摘要：本文回顧了心理實(shí)驗(yàn)研究技術(shù)手段的發(fā)展歷程，介紹了心理實(shí)驗(yàn)技術(shù)的簡(jiǎn)要分類，并對(duì)當(dāng)今心理學(xué)界廣泛使用的各種實(shí)驗(yàn)研究技術(shù)從原理和應(yīng)用概況方面作了詳細(xì)的探討，包括認(rèn)知實(shí)驗(yàn)心理范式、認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)范式和生物電技術(shù)范式三大類實(shí)驗(yàn)研究技術(shù)，最后對(duì)心理實(shí)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢(shì)作了展望。

關(guān)鍵詞：心理技術(shù)；實(shí)驗(yàn)技術(shù)；認(rèn)知心理學(xué)；認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)；綜述

一、心理實(shí)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展概述

1879 年，馮特在德國(guó)萊比錫大學(xué)創(chuàng)建了世界上第一個(gè)心理學(xué)實(shí)驗(yàn)室，標(biāo)志著心理學(xué)從此成為一門獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)科學(xué)[1]。為了與過去的心理學(xué)有所區(qū)別，人們將這時(shí)開始的心理學(xué)稱之為科學(xué)心理學(xué)，它作為一門學(xué)科的發(fā)展歷史至今僅一百多年。從心理學(xué)的歷史發(fā)端我們可以看出，實(shí)驗(yàn)研究方法在其中起到了舉足輕重的作用。從19世紀(jì)末到20世紀(jì)20年代，在科學(xué)心理學(xué)誕生后的最初幾十年里，心理學(xué)的研究方法和技術(shù)主要是傳統(tǒng)的心理物理法。儀器設(shè)備還處于樸素的機(jī)械裝置水平，對(duì)心理和行為的研究主要是通過表面上看得見、摸得著的現(xiàn)象推斷內(nèi)在的心理過程。在行為主義心理學(xué)的鼎盛時(shí)期（從20世紀(jì)20到60年代），研究方法與技術(shù)手段主要是圍繞著行為主義的思想和研究思路，即采用測(cè)量刺激—反應(yīng)的過程的技術(shù)路線來推斷心理和行為的內(nèi)部機(jī)制。如巴甫洛夫研究狗的條件反射活動(dòng)的條件反射裝置；桑代克的用來研究貓的行為習(xí)得的迷籠裝置；斯金納進(jìn)行操作性條件反射研究的“斯金納箱”。從20世紀(jì)60年代到現(xiàn)在，認(rèn)知心理學(xué)的興起逐漸取代了行為主義的研究思路，心理學(xué)家開始采用新的方法和技術(shù)手段來研究心理與行為活動(dòng)背后的心理機(jī)制。如認(rèn)知心理學(xué)研究最常用的實(shí)驗(yàn)技術(shù)就是反應(yīng)時(shí)測(cè)量技術(shù)。20世紀(jì)90年代以來，醫(yī)學(xué)研究的技術(shù)手段在心理學(xué)中得到廣泛的應(yīng)用，并產(chǎn)生了新的學(xué)科——認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)，如常用的實(shí)驗(yàn)儀器有功能磁共振成像技術(shù)（fMRI）、正電子掃描技術(shù)（PET）、腦電技術(shù)（EEG/ERP）等，這些認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用把腦機(jī)制的研究推動(dòng)到一個(gè)嶄新的階段[2]。

當(dāng)代心理學(xué)跟古代心理學(xué)的本質(zhì)差異主要表現(xiàn)在研究方法和手段上[3]。19 世紀(jì)以前，哲學(xué)家多采用“思辨”的方法去探討心理現(xiàn)象。他們運(yùn)用臆測(cè)、內(nèi)省、推理和直覺，或基于個(gè)人的主觀經(jīng)驗(yàn)來推測(cè)心理的本質(zhì)。他們常被心理史學(xué)家們稱為“安樂椅上的心理學(xué)家”?，F(xiàn)代心理學(xué)家則特別注重采用觀察、調(diào)查、訪談和實(shí)驗(yàn)等方法來研究各種心理現(xiàn)象。心理學(xué)的發(fā)展歷史表明，研究方法和各種技術(shù)手段對(duì)心理科學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展軌跡有著關(guān)鍵性影響。

