董奇

（北京師范大學(xué)認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)與學(xué)習(xí)國家重點實驗室 北京 100875）

1 發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的興起

發(fā)展心理學(xué) （最初為兒童心理學(xué)）誕生至今已經(jīng)跨越了一個多世紀(jì)的時間。作為研究人類畢生發(fā)展（life-span development）進(jìn)程中個體心理發(fā)展規(guī)律、機(jī)制及其影響因素的一門學(xué)科，百年來，發(fā)展心理學(xué)研究者采用觀察法、調(diào)查法、實驗法等，通過橫斷設(shè)計、縱向設(shè)計和聚合交叉設(shè)計（橫斷與縱向設(shè)計的結(jié)合），圍繞身心發(fā)展的關(guān)系、身心發(fā)展的敏感期與可塑性、心理發(fā)展的個體差異（共性與差異性），以及遺傳、環(huán)境對個體心理發(fā)展的交互影響等進(jìn)行了大量的探討。著名發(fā)展心理學(xué)家皮亞杰利用臨床觀察法對兒童認(rèn)知發(fā)展進(jìn)行了系統(tǒng)研究，提出了著名的發(fā)生認(rèn)識論，部分解釋了人類認(rèn)識的發(fā)生及結(jié)構(gòu)這一重大哲學(xué)問題，被譽為20世紀(jì)重大的學(xué)術(shù)成就之一。皮亞杰之后的信息加工范式，通過嚴(yán)格控制的行為實驗法，揭示了人類心理發(fā)展的精細(xì)機(jī)制，對精確刻畫人類心理發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。百余年來，發(fā)展心理學(xué)的研究大大加深了人類對自身心理產(chǎn)生與發(fā)展的理解，在滿足潛能開發(fā)、心身健康促進(jìn)、人口素質(zhì)提升等方面的重大社會需求上日益發(fā)揮重要作用。然而，由于研究手段與技術(shù)的限制，傳統(tǒng)以外顯行為觀測為主的發(fā)展心理學(xué)研究難以無損傷、動態(tài)、客觀地考察心理的物質(zhì)基礎(chǔ)，無法從根本上闡明“遺傳-環(huán)境”、“結(jié)構(gòu)-功能”、“身-心關(guān)系” 等心理發(fā)展的基本科學(xué)問題。

近20年來，隨著認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)（cognitive neuroscience）的興起，尤其是無損傷腦影像技術(shù)的出現(xiàn)，使得探索正常大腦的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)展成為可能，為發(fā)展心理學(xué)與腦科學(xué)的結(jié)合提供了技術(shù)上的可行性，并催生了一門新興的學(xué)科——發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué) （Developmental cognitive neuroscience）。由Mark Johnson撰寫的著作《發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)》（1997）和 Charles A.Nelson 領(lǐng)銜主編的《發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)手冊》（2001）的出版被認(rèn)為是發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)這門新興學(xué)科正式誕生的標(biāo)志[1-2]。

發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的主要目標(biāo)是從基因、神經(jīng)、認(rèn)知行為和環(huán)境等多個水平上研究生理發(fā)育（特別是腦發(fā)育）與心理發(fā)展及學(xué)習(xí)的相互作用，進(jìn)而揭示腦發(fā)育與認(rèn)知功能發(fā)展的關(guān)系，遺傳與環(huán)境對心理發(fā)展的交互作用，個體差異的腦生物基礎(chǔ)以及各種學(xué)習(xí)過程的大腦活動機(jī)制。從研究思路上講，發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)不僅從“靜態(tài)”的視角研究大腦發(fā)展與心理行為發(fā)展的關(guān)系，而且從“動態(tài)”視角研究畢生發(fā)展進(jìn)程中各種認(rèn)知功能的發(fā)生、發(fā)展和衰退的過程，以及伴隨著學(xué)習(xí)、經(jīng)驗等影響大腦結(jié)構(gòu)和功能的動態(tài)變化及其可塑性。從研究方法和技術(shù)手段上講，發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)融合了心理學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、神經(jīng)影像學(xué)、生物信息學(xué)、分子遺傳學(xué)等多學(xué)科的研究方法和技術(shù)手段，綜合運用磁共振成像技術(shù)（MRI）、功能磁共振成像技術(shù)（fMRI）、腦電技術(shù)(EEG&ERP)、腦磁圖技術(shù)（MEG)、近紅外成像技術(shù)（NIRS）、光學(xué)成像技術(shù) （optical imaging）、穿顱刺激技術(shù)（TMS）、單細(xì)胞記錄技術(shù)(single-cell recording)、基因型檢測，以及心理行為測查等多種自然科學(xué)和社會科學(xué)的研究方法和技術(shù)手段。

