时间：2023-06-25 16:23:55
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇神经科学研究方向，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
一、企议主要议题与内容
会上，来自英、美、德、法、意、中等多个国家的研究者在会上做了广泛的交流与探讨。其中作为主题发言人之一，伦敦大学教育神经科学研究中心副主任Andrew Tolmie教授首先介绍了教育神经科学这一倍受关注的新兴学科的特点和发展趋势，并展望了其对音乐教育未来发展的重要影响及启示作用。Tolmie教授认为，教育神经科学不仅对人才培养与综合国力的增强具有重要意义，将其研究成果应用于音乐教育的教学与研究领域也已经成为现代教育发展的必然趋势。通过教育神经科学对音乐教学中所涉及的记忆、思维及情绪等高级认知功能进行深入探究，可以从不同角度理解音乐认知活动的实质、特点及规律，同时可以更深入、准确地认识脑与音乐教学行为间的关系及不同环境与音乐教育方式对神经机制与心理机能所产生的影响，从而为音乐教育改革提供综合了神经生理与心理特性的多层面依据。
来自赫尔辛基大学行为科学学院脑认知研究组（Cognirive Brain Research Unit，Institute Of Behavioural Sciences）的Mari Tervaniemi教授以《音乐教育与脑科学――梦想与现实》（Music education and brain science：dreams and realities）为题，探讨了音乐训练经验对儿童与成人音乐家的脑结构和功能的影响。Tervaniemi教授认为研究音乐教育情境中的脑是一项非常具有挑战性的工作。已有研究证明，音乐活动具有调节和改善脑结构与功能的重要作用，不仅音乐训练可以促进儿童与成人脑的发育，而且音乐听赏与音乐创作等活动也可以作为特殊手段应用于神经与心理疾病的治疗中。同时，Tervaniemi教授指出现阶段研究者面临的主要问题在于：第一，目前，绝大多数研究仅限于在实验室环境中开展，凭借现有研究技术与方法还不能解决所有真实教学环境中的实际问题；第二，每个被试的脑的解剖结构和功能不是完全相同的，但是现有研究结论却是基于对被试的群体研究所得出的均值而得出的；第三，每个被试对音乐的感受和偏好不尽相同，但现有研究大多是采用相同的音乐刺激材料：第四，需要开展更多的长时间的追踪调查，才能使研究结论更具有说服力。
其后，国际著名的音乐心理学家和音乐教育家GrahamWelch教授做了题为《儿童歌唱能力发展过程中的神经心理学特点》（Neuropsychological feature of children’s singingdevelopment）的发言。作为国际音乐教育协会主席（International Society of Music Education，ISME）（2012-2014）和“教育、音乐与心理学研究”协会（society for Education，Music and Psychology Research，SEMPRE）的主席，Welch教授在发言中首先从神经机制入手，对儿童在歌唱过程中的脑区激活位置与程度进行了深入分析，并倡导将关于神经科学的最新研究成果应用于声乐的教学方法之中。在此基础上，Welch教授分析了目前关于“音乐教育中心智与脑”的研究所面临的挑战，并呼吁研究者们开展专门针对儿童的神经心理生物学（neuropsychobiology）的实证研究，从而帮助我们更好地理解和改善儿童声乐教学方法。
此外，会议还组织与会者参观了用于开展神经科学研究的脑电（electroencephalogram，EEG）实验室、功能性磁共振成像（functional magnetic resonance imaging，fMRI）实验室以及位于英国科学博物馆中的正电子发射断层成像（positronemission tomography，PET）等脑实验设备，这使得参会者们进一步加深了对神经科学的研究技术与研究范式的了解。随后，研究者们就各自特别关心的问题展开了头脑风暴式的热烈讨论。与会专家和学者普遍认为，探究神经科学与音乐活动的脑机制与功能是一个非常具有发展潜力的研究方向。目前，借助fMRI、PET、ERP以及EEG等实验设备，研究者便可以观察在从事音乐活动的过程中，人脑的神经活动机制。但这不仅需要神经科学研究者们的努力，同时也需要音乐教育者的积极参与，并将研究成果运用于教育实践，从而最终对音乐教育产生实质性的影响。
二、会议宗旨和意义
召开此次研讨会的含义和影响都是非常深远的。它不仅标志着一个崭新的研究领域或者说研究（学科）视角正在形成，而且正如研讨会宣传语中所说，会议旨在“连接心理学、神经科学与音乐教育的世界”，即希望打破学科壁垒，架设起一座不同学科间沟通的桥梁，从而将音乐教育工作者与对其感兴趣的心理学和神经科学领域的研究者联系在一起，构建一个跨学科联盟，并将脑与神经科学研究成果普及与推广至音乐教育领域。众所周知，传统的教育教学实践与教育政策的制定和实施，往往是以现象学思维为基础，而传统的教育学研究一直是一种基于直接经验的社会实践活动，一些经验看起来比另外一些更为有效，这就形成了一些大家比较认可的“传统”的教学方法。而现代学科的不断交叉与融合需要来自不同领域的学者开展多学科、跨学科甚至是超学科⑤的合作研究。通过神经科学、心理学与音乐教育领域研究者的合作探究，将会逐步改变传统音乐教学那些过于抽象和孤立的观点，弥补现有音乐教育政策和实践的不足，这也必将促使新的研究视角和研究论域的形成（见图1）。
同时，我们也应看到目前在各个学科之间在研究问题、研究范式和研究方法上各不相同。神经科学研究一般遵循发现问题、提出假设、验证假设、形成科学的知识体系的严格程序。而教育领域则主要受政治、经济、社会、文化因素的影响，思辨性是其主要特征之一。而且，神经科学的相关成果在音乐教育实践中的具体应用还需要通过大量的实验和应用研究才能最终得以实现。尽管目前基于心理学的音乐研究已经探讨和解释了人类的音乐经验和音乐行为的心智模型等一系列问题；基于神经科学的音乐研究，也已经记录和分析了音乐体验和音乐活动等对脑结构与功能的影响，但针对实际的音乐教育和音乐学习情境，还没有联合起从事科学、教育和艺术等不同领域的研究者建立起一个足够强大的学科基础。因此，在神经科学的基础研究和音乐教育的应用研究之间构筑起沟通与联结的桥梁是当前亟需解决的问题。音乐教育者应该采取更为积极的态度，投入到神经科学与音乐教育的合作研究中去，主动了解并谨慎接受神经科学的研究发现，继而在音乐教育的实践中验证并运用神经科学的理论观点。为此，我们应该在心智、脑与音乐教育之间形成一种互动与互惠的关系，即音乐教育者不应总是处在被动接受神经科学的研究成果的位置上，或是单纯由音乐教育研究者提出问题，然后请神经科学领域的研究者对此进行实验室研究，再将结论反馈给音乐教育。而是需要音乐教育者和神经科学家之间在研究问题的提出和问题解决方法等各个方面展开合作，共同致力于教育环境中的有效学习和教学，从而推动科学和教育的共同发展。
三、面临的挑战及对策
当然，将心理学、神经科学与音乐教育链接起来，我们还面临着诸多的问题与挑战。首先，我们亟需思考的是如何促使研究从实验室环境进入到真实的音乐教育环境，从而将神经科学的研究成果应用于解决课堂音乐教学的现实问题当中。目前，来自赫尔辛基大学等研究机构的科研人员正在尝试在实际演奏和真实的课堂环境中开展脑实验研究（见图2、图3）。这将促使研究者们从音乐教育领域的实际问题出发，探究神经科学的研究成果的现实转化，并综合心理学与神经科学的研究视角和结论，从中科学合理地提炼出更有效的音乐教育规律与实践措施，并为音乐教学提供一种强有力的动力和基础。
其次，心智、脑与音乐教育之间沟通的道路不应该是单向的，而是互动和互利的。这就需要具备多元学科背景并有着共同研究目标、研究取向和共同的学术话语体系的研究者们积极展开科际合作。但是目前这种合作还面临着很多困难。一方面，现有从事神经科学与音乐教育交叉研究的大多是脑科学领域的研究者。在这些研究中，音乐主要是作为实验刺激材料，而很少有学者专门从音乐教育的视角着眼，提出改进和革新的策略；另一方面，音乐教育领域的研究者对脑科学的关注颇为滞后，对于具有重要应用价值的研究发现缺乏敏感和了解。而面对不同领域间的学科跨度，我们需要在神经科学领域的研究者、教育政策制定者以及音乐教育实践者之间搭建起一个相互交流、共同合作的平台，从而使相关学科的研究人员能够消弭知识上的鸿沟。
以英国伦敦大学下设的教育神经科学研究中心（Centre of Educational Neuroscience，CEN）为例，它是由伦敦大学学院（University College London，UCL）、伦敦大学教育研究院和伦敦大学伯贝克学院（Birkbeck，University of London）联合成立的多学科综合研究机构，旨在将教育科学、心理科学、认知科学以及神经科学等进行整合，为人类的学习提供跨学科解释，同时推动教育神经科学研究成果的现实转化，为学校的教学实践与政策制定等提供科学的依据。同样，2005年初，北京师范大学已率先在国内成立了脑与认知科学研究院（原认知神经科学与学习研究所），目前这里已经组建了基本认知过程与学习、语言认知与学习、数学认知与学习以及情绪与认知的相互作用等多个项目组，并邀请了包括数学、语文、英语、音乐、体育等多个领域的专家学者进行合作研究。笔者有幸先后进入上述两个研究机构工作和学习，并深深感受到跨学科、跨机构合作的巨大潜力和优势。
再次，神经科学对大多数教育者来说还是一个非常陌生的领域，需要广泛地宣传从而减少普通公众对脑科学的误解与“神经神话”的流传。为此，我们可以在音乐教育或音乐心理专业期刊、书籍和其他大众刊物上不断公布与脑与神经科学有关的研究成果，帮助研究者、音乐教师和普通公众理解这一新兴领域。例如，2005年北京师范大学出版了“脑科学与教育译丛”系列图书，其中包括《艺术教育与脑的开发》和《脑的功能――将研究结果应用于课堂实践》等。随后，《心智、脑与教育：教育神经科学对课堂教学的启示》《人是如何学习的――大脑、心理、经验及学校》等一系列图书也在国内翻译出版。目前，《教育生物学杂志》和《华东师范大学学报》等学术期刊还专门开设了“教育神经科学”专栏。同时，我们还应充分利用广播、电视及网络等传媒手段，及时、准确地向公众传播有关脑科学与音乐教育交叉研究的科普信息，并通过举办科技博览、专家讲座以及家长培训等形式提高社会公众的脑科学知识素养。值得注意的是，目前市场上有不少书籍、网站等出于某些商业目的大肆鼓吹所谓的“基于脑”的教育计划，还有诸如“关键期”、“左、右脑分工”等对脑科学的原始研究作出错误解释的推论。为此，各类媒体应做到客观、科学地宣传脑与教育神经科学知识，既要努力转化为非专业人员能够理解的文本，又要保持其科学性与严谨性。
2007年9月29日下午，在首都师范大学一间办公室中，我们见到了方平教授，虽是初次谋面，但一讲起首都师范大学心理学科，作为学术带头人的方平如数家珍地向记者道来。
心理学领域的博士团队
“心理学科是首都师范大学设立最早的学科之一，当时只是一个心理学公共课教研室，现在已经发展成为心理学系了。”方平告诉记者。目前的心理学专业已经凝聚了一批优秀人才。
方平教授，首都师范大学教育科学学院副院长，教育部心理学教学指导委员会委员、中国心理学会测量专业委员会副主任。北京心理学会副理事长，北京市“发展与教育心理学”重点学科负责人，曾在美国加州伯克利大学、加拿大西安大略大学进行合作研究。主持北京市教育“十五”重点项目“中学生自我调节学习发展特点的实验研究”和北京市教委“十五”项目“促进中小学学生学习动机的评价研究”，并主持国家攀登计划“儿童脑高级功能开发与素质教育的若干重要问题的研究”的二级课题。50余篇，著作3本，获省部级以上奖励5项。
郭春彦教授，首都师范大学教育科学学院心理科学研究所所长。“学习与认知”北京市重点实验室主任。《心理学报》、《心理科学发展》、《心理与行为研究》，《应用心理学》编委。曾在美国西北大学和肯塔基大学进行合作研究。曾主持两项国家自然科学基金项目，科技部重大基础研究前期研究专项二级项目，科技部国家攀登计划专项二级项目和学校博士学科点专项科研基金项目。主持的“建构性记忆的脑功能研究”获得北京市跨世纪优秀人才工程专项经费资助。40余篇，一项相关的研究项目获北京市第9届哲学社会科学优秀成果二等奖。
丁锦红教授，曾在美国纽约州立大学和肯塔基大学进行合作研究。曾主持北京市项目“工作记忆不同功能的神经机制研究”，“长时记忆中图形特征提取的ERP研究”。参加国家攀登计划“儿童脑高级功能开发与素质教育的若干重要问题的研究”及国家自然科学基金项目的研究。2002年，他研究的“不同方向视觉运动追踪的特性”获北京市第7届哲学社会科学优秀成果奖。
以这3个学术带头人为核心，李新旺，蔺桂瑞等20位具有博士学位的心理学研究人员紧密团结在周围，这些人员绝大部分都是从其它高校引进的。“我们的平均年龄只有三十五六岁，很有后劲。”方平告诉记者。
接力棒跑出的辉煌
1956年，时任北京师范大学教务长的林传鼎教授到首都师范大学担任教务长，并在心理学公共课教研室担任教职。同年，获美国纽约州立大学博士学位的郝德元教授也回国加盟到首都师范大学心理学公共课教研室。“两位先生对我们心理学系的构建影响是非常大的。他们的贡献是今天心理学系发展的基础。”方平说。
两位著名心理学家的到来，使得首都师范大学的智力开发和心理测量统计两个方向的研究水平在当时处于全国领先地位。“上世纪70年代末80年代初，北京举行了大量的心理测验，心理统计、智力开发的培训班。特别是在我校举办的心理统计学的培训班，北大、北师大心理学10年前的骨干都曾经在这里接受过培训。”方平说。
1984年，首都师范大学顺利拿到了发展与教育心理学的博士授权点。
上世纪90年代中期，老一辈的教授相继退休，但是随着郭德俊教授的加入，首都师范大学的心理学科焕发了新的活力。“由于他的到来，使得首师大的心理学发生了非常大的变化。特别是博士研究生的培养模式上发生的变化，从培养衔接来讲，弥补了研究生培养的脱节现象。”
“从1997年到今天是我们专业快速发展的时期。”方平说。
1997年，心理学专业开始招收本科生。
1999年，学校购进了脑电仪、眼动仪、情绪多导仪。“由于我们购进了这些机器，视觉的脑神经机制、视觉加工的脑神经机制、言语的脑神经机制等一系列研究得以开展，促成了今天的研究方向的确立。”
2000年，心理学系成立。
2001年，“学习与认知”实验室被评为北京市重点实验室。该实验室下设人类记忆过程、视觉信息加工、统计与测量，情绪与动机、应用心理学和生理心理学6个分实验室。实验室现有面积300平方米，设备总价值人民币700万元，购置了ESI－128导脑电记录系统、Eyelink眼动记录系统，Curry定位系统、Bbpac16导电生理系统设备。目前该实验室承担国家级项目、国际合作项目、以及北京市级项目近30项，已经形成了人类认知过程与神经机制、青少年动机与情绪发展、心理测量的理论与应用和心理咨询等多个比较熟悉的研究方向。实验室发放了实验室开放基金40万元，已经取得～定的成果，在权威核心杂志15篇。
2002年，发展与教育心理学取得了北京市重点学科的称号。学科主要从事的研究领域在心理学研究中处于十分重要的地位，其中认知过程的神经心理学研究是国际心理学界和神经科学界等许多领域的研究热点：动机研究方面已有多年的研究基础，在国内居于先进水平，元分析及结构方程理论研究对心理学研究方法改进作出了贡献，心理发展与咨询方向紧密结合实际，为素质教育提供理论基础与实践指导。
2005年，在全国一级学科评审中，首师大的发展与教育心理学获得全国第7名。
目前，发展与教育心理学科共承担国家基础教育课程改革项目，国家自然科学基金，国家“十五”教育科学规划项目3项、教育部及北京市项目18项，同时，自2002年至今172篇，著作30部，建立研究基地3个，3项研究成果获省部级研究成果奖，其中北京市第4届教育科学研究优秀成果一等奖，二等奖各一项；北京市第7届哲学社会科学优秀成果二等奖一项。
“在地方高师中，我们学科是名列前茅的。”方平自信地说。
以学科建设带动学术发展
“我们是以学科建设来带动学术的发展通过合理的布局来实现学科的快速发展。”方平说。
