□ 肖貞林
張效初
20世紀(jì)50年代中期,西方興起了一種心理學(xué)思潮和研究方向即認(rèn)知心理學(xué)。其作為人類心理現(xiàn)象中的認(rèn)識(shí)過程為主要研究對(duì)象的一門科學(xué),是廣義的認(rèn)知科學(xué)(包括計(jì)算機(jī)科學(xué)、通訊科學(xué)、語言學(xué)、邏輯學(xué)、人類學(xué))的一個(gè)重要分支,屬于心理學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、神經(jīng)科學(xué)的交叉領(lǐng)域。格拉斯在《認(rèn)知》一書中指出:“我們所有的心理能力(知覺、記憶、推理等)被組成一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng),它的綜合功能就叫認(rèn)知。”
認(rèn)知神經(jīng)心理學(xué)是認(rèn)知心理學(xué)的分支,它是在傳統(tǒng)的認(rèn)知心理學(xué)和神經(jīng)心理學(xué)的基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展起來的。20世紀(jì)80年代中期以前,神經(jīng)心理學(xué)主要沿著臨床醫(yī)學(xué)和心理學(xué)的道路邁進(jìn);80年代以來,神經(jīng)心理學(xué)在吸收了認(rèn)知心理學(xué)的精細(xì)實(shí)驗(yàn)方法和理論概念之后,開始逐漸沿著認(rèn)知神經(jīng)心理學(xué)的方向發(fā)展。因此認(rèn)知神經(jīng)心理學(xué)脫離了臨床醫(yī)學(xué)的軌道,轉(zhuǎn)入了認(rèn)知心理學(xué)和神經(jīng)科學(xué)的家族。近年來,認(rèn)知神經(jīng)心理學(xué)取得了諸多重大成果,受到越來越多的研究者重視,成為當(dāng)代神經(jīng)心理科學(xué)研究的前沿。
志之所趨,無遠(yuǎn)勿屆,窮山復(fù)海不能限也。一直以來,張效初埋首于認(rèn)知神經(jīng)心理學(xué)領(lǐng)域研究中,并在采用神經(jīng)影像手段(腦電、磁共振)研究認(rèn)知障礙的神經(jīng)機(jī)制,采用神經(jīng)影像手段(腦電、磁共振)研究高級(jí)認(rèn)知功能的神經(jīng)機(jī)制,探索神經(jīng)信號(hào)實(shí)時(shí)反饋及直流電刺激技術(shù)在成癮及其他精神或神經(jīng)類疾病治療中的應(yīng)用等方向中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)?,F(xiàn)如今,在認(rèn)知神經(jīng)心理學(xué)研究的這趟旅程當(dāng)中,張效初仍抱有最初的熱忱,并期待著用實(shí)際行動(dòng)在認(rèn)知神經(jīng)心理學(xué)領(lǐng)域取得更多的突破,為推動(dòng)領(lǐng)域發(fā)展、造福更多的人,而創(chuàng)新開拓、孜孜不倦。有心如此,他一直不畏前行。
在時(shí)間的長河中,認(rèn)知神經(jīng)心理學(xué)研究領(lǐng)域經(jīng)歷了一系列發(fā)展。百年來,有眾多研究者扎根在這一研究領(lǐng)域,默默耕耘,創(chuàng)造了眾多有價(jià)值的科研成果。作為新時(shí)期的研究者,張效初也從未忘記自己肩上的職責(zé)。
在張效初看來,時(shí)代的進(jìn)步賦予了認(rèn)知神經(jīng)心理學(xué)發(fā)展的土壤。21世紀(jì)是“腦的世紀(jì)”,腦科學(xué)、認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)、思維科學(xué)及相關(guān)領(lǐng)域的研究與實(shí)踐將進(jìn)一步揭示人類意識(shí)、思維的本質(zhì),為攻克腦的疾病提供基礎(chǔ)。我國已經(jīng)將“認(rèn)知與腦科學(xué)”研究列為未來20年發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域。
參加科學(xué)中國人2017年度人物盛典
到底認(rèn)知神經(jīng)心理學(xué)和神經(jīng)心理學(xué)、認(rèn)知心理學(xué)有著怎樣的關(guān)系?從事這一領(lǐng)域研究又有怎樣的意義呢?