發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究居于身心關(guān)系和人類智能的產(chǎn)生及豐富兩大基本問題之間的交匯處，具有重要的科學(xué)價值?？茖W(xué)界日益達(dá)成共識，只有理解了人類心智系統(tǒng)是如何在發(fā)展中構(gòu)建起來的，才能真正理解成熟的系統(tǒng)是如何工作的。不僅如此，發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究還具有重大的現(xiàn)實意義，它可以為開發(fā)大腦潛能和優(yōu)化教育質(zhì)量，為各類兒童青少年的發(fā)展性認(rèn)知障礙以及老年退行性認(rèn)知障礙的診斷、治療和康復(fù)，進(jìn)而為提高人口素質(zhì)，增強綜合國力提供科學(xué)支撐。由于發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)具有重要的科學(xué)價值和現(xiàn)實意義，幾乎所有發(fā)達(dá)國家都站在國家戰(zhàn)略的高度，在多個大型“腦科學(xué)”研究計劃中支持和部署該新興學(xué)科的發(fā)展，在多個大型“腦科學(xué)”研究計劃中，布局發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究。我國政府也高度重視認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)，特別是發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的研究，在 《2006—2020年國家中長期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃》中，明確提出要重點開展對“腦發(fā)育、可塑性與人類智力的關(guān)系，學(xué)習(xí)記憶和思維等腦高級認(rèn)知功能的過程及其神經(jīng)基礎(chǔ)”的研究[4]。在世界各國和相關(guān)國際組織的大力支持下，近20年來，發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)得到了快速發(fā)展。多所世界知名大學(xué)成立了發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究中心與實驗室，多個相關(guān)學(xué)術(shù)期刊創(chuàng)刊，2011年，由Elsevier出版的 《發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)》（Developmental Cognitive Neuroscience）雜志正式出版。從1999—2009年短短的10年間，發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域發(fā)表的研究論文數(shù)量從年均不足150篇上升到將近800篇（圖1），有關(guān)發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的大量的中文譯著[3-4]和文章也紛紛發(fā)表[5-6]。

圖1 1996—2009年發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)發(fā)表文章數(shù)量（來源：Scopus）（轉(zhuǎn)引自 Editorial,Developmental Cognitive Neuroscience,2011）

2 發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究的主要進(jìn)展

在過去十幾年中，發(fā)展認(rèn)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(jī)制。下面從這4個方面介紹當(dāng)前發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的主要研究進(jìn)展。