2000年，心理系一成立便制定了一个发展战略，发展与教育心理学也一直保持着良好的发展态势。要促进心理学专业的整体发展，就要大力发展基础心理学。经过6年的努力，“基础心理学布局已经完成，人员搭配也已经完成，研究方向基本固定。”
2006年，心理系引进的人才主要是发展与教育心理学方向的，所以很快满足了发展与
教育心理学人员搭配的需要。
“从2007年开始，我们又做出了决策，重点补充应用心理学。”
目前首都师范大学心理学系形成了认知心理学、情绪心理学、心理统计与测量、发展心理学与心理咨询以及生理心理学的研究方向。“我们希望以心理学大的方向为背景，在有特色的学科建设过程中培养一支队伍。”方平告诉记者，“我们系的脑认知神经科学，视觉加工、情绪和动机研究这三个方向在国内是有一定特色的。”
在学科发展中的支柱性人才，方平等心理系的领头人不遗余力地加以引进。从事生理心理学研究的李新旺教授就是在这个战略思想下引进的一位优秀人才。“从开始接触他，到最后引进到我们这里，整整花了两年时间。”方平感叹着人才引进的不易，“他来了之后，在生理系发挥了重要的作用。”方平说，“另外我们系的情绪与动机研究目前在国内有一定的影响，这个方向是郭德俊教授从北师大转到首师大工作后带来的。”
“我们还要加强在发展与教育心理学方向的知名教授的引入力度，而且已经物色了一个教授。但是……”方平向记者透露着，话锋又一转，“有些人才可以挖，有些人才是不能挖的。有些人才挖了过来，不会影响原单位的学科发展，而对于我们的学科能起到一个加强的作用，这是一种良性的人才挖掘，而不是恶性的。如果把他挖走了，原单位在这个方向上全部垮掉了，国家的投入也付之东流，这种人才挖掘是对国家的不负责任。所以不能随意挖人才。”
现在，方平打算成立几个研究所，以适应现在科学研究的特性，通过研究所带动科学研究。“比如一方是研究记忆的，一方是研究情绪的，如果以系为单位来组织会议，可能一方感兴趣的问题，另一方不感兴趣。如果凝炼几个方向并成立研究所，组建一个学术团体，不带有行政色彩，可以利用所的名义召集和组织一些学术研讨。”方平说。
人才培养是首位
方平告诉记者，在采访的当天上午，他们几个系领导刚刚开了会，讨论学科发展的大计。“人才队伍的建设，是今后专业发展的至关重要的环节，这是我们的共识。”
现在，心理系正通过各种渠道来提高教师的专业素质。
“我们鼓励教师在现有的专业发展基础上与国外同专业的教授合作，展开研究，以拓展教师的专业视野，加深教师的专业造诣，使教师可以尽快地吸纳本专业内最新的研究成果，洞悉本领域的发展趋势。”
“我们鼓励教师广泛参加各种学术会议，特别是与本专业密切相关的各种学术会议，以保证教师可以从多渠道、多层次了解到学术的最新动向。”方平说。
“我们鼓励教师进行国内外的学术交流与合作，最大程度地了解全球目前相关专业的研究动态，使教师在专业视野上既具有国际眼光，同时立足本土文化和国内的专业发展方向，以达到兼容并蓄的目的，最终使教师在学术上有全方位的发展。”
“我们学院是学校里出国最频繁的。”方平笑着回答记者关于国际交流的提问。“不是停留在低层次的联系上，更多的是高层次的合作研究，这是我们系的特色。”目前，心理系正在同加拿大西安大略大学合作“儿童的社会性作用和社会关系的研究”，同纽约州立大学布法罗分校心理系合作“多动症儿童的视觉加工研究”。
迄今，心理学系同美国的伯克利大学、西北大学、明尼苏达大学、印第安纳大学、肯塔基大学、巴佛罗大学和加拿大西安大略大学建立了项目合作关系。累计出国学习访问的教师21人次，参与国际国内会议共计140余人次，主办和参办国际国内会议3次，邀请国内外心理学专家来校讲学27人次。
“我们下一步的目标是选派优秀教师到国外一流实验室进行学习和合作研究，与国际先进的实验室接轨，培养一支先进的研究队伍。”方平告诉记者。
营造宽松的环境与氛围
一直以来，方平都强调学术带头人和教师的包容性。“因为我们都是探求真理的，都是为了共同的目标――专业的发展。”因此。方平主张学术带头人应该身先士卒，做出表率。“在学术上，我们有不同观点，可以当面说，各抒己见。”
在心理系有一个教授委员会，有事共同商量，统一决策。“在这个委员会中，我就不再是副院长的身份，大家都是教授，我们谈论问题都是为了学科的发展。”方平说。
作为学术带头人，方平一周有15节课。在心理系，每一位教授都有类似的教学任务。“我们多上些课，为年轻老师腾出时间，进行专业上的发展。”有些年轻老师进入心理系工作后因为发表文章的压力会产生困惑。学术带头人会首先稳定他的情绪，然后给他提供科研环境，给他介绍比较好的研究方向，或者让他参与到课题当中，使他逐渐地确立自己今后的研究方向，因为很多博士原来都有方向，来了以后不一定与学院的研究方向吻合，还要做一些方向转移的工作。
一些年轻人在心理系担任着非常重要的岗位。像应用心理学专业的学科负责人才30岁出头。“大力启用年轻人，这是我们的经验。这对年轻人在工作当中锻炼能力，促进专业的发展是有好处的。这些工作保证了教师们在工作中心情舒畅，因为他们看到了工作的前景。”方平说。
不仅仅是教师，学生在心理系也有一个宽松的研究环境。“对于学生参加学术研究或者国内会议，院系给报销相关费用。”方平说。
积极贡献社会
据方平介绍，首师大自有心理专业以来，便将为北京市服务与建设作为学科建设的中心工作之一，与北京市各部门有着广泛的合作与联系。
摘要:传统经济学在研究消费决策时通常假设人是理性的, 总是在约束条件下寻求利益的最大化。而大量的现实经济活动表明,人在作出决策时往往不是出于理性的判断。对于那些传统经济学模型无法解释的行为,通过借助现代神经医学设备,研究人员能够在神经层面触及决策潜意识,重建经济学对经济行为的解释框架。
关键词:神经经济学;传统经济学;决策潜意识;经济行为;神经层面
理性主义历来是传统经济学家坚守的阵地,然而由于传统经济学说在一些理论推理过程中所作的假设难以衡量,又与现实经济生活中的经济决策行为多有违背,因而备受质疑。特别是美国Baylor医学院的科学家所做的“百事可乐”品尝实验证实了“可口可乐”市场份额高的原因并不是出自“可口可乐”的口味偏好,而是受其品牌影响,这表明与味觉相关的低级认知功能被高级认知功能所取代[1],从而进一步说明,应用传统的理性经济人的假设是存在缺陷的,经济学领域尚有未知的“新大陆”有待人们去挖掘和探索。伴随着脑成像为代表的神经科学技术的快速发展和神经心理学研究手段的日益成熟,这片经济领域的“新大陆”很快成为学界和商界关注的热点,逐步被揭开其神秘的面纱。
深入探索神经经济学,挖掘大脑的经济决策机制,一方面可以促使经济学家重新认识经济学的核心经济理论,弥补经济学领域的空白,进一步拓展经济学的研究方法;另一方面可以将所得到的研究成果应用于商业推销、法庭博弈等实践活动,更好地为实践服务。
一、走出传统经济学的困境在这样的背景下,神经经济学正是以其独特的视角、跨学科的研究方法以及实验手段实现了对人类经济行为的更好解释与预测。神经经济学试图为大脑复杂的决策过程探寻一种更加准确与完善的决策模型。它不仅为行为经济学的很多理论建立了神经学基础,而且发现了那些对决策有重要影响的却被忽视的生理学变量。
二、神经经济学研究方法
(一)脑电图技术
脑电图是最早引入神经经济学研究的一种技术,它将脑细胞生物电活动的电位作为纵轴,时间作为横轴,这样把头皮上的两点之间或头皮之间的电位差通过电子放大仪器放大并记录下来。脑电图作为一种常规检测手段有其自身的特点:首先,它具有实时性,可以直接监视大脑神经的活动;其次,它具有可得性,便于携带,方便实地检测;再次,它的造价成本相对低廉,可以支持较大范围和规模的实验。然而,由于它只记录头皮两点的电位差,因而它只能探测到大脑表面的部分活动[2]。
(二)功能磁共振成像技术
功能磁共振成像技术(FMRI)依靠追踪血液携氧变化而产生的磁性变化感应成像,图像能客观反映外界及心理因素刺激引起的大脑相应区域活动的变化,且具有无辐射无损伤的独特优势,已广泛应用于认知科学和心理学领域的研究。
美国著名的尼尔森市场调查公司将其作为市场研究的主要手段之一,同时它也是神经经济学领域研究的重要技术方法。[2]功能性核磁共振成像技术作为一种先进的研究手段也有一定的弊端:首先,其造影造价昂贵,仪器十分复杂,对被试者的影响较大;其次,检测过程中血液流动与神经区域被激活存在一定的时间滞后性。然而,其最大的优势是空间延展性强,能够记录整个大脑和各个细分层面的神经区域活动情况。
(三)统计分析法
脑成像技术为统计学的发展提供了平台也带来了挑战。由于图像数据的特殊性,它需要经过预处理以消除噪音等瑕疵。
1. p值法。P值检验法在脑成像的早期应用较为广泛,其核心思想是对统计数据进行假设检验,运用P值对所得到的数据进行反复检验和修正。随着统计学的发展,目前也出现了对图像数据处理的新方法,比如Peltier使用自组织图来刻画神经网络。Mitchell也提出了将机器学习算法应用于FMRI数据集来对认知状态加以分类[3]。这些基于P值分析的新方法能够在一定程度上减弱图像对比的频繁度,提高分析的有效性。
2. 时空序列法。在脑成像研究领域里,时空序列法是一项常用的技术。在FMRI中,先将每一个体素视为独立的单元应用到通用线性模型中,然后借助指数平滑法来统一数据形式,使之便于处理[3]。此外,也可以将通用线性模型扩展为聚合模型和混合模型等更为复杂的模型。有些技术试图根据通用线性模型的参数对数据间的关系进行建模。
三、神经经济学主要的研究课题
(一)效度计算在决策中的新发现
效度是经济学领域的核心概念。经济学家认为,人们会对可能的选择赋予效度,通过比较效度来做出最终抉择。然而,由于作出的选择所涉及的奖赏激励范围很广,因而对于如何计算效度仍是个未知数。尽管如此,借助FMRI,研究人员仍然得出了一些令人兴奋的结论:第一,不同类型的奖赏激励通常会增强公用神经结构的活性;第二,通过FMRI实验进一步证明了预期理论的核心观点,即效度是在通过对比绝对值与参照点的基础上加以计算的;第三,进一步解释了在经济决策中效度计算的跨期折现问题。研究表明,人的大脑至少有两套折现结构,一种是对即刻奖赏敏感的结构,另一种是对远期奖赏敏感的结构。[3]
(二)情感因素在决策中的作用
众所周知,情绪会影响一个人的决策。然而,由于对情绪进行定量计算并不容易,因而传统的经济学研究通常忽视其对决策的影响。有别于传统经济学,行为经济学开始关注情绪在决策中的作用。这其中研究的较为成熟的是后悔理论。研究人员发现,在内侧前额区、前扣带皮层和海马区,后悔程度的增加会强化这些区域的活性[4]。研究还表明,额叶皮层在协调后悔经历的过程中扮演着核心的角色。所以,预期情绪的能力对作出合理的决策是至关重要的。
(三)不确定性决策
根据各选项结果的概率是否可知,可以将不确定性决策分为风险决策和含糊决策。借助FMRI技术,研究人员发现个体在面临收益时厌恶风险,在面临损失时追求风险;而在含糊情境下,个体无论是面对收益还是面对损失都采取含糊规避。[4]Huettel等人在此基础上,创造性地将被试的主观经济偏好与相应的大脑神经活动相连。该实验要求被试者在每组博弈中作出选择,实验发现被试者的含糊偏好能够预测外侧前额叶皮质的活动,并且该区域的活动与个体行为冲动的临床测试负相关,这说明大脑此区域主要负责情境分析并且抑制冲动反应。有关风险与含糊情境下决策的神经机制正在进行深入的研究。
四、神经经济学发展遇到的阻碍
(一)技术水平方面阻碍
(二)伦理道德方面阻碍
在神经经济学研究的日益深入及其应用价值日益显现的同时,也有不少人对这一研究的伦理性提出了质疑。很多人认为这种“读脑活动”会控制人们的决策行为,很大程度上侵犯了人们的隐私权,这使得神经营销学逐渐在消费伦理和企业道德的边缘徘徊。美国的消费者组织——商业警报则抗议使用神经科学的手段来解决营销问题,认为这是把商业引向病态:跨国公司企图控制人的购买决策行为[5]。此外,一些不法分子也可能会研发某种神经药物来操控人们的行为。随着神经经济学研究的愈加深入,技术愈加成熟,这些担忧也并非空穴来风。
(三)神经活动交互不确定性方面阻碍
人脑是一个十分复杂的层级决策机构,从结构和功能上可以分为大脑、小脑、脑干三部分。其中大脑又包括额叶、顶叶、枕叶和颜叶四部分,每一部分又可以继续分为更为具体的功能模块。然而,当面对某一外来刺激时,并非是某一或某几个功能模块起作用,而是各功能模块协同运作的结果。虽然研究人员可以通过检测脑区所收刺激的强度来作出判断,但这种客观性也是难以保证的。比如测试人员可能恰巧受到某些积极或消极情绪的影响,这种影响会极大地妨碍实验的客观性和检测的准确性。
五、神经经济学的未来应用前景
神经经济学在认知科学领域的应用产生了认知神经科学,它是神经科学的一个重要分支,是对脑神经系统的智能活动过程进行实验研究和模拟研究。认知神经科学研究以两个基本观点为基础:第一,脑的结构与功能具有多层次性,而且大脑结构的多层次性导致了其功能的多层次性;第二,脑的结构是脑功能的基础,但结构与功能之间不存在简单的对应关系[5]。随着神经科学研究技术的迅速发展,已经可以对人类的心理感受和思维活动加以测量,从而使我们以一种新的视角理解人类的思想和行为。
(一)神经经济学在商业推销领域的应用
推销策略是否能吸引消费者的眼球是企业最为关心的问题。以广告设计公司为例,传统营销学主要借助小范围的宣传以及调查问卷的方式来探寻消费者的购买意愿,从而检验广告是否能达到预期效果。然而,由于存在消费者的主观偏差以及调查问卷中存在误差等因素,传统的营销学手段难以在深层面挖掘消费者购买决策的真实意愿。而神经营销学通过探索大脑不同区域对刺激的不同反应来调整广告刺激的设计方式。许多营销公司都在试图找到一种最好的广告陈述方式,从而使广告的产品或服务更加吸引人。英国营销机构dash;—囚徒困境所得到的决策结果已给传统的“理性经济人”假设带来了巨大挑战。人们开始转换思维方式探索博弈论的内在机理,这其中神经经济学在法庭博弈中的应用是重要研究方向之一。更好地理解人类思考过程可以从两个方面帮助我们研究法律问题。第一,可以更好地预测法律制度对行为的影响,使我们能够更有效地构建法律制度;第二,有助于更好地理解社会成员福利的含义,为制度决策提供依据[8]。神经经济学实验通过改变“法律”,使行为主体在几种不同的法律制度框架下作出选择,从而为更好地制定公共政策提供依据。
六、总结
神经经济学作为正在被探索和发现的“新大陆”日渐改变着人们对经济学的看法。以往传统的经济学是通过调查问卷、谈话采访等方式研究和预测人们的决策行为,主观性较强。而神经经济学则通过深入大脑来捕捉人们的潜意识,挖掘大脑决策的非理性因素。神经经济学是对经济学基础理论的有益补充,它将有助于解释许多传统理论无法解释的现象。
神经经济学作为一门边缘学科,它提供了一种崭新的研究方法,揭开了依靠实验研究经济学的新篇章。它在融汇传统经济学研究方法的基础上,以实验经济学、实验心理学以及行为科学为指导,借助先进的神经学检测设备展开研究,从而将经济学导入实验研究的轨道上来。不过就目前来说,它的研究还是过多地侧重于大脑功能的研究,多学科融合的深度明显不足,其自身的理论框架还有待进一步建立完善。
在当前情况下,神经经济学只是对人们行为背后的神经学原理进行研究,但对利用这些原理来预测和指导人们行为则缺乏足够了解,这也受到了不少神经经济学反对者的批评。此外,神经经济学在快速发展的同时也受到了一些来自学界和伦理界的阻碍和质疑。然而其极强的应用价值和广泛的商业前景也预示着这块蕴藏科学价值和商业价值的“新大陆”必将为人们所探知。
参考文献:[2]朱琪,陈乐优.神经经济学和神经管理学的前沿[J].经济学家,2007,(4).
[3]马庆国,王小毅.认知神经科学、神经经济学和神经管理学[J].管理世界,2006,(10).
[4]汪蕾,林志萍,马庆国.神经经济学:经济决策研究的新视角[J].经济学家,2009,(3).
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[7]Terrence Chorvat,Kevin McCabe,Vernon“Laics”[J].Supreme Court Economic Reviean.The Value of Brain Imaging in Psychological Research[J]. Acta Psychologica Sinica,2010.