從科學(xué)角度講,神經(jīng)心理學(xué)是研究高級(jí)認(rèn)知功能或心理活動(dòng)的神經(jīng)機(jī)制的一門學(xué)科,它是從神經(jīng)學(xué)角度研究腦與心理活動(dòng)或認(rèn)知功能的關(guān)系。傳統(tǒng)上,它常常通過研究腦損傷患者的高級(jí)認(rèn)知功能缺損,來推斷正常狀態(tài)下該心理活動(dòng)或功能的腦機(jī)制。近年來,神經(jīng)心理學(xué)家利用各種技術(shù)(特別是腦功能成像,fMRI)研究損傷腦和正常腦在從事某一特定加工時(shí)的實(shí)時(shí)腦區(qū)激活,為了解腦結(jié)構(gòu)和功能關(guān)系提供了一個(gè)更為直接的窗口。半個(gè)世紀(jì)以來,神經(jīng)心理學(xué)經(jīng)歷了從臨床神經(jīng)心理學(xué)到實(shí)驗(yàn)神經(jīng)心理學(xué),再到認(rèn)知神經(jīng)心理學(xué)的發(fā)展過程。
而認(rèn)知心理學(xué)則是以信息加工觀點(diǎn)來研究認(rèn)知活動(dòng)(包括語言、記憶、思維等)的一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué),它常常建立由不同認(rèn)知元件組成的認(rèn)知加工模型。認(rèn)知心理學(xué)與神經(jīng)科學(xué)結(jié)合形成了認(rèn)知神經(jīng)科學(xué),與神經(jīng)病學(xué)結(jié)合成為認(rèn)知神經(jīng)心理學(xué),后者已經(jīng)成為神經(jīng)心理學(xué)的重要發(fā)展方向。
在研究過程中,認(rèn)知神經(jīng)心理學(xué)以認(rèn)知能力異常的患者為研究對(duì)象,通過他們的特異性損傷和保留的認(rèn)知結(jié)構(gòu)及功能來推知正常人的自加工方式和神經(jīng)基礎(chǔ)。因利用腦損傷患者從事認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究,故又被稱之為基于腦損傷患者的認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)。認(rèn)知神經(jīng)心理學(xué)的研究目的和意義主要在于考察、發(fā)展正常人的認(rèn)知心理學(xué)理論和模型,以及建立認(rèn)知神經(jīng)生物學(xué)模型,在臨床上也能為病癥的診斷和康復(fù)治療提供心理學(xué)實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
回顧張效初的求學(xué)歷程,他一直在這一領(lǐng)域的研究中不斷前行著。2000年本科畢業(yè)于中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院后,張效初萌生了繼續(xù)深造的想法,開始在中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院認(rèn)知神經(jīng)心理學(xué)實(shí)驗(yàn)室繼續(xù)進(jìn)行學(xué)習(xí),并于2005年順利獲得了理學(xué)博士學(xué)位。在這之后,他又在美國健康衛(wèi)生研究院藥物濫用研究所從事了5年的博士后研究工作。多年的國內(nèi)外求學(xué)以及研究經(jīng)歷,張效初深感認(rèn)知神經(jīng)心理學(xué)其中所蘊(yùn)含的意義巨大,并形成了深厚的科研積淀,為他后期的科研工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
走得再遠(yuǎn),也從未忘記自己為什么出發(fā)。2010年,張效初回到了中國,在中國科學(xué)院“百人計(jì)劃”的引進(jìn)下來到中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院認(rèn)知神經(jīng)心理學(xué)實(shí)驗(yàn)室,在這里展開了科研的新征程。
路是一步一步走出來的,科研也需要一種執(zhí)著與堅(jiān)守的力量。在張效初看來,科學(xué)研究是自己熱愛的工作,投身其中,他更能體味到人生的價(jià)值。多年的研究錘煉,張效初在認(rèn)知神經(jīng)心理學(xué)領(lǐng)域取得了一系列優(yōu)秀的科研成果。