2.1 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(rèn)識這些問題不僅有助于了解畢生發(fā)展進(jìn)程中大腦發(fā)展變化的規(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(rèn)知老化的干預(yù)等。在現(xiàn)代腦成像技術(shù)出現(xiàn)以前，主要借助尸體解剖（post-mortem）等手段研究大腦結(jié)構(gòu)的發(fā)展變化[7]，但由于被試數(shù)量非常少，且無法動態(tài)揭示活體大腦發(fā)育與心理行為發(fā)展之間的關(guān)系，大大限制了人們的認(rèn)識?，F(xiàn)代腦成像技術(shù)的出現(xiàn)，特別是彌散張量成像 （diffusion tensor imaging,DTI）等技術(shù)的出現(xiàn)可以幫助我們通過無創(chuàng)的手段研究活體大腦結(jié)構(gòu)的發(fā)育和變化，以及大腦結(jié)構(gòu)發(fā)育與心理行為發(fā)展的關(guān)系。發(fā)展認(rèn)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。最先發(fā)育成熟的是一些初級皮層，比如軀體感覺皮層和視覺皮層等，而最后成熟的則是需要整合各初級功能的高級聯(lián)絡(luò)皮層，如背側(cè)前額葉等[8]。大腦成熟與老化遵循相反的路徑和模式。大腦的成熟遵循著 “由后到前”（posterior to anterior）的漸進(jìn)式成熟過程[14]。但是，大腦的老化卻似乎遵循著相反的模式，即“由前向后”（anterior to posterior）的老化進(jìn)程[16]。換言之，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。大腦發(fā)育的非同步性還體現(xiàn)在大腦的兩種重要組成部分——灰質(zhì)和白質(zhì)的發(fā)育上?；诨屹|(zhì)體積的研究發(fā)現(xiàn)，大腦的灰質(zhì)體積隨著年齡的增長呈現(xiàn)出倒U型的發(fā)育軌跡，到了青春期的時候大腦灰質(zhì)的體積達(dá)到峰值，而青春以后則呈現(xiàn)緩慢下降的趨勢[9,10]，而基于白質(zhì)體積的研究發(fā)現(xiàn)，腦白質(zhì)的體積從兒童期到青春期是持續(xù)增加的[9]，而且不同腦區(qū)的白質(zhì)纖維束的發(fā)育曲線不盡相同[11]?；谄雍穸鹊亩垦芯窟€刻畫了大腦不同區(qū)域的發(fā)育規(guī)律，發(fā)現(xiàn)越是與高級功能相關(guān)的腦區(qū)，其細(xì)胞構(gòu)筑越復(fù)雜，并具有更復(fù)雜的發(fā)育軌跡[12]。比如，對于5—11歲的兒童而言，其右側(cè)額葉、雙側(cè)頂枕等腦區(qū)的皮層厚度隨年齡變薄，但是一些語言功能腦區(qū)的皮層厚度卻隨著年齡的增加變厚[13]。

其次，發(fā)展認(rèn)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(jìn)方案具有重要意義。例如，大腦總體積存在一定的性別差異，男性大腦比女性的大9%—12%[15]。男性大腦的總體積在14.5歲左右達(dá)到峰值，而女性則發(fā)育的更快，大約11.5歲就可以達(dá)到峰值，6歲時大腦的體積已經(jīng)發(fā)育到峰值的95%[14]。不管是灰質(zhì)、白質(zhì)纖維的發(fā)展，還是相關(guān)腦區(qū)灰白質(zhì)的分布，也同樣存在著性別差異[11]。

第三，發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)為認(rèn)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)。有關(guān)腦皮層發(fā)育與兒童智力發(fā)展的研究發(fā)現(xiàn)，不同智力水平兒童的腦區(qū)皮層厚度變化率有顯著的差異，這為研究和預(yù)測個體認(rèn)知能力提供了新的視角[17]。此外，正常兒童的白質(zhì)結(jié)構(gòu)（如白質(zhì)擴(kuò)散屬性）與認(rèn)知能力有緊密的關(guān)系。例如兒童的額葉白質(zhì)與工作記憶容量[18]，顳葉白質(zhì)與語言能力[18]，額葉、枕頂聯(lián)絡(luò)皮層的白質(zhì)與智商[19]，顳葉、頂葉白質(zhì)與閱讀能力[20]，以及額葉紋狀體區(qū)域與抑制控制能力[21]之間存在著顯著的相關(guān)性，即各種認(rèn)知和行為能力與大腦的皮層發(fā)育和白質(zhì)結(jié)構(gòu)的完整性有關(guān)，腦結(jié)構(gòu)發(fā)育是大腦功能和認(rèn)知發(fā)展的神經(jīng)基礎(chǔ)。

2.2 腦功能發(fā)展與個體心理行為的發(fā)展

大腦功能發(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(biāo)。近年來，發(fā)展認(rèn)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。