责任编辑:武玲玲
责任校对:学 诗
Neuroeconomics——Neics
Liu Zheng, Chen MEimEI
(Xuri Business Administration School, Donghua University, Shanghai 200051, China)
关键词：智能信息处理；多学科交叉；教学模式
0引言
智能信息处理是模拟人或者自然界其他生物处理信息的行为，建立处理复杂系统信息的理论、算法和系统的方法和技术，主要面对的是将不完全、不可靠、不精确、不一致和不确定的知识和信息逐步转变为完全、可靠、精确、一致和确定的知识和信息的问题。智能信息处理是当前科学技术发展中的前沿学科，同时也是新思想、新观念、新理论和新技术不断出现并迅速发展的新兴学科，涉及信息科学的多个领域，是现代信号处理、人工神经网络、机器学习、人工智能等理论和方法的综合应用，在复杂系统建模、机器学习、医学影像处理、系统优化和设计等领域具有广阔的应用前景。
目前，智能信息处理研究生课程相关的教材和课件大多以高隽老师的《智能信息处理方法导论》为基础开展相关介绍。该书体系严谨，理论推导细致，但在多学科交叉应用尤其是面向认知神经科学、智能信息科学等领域的应用方面介绍不足，缺乏必要的多学科交叉案例及相对完整的设计过程，导致来自不同学科的研究生在对理论知识的理解、不同工程应用实践经验的积累等方面存在一定脱节的情况。针对智能信息处理课程教学的实际情况，我们从计算神经科学、信息学科与智能信息交叉的多学科角度出发，系统介绍智能信息处理的基础理论及各种新兴处理技术，主要介绍智能信息技术的基本概念、原理和分析方法以及智能系统的知识处理和模型的建立，提供人工智能技术、神经网络技术在神经科学交叉等领域的应用算例，涉及目前国内外智能信息处理的最新研究成果以及学术研究前沿进展情况；同时，在教学实践中，对课程的教学模式进行探索和思考，强调多学科交叉及学生主体的重要性，注重教学方式的多样化及课内外教学相辅相成。该课程的教学实践能够使研究生对智能信息处理技术的发展及交叉学科应用有全面的了解，为神经科学、信息学科与智能信息交叉学科课程实施研究型教学开辟新的途径，对提高课程教学效果，培养学生的主动探究能力具有非常重要的指导意义。
1主要解决的教学及管理问题
1.1多学科交叉的智能信息处理
智能信息处理是一门以应用为导向的综合性学科，涉及脑与认知科学、智能科学、信息科学、现代科学方法等多学科的交叉与综合。由于智能信息处理涵盖内容广泛，面向研究对象众多，因此在较短学时的课程教学中，教师需要权衡把握好宏观内容的介绍和相关内容的纵深讲解，让学生既能从整体上了解智能信息处理学科的基本概念、学术思想、知识体系和学术特色，又能在具体应用方面了解其基本问题、基本模型和科学研究方法。在教学实践中，把握好多学科交叉的智能信息处理课程的整体与局部、广度与深度问题，是教师应首要考虑的问题之一。
1.2积极引导学生参加多学科研讨活动及课外实践活动
实践出真知，理论知识只有在实践中才能更好地被理解和掌握，体现和发挥其价值，然而，传统的课程教学模式侧重于课堂上教师“口授笔书”的知识传授，在引导学生研讨和践行方面存在很大不足，造成学生不能很好地理解和应用课上所学，不能有效培养和促进学生在实践中发现问题和解决问题的能力。笔者结合多年留学经验及国际教学实践，对如何引导学生积极参加多学科研讨活动及课外实践活动，进行反思、探索和尝试。
2教学实践主要内容
2.1结合工程及应用背景的教学模式
智能信息处理作为一门以应用为导向的综合叉学科，很多问题和模型既来源于又服务于实际应用，与实际问题紧密相关，然而，现有的课程教材鲜有既能系统全面介绍智能信息处理的基础理论、基本概念和分析方法，又能结合实际应用及工程背景给出例证详解的。分析教材纵深发展过程不难发现，理论与实际的结合不够是主要原因，因此在实际教学实践中，教师不能单纯依据教材内容照本宣科，需要结合实际应用背景就地取材并灵活讲解。
在智能信息处理教学实践中，针对该学科多学科交叉的特点，可以采取点面结合的教学方式。在宏观层面上，综合介绍智能信息科学技术领域的相关内容，包括基本概念、学术思想、知识体系和学术特色，让不同专业背景的学生能在较短时间内对智能信息处理学科从比较陌生的状态过渡到对其基本模型和基本问题有初步、宏观、科学和准确的认识；在微观点处，以具体的经典工程应用范例及模式辅助宏观介绍，达到宏观而又不失具体、既有广度又兼具深度的效果。这种精而不范的具体案例有利于短学时课程的安排，如介绍智能信息处理与信号处理的交叉时，笔者以参与的发动机故障诊断为例进行讲解；介绍智能信息处理与系统辨识的关系时，笔者以曾研究的磁气圈和太阳风预测为具象进行详细说明。
2.2多学科交叉综合的教学模式
一方面，智能信息处理涉及多学科交叉综合，而传统的教学模式往往侧重于单独介绍各学科的科学体系及应用，对于学科交叉综合方面的探讨则有限，如在机器学习方面，以往的教学倾向于各种算法的数学推导和理论证明，但在实际应用中，机器学习往往需要与其他学科如信号处理、模式识别等交叉互融，才能解决实际问题；另一方面，智能信息处理作为一门充满活力的新学科，不断有新技术和新方法随着前沿问题的发现而被提出和应用。教师可以采取多学科交叉综合的方式，尝试将国际前沿的科研成果引入智能信息处理的教学实践中，这样既能以此引导学生了解多学科交叉融合的方法和思路，又能展现国内外智能信息处理的研究新成果和发展新动态，激发学生的学习兴趣。
2.3增加互动环节的教学模式
传统的教学模式往往侧重于知识的灌输，忽视方法的传授。在教学实践中，教师在“授之以鱼”的同时，更要注重“授之以渔”，引入国外智能信息处理的前沿科研方法，培养学生良好的科学思维和科研素养。此外，智能信息处理的课堂教学不同于以往最基础的授课，而是以教师讲授为主，更多的是在课上由教师提出问题，引导学生讨论互动，让学生产生代人感转而主动学习和理解。作为课内的外延和补充，我们还在课外不定时、不定期组织学生参加科研沙龙，进一步激发和培养学生的兴趣，加强巩固所学知识和方法。实践证明，互动授课方式及多活动的课外扩展，对于提高学生的学习热情、培养学习兴趣、促进知识理解具有重要作用。
2.4多样化的课程考核模式
一方面，传统的单纯以期末考试成绩作为唯一考量标准的考核方式过于片面；另一方面，这种考核方式也容易束缚学生的思维，使学生产生学习只是为了最后一纸成绩的误解。综合考虑智能信息处理的课程特点及研究生培养目标，我们建议可以采取更为灵活的考评方式如采用PPT报告总结的方式，一方面考评学生平时表现，包括课堂出勤、课堂表现等，另一方面以学生学期末PPT报告总结成绩为主。每名学生依据自己的兴趣爱好，选择一个与智能信息处理相关的研究方向进行调研―参阅书籍―查找资料―深入探讨，最后以PPT的形式向教师及全体学生总结汇报并互相交流。这种考评方式以书本为平台，不仅能培养学生的系统掌握新知识及新技能的学习能力、实践操作能力和表达能力，还可调动学生查阅资料和自主思考问题的积极性，扩展知识面。
3教学方法及路线
3.1多媒体利用最大化的教学方式
在教学手段和方式上，现在多媒体技术进入课堂已经非常普遍，但对丰富电子资源的利用程度并没有实现最大化。当前的教学方式大多以讲解PPT为主，缺乏多样化的展现方式，容易使学生产生疲劳感。结合教学实践，我们发现通过将PPT、视频、动画、录像等多种形式的多媒体结合，以更加生动形象的方式展现教学内容，在吸引学生兴趣和提高学习效率方面效果显著；此外，还可以借助多媒体，通过软件演示的方式让学生亲身感受实际工程应用的操作过程，建立智能信息处理科学技术的直观形象和感性认识。
3.2开展科研教学沙龙活动，引导互动交流
智能科学技术处在创新发展时期，特别需要培养具有创新精神的人才。创新精神的产生伴随着各种不同思想的汇聚、交流和碰撞，为了鼓励和培养学生的创新思维，教师可以组织各种科研教学沙龙活动，基于学生兴趣，将不同专业背景的学生组织在一起，从不同专业视角自由探讨某一研究方向，碰撞出思想的火花；同时，可以引入国际前沿热点问题的创新结果的介绍，剖析前沿创新点和创新过程，开阔学生视野，培养和提高学生的创新能力。
3.3利用互联网，构建课外科研实践互动平台
正所谓“众人拾柴火焰高”，课堂中，学生可以随时向老师提出疑问，老师带动学生一起讨论；对于课外学习研究中出现的问题，教师可以通过QQ群、微信群、公邮等在线互动平台与学生交流沟通。一方面，众智众力促进问题的解决；另一方面，平台互动的方式能充分调动集体的学习研究热情。
4教学模式的应用效果
4.1国际学术
正如“实践是检验真理的唯一标准”，课内学习到的知识只有被运用在科学实践中才能证明和体现其价值。在教学实践中，我们着重培养学生将所学知识与其专业背景相结合、将所学转化为科研成果的能力，取得了较满意的教学效果，如部分学生将所学信号处理中的时频分析方法应用到故障的检测中并将此公开发表在国际学术期刊上，获得了令人满意的研究成果。
4.2选课情况逐年递增
图1（a）汇总了2013―2015年我们开设的智能信息处理课程各院系学生选课情况。从图1（b）中可以看出，研究生选课人数逐年递增，开始该门课程的研究生选课人数由最初的13人增加至54人，增加3.15倍；图1（c）表明，课程的覆盖院系由最初的3个院系（0系表示研究生院）增加到2015年的11个院系，覆盖面增加2.66倍。此外，选课学生中既有硕士，又有不少博士，甚至有来自其他高校的老师和工程研究所的硕士、博士。从智能信息处理课程近3年的选课总体情况来看，课程已经引起不同专业学生和教师的广泛关注和参与兴趣。
4.3学生的综合评价正面积极
在智能信息处理课程教学实践中，我们发现不仅选课人数逐年增加，而且学生对课程的综合评价也一直非常好。学生一致认为当前的授课方式丰富而有趣，结合工程实际背景的教学具体而形象，互动形式的课堂方式能很好地促进交流表达，课外的沙龙活动为他们解决科研和学习中遇到的问题提供很大的帮助。
5结语
关键词 自我控制 认知神经机制 冲突理论指向 动机理论指向
中图分类号：B848 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2015.06.020
Self-control Neurocognitive Mechanisms Research
based on Conflict and Motivation Theory
WANG Yanfei[1]， ZENG Jiayong[2]
（[1] Guangzhou University， Guangzhou， Guangdong 510006;
[2] Guangdong Medical University， Dongguan， Guangdong 523808）
Abstract Self-control mechanism of cognitive neuroscience fruitful， but did not reach a unified consensus. About neurocognitive mechanisms of self-control study based on two theories： the conflict theory that self-control is to coordinate the efforts of individual thoughts， feelings and behaviors conflict， by the harmonization of the brain responsible for the information conversion process， the anterior cerebral cingulate return （ACC） is the neural mechanism of activation performance; motivation theory point to consider trade-offs involved in motivation and goal setting effort to achieve the goal to pay， which is the main content of self-control， and the prefrontal cortex （PFC） is responsible for reward characterization， goal setting and behavior are associated with its activation. Future studies should focus on the integration of the two theories point to consider neurocognitive mechanisms， bearing in mind the impact of personality traits and different cultures of self-control neurocognitive mechanisms.
Key words self-control; neurocognitive mechanisms; conflict theory point; motivation theory point
0 引言
自我控制是指个体为了实现一定的目标，有意识地控制自己的思想、情绪和行为的一种心理机能。它是人类个体能动性的主要表现。
由于自我控制本身是一个非常复杂的概念，它包括情绪、动机、认知和行为等多种因素的交互作用，大多数的研究者都只能选择其中的一个方面来进行研究，而且为了自己的研究目的而对自我控制进行不同的界定，从而导致研究成果虽然多，但却显得支离破碎，不成体系。随着认知神经研究技术（如ERP、fMRI）的发展，目前除了可以从心理层面和行为层面研究自我控制以外，还可以从认知神经这一层面来加以研究。这是心理学领域的一大进步，我们不但能够研究脑损伤病人来获得数据，而且还可以研究正常人心理现象的脑神经发生机制，为统一自我控制这种支离破碎的研究局面提供技术方法的支持。
目前关于自我控制的认知神经机制的研究方兴未艾，大多数研究都是在冲突理论指向和动机理论指向的指导下进行的。冲突理论指向认为自我控制是个体协调思想、感觉和行为冲突的努力，并由大脑统一协调负责信息转换（Krug & Carter，2010）;动机理论指向认为自我控制是认知和行为被用于完成内部目标的过程，而动机指向影响目标行为。本文将主要介绍在这两种理论指导下的有关自我控制的认知神经机制研究成果，在此基础上探讨未来自我控制的认知神经机制的研究方向。
1 冲突理论指向下的自我控制认知神经机制
1.1 冲突理论指向下的自我控制的认知神经机制的早期发现
上世纪60年代就有人指出当前的冲突通常会导致知觉性选择的补偿调节以减缓冲突，从此引发了大量的研究。Schneideran和Detweiler（1988）明确指出了冲突与控制的联系，即一个中央控制系统在一系列的加工模块中调节着信息的转换，当冲突发生在要聚合成一个模块中的信息之间时，控制将被纳入。
随着认知神经科学的发展，确凿的证据证明冲突管理在人类认知中扮演着重要角色，而且冲突的发生会激发大脑的前扣带回（Anterior Cingulated Cortex，ACC）的活动。Posner和Pardo（1990）等人通过神经成像的研究证明ACC脑区负责认知控制。
Carter等人（1998）做了大量的Stroop色词实验后推测， ACC检测冲突反应（高冲突单元中的正确反应和错误反应的单元）并通过发送更多需要的信号间接作用于认知控制，以保持在将来不一致任务中的表现和避免进一步的错误。Botvinick（2001）用ERP实验证明了以上的推论。无论是错误的反应还是高冲突单元中的正确反应，都会产生高冲突的反应水平和背侧ACC的激活之间的联系。但是在这两种情况下，背侧ACC激活的时间是不一样的。在错误反应中，激活的高峰是在反应作出以后，而在正确反应的情况下，激活的高峰是在反应之前。 同样是用ERP来测量，Van Veen和Carter（2002）在Eriksen Flanker Task中，发现预测错误的ERN负波和预测正确反应的N2波都出现在相同的ACC区域。这就意味着冲突理论可以解释背侧ACC的激活与高冲突正确反应单元和错误反应单元之间的关系。
为了作进一步验证ACC是负责行为选择还是负责冲突管理或者两者兼备，Botvinick（1999）用fMRI设计了一个Eriksen Flanker Task实验。实验的结果证明了ACC是负责冲突管理的脑区。随后Carter等人（2000）用Stroop色词实验再次证明ACC负责冲突管理。
ACC是负责管理冲突的脑区，那么哪一个脑区是负责控制的呢？为了回答这个问题，Macdonald等人（2000）用事件相关的fMRI设计了一个将任务分为准备期和执行期的Stroop色词实验。实验证明：背外侧前额叶（Dorsolateral Prefrontal Cortex，DLPFC）的纳入会减轻ACC的激活强度，并且个体 会在随后的不一致任务中需要更长的时间来作出反应。显然，在Macdonald等人的实验和后来的研究都证明ACC要纳入DLPFC来进行自我控制。
以上是冲突理论指向下的自我控制的认知神经机制的发展脉络。冲突理论指向下的自我控制认知神经机制：ACC与其说是直接作用于控制不如说是负责调节冲突，如果冲突水平很高而需要更多的控制，ACC就将DLPFC控制系统纳入进行控制以保持行为的表现，达到个体的目标。
1.2 冲突理论指向下的自我控制的认知神经机制新近成果
冲突理论从形成到现在已经超过了10年，得到越来越多的认知神经机制研究的支持，而且被应用于更广泛和更高级的认知控制领域。
最近的研究（Walsh等人，2011）表明，ACC的激活，除了会引发DLPFC的激活以外，还会预示着前额注意认知神经系统的激活，从而使被试在实验任务中表现得更好，即有更好的自我控制的表现。因此，他们推论ACC与注意认知神经系统在自我控制中是相互作用的。
冲突理论和ACC所扮演的角色正越来越多地被应用于情感和社会认知领域。在情感领域，有的研究者认为认知和情感功能是由ACC的不同部位负责的，Spunt等人（2012）用fMRI实验证明背侧的ACC不但负责个体的认知控制而且还负责个体的负性情感控制。而在社会认知领域，研究证明ACC的激活则预示着随后态度的改变。
2 动机理论指向下的自我控制的认知神经机制
动机理论指向下的研究者认为自我控制是认知和行为被用于完成内部目标的过程，包括目标的设定、策略的制定、具体措施的实施和行为的执行。动机涉及到权衡行为的利益和损耗，决定哪种行为是最好的，设定为了最终目标需要付出的努力程度，因此动机是自我控制的重要组成部分。动机不但对外显行为产生影响，而且还对认知和认知控制过程产生影响（Locke & Braver，2010）。
2.1 社会与人格心理学中的动机
社会与人格心理学家认为，个体变量（如目标、人格与情感等）和任务变量都会通过影响奖惩对动机产生影响，并且这种影响是相互的。Heggestad 和 Kanfer（2000）认为个体完成他们的目标主要依靠“动机技术”，动机技术包含了追求目标完成和任务坚持的资源，同时这些技术是会随着时间而发展的。
人格心理学家将研究的焦点放在人格差异方面。如具有不同人格特征的人，不但影响个体怎么看待自己和自我印象而且影响个体的动机。在自我差异（理想自我、应该自我与现实自我之间的差异）理论的基础上，Higgins’和Freitas（2001）认为个体关注理想自我与现实自我之间的差异，预示着其关注自我提升;而关注应该自我与现实自我之间的差异则预示着其关注自我妨碍。关注自我提升的个体更倾向于获得奖赏，因此他们会寻找更多的有利目标，而关注自我妨碍的个体则会更倾向于避免消极结果，因此他们会更多地寻找有害的目标。
2.2 神经科学中的动机与自我控制
早期的研究认为多巴胺是会引起人和动物兴奋的化学物质，但是Salamone（2002）经过试验研究后都认为，多巴胺在动机中的奖赏过程中扮演着重要的角色，但具体是什么角色还没有达成统一的意见。有的认为多巴胺引导奖赏行为，有的认为作用于动机特点，还有的认为作用于寻求奖赏。根据他们的研究成果可以推测受多巴胺影响的大脑边缘系统（如伏隔核NAcc、基底核等）和内侧和外侧前额皮层（medial and lateral frontal cortical regions）都与动机有密切的关系。有研究指出，前额叶皮层（prefrontal cortex，PFC），尤其是PFC中的前额皮质（orbitofrontal cortex，OFC）是专门负责奖赏表征的。奖赏表征是指保持奖赏的种类和价值的信息，它将指引个体在面临选择时直接比较并引导自身资源倾向于最佳的奖赏或选择。例如，当一个人面临着一个冰淇淋和看一个小时的好书时，他会考虑他的内部状态（是否饥饿），对这两个奖赏的喜好的评估，考虑这两个奖赏的价值等等。而这一系列的自我控制功能都是由OFC很好地完成（Montague & Berns， 2002）。