物質(zhì)依賴,是指長期濫用某種物質(zhì)后,產(chǎn)生一種心理上與軀體上的強(qiáng)烈而不能克制尋覓該種物質(zhì)的狀態(tài),冀以體驗(yàn)重復(fù)使用該物質(zhì)的心理快感,同時(shí)避免戒斷的軀體不適。在物質(zhì)依賴的認(rèn)知神經(jīng)機(jī)制研究中,張效初與研究團(tuán)隊(duì)合作運(yùn)用多模態(tài)磁共振成像工具,發(fā)現(xiàn)與渴求/沖動(dòng)調(diào)控有關(guān)并表現(xiàn)出顯著的尼古丁依賴相關(guān)的神經(jīng)損傷。他們特別發(fā)現(xiàn),額葉大腦白質(zhì)的損傷可以作為診斷兩者共病的生物學(xué)標(biāo)記。這部分工作在國際科學(xué)界獲得較大影響力,張效初多次應(yīng)邀在國際頂級(jí)會(huì)議上作報(bào)告。他應(yīng)Springer出版社邀請(qǐng)編輯出版的專著,進(jìn)入到該出版社高等級(jí)圖書序列AdvancesinExperimentalMedicineandBiology中。
在正??是笳{(diào)控的心理和神經(jīng)機(jī)制研究中,張效初與團(tuán)隊(duì)成員通過不懈攻關(guān),采用行為學(xué)和腦成像手段研究了正??是螽a(chǎn)生及調(diào)控的心理過程和神經(jīng)機(jī)制?;谘芯砍晒?015年張效初在FrontierinHumanNeuroscience上發(fā)表了相關(guān)文章并受到了廣泛關(guān)注。
神經(jīng)反饋,即關(guān)于軀體技能的信息反饋,是使用特定的儀器,來了解個(gè)體不易覺察的心理生理過程,例如,血壓、心率、皮膚溫度、腦電活動(dòng)等。它是上世紀(jì)60年代前后在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)興起的新興學(xué)科和新的醫(yī)療技術(shù)。這一技術(shù)往往建立在現(xiàn)代精密的電子技術(shù)的基礎(chǔ)之上。一直以來,張效初十分專注于神經(jīng)反饋技術(shù)在吸煙成癮中的應(yīng)用,并取得了一系列成果,相關(guān)結(jié)果已經(jīng)申報(bào)了國家發(fā)明專利和軟件著作權(quán)登記?,F(xiàn)如今,他還正在利用tDCS作為工具進(jìn)行一系列認(rèn)知神經(jīng)心理學(xué)方面的研究。2016年,張效初應(yīng)邀在NeuroscienceBulletin的非侵入性腦刺激??献珜懥司C述論文,并已經(jīng)獲得軍方興趣。
團(tuán)隊(duì)合影
現(xiàn)如今社交網(wǎng)絡(luò)愈加發(fā)達(dá),人們將大多數(shù)時(shí)間都浪費(fèi)在其中,忽略了與家人、朋友的相處,并造成了一系列健康問題。針對(duì)這一現(xiàn)狀,張效初制訂了世界上第一個(gè)測量微博過度使用和微信過度使用的測量標(biāo)準(zhǔn)。已有加州大學(xué)圣迭戈分校、北京師范大學(xué)等10余所國內(nèi)外大學(xué)采用其所做的量表進(jìn)行進(jìn)一步研究,在領(lǐng)域內(nèi)取得了很大的反響。
從事科研多年來,張效初發(fā)表論文50篇,其中SCI/SSCI論文44篇,應(yīng)邀綜述6篇。作為主編編輯論著2部,申請(qǐng)國家專利2項(xiàng),軟件著作權(quán)2項(xiàng)。被引用近600次,被大眾媒體報(bào)道超過200次。眾多研究成果受到了包括美國ABC新聞電視臺(tái),英國《每日電訊》、《每日郵報(bào)》,以及鳳凰衛(wèi)視、新華社、《中國科學(xué)報(bào)》、《中國青年報(bào)》、《參考消息》、央視網(wǎng)等在內(nèi)的國內(nèi)外上百家媒體的關(guān)注和報(bào)道,產(chǎn)生了較大的社會(huì)影響力。
2014年,張效初成功申請(qǐng)了國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“成癮相關(guān)決策過程中規(guī)則學(xué)習(xí)能力下降的認(rèn)知神經(jīng)基礎(chǔ)”。在這一項(xiàng)目中,開始了自己全新的科研探索。
物質(zhì)和非物質(zhì)成癮(以下簡稱“成癮”)是影響人類健康的重大精神疾病之一。日常生活中常見的如阿片類藥物(嗎啡、美沙酮、杜冷丁等)成癮、尼古?。ㄎ鼰煟┏砂a、酒精成癮和網(wǎng)絡(luò)成癮等,已經(jīng)發(fā)展成為嚴(yán)重威脅人類身心健康的全球性問題。