利用EEG和腦磁圖（MEG）等具有高時間分辨率技術(shù)，研究發(fā)現(xiàn)，隨著兒童年齡的增長，EEG各頻段的波幅強度逐漸減弱，尤其 是 delta （0—3 Hz）、theta （4—7 Hz） 和alpha（8—12 Hz）慢波頻段。這可能提示不同腦區(qū)間隨機(jī)連接減少了，去除了無用突觸，從而保留了腦區(qū)間更有效的連接網(wǎng)絡(luò)[22]。這些慢波活動的改變不僅僅局限在時間維度上，同樣體現(xiàn)在空間維度上：即慢波活動最強的腦區(qū)在兒童發(fā)育過程中，會有一個從后向前發(fā)生轉(zhuǎn)變的過程[23]，這種改變反映了皮層成熟的過程，即大腦皮層的成熟最開始在后部區(qū)域，逐漸發(fā)展到額葉區(qū)域。這與大腦結(jié)構(gòu)的成熟遵循相同的順序。而且EEG和MEG信號的發(fā)展變化并不是勻速的，中間可能伴隨著一些突變。例如：研究發(fā)現(xiàn)兒童的EEG發(fā)展有一個重要的關(guān)鍵期，在大約10歲的時候EEG的頻率范圍開始會向alpha轉(zhuǎn)變[24]。更為重要的是，EEG和MEG中某些特定成分可能預(yù)測兒童的一些外在行為能力，例如語言能力[25]，視覺能力[26]等。

近些年來，fMRI技術(shù)和近紅外光學(xué)成像（NIRS），尤其是靜息態(tài)fMRI技術(shù)和近紅外光學(xué)成像（NIRS）技術(shù)由于不需要被試的主動配合，可以提供早期嬰幼兒階段腦功能發(fā)展的重要信息，因此，受到發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究者的格外重視。最近研究發(fā)現(xiàn)，人腦的默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)在嬰兒期就已經(jīng)存在[27]，6個月大的嬰兒已經(jīng)形成了數(shù)字處理的右側(cè)頂葉腦功能區(qū)[28]，學(xué)齡初期（7—9歲）兒童的短程連接逐漸減少而長程連接逐漸增多，反映了不同腦區(qū)之間分離和整合的變化規(guī)律[29]。另外，結(jié)合復(fù)雜的機(jī)器學(xué)習(xí)和模式識別技術(shù)，功能連接模式甚至能夠預(yù)測兒童、青少年的生理年齡[30]?？傊@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(jìn)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。

2.3 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。早在古希臘的柏拉圖和亞里士多德就開始從哲學(xué)思辨的角度對此進(jìn)行了探討。之后，以高爾頓為代表的先天決定論通過家族研究證明了先天因素的影響，而以華生為代表的后天決定論則通過行為塑造的方法揭示了后天經(jīng)驗的重要作用。100年來的雙生子研究、收養(yǎng)研究和家系研究逐漸達(dá)成一致，認(rèn)為遺傳和環(huán)境都是影響心理發(fā)育的重要因素。然而，這些研究并沒有觸碰到真正的遺傳物質(zhì)——基因，更沒法具體分析哪些基因如何與環(huán)境因素共同影響心理的發(fā)展。近年來，發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)融合基因技術(shù)、腦成像技術(shù)以及信息技術(shù)對這個老問題從新角度進(jìn)行了探討[31]。

發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的重要進(jìn)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。例如最近一項研究通過分析549692個基因多態(tài)位點，估計出人類智力有很高的遺傳性，其中晶體智力的遺傳率為40%，流體智力的遺傳性為51%[32]。人格也有很高的遺傳性，僅多巴胺系統(tǒng)相關(guān)的基因就能解釋敏感性人格15%的個體差異，并且遺傳和環(huán)境因素對人格有各自獨特的貢獻(xiàn)，其中親子關(guān)系對人格有2%的貢獻(xiàn)[33]。

發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)對基因與環(huán)境交互影響心理發(fā)展的機(jī)制進(jìn)行了研究。在人格的研究中發(fā)現(xiàn)，DRD4基因與兒童的沖動性特質(zhì)相關(guān)，但是受到親子關(guān)系的調(diào)節(jié)，良好的親子關(guān)系下非7R基因型的兒童沖動性更高，不良親子關(guān)系條件下則相反[34]。成年人的抑郁程度與5HTT基因有關(guān)，按照5HTTLPR基因型將被試分成ll、ls、ss三組，發(fā)現(xiàn)ss組的被試其兒童期受到的虐待越嚴(yán)重則成年后抑郁程度也越嚴(yán)重，ll型被試的受虐待程度則與抑郁程度無關(guān)，ls型被試介于他們之間[35]。與此類似，Caspi等人還發(fā)現(xiàn)兒童期被虐待的經(jīng)歷與MAOA基因交互作用影響個體成年后的攻擊性[36]。