在有人认为PFC与奖赏的相关过程有关时，Leon 和 Shadlen（1999）则进一步认为DLPFC（背外侧前额叶）的激活与奖赏有关。他们在一个有关保持目标信息的短时工作记忆的认知实验里发现，当刺激线索呈现出如果表象正确就有获得较大奖赏的可能性时，DLPFC的激活得到增强。
2.3 认知神经科学的动机与自我控制
在社会人格和神经科学研究的基础上，很多认知神经的心理学家发现动机对于个体的控制行为是非常重要的，于是他们从动机的角度来考虑自我控制的认知神经机制。
2.3.1 认知控制过程的神经机制
米勒和库恩认为，自我控制被应用于注意保持、设置任务、准备任务、干扰与阻碍等，而这些都被证明了由PFC（前额皮层），特别是LPFC（侧前额皮层）负责。他们认为最关键的是前额皮层能保持有关目标的信息，并在尽量减少干扰的情况下完成目标。
Taylor等人（2004）的研究证明，无论是增加任务的要求还是奖赏，都会增加DLPFC的激活程度。由此可以得出如果要保持或改进行为表现，就需要增加更多的注意。
Sarter等人（2006）认为动机的关键在于保持注意，特别是在干扰和双任务等条件下。他们认为ACC负责检测冲突，然后要求增加注意的努力，接着右侧前顶叶神经网络和前注意神经网络就会进行认知控制以减少冲突或干扰。
动机激励可以通过影响控制的功能来改进个体的行为表现。Locke and Braver（2008）通过一个脑神经成像的行为实验观测到LPFC的激活可以保持与任务相关的目标（与米勒和库恩的实验结果一致），而当在奖励条件下，即如果表现好就有金钱奖励，就会有几个脑区的激活来保持认知控制功能。它们分别是右侧LPFC，右顶叶皮层（parietal cortex），右下额叶皮层（inferior frontal cortex，RIFC）和左背侧的ACC。右侧LPFC和右顶叶皮层被认为是调节注意保持的核心脑区（Posner& Petersen， 1990），RIFC负责认知抑制或抑制无关刺激、记忆和反应的脑区（Aron， Robbins， &Poldrack， 2004），最后，ACC被认为负责检测和解决干扰和冲突的脑区。综合以上各个脑区的功能，就可以推论，以上各脑区的活动增强就反映更强的认知控制，即被试在动机激励的情况下，争取行为表现以获得最大的报酬。
2.3.2 任务相关的认知神经机制
随着研究的深入，有研究者认为，不同的认知实验任务会激活不同的脑区，这是因为注意的分配引起的不同，而奖赏会将这种效应放大。
在一项空间注意研究中，Small 等人（2005）发现在奖赏和惩罚这两种条件下，后扣带皮层（the posterior cingulate cortex）在激励条件下出现了更强的激活，由此推测这一区域是连接动机与空间注意控制的脑区。
Krawczyk等人 （2007）在一项研究中，将实验任务分成知觉场景和面孔两种，同时给被试呈现场景和面孔两种刺激，要求被试注意其中一种刺激而忽略另一种刺激。实验结果显示，在相关脑区的活动强度会因为注意其中一种刺激而增强，因为忽略其中一种刺激而减弱。
结合以上两种思路，Berkman等人（2012）考虑结合认知控制过程和任务相关的认知神经机制对目标追求过程的认知神经机制进行研究。他们首先将目标追求过程分为目标保持、行为管理和反应抑制三个过程，然后设计能区分这三个过程的相关任务的fMRI实验来检测各自的认知神经机制和相互作用。他们认为这样的实验更符合我们的现实生活。或许，他们为我们未来的研究提供了方向。
3 小结与展望
通过比较两种认知理论指向下的自我控制的认知神经机制，发现ACC和PFC是它们共同的脑神经区域。这与他们的理论基础是相关的。自我控制的实质就是管理和解决冲突，而自我控制的过程又包括目标的设定、策略的制定、具体措施的实施和行为的执行，在这四个过程中都包括了各种垂直性和水平性的冲突。因此，自我控制既包括冲突的协调，又包括动机的完成过程，它们可能由某些相同的认知神经基础负责。
通过比较除了发现它们具有相同的认知神经机制以外，还可以发现它们的研究范式是不一样的。冲突理论指向下的自我控制研究大都采用Stroop实验任务，动机理论指向下研究者则大都采用认知信息加工的一些实验任务来研究自我控制。实验任务的不同，导致两种理论指向下的认知神经机制产生差异的可能性增大。
因此，未来对自我控制的认知神经机制的研究有值得深入的地方。
首先应该整合两种理论指向。在研究自我控制的认知神经机制时，不应单纯地从一种理论指向出发，而是全面考虑两种理论指向，形成一个整合的理论模型，以统一自我控制的认知神经机制。在这基础上，积极寻求一个全面包括冲突和动机的实验研究范式。在寻求这种全面的研究范式时我们可能需要考虑一些生态因素。
其次，关 [本文由wWw. dYLw.neT提供，第 一论 文 网专业写作教育教学论文和毕业论文以及服务，欢迎光临DyLw.neT]注个体差异。大多数的认知神经研究都只关注不同个体间的共同效应，关注因实验操作而引起的变化，而个体间差异引起的变化则常常被认为是错误的变异 （Thompson等人， 2005）。在那些不需要的脑区的变化（如果不是被个体引用就会消失的变化），可能会对完成实验有很大的帮助。这些变化可能涉及到动机，动机越强就需要更多的资源去获得奖励或避免惩罚。而这种运用会因为个体的不同而不同（Locke & Braver， 2008）。因此，结合冲突理论指向和动机理论指向的自我控制的认知神经机制来研究稳定的人格特质怎么调节大脑的活动应该是未来研究自我控制的一个新的方向（Vohs等人，2012）。
最后，自我控制的认知神经机制可能会存在文化差异。在上世纪90年代杨忠芳就指出，中国人的“自己”与西方的“自己”是不同的。中国文化注重个人的内倾性，要求个体“克己复礼”，而西方文化则注重个人的外倾性，要求个体表达、表现及实现“自己”。在中国人的自我与西方的自我之间的差异的实证研究方面，朱滢和张力（2001）通过自我记忆效应的实验研究，证明中国人的自我与西方的自我是存在差异的。在实验中他们发现中国人的自我记忆与有关母亲的记忆存在高度的一致性，而西方人则不存在这种情况。由此他们推断中国人的自我与西方的自我的神经机制是不同的。因此，中国人的自我控制的认知神经机制可能会有别于其他国家或地区的人的自我控制的认知神经机制。
氧是机体新陈代谢和维持生存的必要因素，人们很早就知道血红蛋白(Hb)和肌红蛋白(Mb)是机体氧的转运与储存、线粒体耗氧产能及清除多余氧等过程中的关键物质。而对高耗氧的脑组织，人们一直都未能发现能够促进神经系统氧利用的关键分子。脑红蛋白(Ngb)是德国科学家Burmester T等[1]在2000年首次发现的存在于人和小鼠脑组织内，功能上类似于肌红蛋白的携氧球蛋白。含量虽低，仅占脑组织蛋白的0.01%左右[1]，但与脑的氧供应密切相关，在分子水平上调节脑组织氧的供应状态，近年来逐渐成了神经科学研究的热点。国内外学者对其做了较为深入的研究，现就脑红蛋白的分子结构、在机体中的分布及功能和相关研究进展作一简要介绍。
一、脑红蛋白的结构
脑红蛋白主要以单体形式存在，由151个氨基酸组成，相对分子量为17KD，有少量脑红蛋白为多聚体，主要为二聚体，极少为四聚体，二聚体以二硫键相连。在生理状态下Ngb以还原状态即脱氧形式(F8His2+-E7His)存在，其结构为6配体，人和小鼠 Ngb是球蛋白当中第一个具有6个配体的单体蛋白[2]。Ngb与Hb、Mb均为含铁卟啉的蛋白，但在基因组成和蛋白结构等方面与Hb、Mb有较大差异。Ngb基因在高级脊椎动物中是一种高度保守的基因，序列同源性分析表明，大鼠和小鼠Ngb基因序列同源性为96%，与人类Ngb同源性为88%，但与脊椎动物其他球蛋白则有很低的同源性，与Mb序列一致性
二、脑红蛋白的分布
脑红蛋白广泛存在于动物器官组织中。在哺乳动物中，目前已经在小鼠、大鼠和人中发现了Ngb，Burmester等[1]用Northern杂交和原位杂交技术证实脑红蛋白在小鼠和人脑组织中脑前叶、下丘脑和丘脑等处表达最强。邓美玉等[5～6]用原位杂交及免疫组化技术分析发现，Ngb mRNA阳性细胞广泛存在于大鼠脑内各个区域，定位于神经元细胞质内。Ngb免疫反应物质在脑中不同区域表达水平不同，大脑皮质表达水平较高，海马区、丘脑、下丘脑均有散在分布。小脑中阳性细胞较强，主要分布于浦肯野细胞。在脑干、脑桥中也观察到阳性细胞分布，但较少。Schmidt等[7]还观察到Ngb在小鼠的视网膜中大量表达，其密度大概是大脑中的100倍，主要分布在视网膜中耗氧最多的视细胞外网层、内网层及节细胞层中，提示Ngb参与了高耗氧的视觉感受和视觉形成过程。王航雁等[8]研究发现，人体不同组织中除脑组织中表达相对较高外，在多种组织中都有表达，胎肾、人肝等组织Ngb mRNA表达甚至大于大脑皮质、全脑和小脑，说明Ngb基因并不是神经系统特异性的，可能在机体许多组织、脏器中广泛区域发挥作用，这很可能与多种组织氧利用有密切关系。此外，内分泌系统如垂体、胰岛的Langerhans细胞、肾上腺中也有表达。
三、脑红蛋白的生物学功能
脑红蛋白的生物学功能目前尚不完全清楚，可能与下面几方面有关：①在氧代谢方面有类似Mb的功能。储存氧气和促进氧气向线粒体扩散或直接介导氧气向线粒体的传递，促进ATP的产生，从而维持正常神经元的功能。Ngb 能够可逆性地结合氧，与氧气有很高的亲和力，半饱和压力(P50)约为2托(torr)，高于哺乳动物Hb(约为26托)，低于Mb(约为1托)，该特性使得即使血氧浓度较低，也十分有利于转运氧气通过血脑屏障，提高高耗氧的脑组织中氧的利用率。实验表明Ngb在缺血缺氧状态下表达增加，且高度表达的Ngb能够使培养的神经元在缺氧情况下存活率升高和急性缺血状态下大鼠脑梗死体积缩小[9]，提示Ngb在脑缺血缺氧性损伤中对神经元有保护作用。目前缺氧诱导Ngb表达上调的机制仍未阐明，可能与缺氧诱导转录因子HIF1有关[10]。②氧气感受功能。结合配体时6配位珠蛋白血红素袋的构象变化较大，提示Ngb可能作为氧气感受器，根据氧气浓度的变化参与细胞内信号传导通路调节[11]。③NADH氧化酶作用。在半缺氧条件下促进糖酵解，产生ATP供给能量，有助于维持神经元的正常功能。④作为活性氧和NO基团的清道夫，参与NO的代谢过程，从而减轻其对神经系统的损伤。
四、脑红蛋白与缺血缺氧性疾病
目前较多研究表明Ngb对脑缺血缺氧有保护作用，这方面研究可以分为两大类，一类是在缺血缺氧条件下观察到在体或离体神经细胞脑红蛋白的表达升高，因此推测它起到脑保护作用。另一类是在缺血缺氧条件下人为增强或降低脑红蛋白的表达，观察到在体或离体神经细胞损伤减轻或增加，这类实验被认为具有较强的说服力。Sun等[9]通过向大鼠脑室注入脱氧核苷酸，中动脉闭塞后脑梗死面积增加，再给予表达Ngb的腺病毒载体后与对照组比较梗死灶体积减少50%，而利用反义寡核苷酸技术减少其Ngb的表达时，脑梗死体积较对照组增加了60%。另外，用NgbTAT治疗培养的大鼠皮质神经元细胞可以降低细胞对氧的敏感性[12]，说明其可能在氧化应激诱导细胞损伤中起保护作用。过分表达Ngb的转基因小鼠实验也发现可以降低脑梗死体积[13]。还有实验将小鼠大脑中动脉结扎90 min后再灌注4～24 h，发现神经元胞质内Ngb的表达量也增加。以上实验表明Ngb在缺血缺氧情况下对脑组织具有保护作用。张成岗[14]等采用RTPCR技术对大鼠缺血缺氧损伤时脑组织中 Ngb mRNA水平的变化进行动态研究，发现该基因表达显著升高，并呈时相变化，双侧总动脉夹闭1 min后脑组织中Ngb mRNA迅速增至高峰，5 min时仍然保持高水平，15 min时迅速降低，此后又缓慢升高，提示Ngb可能在脑缺氧适应性调节中起到重要作用。以往Ngb的研究主要集中在模型和动物实验方面，在临床应用研究方面目前还处于探索阶段。最近国内王航雁等[15～16]用ELISA方法检测新生儿血清Ngb，观察新生儿和早产儿动脉血清中Ngb表达的变化，并探讨其临床意义，发现Ngb表达无性别差异，并初步确定了足月健康新生儿血清Ngb的参考范围。研究还发现宫内窘迫新生儿血清Ngb表达水平显著高于健康对照组，认为新生儿脐动脉血清 Ngb水平作为HIE的早期检测指标具有临床应用价值，该实验为Ngb在临床应用方面的研究提供了新的思路。Ngb在成人神经系统性疾病的临床应用研究尚未见报道。x
【关键词】 脑红蛋白;缺血缺氧;神经保护
氧是机体新陈代谢和维持生存的必要因素，人们很早就知道血红蛋白(Hb)和肌红蛋白(Mb)是机体氧的转运与储存、线粒体耗氧产能及清除多余氧等过程中的关键物质。而对高耗氧的脑组织，人们一直都未能发现能够促进神经系统氧利用的关键分子。脑红蛋白(Ngb)是德国科学家Burmester T等[1]在2000年首次发现的存在于人和小鼠脑组织内，功能上类似于肌红蛋白的携氧球蛋白。含量虽低，仅占脑组织蛋白的0.01%左右[1]，但与脑的氧供应密切相关，在分子水平上调节脑组织氧的供应状态，近年来逐渐成了神经科学研究的热点。国内外学者对其做了较为深入的研究，现就脑红蛋白的分子结构、在机体中的分布及功能和相关研究进展作一简要介绍。
一、脑红蛋白的结构
脑红蛋白主要以单体形式存在，由151个氨基酸组成，相对分子量为17KD，有少量脑红蛋白为多聚体，主要为二聚体，极少为四聚体，二聚体以二硫键相连。在生理状态下Ngb以还原状态即脱氧形式(F8His2+-E7His)存在，其结构为6配体，人和小鼠 Ngb是球蛋白当中第一个具有6个配体的单体蛋白[2]。Ngb与Hb、Mb均为含铁卟啉的蛋白，但在基因组成和蛋白结构等方面与Hb、Mb有较大差异。Ngb基因在高级脊椎动物中是一种高度保守的基因，序列同源性分析表明，大鼠和小鼠Ngb基因序列同源性为96%，与人类Ngb同源性为88%，但与脊椎动物其他球蛋白则有很低的同源性，与Mb序列一致性
二、脑红蛋白的分布
脑红蛋白广泛存在于动物器官组织中。在哺乳动物中，目前已经在小鼠、大鼠和人中发现了Ngb，Burmester等[1]用Northern杂交和原位杂交技术证实脑红蛋白在小鼠和人脑组织中脑前叶、下丘脑和丘脑等处表达最强。邓美玉等[5～6]用原位杂交及免疫组化技术分析发现，Ngb mRNA阳性细胞广泛存在于大鼠脑内各个区域，定位于神经元细胞质内。Ngb免疫反应物质在脑中不同区域表达水平不同，大脑皮质表达水平较高，海马区、丘脑、下丘脑均有散在分布。小脑中阳性细胞较强，主要分布于浦肯野细胞。在脑干、脑桥中也观察到阳性细胞分布，但较少。Schmidt等[7]还观察到Ngb在小鼠的视网膜中大量表达，其密度大概是大脑中的100倍，主要分布在视网膜中耗氧最多的视细胞外网层、内网层及节细胞层中，提示Ngb参与了高耗氧的视觉感受和视觉形成过程。王航雁等[8]研究发现，人体不同组织中除脑组织中表达相对较高外，在多种组织中都有表达，胎肾、人肝等组织Ngb mRNA表达甚至大于大脑皮质、全脑和小脑，说明Ngb基因并不是神经系统特异性的，可能在机体许多组织、脏器中广泛区域发挥作用，这很可能与多种组织氧利用有密切关系。此外，内分泌系统如垂体、胰岛的Langerhans细胞、肾上腺中也有表达。
三、脑红蛋白的生物学功能
脑红蛋白的生物学功能目前尚不完全清楚，可能与下面几方面有关：①在氧代谢方面有类似Mb的功能。储存氧气和促进氧气向线粒体扩散或直接介导氧气向线粒体的传递，促进ATP的产生，从而维持正常神经元的功能。Ngb 能够可逆性地结合氧，与氧气有很高的亲和力，半饱和压力(P50)约为2托(torr)，高于哺乳动物Hb(约为26托)，低于Mb(约为1托)，该特性使得即使血氧浓度较低，也十分有利于转运氧气通过血脑屏障，提高高耗氧的脑组织中氧的利用率。实验表明Ngb在缺血缺氧状态下表达增加，且高度表达的Ngb能够使培养的神经元在缺氧情况下存活率升高和急性缺血状态下大鼠脑梗死体积缩小[9]，提示Ngb在脑缺血缺氧性损伤中对神经元有保护作用。目前缺氧诱导Ngb表达上调的机制仍未阐明，可能与缺氧诱导转录因子HIF1有关[10]。②氧气感受功能。结合配体时6配位珠蛋白血红素袋的构象变化较大，提示Ngb可能作为氧气感受器，根据氧气浓度的变化参与细胞内信号传导通路调节[11]。③NADH氧化酶作用。在半缺氧条件下促进糖酵解，产生ATP供给能量，有助于维持神经元的正常功能。④作为活性氧和NO基团的清道夫，参与NO的代谢过程，从而减轻其对神经系统的损伤。
四、脑红蛋白与缺血缺氧性疾病
目前较多研究表明Ngb对脑缺血缺氧有保护作用，这方面研究可以分为两大类，一类是在缺血缺氧条件下观察到在体或离体神经细胞脑红蛋白的表达升高，因此推测它起到脑保护作用。另一类是在缺血缺氧条件下人为增强或降低脑红蛋白的表达，观察到在体或离体神经细胞损伤减轻或增加，这类实验被认为具有较强的说服力。Sun等[9]通过向大鼠脑室注入脱氧核苷酸，中动脉闭塞后脑梗死面积增加，再给予表达Ngb的腺病毒载体后与对照组比较梗死灶体积减少50%，而利用反义寡核苷酸技术减少其Ngb的表达时，脑梗死体积较对照组增加了60%。另外，用NgbTAT治疗培养的大鼠皮质神经元细胞可以降低细胞对氧的敏感性[12]，说明其可能在氧化应激诱导细胞损伤中起保护作用。过分表达Ngb的转基因小鼠实验也发现可以降低脑梗死体积[13]。还有实验将小鼠大脑中动脉结扎90 min后再灌注4～24 h，发现神经元胞质内Ngb的表达量也增加。以上实验表明Ngb在缺血缺氧情况下对脑组织具有保护作用。张成岗[14]等采用RTPCR技术对大鼠缺血缺氧损伤时脑组织中 Ngb mRNA水平的变化进行动态研究，发现该基因表达显著升高，并呈时相变化，双侧总动脉夹闭1 min后脑组织中Ngb mRNA迅速增至高峰，5 min时仍然保持高水平，15 min时迅速降低，此后又缓慢升高，提示Ngb可能在脑缺氧适应性调节中起到重要作用。以往Ngb的研究主要集中在模型和动物实验方面，在临床应用研究方面目前还处于探索阶段。最近国内王航雁等[15～16]用ELISA方法检测新生儿血清Ngb，观察新生儿和早产儿动脉血清中Ngb表达的变化，并探讨其临床意义，发现Ngb表达无性别差异，并初步确定了足月健康新生儿血清Ngb的参考范围。研究还发现宫内窘迫新生儿血清Ngb表达水平显著高于健康对照组，认为新生儿脐动脉血清 Ngb水平作为HIE的早期检测指标具有临床应用价值，该实验为Ngb在临床应用方面的研究提供了新的思路。Ngb在成人神经系统性疾病的临床应用研究尚未见报道。
五、脑红蛋白与创伤性脑损伤
目前多个研究显示在脑缺血缺氧时Ngb的表达升高，表明了Ngb对缺血缺氧性脑损伤有保护作用，是否对创伤性脑损伤也有保护作用呢?近年来也有学者在这方面做了一些研究。国内周定标等[17]通过体外培养原代神经元损伤模型的建立，采用免疫组化和图像分析技术观测损伤前、后不同时间点神经元Ngb免疫组化反应物和阳性信号值，结果发现，12 h后Ngb阳性信号开始增加，16 h达到高峰，随后逐渐下降，128 h后恢复正常水平，表明机械损伤可以诱导神经元Ngb在一定时间段内表达上调，Ngb可能参与了机械损伤后神经元的修复过程。研究还表明，大鼠弥漫性颅脑损伤后Ngb mRNA的表达呈双峰型，提示其可能参与神经元损伤后应激及继发性脑缺血缺氧性脑损伤的应答机制[18]。同样，大鼠脑外伤后在伤灶周围皮质神经元内也观察到Ngb表达明显升高[19]。以上研究表明，Ngb可能参与了脑外伤后神经元的保护作用。众所周知，继发性脑损伤的实质是脑组织的缺血缺氧，尸检发现，脑外伤死亡的病人90%都存在脑缺血，改善脑外伤病人预后的关键在于抑制原发性脑损伤后的继发性脑缺血缺氧损伤，脑红蛋白的发现，为继发性脑损伤的研究与防治提供了新的思路。
六、脑红蛋白与其他疾病
作为一种新发现的携氧球蛋白，因为脑红蛋白的特殊分子结构和其对氧有很高的亲和力，以及Ngb的神经元定位和可能的内源性神经保护因子的功能，为神经系统氧的利用及神经元保护等方面的研究提供了一条新的途径，目前成为神经内科、神经外科以及机体组织氧利用方面研究的热点，并取得了一定的成果。对其他疾病也具有保护的作用，有研究认为，脑红蛋白在视网膜、生殖系统中的高浓度表达，为视神经缺氧性病变如高原眼底病、男性不育的治疗方面指出了新的方向，具有重要的临床意义[20]。近来研究还发现脑红蛋白在神经系统退行性变中具有保护作用，与某些老年神经系统疾病的发生和发展有着某种联系[21]，这些发现为帕金森氏综合征、阿尔茨海默病等的治疗带来了新的希望。Fordel等[22]研究发现Ngb还可以保护细胞免受非缺氧性损伤，提示它可能还有更为广泛的内源性作用。虽然Ngb已成为目前神经科学研究的热点，并在基因序列、定位、蛋白结构等方面进行了较为深入的研究，但当前仍然存在几个问题：①Ngb的生理功能目前还存在争议;②Ngb到底是通过何种方式、如何对神经元实施保护;③Ngb受缺氧诱导所涉及的信号传导途径仍然不明了;④Ngb的相关临床应用研究少见有报道。
综上所述，Ngb是一种新的内源性神经保护因子，在神经系统疾病及组织氧利用等方面的研究具有重要的应用价值，对于Ngb保护神经细胞机制的研究及在临床上如何加以利用是未来Ngb研究方向。
参考文献
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[18]林 欣，周定标，尚爱加，等.大鼠弥漫性颅脑损伤后脑红蛋白mRNA变化的实验研究[J].中国微侵袭神经外科杂志，2007，12(5)：221-224.