二、心理實(shí)驗(yàn)技術(shù)的分類

莫雷等人對(duì)傳統(tǒng)的心理學(xué)研究方法體系重新進(jìn)行了建構(gòu)[3-4]，提出雙層次的研究方法與技術(shù)體系，其中對(duì)第二層次的研究技術(shù)的分類如圖1所示。他們將變量數(shù)據(jù)的獲得方法（即主要指心理學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究技術(shù)）總體上概括成三類：第一類是測(cè)評(píng)法，就是通過測(cè)評(píng)技術(shù)來獲得變量數(shù)據(jù)，主要包括測(cè)量法、問卷法、評(píng)定法等。第二類是實(shí)驗(yàn)心理范式，即在實(shí)驗(yàn)中對(duì)各種心理特質(zhì)或行為的特定的作業(yè)測(cè)定方式，這些實(shí)驗(yàn)范式的形成，都是由某項(xiàng)研究首先創(chuàng)立，由于其準(zhǔn)確有效而為后來的研究所沿用，從而成為進(jìn)行某種特質(zhì)研究時(shí)取得量化數(shù)據(jù)的典型方式（范式） 。實(shí)驗(yàn)心理范式可以分為傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)心理范式與現(xiàn)代認(rèn)知實(shí)驗(yàn)心理范式，采用新的實(shí)驗(yàn)儀器如眼動(dòng)儀等而形成的獲得變量數(shù)據(jù)的手段也列為這類范式。第三類是認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)范式，這種研究范式從20世紀(jì)后期開始出現(xiàn)，現(xiàn)在正逐步成為心理學(xué)研究的主流取向，它運(yùn)用功能性核磁共振技術(shù)、事件相關(guān)電位技術(shù)、腦磁圖、單細(xì)胞記錄技術(shù)等手段，從神經(jīng)機(jī)制的水平來獲得數(shù)據(jù)材料，以證明有關(guān)心理現(xiàn)象與心理規(guī)律的觀點(diǎn)。

其中，第二類和第三類方法區(qū)別于第一類的“測(cè)評(píng)法”，是同屬于實(shí)驗(yàn)法的技術(shù)范式。實(shí)驗(yàn)法是目前心理科學(xué)乃至現(xiàn)代自然科學(xué)最主要的研究方法，在科學(xué)方法中，實(shí)驗(yàn)法是公認(rèn)的最嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆椒?，自然科學(xué)之所以進(jìn)步，主要是依靠實(shí)驗(yàn)方法上的一再突破[5]。因此，本文著重討論實(shí)驗(yàn)法下的各種心理實(shí)驗(yàn)技術(shù)。

從國(guó)內(nèi)外現(xiàn)行的各種實(shí)驗(yàn)研究技術(shù)的應(yīng)用看，圖1虛線框內(nèi)的“認(rèn)知實(shí)驗(yàn)心理范式”和“認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)范式”兩類實(shí)驗(yàn)技術(shù)范式最為流行、應(yīng)用最為廣泛，為區(qū)別于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)心理范式，我們將認(rèn)知實(shí)驗(yàn)心理范式和認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)范式統(tǒng)稱為現(xiàn)代心理實(shí)驗(yàn)技術(shù)范式。認(rèn)知實(shí)驗(yàn)心理范式主要是指當(dāng)代認(rèn)知心理學(xué)各研究領(lǐng)域所采用的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，其研究的核心是揭示認(rèn)知過程的內(nèi)部心理機(jī)制，即信息是如何獲得、貯存、加工和使用的[6]。認(rèn)知心理學(xué)家是用信息論、控制論及計(jì)算機(jī)的概念理解和解釋心理現(xiàn)象并構(gòu)建心理過程的模型，他們將大腦視為一個(gè)黑匣子，很少考慮其理論的神經(jīng)基礎(chǔ)或者心理現(xiàn)象的腦機(jī)制[7]。日常生活、臨床經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)研究都表明：腦是心理的器官，心理是腦的機(jī)能[8-9]。著名的認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)家加扎尼加指出，如果不研究大腦，我們根本無法真正揭示心理活動(dòng)到底是怎樣進(jìn)行的[10]。認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)范式恰恰彌補(bǔ)了認(rèn)知實(shí)驗(yàn)心理范式研究中的缺陷和諸多不足。認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)把心理與大腦的統(tǒng)一理解作為自己的目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)心理活動(dòng)是大腦的功能這個(gè)簡(jiǎn)單的真理[11]，并以心理的物質(zhì)基礎(chǔ)——大腦，為研究本源，探討心理和行為的腦機(jī)制。