隨著技術(shù)的發(fā)展，最近發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)開始把腦-基因-行為聯(lián)系起來，探討基因與環(huán)境對腦發(fā)育以及心理發(fā)展之間的交互影響[31]。例如研究發(fā)現(xiàn)兒童腦電與性格的關(guān)系受其DRD4基因的VNTR多態(tài)性調(diào)節(jié)，9個月時的腦電活動模式及其基因型能較好地預(yù)測其4歲時的性格：9個月時EEG左側(cè)化且DRD4基因L型的兒童4歲時更聽話，9個月時EEG右側(cè)化且DRD4基因L型的兒童4歲時更難集中注意[37]。

這些研究克服了傳統(tǒng)心理學(xué)研究難以觸及到心理發(fā)育的腦和基因機(jī)制的弱點，摒棄了分別研究遺傳和環(huán)境作用的片面思路，識別了影響心理發(fā)育的關(guān)鍵基因，探索了基因、腦和環(huán)境因素對心理發(fā)展的復(fù)雜交互作用，取得了重大研究進(jìn)展，極大推動了并將繼續(xù)深化對心理發(fā)育規(guī)律的認(rèn)識。

2.4 心理行為發(fā)展個體差異的神經(jīng)機(jī)制

發(fā)展心理學(xué)的一個重要目標(biāo)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(biāo)不同，發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)從神經(jīng)機(jī)制角度揭示個體差異的神經(jīng)指標(biāo)和機(jī)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(jī)制、革新人們對發(fā)展性障礙的認(rèn)識，推動早期預(yù)測、診斷和干預(yù)等帶來技術(shù)革新。

發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)通過揭示個體發(fā)展差異的神經(jīng)指標(biāo)，結(jié)合傳統(tǒng)行為和認(rèn)知的測量，大大提高了個體差異測量的準(zhǔn)確性，并在一定程度上做到了個體差異預(yù)測的超前性。以語言學(xué)習(xí)為例，在一系列的研究中，董奇及其同事發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)前大腦的激活模式能夠準(zhǔn)確預(yù)測兩周后[38]，甚至半年以后的學(xué)習(xí)成績[39]。 采用追蹤研究，Hoeft等（2007）[40]分別采用學(xué)年初的行為測試數(shù)據(jù)、腦結(jié)構(gòu)和功能成像數(shù)據(jù)以及行為和腦的數(shù)據(jù)的結(jié)合來預(yù)測學(xué)年末的閱讀成績。結(jié)果表明，整合了行為數(shù)據(jù)和腦成像數(shù)據(jù)的綜合模型比單獨只包含行為數(shù)據(jù)的模型以及單獨只包含腦成像數(shù)據(jù)的模型具有更好的預(yù)測效度。一般對閱讀障礙進(jìn)行確診要等到三四年級，但利用腦指標(biāo)進(jìn)行預(yù)測可以起到早發(fā)現(xiàn)、早干預(yù)的作用。 Molfese 等（2000）[41]的研究發(fā)現(xiàn)，利用兒童出生時對言語刺激和非言語刺激反應(yīng)的腦電指標(biāo)可以成功預(yù)測8歲時哪些兒童將成為正常閱讀者（normal reader），哪些兒童會出現(xiàn)較差的閱讀者 （poor reader），哪些兒童會有閱讀障礙 （dyslexia）。 Hoeft等（2011）[42]的追蹤研究發(fā)現(xiàn)所有初期的行為測量（包括一些常用的標(biāo)準(zhǔn)化測驗）都不能預(yù)測2.5年后閱讀障礙兒童是否能夠提高；而結(jié)合fMRI與DTI方法的兩個腦測量指標(biāo)的多變量模式可以正確預(yù)測 （72%正確率）兒童2.5年后的閱讀能力。fMRI任務(wù)全腦分析指標(biāo)的多變量模式能夠達(dá)到90%的正確率。采用類似的研究思路，研究者在老年癡呆等其他臨床方面的早期預(yù)測上也取得顯著進(jìn)展[43]。