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关键词：智能科学与技术；科学研究；专业建设
中图分类号：G642 文献标识码：A
1 引言
智能科学与技术学科以计算机科学为基础，结合了认知科学、信息学、控制科学、生命科学、语言学等学科的相关理论和研究方法，是一门新兴的交叉学科，将成为21世纪信息科学研究的制高点和信息产业价值的主要提升点。
在国外，许多著名高校都设立了“人工智能”专业并授予智能科学专业学位：世界多数知名的理工类院校都设立有人工智能研究所或实验室，进行智能科学专业的研究生培养及科研工作。在国内，智能科学与技术专业起步则较晚：2003年12月5日，教育部正式批准北京大学信息科学技术学院设立“智能科学与技术”本科专业，这标志着我国“智能科学与技术”专业的诞生。
厦门大学在智能科学与技术领域已经有多年的研究积累和师资储备。2006年12月，教育部正式批准厦门大学设立“智能科学与技术”本科专业，2007年6月6日，厦门大学智能科学与技术系经学校批准成立，并于2007年9月迎来了第一届本科生。本文将简要介绍近几年来厦门大学“智能科学与技术”专业的建设情况。
2 厦门大学智能科学与技术相关领域的科学研究进展
厦门大学在智能科学与技术领域的研究已开展了多年。早在1988年，学校就成立了校级科研机构――“厦门大学人工智能与计算机研究所”，目前，经厦门大学批准，正式更名为“厦门大学人工智能研究所”。它是一个以实用智能技术研究为主、集基础研究与应用开发于一体的研究机构，是厦门大学组建智能科学与技术系的主要基础。
厦门大学智能科学与技术系面向国际学科发展趋势和国家发展的重大需求，利用人工智能研究的方法和手段，不断开辟新的研究领域，逐渐确立了语言信息处理、认知计算、智能信息检索、中医信息处理、视频图像处理、智能机器人等主要研究方向。在语言信息处理方面，现设手写汉字识别、自然语言理解、机器翻译、语料库技术等研究领域；在认知计算方面，现设觉知计算、脑机接口、机器感觉、隐喻逻辑等研究领域；在智能信息检索方面，现设文本信息过滤、信息检索、信息提取、智能数据挖掘、Web挖掘等研究领域；在中医信息处理方面，现主要研究开发多媒体中草药智能查询系统、基于舌象中医智能体检系统；在视频图像处理方面，现设图像数据库、生物特征识别、遥感图像、地理信息系统等研究领域。2008年，系里引进了被称为“人工大脑之父”的著名学者Hugo de Garis教授，并以他为首组建了人工大脑研究室，该研究室的目标是，经过三年左右的时间，建设中国首个人工大脑。
经过十几年的不懈努力，我们在上述研究领域均取得了一批有影响的重要研究成果，在我国学术界具有一定的学术地位，获得数十项国家和省部级项目经费的支持。目前在研的项目有国家自然科学基金项目3项、国家863项目2项、国家863子项目2项、福建省自然科学基金项目1项、福建省科技计划重点项目2项。在汉字识别、词语切分标注、语法分析、词义消歧、指代消解、语言神经基础、汉语理解策略、网上信息的选择翻译、统计机器翻译、语音识别与合成、计算机音乐、计琴学等诸多方面进行了有特色的研究，形成了具体的算法，并且还提出了一种系统性的协动计算理论，出版专著5部，数百篇，其中近三年被EI、SCI等检索的论文达200余篇。
在基础理论研究的基础上，智能科学与技术系还十分注重产学研结合，先后与北京德威特电力系统自动化有限公司和深圳名人电脑等公司进行合作研发，广泛开展应用系统的研制开发，主要包括：手写汉字机器识别系统、汉语分词和词性标注系统、机器翻译系统以及网上汉语文本分类和信息过滤系统。其中，手写汉字机器识别系统获浙江省教育厅科学技术进步三等奖：机器辅助汉英互翻系统获福建省科技厅科技进步三等奖；汉语分词和词性标注系统获得2003年863中文信息处理评测第二名：机器翻译系统(包括XMMT汉英机器翻译系统、Matrix英汉机器翻译系统、Light英汉机器翻译系统和Neon英汉双向机器翻译系统)在863智能接口评测中多次名列前茅，形成多项产品，技术授权国内多家单位使用。
在科研平台建设方面，智能科学与技术系发挥厦门大学多学科交叉的优势，联合人文学院、外文学院和海外教育学院华文系的学术力量，于2003年成立了“厦门大学语言技术中心”，其中，汉外多语言机器翻译为主攻方向之一。2006年获批了“智能信息技术福建省高校重点实验室”；目前，以人工大脑相关内容为研究核心的“福建省仿脑智能系统重点实验室”也已获批。
3 厦门大学“智能科学与技术”专业建设情况
厦门大学智能科学与技术系现有一个本科专业(智能科学与技术)，三个学术型硕士学位授予专业(人工智能基础、模式识别与智能系统、计算机应用技术)，一个“计算机技术”工程硕士培养方向(智能工程及网络安全方向)，一个博士学位授予专业(人工智能基础)。现有在校本科生近90人，硕士研究生80多人，博士研究生25人，博士后2人。本系教职工近30人，其中：教授5人，副教授5人，80％具有博士学位或者博士在读，40岁以下的年轻教师占2／3。
3.1 本科生专业建设
在本科生培养方面，厦门大学智能科学与技术系的目标是要求学生能够有效和系统地掌握本学科的理论基础，比较深入地理解智能科学与技术理论；培养具有一定的分析、综合和创新能力，能够承当智能信息系统设计、开发和智能科学与技术学科教学任务的，德、智、体全面发展的科学技术工作者：毕业生适宜到科研机构、学校、技术或行政管理部门、公司、厂矿等企事业单位从事科技研究、应用开发、信息管理和教学工作，也可以进一步攻读该专业及相关专业的硕士学位。
为了实现上述目标，我们遵循“宽口径、厚基础、抓关键、重实践”四项基本原则，制定了较合理的教学计划，在本科一、二年级安排公共基本课程、校通识教育课程、院系通修课程；从二年级下学期开始结束院系通修课程，转而推出部分学科通修课程，向专业化过渡，三年级开始加入方向性选修课程。其中，公共基本课程621学时、33学分；校通识教育课程262学、15学分；学科通修课程1544学时、90学分；方向性课程120学时、分；学科跨方向性课程108学时、6学分。这样的安排能真正使学生在获得扎实而宽厚的理论基础、合理的知识结构的同时，培养较强的获取新知识的能力和创新精神。
为了能切实提高学生的动手实践能力，我们在办学过程中十分重视和强调实践环节的训练并倡导理论与实际 相结合，已经规划建设一个特色实验室――“仿脑认知与智能机器人”实验室，可支撑仿脑认知与智能机器人两个方向相关课程的教学实验，总经费预算100万元。依托该实验室，结合相关课程，高年级本科生可以进行“心理物理测试实验”、“眼动测试实验”、“面部表情与脑电对照实验”、“行为学与智能关系测试实验”、“机器人避障行走路径规划”、“机器人目标识别与跟踪”、“机器人声控实验”、“机器人智能语言翻译”、“机器人足球比赛”等众多特色实验。
3.2 研究生专业建设
厦门大学智能科学与技术系的研究生培养以加强创新能力的培养为核心，以加强基础课、专业课，实验实践教学、论文创新写作、促进理论与实践相结合为重点，包含硕士研究生和博士研究生两个培养层次。其中，硕士研究生层次又分为学术型研究生和工程硕士两种类型，分别进行培养。
在学术型硕士研究生培养方面，我们的目标是培养适应智能科学与计算机科学的发展，适应国家社会发展与进步事业需要的，德、智、体、美全面发展，系统地掌握本学科基本概念、基本原理、基本方法、基本技能的，具有创新能力、理论联系实际的高级专门人才和能适应未来从事基础研究、应用基础研究、技术开发研究和工程应用研究之人才。毕业生适宜到科研部门、学校从事科学研究和教学工作；适宜到计算机产业相关的企事业单位从事智能科学与计算机科学技术的开发研究、应用与管理等工作；可以继续攻读智能科学与计算机科学及其相关学科的博士学位。目前包含“人工智能基础”、“模式识别与智能系统”和“计算机应用技术”三个专业。其中，“人工智能基础”专业包含如下培养方向：认知科学理论、认知逻辑学、计算语言学、智能计算方法、艺术认知与计算、脑高级功能成像等；“模式识别与智能系统”专业包含如下培养方向：计算机视觉、机器翻译系统、智能中医诊断系统、机器音乐、模式识别、音频信息处理等：“计算机应用技术”专业包含如下培养方向：人工智能应用技术、自然语言处理技术、智能信息检索技术、多媒体综合应用技术、图像与视频处理技术、虚拟现实技术等。
在工程硕士培养方面，目前智能系招收“计算机技术”工程硕士――B方向(智能工程及网络安全)的工程硕士研究生，目标是培养具有扎实的计算机学科专业知识和工程技术能力，掌握现代智能与网络科学前沿知识，在智能工程与网络安全方向具有一定研究深度和项目研发能力的高层次应用型人才。培养方向包括：嵌入式智能家居、视频图像处理、网络视觉监控、模式识别与智能系统、智能机器人、网络内容监管、黑客与网络攻防技术、网络信息安全、信息检索与信息过滤、自然语言处理、机器翻译、语音识别与合成、智能中医信息处理、人工大脑、虚拟现实技术等。
在博士研究生培养方面，设有“人工智能基础”博士学位授予专业，目标是培养基础扎实，具有创新意识，对某一领域有全面深入了解或对某一应用领域有独立解决实际问题的能力，能够解决前人未能解决的科学问题或社会发展中亟待解决的技术问题的高级专业人才：其研究工作对科学技术或社会经济的发展具有明显贡献，为人工智能技术发展和应用提供新的基础或新技术、新方法。培养方向包括：人工智能以及应用技术、艺术认知与计算、数据挖掘技术、认知神经科学、软计算方法及其应用、智能多媒体信息处理、脑功能成像技术等。
4 总结与展望
论文关键词：模拟电路；故障诊断；小波神经网络
论文摘要：分析了模拟电路故障诊断的重要性和目前存在的困难，对基于小渡分析理论和神经网络理论的模拟电路故障诊断方法进行了综述．指出了小波神经网络应用于模拟电路故障诊断存在的问题和未来的应用前景。
模拟电路故障诊断在理论上可概括为:在已知网络拓扑结构、输人激励和故障响应或可能已知部分元件参数的情况下，求故障元件的参数和位置。
尽管目前模拟电路故障诊断理论和方法都取得了不少成就，提出了很多故障诊断方法，如故障字典法、故障参数识别法、故障验证法等。但是由于模拟电路测试和诊断有其自身困难，进展比较缓慢。其主要困难有:模拟电路中的故障模型比较复杂，难以作简单的量化;模拟电路中元件参数具有容差，增加了故障诊断的难度;在模拟电路中广泛存在着非线性问题，为故障的定位诊断增加了难度;在一个实用的模拟电路中，几乎无一例外地存在着反馈回路，仿真时需要大量的复杂计算;实际的模拟电路中可测电压的节点数非常有限.导致可用于作故障诊断的信息量不够充分，造成故障定位的不确定性和模糊性。
因此，以往对模拟电路故障诊断的研究主要停留在中小规模线性无容差或小容差的情况，有些方法也已成功地应用于工程实际。但如何有效地解决模拟电路的容差和非线性问题，如何解决故障诊断的模糊性和不确定性等是今后迫切需要解决的问题。小波神经网络则因其利于模拟人类处理问题的过程、容易顾及人的经验且具有一定的学习能力等特点，所以在这一领域得到了广泛应用。
1小波分析理论在模拟电路故障诊断中的应用现状分析
简单地讲，小波就是一个有始有终的小的“波浪”小波分析源于信号分析，源于函数的伸缩和平移，是Fourier分析、Gabor分析和短时Fourier分析发展的直接结果。小波分析的基木原理是通过小波母函数在尺度上的伸缩和时域上的平移来分析信号，适当选择母函数.可以使扩张函数具有较好的局部性，小波分析是对信号在低频段进行有效的逐层分解，而小波包分析是对小波分析的一种改进，它为信号提供了一种更加精细的分析方法，对信号在全频段进行逐层有效的分解，更有利于提取信号的特征。因此，它是一种时频分析方法。在时频域具有良好的局部化性能并具有多分辨分析的特性，非常适合非平稳信号的奇异性分析。如:利用连续小波变换可以检测信号的奇异性，区分信号突变和噪声，利用离散小波变换可以检测随机信号频率结构的突变。
小波变换故障诊断机理包括:利用观测器信号的奇异性进行故障诊断以及利用观测器信号频率结构的变化进行故障诊断。小波变换具有不需要系统的数学模型、故障检测灵敏准确、运算量小、对噪声的抑制能力强和对输入信号要求低的优点。但在大尺度下由于滤波器的时域宽度较大，检测时会产生时间延迟，且不同小波基的选取对诊断结果也有影响。在模拟电路故障诊断中，小波变换被有效地用来提取故障特征信息即小波预处理器之后，再将这些故障特征信息送人故障分类处理器进行故障诊断。小波分析理论的应用一般被限制在小规模的范围内，其主要原因是大规模的应用对小波基的构造和存储需要的花费较大。
2神经网络理论在模拟电路故障诊断中的应用分析
人工神经网络(ANN)是在现代神经科学研究成果的基础上提出来的，是一种抽象的数学模型，是对人脑功能的模拟。经过十几年的发展，人工神经网络已形成了数十种网络，包括多层感知器Kohomen自组织特征映射、Hopfield网络、自适应共振理论、ART网络、RBF网络、概率神经网络等。这些网络由于结构不同，应用范围也各不相同。由于人工神经网络本身不仅具有非线性、自适应性、并行性、容错性等优点以及分辨故障原因、故障类型的能力外，而且训练过的神经网络能储存有关过程的知识，能直接从定量的、历史故障信息中学习。所以在20世纪80年代末期，它已开始应用于模拟电路故障诊断。随着人工神经网络的不断成熟及大量应用，将神经网络广泛用于模拟电路的故障诊断已是发展趋势。BY神经网络由于具有良好的模式分类能力，尤其适用于模拟电路故障诊断领域，因而在模拟电路故障诊断系统中具有广泛的应用前景，也是目前模拟电路故障诊断中用得较多而且较为有效的一种神经网络。
3小波神经网络的应用进展分析
3，1小波分析理论与神经网络理论结合的必要性
在神经网络理论应用于模拟电路故障诊断的过程中，神经网路对于隐层神经元节点数的确定、各种参数的初始化和神经网络结构的构造等缺乏更有效的理论性指导方法，而这些都将直接影响神经网络的实际应用效果。小波分析在时域和频域同时具有良好的局部化特性，而神经网络则具有自学习、并行处理、自适应、容错性和推广能力二因此把小波分析和神经网络两者的优点结合起来应用于故障诊断是客观实际的需要。