三、現(xiàn)代心理實(shí)驗(yàn)技術(shù)與應(yīng)用

（一）認(rèn)知實(shí)驗(yàn)心理范式

認(rèn)知實(shí)驗(yàn)心理范式主要指建立在現(xiàn)代信息加工觀點(diǎn)之上的實(shí)驗(yàn)技術(shù)范式。其主要特點(diǎn)是借助于復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，通過反應(yīng)時(shí)和正確率等較簡(jiǎn)單的指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對(duì)人類心理與行為內(nèi)部機(jī)制的研究。目前，國(guó)內(nèi)外各實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用比較廣泛的認(rèn)知實(shí)驗(yàn)技術(shù)主要包括行為實(shí)驗(yàn)技術(shù)、眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)三大類。

1. 行為實(shí)驗(yàn)技術(shù)

信息加工心理學(xué)主張用信息加工的術(shù)語(yǔ)和計(jì)算機(jī)工作原理對(duì)人類行為進(jìn)行準(zhǔn)確的描述，通過計(jì)算機(jī)模擬驗(yàn)證有關(guān)認(rèn)知過程的心理學(xué)理論。但在實(shí)際的研究中，信息加工心理學(xué)中應(yīng)用最廣泛的方法并不是計(jì)算機(jī)模擬法，而是以信息加工思想為指導(dǎo)的認(rèn)知行為實(shí)驗(yàn)法，我們常稱之為認(rèn)知行為實(shí)驗(yàn)技術(shù)或行為實(shí)驗(yàn)技術(shù)。目前，此類技術(shù)主要是通過計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)心理實(shí)驗(yàn)材料的編輯與制作、實(shí)驗(yàn)參數(shù)控制、實(shí)驗(yàn)過程與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)控制、被試信息與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集與初步處理等的全過程，既可以使心理實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)化，同時(shí)也盡可能避免各種可能影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的額外因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成的不利影響。除計(jì)算機(jī)硬件本身的技術(shù)外，全球通用的標(biāo)準(zhǔn)化心理實(shí)驗(yàn)生成系統(tǒng)也越來越多地面諸于世，如E-Prime、Inquist、D-Master、SuperLab、Presentation，等等。這些標(biāo)準(zhǔn)化的軟件，使心理實(shí)驗(yàn)的誤差最小化，也使心理學(xué)實(shí)驗(yàn)重復(fù)驗(yàn)證的差異最小化[4，12]。

2. 眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)技術(shù)

眼睛是心靈的窗口，透過這個(gè)窗口我們可以探究人的許多心理活動(dòng)的規(guī)律。因此對(duì)于“人是如何看事物”的科學(xué)研究一直沒有間斷過。關(guān)于這一點(diǎn)，對(duì)于眼睛的運(yùn)動(dòng)（即眼動(dòng)）的研究被認(rèn)為是視覺信息加工研究中最有效的手段。由此，眼動(dòng)研究技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，精密地測(cè)量眼動(dòng)規(guī)律的各種儀器即眼動(dòng)儀也相繼問世，為心理學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究提供了新的有效工具。

眼動(dòng)研究是通過眼動(dòng)儀記錄被試在完成心理任務(wù)時(shí)眼球運(yùn)動(dòng)的信息來研究相關(guān)的心理活動(dòng)及規(guī)律。如通過記錄被試的注視時(shí)間與頻率、眼跳次數(shù)與角度、回掃次數(shù)、興趣區(qū)（AOI）、眼球運(yùn)動(dòng)軌跡等客觀指標(biāo)，探索人的心理現(xiàn)象和活動(dòng)規(guī)律。眼動(dòng)在心理學(xué)研究方面的應(yīng)用主要集中在閱讀心理、圖形認(rèn)知、廣告心理和交通心理等方面。眼動(dòng)在應(yīng)用領(lǐng)域的研究也很成熟，如工效學(xué)、廣告學(xué)、航空、醫(yī)學(xué)和體育等都有諸多的應(yīng)用研究[13，14]。