發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)對個體差異的神經(jīng)機(jī)制和指標(biāo)的研究大大推動了各類發(fā)展障礙人群干預(yù)方面的研究與實踐。首先，由于早期預(yù)測的可能，為早期干預(yù)提供了寶貴的時間，從而提高了干預(yù)的有效性；第二，發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究能為驗證某些傳統(tǒng)的行為矯正技術(shù)的有效性提供更有說服力的證據(jù)。如Temple等（2003）考察了行為矯正對閱讀障礙兒童腦功能的影響。fMRI掃描發(fā)現(xiàn)，通過矯正，閱讀障礙兒童左側(cè)顳-頂葉、左側(cè)額下回的激活顯著增加，說明行為訓(xùn)練可以改善閱讀障礙者的腦功能，為閱讀障礙兒童的行為矯正提供了有力的證據(jù)[44]；第三，發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的研究能為推動基于腦的新的矯正方案和思路，包括直接針對大腦的無損腦刺激技術(shù)，神經(jīng)反饋技術(shù)和神經(jīng)藥物技術(shù)等；第四，發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的研究能為推動個性化的干預(yù)提供有效的指導(dǎo)。比如，不同個體對不同的干預(yù)措施具有不同的反應(yīng)（response to intervention）。采用腦成像技術(shù)，研究者能夠有效區(qū)分對某種干預(yù)措施的反應(yīng)者和不反應(yīng)者[45]，從而為制定不同的干預(yù)措施提供指導(dǎo)。

3 大力促進(jìn)我國發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)發(fā)展的建議

由于發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究可以直接為提高國民素質(zhì)與健康，尤其是提高兒童、青少年的素質(zhì)與健康提供重要科學(xué)原理，關(guān)系到一個國家綜合國力和國際競爭力，因此，受到世界各國的高度重視。我國是世界上的人口大國，0—14歲兒童、青少年就達(dá)2.2億（第六次人口普查數(shù)據(jù)），我國2010年頒布的《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》指出，要提升教育質(zhì)量、促進(jìn)教育公平、推進(jìn)我國教育事業(yè)的發(fā)展，就必須深入認(rèn)識并遵循兒童、青少年心理發(fā)展規(guī)律和學(xué)習(xí)規(guī)律。因此，在我國大力開展發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究，除了盡快占領(lǐng)這一世界學(xué)科發(fā)展前沿外，還將為我國國民素質(zhì)與健康的提升提供科學(xué)原理和關(guān)鍵技術(shù)，其具有重大的現(xiàn)實意義。

近些年來，我國的相關(guān)研究機(jī)構(gòu)和學(xué)者已開展了豐富的發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究，國家科技部支持建立了以兒童、青少年心理發(fā)展與學(xué)習(xí)為研究核心的北京師范大學(xué)認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)與學(xué)習(xí)國家重點實驗室，中科院心理所、生物物理所、神經(jīng)所以及北京大學(xué)等研究機(jī)構(gòu)也都在布局發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)方面的研究。相對于國際發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究，我國研究的總體水平還存在著一定差距，但由于發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)是新興學(xué)科，國外也剛剛起步，因此其差距與傳統(tǒng)發(fā)展心理學(xué)研究相比要小，只要我國繼續(xù)加強在這方面的布局與投入，研究者們遵循學(xué)科發(fā)展的最新趨勢建立良好的攻關(guān)模式，我國在該領(lǐng)域具備在較短時間內(nèi)站到世界前沿的可能，并同時滿足國家社會發(fā)展的重大現(xiàn)實需求。為進(jìn)一步促進(jìn)我國發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的發(fā)展，建議未來應(yīng)在以下幾個方面進(jìn)一步加強：

