就是将大脑的脑电波频率强行调到一个波段，导致大脑出现类似癫痫发作时的状态，让大脑‘忘记’之前的抑郁状态，强制重启，重新放电。”刘嘉解释道。

当然，这只是认知神经学临床应用的一部分，在了解大脑分区功能后，有些科学家正在研究如何提升人类智能，比如通过特殊的方法训练士兵，让他们提高注意力，增强记忆力，提高心理韧性；或者对于一些超常智力的儿童，针对其特殊性作出培训调整；甚至会针对一些普通人，进行特别的“大脑训练”范式，希望通过持久的训练，提高大脑的功能。

不过，不论心理学中采用哪种方式了解人类自身，都是人类对于自我的探寻。刘嘉强调，认知神经学是心理学中的方法论，揭示大脑机制并不等于完全搞清楚了心理的本质。心理学是一门兼具自然科学属性和社会科学属性的学科，需要以多元化发展思路引领心理学的研究方向。