3. 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)是指用計(jì)算機(jī)生成一種特殊環(huán)境，人可以通過使用各種特殊裝置將自己“投射”到這個(gè)環(huán)境中，并操作、控制環(huán)境，實(shí)現(xiàn)特殊的目的，即人是這種環(huán)境的主宰。從本質(zhì)上來說，虛擬現(xiàn)實(shí)是一種先進(jìn)的計(jì)算機(jī)用戶接口，它通過給用戶同時(shí)提供視覺、聽覺、觸覺等各種直觀而又自然的實(shí)時(shí)感知交互手段，最大程度地方便用戶操作。一般來說，一個(gè)完整的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)由虛擬環(huán)境，以高性能計(jì)算機(jī)為核心的虛擬環(huán)境處理器，以頭盔顯示器為核心的視覺系統(tǒng)，以語(yǔ)音識(shí)別、聲音合成與聲音定位為核心的聽覺系統(tǒng)，以方位跟蹤器、數(shù)據(jù)手套和數(shù)據(jù)衣為主體的身體方位姿態(tài)跟蹤設(shè)備，以及味覺、嗅覺、觸覺與力覺反饋系統(tǒng)等功能單元構(gòu)成。其主要設(shè)備有BOOM可移動(dòng)式顯示器、數(shù)據(jù)手套、TELETACT手套、數(shù)據(jù)衣等。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在心理學(xué)研究方面也有廣泛的應(yīng)用。如美國(guó)心理學(xué)家利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)成功治療恐高癥和恐物癥；英國(guó)科學(xué)家目前也正利用此項(xiàng)技術(shù)研究一種普遍的心理疾病——妄想癥。在軍事訓(xùn)練方面，運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)創(chuàng)造出部隊(duì)訓(xùn)練所需的“人工合成作戰(zhàn)環(huán)境”，使參訓(xùn)者能體會(huì)到視覺、聽覺、觸覺等人體全部感覺的作用。運(yùn)用戰(zhàn)爭(zhēng)“預(yù)實(shí)踐”開展心理訓(xùn)練，具有傳統(tǒng)理論教育、心理疏導(dǎo)、實(shí)裝模擬、實(shí)兵演習(xí)等心理訓(xùn)練模式所不具有的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

（二）認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)范式

認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)被視為21世紀(jì)的領(lǐng)頭學(xué)科，同時(shí)也是代表當(dāng)前科學(xué)心理學(xué)最先進(jìn)研究理念和最高研究水平的一種研究范式。認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)是一門研究人腦高級(jí)功能的學(xué)科，其研究目的在于闡明認(rèn)知活動(dòng)的腦機(jī)制，它采用自下而上的研究策略，從大腦的工作方式入手來研究認(rèn)知，并通過各種無創(chuàng)傷的研究技術(shù)手段，直接觀察大腦及其加工過程[15]。

目前，認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)常用的研究技術(shù)主要可分成腦成像技術(shù)和腦損傷技術(shù)兩大類。腦成像技術(shù)中以fMRI、ERP、MEG、PET、NIRS五大技術(shù)最受歡迎和重視。腦損傷技術(shù)主要是通過虛擬腦損傷的方法來實(shí)現(xiàn)，但這種腦損傷是暫時(shí)的、可逆的，目前主要通過TMS技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。

1. 功能磁共振成像（functional magnetic resonance imaging，fMRI ）

功能磁共振成像（fMRI ）技術(shù)是通過一定的刺激使大腦皮層各功能區(qū)在磁共振設(shè)備上成像的方法，它結(jié)合了功能、影像和解剖三方面的因素，是一種在活體人腦定位各功能區(qū)的有效方法。fMRI的成像原理是腦的神經(jīng)活動(dòng)中血紅蛋白的動(dòng)力學(xué)反應(yīng)。當(dāng)神經(jīng)活動(dòng)增加時(shí)局部的血流量增加，引起局部的脫氧血紅蛋白濃度下降。脫氧血紅蛋白是順磁性物質(zhì)，產(chǎn)生局部梯度磁場(chǎng)，使腦激活區(qū)信號(hào)相對(duì)升高，通過磁共振成像系統(tǒng)采集到的圖像上可見到激活腦區(qū)的信號(hào)強(qiáng)度增加，從而獲得激活腦區(qū)的功能成像圖。fMRI具有諸多優(yōu)勢(shì)，如無創(chuàng)傷性、無放射性、較高的空間分辨率、可重復(fù)操作等，因此，fMRI作為腦功能成像的首選方法已被較廣泛地應(yīng)用。fMRI在視覺、聽覺、嗅覺、語(yǔ)言及認(rèn)知功能、情緒活動(dòng)、軀體運(yùn)動(dòng)功能、軀體感覺功能等方面都有諸多的研究和應(yīng)用[16]。