3.1 進(jìn)一步加強發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的研究布局

我國的兒童、青少年人口在數(shù)量上超過許多國家的人口總和，是世界未來人力資源最重要的組成部分；我國已經(jīng)進(jìn)入老齡化社會 （第六次人口普查60歲及以上人口的比重占13.26%，達(dá)1.78億），促進(jìn)他們的成功老化，提高其腦與心理健康水平對于社會和諧發(fā)展和家庭幸福至關(guān)重要。因此，我國沒有理由不重視以研究人類心理發(fā)展、尤其是以兒童、青少年和老年心理為主要研究對象的發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)。盡管近年來，我國加大了發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的研究，但是與生理發(fā)展相關(guān)研究相比，無論是國家“973”計劃、還是科技支撐計劃、自然基金委重大研究計劃等都還缺乏對發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)相關(guān)基礎(chǔ)研究的支持。與發(fā)達(dá)國家相比，我國的研究布局也明顯不足，例如美國一項全美 兒 童 研 究 項 目 （National Children’s Study），2010年的投入就達(dá) 1.938億美元。建議國家進(jìn)一步加強發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的研究布局，尤其是把加大我國兒童青少年心理發(fā)展中的突出問題研究作為重要工作來抓，更好地服務(wù)于國家的長遠(yuǎn)發(fā)展。

3.2 開展以問題為導(dǎo)向的“基因-腦-環(huán)境-行為”多層面、多學(xué)科交叉的大型聯(lián)合攻關(guān)研究

發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的研究現(xiàn)已從基因、腦、行為單一層面的獨立研究逐漸轉(zhuǎn)向“基因-腦-環(huán)境-行為”的多層面、多學(xué)科的交叉整合研究，這就需要發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)、心理學(xué)、認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)、遺傳影像學(xué)、分子遺傳學(xué)、教育學(xué)、兒童醫(yī)學(xué)、計算機(jī)科學(xué)等相關(guān)學(xué)科高度融合，采集基因、腦、行為等多模態(tài)的數(shù)據(jù)，開展大樣本的、長期的追蹤研究，顯然單一學(xué)科的研究者是難以勝任的。其需要不同研究機(jī)構(gòu)、不同學(xué)科及擅長不同技術(shù)的研究者圍繞同一研究問題，加強合作，發(fā)揮各自的優(yōu)勢協(xié)同創(chuàng)新。例如，由北京師范大學(xué)認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)與學(xué)習(xí)國家重點實驗室牽頭，組織全國52家科研機(jī)構(gòu)單位共同承擔(dān)的國家科技部基礎(chǔ)性工作重點專項“中國兒童青少年心理發(fā)育特征調(diào)查”，建立了我國兒童、青少年心理發(fā)展的首套具有自主知識產(chǎn)權(quán)的測評工具、常模和全國首個基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，并且在服務(wù)國家重大需求中發(fā)揮了重要作用。建議中國心理學(xué)會及其二級分會的發(fā)展心理學(xué)分會，中國認(rèn)知科學(xué)學(xué)會、中國神經(jīng)科學(xué)學(xué)會、中國教育學(xué)會以及中國教育學(xué)會腦科學(xué)與教育研究分會等相關(guān)學(xué)術(shù)組織，建立多學(xué)科對話平臺 （定期聯(lián)合舉辦會議、出版雜志等），推動不同學(xué)科研究者的合作，開展多層面、多學(xué)科交叉的大型聯(lián)合攻關(guān)研究。

3.3 重視發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的理論體系與人才培養(yǎng)體系建設(shè)

發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)從正式誕生到現(xiàn)在才十幾年的時間，盡管在這十幾年中，發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的研究得到了快速發(fā)展，但是發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)作為一門新興學(xué)科的理論體系與人才培養(yǎng)體系還沒有完全建立起來，我國在這方面尤其缺乏，如果一個學(xué)科不能建立完善的理論體系與人才培養(yǎng)體系，將嚴(yán)重制約該學(xué)科的發(fā)展后勁及可持續(xù)發(fā)展能力。建議我國的發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究者重視這一學(xué)科的知識體系、發(fā)展脈絡(luò)、理論假設(shè)、方法論建設(shè)，完善發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)方向博士研究生與碩士研究生培養(yǎng)目標(biāo)與要求、課程設(shè)置等方案，培養(yǎng)出更多發(fā)展認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)高級人才。

致謝感謝北京師范大學(xué)認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)與學(xué)習(xí)國家重點實驗室羅良、陶沙、薛貴、王亞鵬、陳春輝、朱皕、劉麗、賀永、宋艷、龔高浪、舒妮、李瑾等同志在文獻(xiàn)收集、整理等方面給予的幫助和大力支持。

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