目前小波分析与神经网络的结合有两种形式，一种是先利用小波变换对信号进行预处理，提取信号的特征向量作为神经网络的输人，另一种则是采用小波函数和尺度函数形成神经元，达到小波分析和神经网络的直接融合第一种结合方式是小波神经网络的松散型结合，第二种结合方式是小波神经网络的紧致型结合。
3.2小波分析理论与神经网络理论的结合形式
小波与神经网络的松散型结合，即:用小波分析或小波包分析作为神经网络的前置处理手段，为神经网络提供输人特征向鱼具体来说就是利用小波分析或小波包分析，把信号分解到相互独立的频带之内，各频带内的能童值形成一个向觉，该向童对不同的故障对应不同的值，从而可作为神经网络的输入特征向量一旦确定神经网络的输入特征向童，再根据经验确定采用哪种神经网络及隐层数和隐层单元数等，就可以利用试验样本对神经网络进行训练，调整权值，从而建立起所需的小波神经网络模型。
小波与神经网络的紧致型结合，即:用小波函数和尺度函数形成神经元，达到小波分析和神经网络的直接融合，称为狭义上的小波神经网络，这也是常说的小波神经网络。它是以小波函数或尺度函数作为激励函数，其作用机理和采用Sigmoid函数的多层感知器基本相同。故障诊断的实质是要实现症状空间到故障空间的映射，这种映射也可以用函数逼近来表示。小波神经网络的形成也可以从函数逼近的角度加以说明。常见的小波神经网络有:利用尺度函数作为神经网络中神经元激励函数的正交基小波网络、自适应小波神经网络、多分辨率小波网络、区间小波网络等。
3.3小波分析理论与神经网络理论结合的优点
小波神经网络具有以下优点:一是可以避免M LY等神经网络结构设计的育目性;二是具有逼近能力强、网络学习收敛速度快、参数的选取有理论指导、有效避免局部最小值问题等优点。
在模拟电路故障诊断领域，小波神经网络还是一个崭新的、很有前途的应用研究方向。随着小波分析理论和神经网络理论的不断发展，小波神经网络应用于模拟电路故障诊断领域将日益成熟。
［关键词］适应性教法 ER效应 认知负荷理论
［作者简介］仝宇光（1982- ），男，河北保定人，河北大学教育学院，讲师，博士，研究方向为认知与学习。（河北 保定 071000）张丽芳（1982- ），女，山西阳泉人，河北农业大学学生处，讲师，硕士，研究方向为学生心理健康教育。（河北 保定 071001）
［课题项目］本文系河北省科技计划项目课题“大学生自我管理技能开发的研究”（课题编号：064572132）和河北省教育厅人文社会科学研究项目课题“大学生自我管理模式研究”（课题编号：2010421）的研究成果。
［中图分类号］G642 ［文献标识码］A ［文章编号］1004-3985（2012）26-0143-02
一、引言
在现代大学教育中，大规模教学（mass tutoring）逐渐取代了个别化（one-one tutoring）教学，成为现在普遍运用的教学模式。虽然大规模教学节约了成本，但教学效果并不显著。在这样的背景下，适应多样化学习者的理念逐渐得到提倡，教法需要适应个体的思想逐渐被广大教育者所接受，由此催生了适应性教法（adaptive instruction）研究。近十年来，适应性教法模式变化多样，研究领域不断扩展，伴随着适应性教法而产生的专业知识反转效应（expertise reversal effect，简称 “ER效应”）也受到了教育者和学术界的关注。围绕ER效应，教育者提出了多种有效的适合不同水平知识结构的教学原则，然而对ER效应研究中的一些不足也值得教育者进一步思考适应性教法如何更好地发挥其功效。
二、适应性教法背景下ER效应简介
20世纪70年代，电视以及电脑等教学工具的推广促进了教法技术的革新，旨在使教法步骤更加程序化和精密化的控制论思想逐渐在教学领域占据主导地位。Atkinson在Smallwood有关控制论的基础上，勾画了控制论思想下教法的基本因素：（1）学习过程模型；（2）关于教法活动可实施性的详细说明；（3）关于教法实施客体的详细说明；（4）对于教学活动效果所耗费成本和取得收益的计算。这种教法被称为“适应性教法（adaptive instruction）”。适应性教法基本因素确定后，起初研究者主要关注适应性教法内部如何优化教学资源，细化教法活动步骤，后来随着适应性教法探索的深入，出现了一种有趣的现象，即ER效应。这种现象启示研究者，一味强调教法自身的复杂性和精细程度，教学收益并不理想。研究者开始意识到大规模教学对学习过程和教学效果的评估依赖于对教学群体内学习者学习状态的精确评估。适应性教法逐渐成为了学习者教法（learner－tutor instruction）的代名词，而ER效应也成为适应性教法研究的主要议题。
ER效应的研究始于20世纪90年代中期，是指随着学习者水平的提高（由新手变成专家），教法的效果出现反转，即适合于新手的教法却导致了专家学习效果的低下。这种教法教学效果的反转在某些情况下表现为完全反转；在某些情况下表现为部分反转。
三、ER效应的实证证据
1.以文字为教学材料中的ER效应。文字与图片是最基本的教学材料，在适应性教法中，以文字为教学材料的教法主要是指整合性教法（integrative instruction）。如在文学领域的传统教法中，在需要学习的整段文本结束后标识出整段文本的释义；在整合教法里，将释义紧紧附于文本中每个独立语句之下。在一项文学领域研究中，研究者让文学系的初学者或者在理论、实践领域对莎士比亚文学有专长的学习者来学习奥赛罗剧本，采取的教法是整合性教法。在教法中，现代英语的解释粘着于剧本的每一句下面。从测题得分可以看到，新手适合整合性教法，而专家却完全不适应整合性教法。
2.样例教学指导中的ER效应。在大规模教法中，样例教学指导（worked example instruction）是常用的适应性教法。多项实证研究发现，样例教学指导在学习的早期阶段比其他阶段更为有效；在晚期阶段让学生采取传统的探索性问题解决教学指导比样例教学指导更为有效。样例教学指导可细分为三种：第一种是问题——样例教法，即对于同样类型的问题，通过样例让学习者学习；第二种是样例——问题教法，先提出问题，学习者根据自身情况自己解决，在需要辅助时提供样例，这种教法被教育者所推崇，与无指导的问题解决情境相比，有指导的问题解决情境可能是一种根本性的教学变化；第三种教法是退化型样例教法（faded worked example instruction），先提出问题，接着呈现不完整样例，并且解题步骤随着解题过程逐渐增加。Reisslein 等比较了三种样例教学指导中的ER效应，让大学里的工程系的学生学习电路，结果发现问题——样例教法对新手的指导效果更好；样例——问题教法和退化型样例教法对有更多知识背景学生的教学效果更好。退化型样例教法主要是固定删除样例中的某些步骤来呈现样例，研究者又进一步比较了同步删除和异步删除两种教法的效果。对于新手来讲，异步删除的教学效果更优；但对于专家而言，同步删除的教学效果更优。
3.超文本教学中的ER效应。超媒介教学是多媒体教学指导中的一种教学手段，其中使用最多的是超文本教学。研究者首先发现层级型超文本教法和混合型超文本教法对不同类型的学习者具有不同影响。Calisir等以两种超文本教法让学习者学习生产管理知识，结果发现，相比于一般线性文本，两种类型的超文本链接均能够促进新手的学习；但两种超文本链接对于专家的辅助学习效果并无优势。在另一项Potelle等的研究中发现，层级地图型、语义网络地图型、首字母主题型三种超链接的教法效果针对心理专业知识背景较好的学生学习社会心理学课程效果没有显著差异；但对于新手而言，只有层级地图型的教学效果更好。
四、ER效应的理论视角
对于ER效应，研究者主要从认知负荷和心理能量的角度加以阐释。通俗地讲，认知负荷就是学习任务所消耗的心理资源。学习者在面对复杂的学习材料时，需要理解、领悟并抽取出自身能够理解的知识点，这是产生与学习有关的认知负荷的过程。但与此同时，教法由于不良设计引起多种教学资料的无效组合或同一教学资料在呈现形式上时间和空间分离，也会产生外在认知负荷。对于新手而言，旨在降低外在认知负荷的教法；对专业水平较高的学习者来说，却成为无效加工的冗余信息。这导致更高水平的学习者花费更多的时间和努力去重新解释这些冗余信息，耗费了更多的心理能量从而产生了ER效应。
同时，可以从动机资源耗费的角度解释ER效应。实际上，学习活动是一个复杂的活动，不仅包括单纯的认知活动，也包括评价活动。评价活动包括对自己认知活动的监控以及对目标定向的预期。目标定向包括学习目标定向和成就目标定向。学习目标定向涉及对所经历的知识或能力的增长；成就目标定向涉及对任务成绩超过他人的满足。两种目标定向消耗的是学习者的动机资源。如果学习者一味追求学习过程中要吸纳全部的信息，那么两种定向高的学习者在学习中所投入的时间和努力就越多，无效加工导致的外在认知负荷也随之增长。因而目标定向过高引起的无效加工也是产生ER效应的原因之一。
五、ER效应对适应性教法原则的启示
1.降低外在认知负荷的原则。整合原则：将在时间和空间上分散呈现的材料整合成紧密的形式呈现。如对医科学生来说，对脏器的讲解应该把各器官的名称在时空上整合起来介绍而非在时空上分开介绍。冗余原则：对于多源的信息，由于信息本身已经包含了丰富的解释，将信息整合成一源的信息，而无需附加同义的信息。如给医科学生呈现通过心脏、肺和躯干的血流图时，不要再包含对“血流”这一词的文字解释。
2.优化与学习有关认知负荷的原则。增加变异原则：将一些具有相同表面特征的任务分解成维度之间独立的子任务。如当描述一个临床症状时，将患者分成不同性别、年龄、种族、体格类型、发病史的不同类型来描述。自我解释原则：将彼此分离的样例添加提示符要求学习者对信息进行进一步分析获得更深入的理解。如让心理学专业学生学脑的心理功能，提供一张大脑工作的动画并要求学生解释其工作的潜在机制。
六、对ER效应的冷思考
1.对专家和新手的特征区分还需要深入。对ER效应考察的前提是确定专家和新手之间的区别，但遗憾的是，这一区别还缺乏十分有效的测查工具。当前大部分的实证研究仅仅是通过经验或主观判断，而普遍使用的、比较客观的测查工具仅限于快速在线评估。该工具的假设是新手和专家主要的区别是长时知识库的构成不同，在面对一些复杂任务时，他们激活的在长时知识库的知识结构会不同，也就是自动化图式的结构和类型会有所区别。使用该工具的一种方法是给学习者呈现一系列的任务，要求他们在限定时间内给出每个任务的解法的第一步。专家给出的第一步通常会更高级，省略更多的中间步骤。另一种方法是对于多阶段的复杂任务，给出每个阶段的可能解题步骤，要求学习者快速判断每一步的正确率。但该方法存在的问题是专家有时思维属于跳跃性思维，给出的第一步解法往往是后面跳跃性思维的起点，该起点或许和新手没有太大差异；而且该方法往往不能检测出专家和新手的区别，因为在一些情况下，专家思考问题的路线有别于新手，采取更新奇的路径去解题，而忽略了常规的解题路线。实际上，专家和新手的区别还远远不止在长时记忆库的构成区别上。在面对新的任务时，专家的优势有时表现在元认知策略上，即能够及时监控自己认知的路径的正确性并调整思考路径，而这些是现有工具所无法测量的。此外，在不同的研究领域，如良构领域或劣构领域，是否存在统一的划分专家和新手的测查工具，也具有未知性。两种知识表征的不同，那么对掌握两种不同类型知识的学习者来说，测查他们的知识水平的工具也应有所区别。
2.对三种认知负荷的测量还不完善。这直接制约了针对三种认知负荷采取合适的适应性教法的可行性。目前对认知负荷的测量有两种方法，一种是学习者自身主观评定法，即主观评价学习任务对其学习所造成的心理负载的大小，依据是人们具备对心理负载赋予一定的数字权重的能力。一种是依据心理物理学和认知神经科学的方法，测查学习者在学习时的眼动情况、脑电活动或次级任务完成情况。这两种方法仍存在明显缺陷，主观评定法受学习者自身的评价影响太过明显，数值的大小个体差异很大；认知神经科学的方法虽然本身相对精确，但眼动并不是心理活动反映的直接发生源，而复杂学习任务里的脑电掺杂了大量的无关因素。通过次级任务的完成情况来考察首要任务的心理负载，虽然方法较为客观，但由于次级任务的性质和首要任务之间的关联事先需要确定，而次级任务本身的任务性质对专家和新手的影响是否一样，也是一个不易解决的问题。因而，急需寻找一条能够客观测查三种认知负荷的方法。
3.从系统观的角度去看待ER效应。从系统观出发，ER效应是学习者自身的特征、适应性教法的特征和教法媒介的特征三者有机结合、相互作用所产生的一种复杂现象。对学习者自身的特征而言，不仅包括长时记忆库构成的不同，还应包括个体的学习偏好、思考问题的类型等。而个体的学习偏好、思考问题的类型是ER效应研究所忽视的方面。个体的学习偏好包括对抽象概念、还是对具体概念的偏好；思维问题的类型包括聚合思维占优，还是发散思维占优。适应性教法的特征包括信息的传递方式、信息的表征形式和内容的控制范围。教法媒介包括文字、图片、多媒体、网络等。在这三者中，每个因素的关联都是复杂的，三者之间因素的关联也是复杂的，并造成ER效应在不同因素组合条件下的复杂表现，这对适应性教法的设计具有重要的价值。三者的复杂关系对ER效应的影响是未来研究值得深入探索的问题。
［参考文献］
［1］Atkinson R .Ingredients for a theory of instruction［J］. American Psychologist， 1972，27（10）.
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［3］Oksa A ，S Kalyuga， P Chandler .Expertise reversal effect in using explanatory notes for readers of Shakespearean text［J］. Instructional Science， 2010，38（3）.
［4］Potelle H ，J Rouet .Effects of content representation and readers' prior knowledge on the comprehension of hypertext［J］. International Journal of Human-Computer Studies， 2003，58（3）.