2. 正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像（positron emission computed tomography，PET）

PET的依據(jù)是一些放射性同位素標(biāo)記的分子（如含18F的脫氧葡萄糖FDG）能正常地參加腦細(xì)胞的新陳代謝。這些同位素發(fā)射正電子，正電子不穩(wěn)定，易與負(fù)電子撞擊而湮滅，所生能量以雙向γ射線方式釋放。測(cè)量這兩束γ射線的量，即可知該標(biāo)記同位素分子的含量，從而作為該部位功能活動(dòng)是否增強(qiáng)的標(biāo)記。PET主要是反映腦內(nèi)的生化代謝以及生理功能的變化，能進(jìn)行動(dòng)態(tài)的定量觀測(cè)，具有其他腦成像技術(shù)難以取代的優(yōu)點(diǎn)。其缺陷是需要注射放射性同位素，但基本上無創(chuàng)傷性，另外PET的測(cè)量時(shí)間也較長(zhǎng)。PET可用于細(xì)胞活性與功能的研究、腫瘤的早期診斷以及神經(jīng)、精神疾病和腦功能的研究[17-18]。

3. 光成像（optical imaging，OI）

光成像的依據(jù)是，神經(jīng)元活動(dòng)會(huì)引起某些有關(guān)物質(zhì)（如水、離子）的改變，導(dǎo)致其光學(xué)特性發(fā)生變化，在與外加的某些特定波長(zhǎng)的光量子相互作用后就得到了相應(yīng)的光信號(hào)。通過成像儀器系統(tǒng)探測(cè)到此光信號(hào)在某一時(shí)間間隔內(nèi)的空間分布，形成影像。光學(xué)成像具有比fMRI更高的空間和時(shí)間分辨率，可以更小的體素來測(cè)量總脫氧血紅蛋白、總血紅蛋白和血容量的改變。光學(xué)成像有多種，其中近紅外光學(xué)成像技術(shù)（near infrared spectroscopy， NIRS）和光學(xué)相干斷層成像技術(shù)（optical coherence tomograph，OCT）發(fā)展迅速，它們均能提供觀察腦皮質(zhì)功能柱的高分辨圖像。NIRS可穿過顱骨，已用于動(dòng)物和兒童的無創(chuàng)性腦功能研究[19]。

4. 事件相關(guān)電位（event related brain potentials，ERP）

事件相關(guān)腦電位是伴隨感覺、運(yùn)動(dòng)或認(rèn)知事件所誘發(fā)的大腦電位集合的總稱。從電生理角度看，ERP是以作業(yè)某種事件的時(shí)間為基礎(chǔ)，將其前后一定時(shí)間段的腦電（EEG）進(jìn)行多次累加平均而得出的一系列腦電位活動(dòng)。從心理角度看，ERP是一種有心理因素參與的長(zhǎng)潛時(shí)內(nèi)源性誘發(fā)電位。其著重檢測(cè)人類的認(rèn)知功能和大腦的關(guān)系問題，或從電生理角度探討大腦思維行進(jìn)的軌跡。

ERP是刺激事件引起的實(shí)時(shí)腦電波，在時(shí)間精度上可達(dá)到微秒級(jí)。極高的時(shí)間分辨率是ERP的主要優(yōu)勢(shì)，ERP也可以和行為數(shù)據(jù)，特別是反應(yīng)時(shí)（RT）很好地配合，以研究認(rèn)知加工過程的規(guī)律。所以，ERP目前是心理學(xué)工作者進(jìn)行認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究的最得力的方法。ERP的主要弱點(diǎn)在于低的空間分辨率。另外，ERP只能采用數(shù)學(xué)推導(dǎo)來實(shí)現(xiàn)腦電的源定位，比如偶極子，這種方法的可靠性也是有限的[20]。