傳統(tǒng)上一般認(rèn)為大腦獎(jiǎng)賞系統(tǒng)及其相關(guān)行為的損傷是成癮的關(guān)鍵性改變。但是近年來,越來越多的研究者認(rèn)為控制/決策能力降低也是成癮者的關(guān)鍵認(rèn)知功能損傷之一。表現(xiàn)為成癮者為了暫時(shí)的、短期的快感,不顧長期的負(fù)面后果,而對(duì)成癮相關(guān)刺激過度追求,并且即使在多次獲得負(fù)面反饋之后,仍然堅(jiān)持這種行為。因此,研究成癮者決策能力降低的神經(jīng)環(huán)路基礎(chǔ),將有助于理解成癮者相關(guān)臨床表現(xiàn)的機(jī)制,為建立科學(xué)有效的干預(yù)方法提供依據(jù)。
決策是指人在不同選項(xiàng)間做出選擇的過程。在現(xiàn)實(shí)生活中,人往往會(huì)面對(duì)一些開始不知道如何選擇和決策的新問題。不過,人在多次決策及接受其反饋的學(xué)習(xí)過程中,可以獲得信息,掌握新問題中的規(guī)則,進(jìn)而在之后的決策中做出有利的選擇。因此,學(xué)會(huì)如何做出正確的選擇,即對(duì)規(guī)則的學(xué)習(xí),非常重要,這在有關(guān)的決策研究中,是具有重要意義的關(guān)鍵問題。
愛荷華博弈任務(wù)是一種模擬現(xiàn)實(shí)決策情景的實(shí)驗(yàn)室任務(wù),是一種伴隨著相應(yīng)獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰的模糊情景下的決策任務(wù),涉及風(fēng)險(xiǎn)采擇和概率學(xué)習(xí)兩個(gè)因素。它是由Bechara等于1994年用來研究腹內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)損傷患者的決策缺陷時(shí)發(fā)展起來的。在愛荷華博弈任務(wù)的相關(guān)研究中,科學(xué)家曾證明成癮者具有決策功能障礙,即不顧長期負(fù)面后果,對(duì)短期利益過度追求,可能與其較差的規(guī)則學(xué)習(xí)能力有關(guān),但對(duì)其認(rèn)知神經(jīng)基礎(chǔ)并不清楚。而前人以及張效初所做的相關(guān)研究均表明,成癮者存在獎(jiǎng)賞、情緒、控制等相關(guān)腦區(qū)和腦環(huán)路的損傷。例如,成癮者在接收閾下成癮相關(guān)刺激時(shí)杏仁核及其環(huán)路存在活動(dòng)異常,而當(dāng)相關(guān)刺激達(dá)到意識(shí)水平后,則表現(xiàn)出外、內(nèi)側(cè)前額葉和導(dǎo)葉以及相關(guān)環(huán)路的活動(dòng)異常。
因此,重要的問題是,成癮相關(guān)腦區(qū)和腦環(huán)路損傷與其決策中規(guī)則學(xué)習(xí)能力下降的關(guān)系如何,即成癮者決策中規(guī)則學(xué)習(xí)能力的降低是否與其相關(guān)腦區(qū)及腦環(huán)路的功能異常有關(guān)?為解決此問題,進(jìn)行系統(tǒng)的成像研究是必要的。
盡管已有大量愛荷華博弈任務(wù)的行為學(xué)研究,但由于其任務(wù)較為復(fù)雜,認(rèn)知成分難以分離,至今,愛荷華博弈任務(wù)的腦機(jī)制神經(jīng)成像研究仍然很少。特別是目前缺少針對(duì)決策中規(guī)則學(xué)習(xí)的神經(jīng)環(huán)路基礎(chǔ)的腦成像研究,因而無法描述包括相關(guān)腦區(qū)及環(huán)路在內(nèi)的大腦不同部分在愛荷華博弈任務(wù)規(guī)則學(xué)習(xí)中的活動(dòng)特征。因此,必須創(chuàng)立新的學(xué)習(xí)方法,才能對(duì)相關(guān)科學(xué)問題進(jìn)行研究。
在這一項(xiàng)目研究中,張效初利用磁共振、腦電等工具,分析成癮者在決策中規(guī)則學(xué)習(xí)過程相關(guān)的腦區(qū)及環(huán)路的活動(dòng)改變,以了解成癮者決策能力降低的腦機(jī)制,并利用經(jīng)顱直流電刺激方法初步探索可能的治療方法。這些研究結(jié)果將有助于理解成癮相關(guān)腦區(qū)及環(huán)路損傷與決策之間關(guān)系的神經(jīng)基礎(chǔ),從而探索有效的干預(yù)方法,具有重要的社會(huì)和臨床價(jià)值。
步履不停,十幾年來,張效初始終保持著這樣的節(jié)奏。一項(xiàng)工作才漸進(jìn)尾聲,2017年,張效初又成功申請(qǐng)了國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目“酒精使用障礙共病其他精神障礙的心理特征及神經(jīng)機(jī)制”。他希望通過對(duì)這一項(xiàng)目的研究,為更多酒精使用障礙共病其他精神障礙患者帶去福音。