发展认知神经科学上课讲义

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

变化，从多个层面、多个角度探讨了脑功能发展与个体心理发展的关系。这些研究说明，儿童脑功能发展过程中相关神经网络进行了相当精密的调整，也提示脑功能发展和个体心理发展与学习之间存在着密切的联系。

3遗传与环境对个体心理行为发展的交互影响

遗传与环境对个体心理行为发展的影响是发展心理学研究的基本问题之一。发展认知神经科学的重要进展之一是突破了传统心理学只能通过双生子研究估计遗传作用的限制，从基因层面计算行为的遗传率，改变了传统遗传与环境研究中，必须依赖特定被试人群（双生子等）的限制。

4心理行为发展个体差异的神经机制

发展心理学的一个重要目标就是揭示心理和行为发展的个体差异，包括正常人之间的差异以及正常群体与发展性障碍个体之间的差异。与传统偏重行为指标不同，发展认知神经科学从神经机制角度揭示个体差异的神经指标和机制，并致力于个体差异的早期预测，从而深入揭示个体差异产生的机制、革新人们对发展性障碍的认识，推动早期预测、诊断和干预等带来技术革新。

二、总结与展望

发展认知神经科学试图解释个体的认知、情感和动作发展的相互关系及其脑内分子、化学和解剖基础。这种理解重新阐述和界定了传统发展和认知的研究主题。发展认知神经科学是认知神经科学和发展心理学等交叉融合产生的一个新学科和研究领域。

其研究进展迅速且具有很大潜力，可能的某些发展趋势包括：

1、将来的研究不应简单地孤立研究人类认知功能发展的单一方面，而应详细说明各种加工之间复杂的交互作用。关注不同水平的神经递质和脑内化学、生理和脑区结构的变化，以及它们如何影响行为和心理发展及其反向作用。多层次地探讨脑发育、行为和认知能力发展之间的关系。

2、学习与发展的脑机制及其相互关系等是重要的研究问题。学习是如何被促进的？这种学习造成的变化与自然发育造成的变化有何不同？皮层回路可能是对视觉经验学习快速可塑性的基础，而丘脑-皮层回路可能在随后巩固这些变化，从而使其变得难以逆转。知识在脑中如何组织?知识如何随发展而变化呢？知识作为一个学习系统被不断加强，早期接受的信息在后续学习中难以改变，比后来接受的刺激在脑中存贮更牢固。为什么最高效的学习发生在发展的敏感期？神经网络模型被用于研究敏感期的潜在机制，以确定发展中特定时间上促进学习的因素。语言学习的神经网络从小优势开始，此时工作记忆能力较少发展，可把注意力限制到语言输入的关键成分上而促进语言学习。工作记忆的容量有限性对语言加工是有利的。

3、认知老化的脑机制也是该领域研究的重要课题。认知神经老化研究的根本目的在于理解脑与行为关系的年龄相关变化。相关研究涉及许多认知功能，如工作记忆中信息编码、保持和提取，该能力随年龄增长而下降。前额叶皮层与年龄相关的变化可

能影响工作记忆的这种下降Rypma和D’Esposito采用FMRI研究工作记忆任务的编码、保持和提取成分，发现在记忆提取时年轻组背外侧前额叶皮层的活动强于老年组。年轻被试中，慢速提取者比快速者表现出较多的背外侧前额叶皮层激活，而年老者表现出相反的模式。因此，背外侧而非腹外侧前额叶皮层与年龄相关的变化可解释工作记忆因正常老化而下降的现象。工作记忆在信息提取时与年龄有关的功能变化定位于前额叶皮层。

4、在评价发展过程中应该使用从分子到系统水平的多层次和多方面互补方法。神经的变化早于行为的改变，将fMRI与EEG/ERP的结合运用，可获得高空间和高时间分辨率，易于揭示发展的变化过程。扩散张量成像是一种新的成像方法，提供了一种非损伤性的评估脑内联结的手段。该技术基于扩散特性探测白质微观结构的变化!根据白质中水分子的扩散特性受髓鞘和纤维定位规则性的影响程度来推断脑内联结的指标。DTI与fMRI和EEG相结合，极大提高了发展认知神经科学研究的水平。

王益文林崇德陆祖宏发展认知神经科学的研究进展刘俊升桑标发展认知神经科学研究述评

董奇发展认知神经科学：理解和促进人类学科发展2011年.第26卷.

徐芬,董奇.发展的认知神经科学—神经科学与认知发展研究的融合点.应用心理学,2002,8(4):51-55