5. 腦磁圖（magnetoencephalography，MEG）

根據(jù)電磁感應(yīng)的原理，大腦工作時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流能夠在頭顱外表產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)。腦磁圖（MEG）裝置便是通過捕捉這種極微弱的磁信號(hào)（相對(duì)應(yīng)于地磁場(chǎng)的百萬分之一）來反映大腦內(nèi)部的神經(jīng)活動(dòng)。

腦電圖（EEG）只能反映腦表面的生物電活動(dòng)，而MEG則可反映大腦深部電向量的位置和活動(dòng)方向，是無數(shù)腦電向量的綜合。因此，相比于EEG，MEG突出的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)神經(jīng)興奮源的定位更為直接和準(zhǔn)確，而且時(shí)間分辨率也可與腦電相媲美。不過，腦磁圖的總造價(jià)很高，數(shù)百萬美元的成本極大地限制了它的普及。同時(shí)，它只對(duì)某些流向（如垂直于顱骨）的興奮源敏感，而對(duì)另一些流向的興奮源則可能無法探測(cè)到[21]。

綜上所述，fMRI，OCT/NIRS所顯示的主要是解剖學(xué)信息，即結(jié)構(gòu)圖像，PET所顯示的主要是功能和代謝成像，都具有較高的空間分辨率；而ERP，MEG等所顯示的主要是生理功能成像，具有較高的時(shí)間分辨率。綜合利用這幾種研究技術(shù)觀察認(rèn)知活動(dòng)中腦功能的時(shí)空動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，已成為心理學(xué)研究的趨勢(shì)。

6. 經(jīng)顱磁刺激（transcranial magnetic stimulation，TMS）

TMS技術(shù)是根據(jù)電磁感應(yīng)原理，將電流通過一個(gè)靠近頭皮的線圈，經(jīng)電磁轉(zhuǎn)換后，線圈的周圍產(chǎn)生一個(gè)與線圈中電流方向相互垂直的磁場(chǎng)。該感應(yīng)磁場(chǎng)能穿過頭皮、顱骨進(jìn)入大腦，并在大腦皮層產(chǎn)生感應(yīng)電場(chǎng)。繼而對(duì)大腦的生物電活動(dòng)產(chǎn)生干擾或調(diào)節(jié)。這一技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)在于能夠通過對(duì)大腦活動(dòng)進(jìn)行短暫干擾，從而建立“虛擬的腦損傷”條件來幫助研究者考察大腦功能與行為反應(yīng)之間的因果聯(lián)系。

TMS的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域是認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究。例如，通過TMS干預(yù)運(yùn)動(dòng)控制區(qū)域發(fā)現(xiàn)個(gè)體的運(yùn)動(dòng)控制能力受到抑制。同樣，通過TMS干預(yù)前額葉皮質(zhì)后，發(fā)現(xiàn)個(gè)體的決策能力受到影響。這樣一些結(jié)果對(duì)于建立新的認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)理論具有重要價(jià)值。TMS在臨床研究中也具有不可替代的價(jià)值。例如對(duì)成癮者的研究表明，TMS刺激能夠增強(qiáng)多巴胺系統(tǒng)的GABA受體釋放，從而恢復(fù)已被毒品破壞的多巴胺系統(tǒng)的調(diào)節(jié)功能。2008年10月，美國(guó)FDA認(rèn)證通過了TMS用于治療藥物抵抗型抑郁癥，有效率約為80%。近幾年，用TMS治療干預(yù)成癮的研究日漸增多，TMS有望在不久的將來成為一種潛力巨大的、獨(dú)特的精神障礙治療手段。

（三）生物電技術(shù)

生物電技術(shù)記錄的肌電、心率、皮溫等指標(biāo)既不屬于認(rèn)知心理實(shí)驗(yàn)范式所使用的反應(yīng)時(shí)、正確率等行為指標(biāo)范疇，又不屬于認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)范式所采用的腦電、腦區(qū)為典型代表的生理指標(biāo)范疇，盡管生物電技術(shù)也記錄腦電，但此腦電指標(biāo)與認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)范式下的腦電指標(biāo)屬于不同的數(shù)量級(jí)，不宜相提并論，因此，我們把生理多導(dǎo)儀和生物反饋儀為代表的生物電技術(shù)單獨(dú)歸為一類。