【关键词】交叉学科 ； 高等教育 ； 人才培养 ； 国际化
【中图分类号】G64 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089（2014）27-0344-02
随着传统学科的不断融合和渗透，新兴交叉学科为科学技术的发展注入了新的活力，近年来科学新理论、新发明的产生和新型工程技术的出现，往往都是在学科的边缘或交叉点上，因此交叉学科越来越受到各国政府的重视。2004年美国国家科学院协会经过全面系统调研， 发表了《促进交叉学科研究》的报告，明确了交叉学科研究的定义、特征和推动力，提出了研究人员、学术机构、资助机构、专业学会等促进交叉学科研究的建议。国内外高校和研究机构也积极倡导文、理、工学科间相互渗透结合，纷纷建立面向世界科学前沿和国家重大需求的各类跨学科计划、项目和研究平台。随着学科发展的深入，如何建立有利于一流交叉学科人才培养，尤其是作为科研主干力量的研究生培养管理模式就成为当前迫切需要解决的难题。
一、交叉学科人才培养现状
1.国外发展现状
20世纪90年代初，为了培养现代科技和社会发展所急需的创新型交叉学科人才，德意志研究联合会推出了博士研究生培养模式改革的重要举措，经历了20多年的发展和不断调整、补充和完善，如今取得了巨大成功。德国博士生院是高校用来培养科研后继人才的临时性机构，由各州高校向德意志研究联合会申请，经评议、复审等甄别程序后建立。每所高校可以申请多个博士生院，但每个博士生院都必须由相关交叉学科共同组建。博士生院不仅可以是由德国高校内部、高校之间、高校和研究机构共同申请组建，也可以是由德国某一高校或者科研单位牵头，由德国境外伙伴单位参与组建。德意志研究联合会对批准建立的博士生院资助，并定期进行项目评估和考核。博士生院不是一个长期机构，德意志研究联合会规定最长可资助年限为9年，资助期满以后，无论效益和成果如何，该研究生院必须撤出，重新寻找新的交叉领域和合作伙伴。[1]
美国的学科专业目录在2002年最新一次的修订文稿中，单独设置了“交叉学科”和“综合学科”2个学科群，占所有学科群的比例为7%。如美国密歇根大学早在1999年就成立了交叉学科专家委员会， 向学校提交了《对交叉学科发展远景的建议报告》。南加州大学在2006年公布了《美国南加州大学交叉学科研究发展规划建议》， 它们在设立交叉学科专家委员会、通过学院内或跨学院的联合聘任教授、完善交叉学科考核评价体系、建立交叉学科激励机制、建立经费保障措施、促进交叉学科人才培养等方面均进行了积极、有益的实践。[2]
2.国内发展现状
我国《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》、《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》等重要文件中，对交叉学科发展和人才培养模式改革均作出了重要战略部署。国内众多高校等近年来纷纷成立了横贯生物医学、自然科学、应用科学和社会科学等多学科的交叉学科研究所或研究中心。如北京大学成立的跨学科类组织机构：元培学院、前沿交叉学科研究院、分子医学研究所等，清华大学成立的交叉信息研究院，西安交通大学成立的前沿科学技术研究院，这些交叉学科研究所或研究中心集中了生物学家、物理学家和化学家等不同学科专家的智慧以促进学科的交叉和渗透，并进行交叉学科人才的培养教育。[3] [4]
二、上海交通大学在交叉学科研究生培养道路上的探索
近年来上海交通大学一直将发展医工交叉、医理交叉科学作为主要战略之一，于2007年11月成立了主要从事转化型医工（理）交叉科学研究的Med-X研究院，该研究院依托上海交通大学丰富的临床医学资源和强大的理工科优势，以解决临床医学问题为目标导向，进行前沿性医学科学研究，开发高尖端领先性医疗技术产品，同时在交叉学科人才培养模式上积极探索，取得了一定成。效。
1.完善课程体系
Med-X研究院依托“生物医学工程”学科，着力培养在生物、医学、工程技术领域中具有开展交叉研究能力的有创新精神的交叉学科人才。生物医学工程研究领域范围非常广泛，包括医学影像信息学、生物医学仪器、生物材料、生物力学、组织和基因工程、康复工程、系统生物医学、神经科学与工程等，这种鲜明的交叉与复合特性需要学生能综合应用物理、材料、化学、信息、工程等领域的知识和技术解决生命科学问题，因此原先单一学科的课程体系和研究方式已无法使交叉学科人才满足“具备合理的知识结构，广博专一协调统一”的专业要求。
Med-X研究院在结合学科领域建设设置专业课的基础上，充分利用夏季小学期、学术讲座等阶段邀请众多兼职教授参与授课，其中既有附属医院的临床医生，又有国际知名学者，建立起一支医、理、工高水平师资队伍。同时利用附属医院的临床资源，建立与基础课程相适应的实践教学体系，强化学生实践训练，培养动手操作与创新研发能力。学院也积极鼓励学生进行跨学科选课，逐步实现本硕博课程贯通模式，以满足不同专业背景学生的学习需求。为探索研究生课程质量考核和控制体系，在生物医学工程学科尝试建立适合于本校的研究生课程质量保障办法和系统，并聘请国内外专家评教，对授课教师给出指导建议和意见，定期召开研讨会。
2.建立制度保障
由于受僵化学科模式的影响，我国长期以来传统的单学科观和学科分类体制占据着主导地位，为突破现有交叉学科人才培养体制不完善的缺陷，上海交通大学做了一系列改革。如针对中国现有的研究生招生名额问题，上海交通大学自2012年起在博士生招生计划中依托“生物医学工程”和“统计学”两个一级学科，单独设立了支持交叉学科博士生招生培养的专项招生指标，为从事交叉学科研究的导师提供生源保证。另外，为了避免交叉学科课程的临时性和拼盘性，真正实现学科的融合，Med-X研究院成立了多个临床交叉平台，如国家教育部数字医学工程中心、Med-X-瑞金医院小动物PET/CT研究中心、Med-X-仁济医院临床干细胞研究中心；Med-X-第九人民医院生物材料转化医学中心等，实现以问题为中心从事交叉学科研究的项目模式。在项目开展的过程中让研究生作为项目参与人或研究助手自然地进入到学习与研究的过程，一个学科跨度大的科研项目，项目实施的过程本身就是学科交叉和培养人、训练人的过程。[5]
3.加强学术交流
当今科技迅猛发展，新思想、新方法层出不穷，光靠一个教师指导学生是不可能使学生全面了解学科发展并取得高水平研究成果的[3]，因此在交叉学科人才培养模式中除了完善的课程体系外，活跃的学术氛围和紧密的国际交流也是必不可少的。上海交通大学Med-X研究院70%以上的指导老师具备在国外一流大学从教和指导研究生的经历，与国外高校和研究院所长期保持着合作关系，因此学院每周邀请本学科国内外知名教授做学术讲座，并建立了上海交通大学徐汇-闵行跨校区讲座视频体系，介绍最新科研动态，鼓励师生交流，使研究生深入了解当前科研动态和研究热点，拓宽学术视野，激发创新热情。同时定期举办医-理（工）交叉学科系列学术活动，如研究生学术论坛、研究生学术日等，已形成了一定品牌效应，为研究生创新思维、科研前瞻性、表达能力的培养提供了良好平台。Med-X研究院已与多所国外院校签订了人才联合培养项目，如与德国海德堡大学、美国西北大学、瑞典皇家工学院、美国Drexel大学等国际著名高校建立了双硕士、双博士学位项目。此外，为了解本院研究生学位论文在国际本领域的位置及存在差距，2012起开始试点进行博士生学位论文国际评审和答辩，每份博士生论文邀请2-3名国际相关领域专家进行评审，每位国际评审专家的海外评审报告将反馈给相关导师和学生参考。
4.重视师资建设
交叉学科人才培养的成功与否很多程度上决定于教师的参与程度，导师的学术水平、综合素质、对学科前沿的洞察力以及与同行和其他学科学者交流沟通的能力对交叉学科人才的培养有重要的影响。[3]由于交叉学科会同时涉及到两个或多个学科领域，所以单一学科的教师很难同时满足不同学科的需求，交叉学科人才培养的过程也是教师自我学习的过程。[6]因此，在交叉学科人才培养建设中要重视加强师资队伍建设，加大对中青年教师的培养力度，营造有利于教师成长和发展的良好环境与氛围，确保人才培养的教学质量。[7] Med-X研究院结合自身学科特色，引进国外知名教授和附属医院临床医生参与教学，重视年轻教师的培养，支持有潜力的青年教师到海外具有合作关系的学校进行培训，学习国际知名高校的教学经验和方法，推动教学质量的提高，建立起一支医、理、工高水平师资队伍。
三、交叉学科人才培养中的壁垒
与发达国家相比，目前我国交叉学科教育和科研尚处于起步阶段，以单一学科为基础的传统教育模式仍占主导地位，在交叉学科人才培养过程中不可避免的会遇到各种问题。
1.现有高校管理机制的制约
我国高校中院系管理体制坚固，教学与科研人员的管理也在定岗定编制度的约束下严格地保持着一个萝卜一个坑的人事管理体制，师资聘用、职称评定、成果认定、业绩评价和资源分配等都严格地执行着所属单位责任制，人员在校内不同院系间的流动都难以实现，跨学校、跨部门、跨地区的流动更是难以实现，这种管理机制极大地打消了学者们进行交叉学科研究的热情和勇气。
2.交叉学科人才培养理念有待加强
大多数导师涉叉学科研究仅仅是为了完成一个特定的交叉学科研究课题，且多来自不同学院的专业教师，因此他们对交叉学科的人才培养投入时间和精力都比较有限，很少能有意识地去思考交叉学科人才的培养目标和教学模式，也没有站在改善学生思维方式和能力结构的立足点上试图去改善传统教学方式。此外，鉴于国家和各高校纷纷推出各项鼓励措施以推交叉学科的发展，部分导师借以交叉学科的名义去争取更多的项目基金和学生生源，而并非真正从事交叉学科科学研究和人才培养。
3.国内交叉学科领域划分尚未明确
美国的学科专业目录充分考虑学科的发展性， 在名称和代码设置上为交叉学科、新兴学科留有充分的发展空间，在学科大类中单独设有“交叉学科”，[2]其中包括生物与自然科学、和平与对抗研究、系统科学与理论、数学与计算机科学、老年医学、文理综合等22个学科小类。此外，在其他36个学科群中均设置了末尾带有“综合”或“其他”的学科名称。相比之下，我国交叉学科领域划分和学科专业设置尚未明确，在2011年新修订的《学位授予和人才培养学科目录》中13个学科门类中，以及各高校的学科建设和教育部的学科评估中均未涉及交叉学科，很大程度上制约了交叉学科的发展。
在高度交叉融合已成为当代学科发展的重要趋势下，在此新的教育发展时代下，迅速提升高等教育人才培养质量和整体竞争力已成为学科发展的重中之重，因此针对我国开展交叉学科人才培养方面存在的问题，我们应合理借鉴国外高校促进交叉学科研究与人才培养的经验，建立交叉学科的教师聘任和评价体系，引导和鼓励新兴学科研究与建设，完善交叉学科资助体系，积极营造有利于交叉学科人才培养的文化氛围，从而形成适合我国国情的多元化人才培养模式。
参考文献
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[5]李雪飞 程永波，交叉学科研究生培养的三种模式及其评析，学位与研究生教育，2011（8），10-15
[6]吴俊 邓宏钟 罗强，论高等院校交叉学科人才培养模式中的教师定位，科技创新导报，2011（38），255-256
关键词：错误加工；神经机制；前扣带回；错误相关负波
分类号：B842；B845
1.错误加工及其种类
人们要想顺利地完成既定的目标，就必须对行为进行持续的监控以决定行为是否达到了任务目标的要求。只有行为的结果受到监控和所犯错误能够检测到，人的行为才能发生适应性改变以达到既定目标。当偏离目标的行为被检测到(即错误发生时)，就需要补救行为。这种补救行为主要通过两种途径：即时的正确行为和能够影响认知系统将来操作的更长期的策略改变或任务重置(例如速度和正确率的改变、注意偏向的转换等)。这种觉察到错误并对错误进行及时改正的行为即是错误加工(errorprocessing；Ullsperger＆von Cramon，2001)。
错误加工作为认知控制和行为监控的重要成分，研究者对错误进行了不同的分类。传统上，错误是指“行为过失”，即快速的、冲动性的错误，这种错误基于对相关刺激的不完全加工而产生的，一般都能够及时发现并改正。当这种错误发生时，对刺激的加工的仍在继续，导致一个非常快的改正错误的趋势，即错误发生时，人们一般有反应减慢或更加小心的表现，这一般被称为“错误后减慢”。执行控制理论认为人脑存在一个错误检测系统，能够及时发现错误，调整行为。过去几十年，研究者在行为水平上为人类这种错误觉察纠正系统提供了间接的实验依据(Rabbitt，1966)。而最近的认知神经科学研究则为这种错误检测系统提供了直接的神经生理证据，事件相关电位研究发现人们在做出快速的、冲动性错误后的50～150ms会出现电位的负偏转，由于它是只与犯错误行为伴随的特定ERP成分，所以被命名为错误相关负波(error-relatednegativity，ERN；Gehring et al.，1990)或错误负波(errornegativity，Ne；Falkenstein et al.，1990)，在ERN峰后的200～250ms出现的ERP成分为称为错误正波(errorpositivity，Pe)。错误又可分为自身反应产生的错误和外在反馈的错误，对反馈刺激进行事件相关电位分析发现在230～270ms负反馈比正反馈引发了更负的波形，被称为反馈错误相关负波(feedback ERN，fERN)或反馈相关负波(feedback-related negativity，FRN)。
2.错误加工的神经机制
2.1ERN与前扣带回
大量的源定位发现ERN产生于背侧前扣带回(dorsal anterior cingulate cortex，dACC)，尽管偶极子模型对事件相关电位成分不能得出非常精确的定位，但是其他相关的研究都证明了ACC对错误有反应。动物实验的证据也表明ERN产生于ACC，NLki和Watanabe(1979)发现当猴子接收到负性反馈(没有出现预期奖赏)时，错误识别单元会在前扣带沟激活。颅内记录电极的研究也发现了在背侧ACC出现类似ERN的电位(Brazdill，2002)，支持了偶极子定位的结果。而且，功能磁共振成像(functionalmagnetic resonance imaging，fMRI)研究也显现了ACC在错误发生时会有激活。Ullsperger和Cramon(2001)结合fMRI和ERP技术考察了错误加工和反应竞争涉及的脑区，研究发现ERN定位在前扣带沟的扣带运动区(cingulate motor area，CMA)，反应竞争定位于前辅助运动区(pre-supplementary motorarea)。一个同时记录EEG和fMRI的研究更有力的显示ERN和错误相关ACC的激活之间存在强有力的联系(Debener et al.，2005)。Menon，Ademan。White，Glover和Reiss(2001)考察了Go/No-Go任务中与抑制反应失败相关和错误相关的脑活动。结果发现错误相关的脑激活，位于右侧前扣带回的喙部(rostral anterior cingulate cortex)、相邻的内侧额上皮层(medial superior frontal cortex)、双侧脑岛皮层(bilateral insula cortex)、相邻的岛盖额部，以及左侧的楔前叶/后部的扣带(left preetmeus/posteriorcingulate)。Lutcke和Frahm(2008)用高分辨率的fMRI技术分析了错误加工和冲突监控所涉及的脑活动，发现错误加工激活了两侧的ACC，而冲突监控只激活了右侧的ACC。Wittfoth，Kustermann，Fable和Herrmanu(2008)采用fMRI技术考察了反应冲突对错误加工的影响。结果表明，有认知冲突参与的错误更多地激活了喙部ACC和楔前叶/后扣带回(pmcuneus/posterior cingulate)，没有认知冲突参与的错误更多地激活了右顶下皮层(right inferiorparietal cortex)。联结分析表明两种错误共同激活的脑区有dACC和内侧额上皮层以及双侧的额下回/脑岛。Swick和Turken(2002)结合电生理学和神经心理学，考察了一名ACC喙部到中背部局部损伤的病人在冲突任务中的成绩。发现与控制组相比，病人在错误反应后的ERN成分削弱，同时错误改正率也较低。相反，正确的冲突试次时与冲突相关的刺激锁时N450成分增强。结果表明喙郝到背侧的ACC区域损伤影响对错误反应的检测，但不影响冲突检测。关于损伤病人的研究也发现背侧ACC损伤的病人与控制组相比错误反应后的ERN变小，纠错率降低(Turken＆Swick，2008)。
尽管大多数研究认为ERN定位于ACC，但是也有少数研究认为ERN并不定位于ACC。Van Veen，
Hokoyd，Coles。Stenger和Carter(2004)采用fMRI考察了时间估计任务中ACC是否能够区分正确和错误反馈的刺激。结果发现虽然被试表现出调节错误反馈后的行为，但是并没有观察到错误反馈引发的ACC活动；相反，正确反馈激活了广泛的大脑区域(包含双侧的尾状核，右侧的壳核，右侧的扣带皮层的喙部和后部，双侧的前额中、下回，双侧的颞上回，以及右侧和内侧的枕叶皮层)。Nieuwenhuis，Slagter,Geusau，Heslenfeld和Hoffoyd(2005)采用fMRI和EEG技术对VanVean等的实验进行了重复验证也基本得到了相似的结果。他们的fMRI结果显示正性反馈和负性反馈没有激活前扣带回尾部，相反，正性反馈比负性反馈更多的激活了喙部前扣带回，后扣带，右侧额上回。对FRN的偶极子分析表明后扣带回和喙部前扣带回的腹侧能很好地解释FRN的产生源。综合fMRI和偶极子分析的结果，他们认为FRN反映了后扣带，喙部前扣回和右侧额上回的总和活动。Raz，Fan和Posner(2005)通过一个研究发现被试被催眠之后在冲突情景下ACC没有激活，但是反映错误监测的波幅并没有变化。这说明ERN与ACC激活出现了一定程度的分离。尤其是ERN在ACC没有激活的情景下还保持正常，这对很多研究认为ERN定位于ACC的结果是一个挑战。另外Rushworth，Walton，Kannerley和Bannerman(2004)就认为，具体负责冲突监测和错误监测的脑区是额上回(superior frontal gyrus，SFG)而不是ACC。因为ACC和额上回靠得很近，相互之间的区分并不是很明显。
2.2Pe与错误意识