生物電技術(shù)是利用相關(guān)的電子儀器設(shè)備記錄我們身體內(nèi)部的生理過程、生物電活動(dòng)等信息信號(hào)并加以放大，放大后的機(jī)體電活動(dòng)信息以視覺（如儀表讀數(shù)，圖像）或聽覺（加蜂鳴音，音樂）形式呈現(xiàn)出來，通過這些客觀信息指標(biāo)來探索和研究人的心理現(xiàn)象和活動(dòng)規(guī)律。這些肌體電活動(dòng)的信息主要包括有如下種類：腦電、肌電、心率、血壓、皮膚電、皮溫、眼電等。記錄這些信號(hào)的電子設(shè)備主要有生物反饋儀和生理多導(dǎo)儀兩種。

生物反饋是運(yùn)用學(xué)習(xí)來自我調(diào)節(jié)自主神經(jīng)系統(tǒng)以促進(jìn)健康的一個(gè)治療手段。通過生物反饋儀主體能夠了解自身的機(jī)體狀態(tài)，并學(xué)會(huì)在一定程度上隨意地控制和矯正不正常的生理變化。生物反饋儀可以反饋給人的信息包括肌肉的緊張度、皮膚表面的溫度、腦電波活動(dòng)、皮膚導(dǎo)電量、血壓和心率等。生物反饋儀主要應(yīng)用在如下幾個(gè)方面：（1）心理診斷。通過使用這些指標(biāo)，可以對(duì)心理遲鈍、學(xué)習(xí)困難等心理問題進(jìn)行診斷。（2）心理治療。通過這個(gè)儀器的配合，可以對(duì)身心疾病以及有關(guān)的心理問題進(jìn)行治療。（3）心理訓(xùn)練。使用該儀器，可以對(duì)身心疾病、自卑等心理問題進(jìn)行訓(xùn)練。生理多導(dǎo)儀是用來記錄生理活動(dòng)的各項(xiàng)指標(biāo)的醫(yī)學(xué)和心理學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器，能動(dòng)態(tài)記錄腦電圖、心電圖、肌電圖、皮膚電、血壓、指端容積、心輸出量、心電、呼吸、血壓、誘發(fā)電位、動(dòng)作電位、神經(jīng)元活動(dòng)等信號(hào)，在醫(yī)學(xué)診斷與治療、心理與行為研究中得到了廣泛的應(yīng)用。

四、未來實(shí)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

盡管心理學(xué)與腦科學(xué)結(jié)合而產(chǎn)生的認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)，正取代認(rèn)知心理學(xué)成為心理學(xué)發(fā)展的新階段[22]，但是我們應(yīng)該看到，當(dāng)前認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)技術(shù)并不是研究所有心理問題的萬能法寶，因?yàn)檫@些技術(shù)只能告訴我們某一種意識(shí)活動(dòng)是發(fā)生在腦的某一個(gè)區(qū)域或某一些區(qū)域，并不能回答為什么這個(gè)或這些腦結(jié)構(gòu)的活動(dòng)會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)心理或行為的發(fā)生[15]。此外，這些技術(shù)目前所達(dá)到的水平也不能滿足腦與意識(shí)研究的要求。例如，為了能夠看到與不同意識(shí)過程相關(guān)的腦細(xì)胞的功能結(jié)構(gòu)，要求這些設(shè)備必須達(dá)到微米級(jí)的空間分辨率；要觀察到與知覺、注意、思維、決策等意識(shí)活動(dòng)相關(guān)的大腦動(dòng)態(tài)過程，必須將這些技術(shù)的時(shí)間分辨率提高到毫秒級(jí)?？v觀上述各種認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)高時(shí)空分辨率很好結(jié)合的設(shè)備目前還沒有，如，fMRI有較好的空間分辨率，其時(shí)間分辨率卻低下；腦磁圖可以實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)的時(shí)間分辨率，然而其空間分辨率卻只有厘米級(jí)。這些技術(shù)上的缺陷已經(jīng)成為制約當(dāng)前腦與意識(shí)研究的瓶頸。當(dāng)然，這些缺陷也正是未來新技術(shù)革新和發(fā)展的方向。

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