错误检测是否依赖意识来完成?即是否只有在意识到错误的情况下才能解决错误?在ERN峰后200～250ms的ERP成分称为错误正波(elTorpositivity，Pe)，Falkmstein，Hoormann，Christ，＆Hohusbein(2000)的研究表明Pe定位于喙部ACC区域，并认为Pe可能是一个延迟的与刺激相关的P300，或者是与即刻的错误修正相关，它由错误事件引发，反映了出现错误时必要的额外处理过程。Nieuwenhuis。Ridderinkhof,Blom和Band(2001)考察了被试没有意识到的反应错误后的ERN/Ne和Pe。一般研究认为主观没有觉察到的眼跳错误几乎总是被很快地修正，并且修正错误时间短、眼跳较小。结果发现不管被试是否意识到错误，错误的眼跳后总是有很大的Ne，相比Pe在知觉到错误时表现更大。这与Ne和Pe反映了两个分离的错误监控过程，其中只有Pe与有意识地错误再认和补救行为有关。Herrmann,Rommler,Ehlis，Heidrich和Fallgatter(2004)用LORETA这种源定位技术分析了ERN和Pe所对应的脑发生源，对于ERN在前辅助运动区以及ACC尾部有显著的脑电活动：对于Pe则更多的在ACC喙部。由此进一步证明ERN和Pe反应的是错误加工过程中两个不同的方面。最近，Voeat,Pourtois和Vuilleumier(2008)采用Go/no-Go任务诱发ERN和Pe也得出了相似的结论。首先进行地形图分析发现ERN和Pe引发了相对于正确反应不同的头皮分布脑电活动，进而采用偶极子源定位分析发现ERN起源于前扣带回，Pe起源于扣带回后部区域。研究还发现ERN波幅与状态焦虑水平有关，Pe波幅与反应的改进成正相关。这说明，ERN和Pe可能反映了错误加工过程的两个不同阶段：ERN主要反映了前扣带回对错误的检测，Pe反映了后扣带回在基于行为结果上的行为调整。Klein，Endrass和Kathmann(2007)采用fMRI技术考察了在反眼跳任务中的错误意识所涉及的脑区。结果显示，错误意识激活了喙部扣带区(rostral cingulatezone)、前辅助运动区和双侧脑岛。喙部扣带区活动不能够区分错误意识和无意识，对比错误意识和错误无意识发现左侧前下脑岛皮层有更大的激活。错误后调整只有在意识到错误之后才会发生，喙部扣带区的血液动力活动与错误后减慢也存在着相关。这些结果表明单独喙部扣带区不足以产生错误意识，其信号只有在错误意识到后对其后的速度一正确率权衡的调整时才有用。
2.3ERN与FRN
虽然关于由错误反应引起的ERN和负性反馈诱发的FRN的研究很多，但许多的研究并没有正面的回答这个问题：两种成分是否是同一种性质?大多数研究都是分开研究ERN和FRN两种成分，很少有研究把两种成分放在一起进行对比，一些研究者笼统地将FRN也归为ERN其中的一类。Miltner,Braun和Coles(1997)认为时间估计任务中产生的FRN和ERN的是相似的，因为两者都是由错误的反应诱发的脑电成分，由同一种错误加工机制产生，都反映了一种更一般的错误检测系统。这一观点被Holroyd，Nieuwenhuis，Yeung，Nystrom，Mars和Colos(2004)的fiVIRI研究所支持，他们用fMRI考察了自身反应产生的错误和外在反馈的错误，结果显示这两类错误检测都定位于背侧ACC。虽然FRN和ERN/Ne具有类似的额中央头皮分布和ACC发生源，但是二者之间也有一些不同。ERN/Ne是一个在快速反应任务之后约100ms就到达最大峰的ERP成分，即紧跟在错误反应之后出现，而FRN是发生于反馈信息给出后约250ms的负波。FRN可能与行为所产生的结果的评价以及行为的动机意义相关联，而不是对犯错误本身其反应。一些研究发现，负性反馈(比如反应错误或钱的损失)比正性反馈诱发的FRN波幅更大，也就是FRN对于负性和正性结果反馈刺激的敏感性不同。因此这些研究者认为这个成分反映的是对于事件好坏的评价。更进一步Yeung和Sanfey(2004)的研究发现，FRN只对结果反馈的效价(正性还是负性)敏感，而对于奖惩的量的多少并不敏感，因此作者认为FRN只是将一个事件简单地评价为好还是坏，而不能够对得失或奖惩的等级进行更详细的划分。Yeung等的研究中没有错误反应但负性反馈刺激也能得到FRN，这显然与快速反应时任务中的ERN成分有很大的差别。孙世月和罗跃嘉(2008)的实验采用欺骗任务考察了FRN是否反映对结果信息中得失量的评价以及不同预期强度水平对FRN的影响。结果发现，FRN只受结果效价、而不受数额或预期强度水平的影响。实验结果说明FRN可能反映了基于结果与预期是否一致方面的“好”、“坏”简单快速评价。同时，一项研究表明，FRN和ERN的源定位是不一致的，系统利用内部或外部的信息进行行为的监
控和调整可能是不同的神经活动过程(Mailer,Moiler,Rodriguez-Fomells，＆Munte，2005)。由上可见，FRN与ERN是否反映的是相同的心理活动过程还值得探讨。
3.ERN的理论解释
虽然关于ERN的研究很多，但是对于它的功能意义还有很多争论，针对ERN的功能意义人们提出了多种理论假设，主要有错误检测理论(errordetection theory)，强化学习理论(reinforcementlearning theory)和冲突监控理论(eonflict monitortheory)和预期违反假说(expectancy-deviationhypothesis)。
3.1错误检测理论
最早的对ERN进行解释的是错误检测理论(Coles，Scheffers，＆Holroyd，2001；Falkvnstein，Hoorrnann，Christ，＆Hohnsbein，2000)，也称为表征失匹配理论(mismatch theory)。它认为ACC通过对应该的、正确的反应和实际的反应表征进行比较，检测到其中存在不匹配而产生ERN，不匹配程度越大，ERN越大。ERN很早就出现表明正确反应的表征来自于“传出命令”(efferenee copy)，而不是来自于本体感受的反馈；或者ACC面对错误时提供一种情感的或动机的信号来解决冲突。作为错误检测系统的一部分，应该期望发现错误后有些调整变化，例如错误发生后的下一个Trial的反应时有一点增加。Debener,Ullsperger,Siegel，Fiehler,yon Cramon和Engel(2005)通过对每个Trial的ERN进行观察发现ERN波幅和错误后减慢量(post error slowing)存在相关。其他一些类似的研究发现也提供了错误检测系统存在的证据，被试可以在100ms内修正行为失误(acion slip)，以及被试发现错误后会出现随后Trial中减慢但更为准确的反应，证明存在错误检测系统。Gehring，Goss，Coles，Meyer，＆Donchin(1993)的研究发现当要求被试主要集中于正确率时ERN的波幅增大，当要求被试牺牲正确率追求速度时ERN波幅减小。Bemstein，Scheffers和Coles(1995)发现在相似刺激和不相似刺激中表现出了不同ERN波幅，即当表征正确的和实际的反应不相似时比表征反应相似时有更大的ERN波幅。也就是说，反应表征的最大的不匹配引发最大的ERN，这项研究支持了ERN是由正确反应和实际错误反应之间的比较而产生的这一理论。Ridderinkho￡Nieuwenhuis和Bashore(2003)也认为ACC负责行为的监控，他们通过对错误试次之前的正确试次与正确反应之前的正确试次的波形进行对比分析时发现，前者出现了一个明显的偏转，他们命名为EPP(error-preceding positivity)，它的各种特征与ERN相似。这说明虽然前一个试次的反应是正确的，但是监测系统出现了一定的漂移(drift)造成监测能力下降，影响了对下一个试次的监测，所以下一个试次更容易出现错误反应。Ridderinkhof等(2003)的研究强调了准备状态对反应的影响，认为监测过程是一个动态的过程。
3.2冲突监控理论
冲突监控理论(Botvinick，Braver，Barch，Carter，＆Cohen，2001；Yeung。Botviniek，＆Cohen，2004)认为，大脑监控系统首先评价当前任务的冲突水平，然后将冲突信息传递到其他负责控制的脑区，由它们完成行为调控功能。ACC监测不同脑区之间的串扰(crosstalk)和冲突，当发现冲突时就发出信号，对不同的脑区起兴奋或抑制作用。因此ACC对于竞争反应间的冲突呈现独有的敏感。这一理论对错误加工的解释基于如下的推理：快速反应任务中的错误是不成熟的、冲动型的反应，此时刺激的分析并不完全，甚至当冲动性的错误被执行时，刺激评估也能持续地引起正确反应激活。正确反应表征激活之后与先前的错误反应表征之间的冲突就会达到最大，然后两种不同的反应表征通路发生串扰，引起冲突，ERN就是对这种冲突的反映。对ERN源定位研究发现源于ACC，IMRI研究也发现ACC的错误相关激活。Carter,Braver,Bareh，Botvinick,Noll和Cohen(1998)采用fMRI技术考察了ACC的功能，确认这一脑区在错误发生时有激活，但在反应竞争增加的条件下出现正确反应时也有激活，这提示ACC监控的似乎是错误可能发生的条件，而不是错误本身。Vidal，Hasbroucq，Grapperon和Bonnet(2000)观察到在正确的反应试次里也会观察到ERN/Ne，而不是只在错误的反应试次中。这种正确与错误的反应都有ACC的活动支持ACC反映了冲突的检测，而不一定与明显的错误相关。该理论假设预测，ERN和错误纠正相关。Gehring和Fencsik(1999)的实验证实了该预测，他们采用肌电图(Eleetromyography，EMG)技术，发现ERN产生于正确和不正确反应的同时激活阶段。Suchan,Jokiseh，Skotara和Damn(2007)考察了被试在连续反应任务中正确反应和错误反应之后的脑波成分，发现无论是在正确反应还是在错误反应后都引发了反应后负波(post-responsenegativity)，因此作者认为ERN/Ne可能不是反映了错误加工过程而是反映了对行为后果的评估功能。
3.3强化学习理论
当前对ERN的解释最有影响的是强化学习理论(Hokoyd＆Coles，2002，2008；Nieuwenhuis，Hokoyd，Mol，＆coks，2004)。强化学习理论认为反应ERN和反馈ERN都是由中脑多巴胺系统产生的。在先前有关研究的基础上，这个理论估计基底神经节和中脑多巴胺系统参与奖赏预期和强化学习。基底神经节评估正在进行的事件并且做出这个事件是会成功结束还是以失败告终的预测，当基底神经节做出好的预测时会导致中脑多巴胺系统神经元的活动相位增加，当基底神经节做出不好的预测时会导致中脑多巴胺系统神经节活动的相位降低。这些多巴胺活动的相位增加或降低分别表明正在进行的事件是“比期望的要好”和“比期望的要差”，这些也被基底神经节用于更新其预测，以便这个系统能够逐渐从最早的对奖赏和惩罚的预期中进行学习。而且，多巴胺信号也传至内侧额叶作为强化学习信号使用，促进行为的适应性调整。ERN的强化学习理论进一步提出，多巴胺信号对于ACC的作用决定了ERN的波幅：当事件比预期中的坏时，多巴胺相位
的降低解除了对ACC的抑制，引起更大的ERN；当事件比预期中的好时，多巴胺相位的增加抑制了ACC，引起更小的ERN；ACC使用该多巴胺信号用来改进当前行为。强化学习的理论有三个基本要点：(a)ERN反应了传递到ACC的强化学习信号(b)该强化学习信号是由中脑多巴胺系统传递的(c)该强化学习信号用来训练ACC去最优化当前的行为。根据这种观点，ACC通过利用多巴胺信号来改进当前任务的表现。ERN产生于一个高水平的、普遍的、错误加工系统。大脑利用内部或外部的信息进行学习的过程可以反映在ERN和FRN的波幅上。Holroyd等(2002)利用概率学习任务研究了两者的关系，在实验的开始阶段，被试没有掌握任务的规则，所有的负性反馈刺激都诱发了FRN，但随着实验的进行，被试逐渐学会了规则。在卡片和按键100％对应的情况下，按键本身就决定了输赢，因此错误按键产生的ERN波幅越来越大，而负性反馈产生的FRN波幅变小；在卡片和按键50％对应的情况下，被试需等待反馈信息决定反馈的结果，负反馈会持续产生FRN；而在卡片始终赢或始终输的情况下，无论是反应还是反馈都不能产生负向偏转的脑电位。因此他们认为多巴鞍的活动产生了ERN和FRN，并且整个系统觉察错误、利用信息进行强化学习、调整行为是一个动态的过程，本实验中ERN和FRN的波幅的变化证实了这样一个动态系统的存在。Ruchsow，Grothe，Spitzer和Kicfer(2002)的研究发现被试在猜测任务中给予负反馈时会引发ERN/Ne，偶极子分析此成分源于ACC和左下前额叶。由于ERN/Ne是由于负反馈引发的，作者推断ERN/Ne可能反映了在期望结果和实际结果比较时的评估过程而不是反应冲突。Morris，Heerey，Gold和Holroyd(2008)的研究对比了精神分裂症患者和正常被试在解决概率学习任务中面对三种不同反馈条件时的行为表现和事件相关电位成分。结果发现，精神分裂症患者的ERN在所有三种条件下的波幅都低于正常被试的，这同精神分裂症患者的行为表现是一致的。另外，在一致反馈条件下(这种反馈对于正确反应至关重要)精神分裂症患者的反馈负波的波幅相比正常被试的波幅也要低很多。这些发现表明精神分裂症患者的与奖赏相关的脑区受到了损害，不能够反应正在进行的事件比预期的好还是坏。Heldmann，Russeler和Munte(2008)的研究发现当自身内在的察觉到错误时会诱发ERN，当内在的不能够对自身结果做出估计时，即需要外界反馈时，这时的反馈会诱发FRN，亦即FRN只有在反馈刺激不包含冗余信息的时候才会产生。由上可见，ERN和FRN反映的是与强化学习相关的脑活动。
3.4预期违反假说
最近Oliveira，McDonald和Goodman(2007)提出了FRN的预期违反假说，认为ACC是作为监测违反预期的事件而不是检测错误或比预期要坏的事件，FRN是由于实际的反馈与预期不一致(不相匹配)而引起的，而不是由负性事件本身引发的。也就是说与预期不一致的正反馈也会引发FRN。预期违反观点认为FRN是由预期违反引起的，不管是正反馈还是负反馈，只要是与预期相反就会引发FRN。由于被试倾向于过度自信，所以非预期的负反馈会引发更大的FRN波幅。Oliveim等认为预期违反假说与其他关于FRN和ACC功能的观点(错误，冲突，强化学习)一致，只是改进了表达形式。预期违反可以表现为错误(预期错误，或元错误)，冲突(关于反应的内在信息和外在信息的冲突)，和强化学习(用以产生对行为评估的内在模型的强化信息)。Oliveira等(2007)设计了两个实验检验了这种假说。在实验一中，实验者要求被试对移动的光点进行按键反应，在给予被试反馈之前要求被试对自己的反应做出估计并按键。在实验二中，研究者没有让被试在反馈之前估计，而是直接给予反馈，但反馈的性质是有差别的，前3个Block的反馈都是真实的，后12个Block中的反馈有一半是假的。研究结果证实，大多数对自己的反应成绩估计大于实际反应成绩，FRN只有在与预期偏离时才产生。Ehlis，Herrmann,Bernhard和Fallgatter(2005)采用Flanker任务考察了被试监控内在错误和外在错误信号的脑电成份。结果显示，内在错误信号引发了ERN/Ne，但外在错误信号引发了一个晚期正成分(late positivity)。研究者认为ERN/No反映了在人类大脑中存在一般的错误探测系统这种观点可能有失偏颇，ERN/Ne更可能是反映了大脑加工违反预期事件探测系统。Compton,Carp，Chaddock，Fincman，Qnandt和Ratliff(2007)在研究焦虑个体加工威胁线索时发现高焦虑个体在加工生气面孔时有更小的ERN，而在加工愉快面孔时有更大的ERN。这与焦虑能够增强错误敏感性不一致。研究者在预期违反框架下(expectancy violationframework)解释其研究结果，认为焦虑个体在愤怒和愉快面孔线索下改变了成功和失败的预期。
4.不同理论观点的比较
4.1关于ERN产生机制解释的不同
错误检测理论认为存在一个特殊的比较器来比较实际的反应和应该的反应，当这两种反应值存在不一致时就会诱发ERN，但这种比较更多是基于动作系统的激活状态的比较。强化学习理论认为，ERN反应了通过多巴胺系统从基底神经节传递到ACC的强化学习信号。当基底神经节评价结果比预期的坏时，多巴胺的相位降低，解除对ACC的抑制，诱发更大ERN；当结果比预期的好时，多巴胺的相位增强，抑制了ACC，诱发更小的ERN。根据该理论，ACC本身并不监控错误，而是从基底神经节获得错误信号。ACC的作用是使用该学习信号强化行为反应，起到过滤器的作用。因此，强化学习理论认为ERN反应了错误发现，它可以对负面反馈诱发的FRN和错误反应诱发的ERN做出解释。冲突监控理论认为，ERN反映了反应之间的冲突。反应错误的冲突存在于反应之后，而正确反应的冲突在反应之前。该理论可以很好的解释正确反应中不一致刺激诱发的N2和反应错误之后诱发的ERN。预期违反假说更多解释的是FRN的产生机制，认为FRN源于实际结果与预期结果不一致，这种解释看似合理，但内在的预期是怎样的仍然是不清楚的。
4.2对ACC在产生ERN中作用认识的不同
强化学习理论认为。ACC起到控制过滤器的作用，将背外侧前额叶的命令通过ACC传递到输出系统(the effector system)，而中脑多巴胺系统训练ACC去支持适当反应而抑制不适当反应，ACC起到将刺激和反应之间进行匹配的作用，ACC的作用是在强化学习的信号基础上进行行为选择。冲突监控
理论认为，ACC直接负责监控同时激活的相互竞争的刺激通道或者反应通道的冲突，该冲突阻止了刺激一反应的匹配。冲突信息被传递到其他脑区，以便增强控制减少冲突。ACC完成的作用是评价、监控功能，在其他脑区完成行为调节；预期违反假说认为ACC的作用是表征反应一结果联结，这种联结能够用来形成反应错误或失败的预期，如果与预期不一致，就会产生FRN。
5.总结与展望
综观过去10多年来的研究资料，对错误加工神经机制的研究的确取得了丰硕的成果，这为人们了解行为监控和认知控制内在机制提供了一条重要途径。尽管对错误加工神经机制的研究非常多，但这一领域仍然存在一些问题，这些问题可能会是下一步将要研究的内容：
第一，错误加工在人类各种心理活动中都起着重要的作用，过去的研究集中于对“行为失误”的研究，这种错误类型效应很小，因此寻找更加能代表人类复杂认知的实验任务应该是下一步研究的方向之一。
第二，虽然大多数研究指出错误加工定位于ACC，但有些研究也指出双侧前脑岛和顶叶区域也有激活，ACC与大脑其他脑区是怎样联系的仍是未解之谜。除了ERN之外，其他的一些内侧额叶负波也参与错误加工过程，因而需要更多的证据证明它们的功能以及这些ERP成分之间的关系。
第三，考虑错误加工的个体差异以及情绪对错误加工的影响。研究表明ERN也可能与情绪动机和个体差异有关，过去的研究大多采用被试内的设计，而很少考虑到被试之间的个体差异，因此将来的研究可以考虑采用不同的人格类型的被试来进行实验。
