心理學(xué)與腦科學(xué)：進(jìn)展、思考和展望

劉勛 伍海燕

腦科學(xué)，又稱神經(jīng)科學(xué)，是研究腦和神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能的交叉性學(xué)科。腦科學(xué)涉及的研究范圍包括但不局限于探討大腦的工作原理和發(fā)現(xiàn)大腦疾病的異常機(jī)制。自20世紀(jì)50年代里奧克（David Rioch）成立第一個神經(jīng)科學(xué)實驗室以來，基于腦的研究受到大量科學(xué)研究者的關(guān)注。1969年，世界最大的神經(jīng)科學(xué)組織——神經(jīng)系統(tǒng)科學(xué)協(xié)會（Society for Neuroscience，SFN）成立，據(jù)悉，近年神經(jīng)系統(tǒng)科學(xué)學(xué)會年會年會吸引了來自世界80多個國家的4萬余名研究者參加。

20世紀(jì)90年代以來，腦科學(xué)研究技術(shù)和大腦研究本身均取得了長足發(fā)展。在腦科學(xué)研究技術(shù)上，如神經(jīng)影像學(xué)的發(fā)展（包括磁共振功能成像（fMRI）、正電子發(fā)射成像（PET）、單光子發(fā)射體層成像（SPECT））、電生理學(xué)和人類的遺傳分析，結(jié)合心理學(xué)的實驗技術(shù)，神經(jīng)科學(xué)家和心理學(xué)家開始解決諸如認(rèn)知與情感的神經(jīng)基礎(chǔ)等科學(xué)問題。腦科學(xué)技術(shù)在心理學(xué)研究中的應(yīng)用也成就了交叉學(xué)科——認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的蓬勃發(fā)展。實際上，20世紀(jì)90年代被美國國家圖書館和國立衛(wèi)生研究院稱為“腦的十年”；21世紀(jì)初，2000年開始的10年則被美國心理科學(xué)協(xié)會等宣稱為“行為的十年”。在慶祝《Science》創(chuàng)刊125周年之際，《Science》雜志社公布了125個最具挑戰(zhàn)性的科學(xué)問題，認(rèn)知科學(xué)問題占9%。其中不少都依賴于腦科學(xué)與心理學(xué)的交叉，例如意識的生物學(xué)基礎(chǔ)是什么，記憶如何存儲和恢復(fù)，人類合作行為如何發(fā)展，人類為什么會做夢等問題都有待于心理學(xué)和腦科學(xué)的交叉研究來解決。

與此同時，從政府到企業(yè)都積極關(guān)注并大力推動腦科學(xué)研究領(lǐng)域的發(fā)展。如歐盟開啟的投資超10億歐元的歐洲腦計劃（The Human Brain Project）和日本腦計劃（Brain/Minds Project）。2013年4月2日，時任美國總統(tǒng)奧巴馬宣布啟動腦科學(xué)計劃（BRAIN Initiative），旨在研發(fā)一系列研究大腦活動的工具，在了解人類思維領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大突破。在這樣的學(xué)科發(fā)展和國際背景下，中國也發(fā)布了中國腦計劃（The China Brain Project）。2016年3月中國“十三五”規(guī)劃綱將“腦科學(xué)與類腦研究”列為“科技創(chuàng)新2030—重大項目”。中國的腦計劃主要有兩個研究目標(biāo)：探索腦認(rèn)知原理和攻克大腦疾病。

在探索腦認(rèn)知原理的方法技術(shù)方面，近20～30年主流的腦科學(xué)研究技術(shù)——功能磁共振成像（fMR）近期受到了極大挑戰(zhàn)。2016年《PNAS》發(fā)表一項研究表明已發(fā)表的有關(guān)fMRI研究中的假陽性信號發(fā)生概率非常高。這一研究結(jié)果挑戰(zhàn)了超過4萬項腦研究結(jié)果，但是由于已有多數(shù)研究的原始數(shù)據(jù)并非開放性數(shù)據(jù)，導(dǎo)致研究者無法證實或者重新論證?；谶@些局限性，2017年《Nature Neuroscience》雜志發(fā)表?？接懥松窠?jīng)科學(xué)的發(fā)展方向，其中包括呼吁重視神經(jīng)科學(xué)數(shù)據(jù)分析的可重復(fù)性，提倡神經(jīng)科學(xué)數(shù)據(jù)和計算機(jī)分析程序代碼的共享?？上驳氖牵@方面的工作，中國研究者不僅參與其中，甚至發(fā)揮主導(dǎo)作用。其中，中國科學(xué)院心理研究所左西年研究員先是參與了“千人功能連接組計劃”（FCP），繼而開展了以中國為主導(dǎo)的國際神經(jīng)影像大數(shù)據(jù)共享計劃“國際信度與可重復(fù)性聯(lián)盟”（CoRR），受到了國際頂級期刊和同行的關(guān)注。在影像數(shù)據(jù)的采集和標(biāo)準(zhǔn)化分析中，中國科學(xué)院心理研究所嚴(yán)超贛研究員主導(dǎo)的“抑郁癥靜息態(tài)功能磁共振多中心數(shù)據(jù)薈萃分析計劃”（REST-meta-MDD）也已經(jīng)啟動。這一計劃開辟了抑郁癥磁共振大數(shù)據(jù)研究先河，為后續(xù)多中心大數(shù)據(jù)合作，促進(jìn)開放性數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理，從而有效推進(jìn)功能磁共振在臨床實踐中的應(yīng)用。

心理學(xué)與腦科學(xué)早期的工作較多集中在基礎(chǔ)認(rèn)知功能，包括知覺、注意、語言等方面，而近年來對社會認(rèn)知的腦機(jī)理探究也取得了不少進(jìn)展。近兩年，對于學(xué)習(xí)和記憶等高級腦認(rèn)知功能的一些重要研究工作發(fā)表在高水平期刊，也獲得了廣泛關(guān)注。例如，《Science》2016年發(fā)表的一項研究工作通過光遺傳學(xué)技術(shù)開關(guān)老鼠快速眼動睡眠（REM）時期時海馬神經(jīng)元，相比控制組老鼠，REM期間關(guān)閉神經(jīng)元的老鼠記憶任務(wù)表現(xiàn)更差，表明快速眼動睡眠在記憶鞏固中的重要作用。

腦科學(xué)和心理學(xué)的研究進(jìn)展也體現(xiàn)在對個體社會行為的探討中。人類的社會性能力和動機(jī)是社會適應(yīng)性行為產(chǎn)生的核心要素，近年來的研究表明人類和其他動物在共情、安慰、合作和策略性欺騙等社會行為上都具相似性。而神經(jīng)科學(xué)的研究表明了這些社會功能可能擁有一個共享的腦機(jī)制，被稱為社會腦（social brain）。2017年，《Trends in Cognitive Sciences》發(fā)表兩篇社會腦相關(guān)的論述，討論了包括社會決策和社會學(xué)習(xí)的腦基礎(chǔ)，這一機(jī)制的繼續(xù)探討既能揭示社會腦及其調(diào)節(jié)機(jī)制，對很多社會功能障礙患者也有重要意義。

值得一提的是，腦科學(xué)和心理學(xué)的研究也與時代的科技發(fā)展密不可分。伴隨網(wǎng)絡(luò)社會發(fā)展，越來越多的研究開始關(guān)注人的社交網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)如何影響人的大腦和行為。自2016年底以來，美國世哲出版公司（SAGE）統(tǒng)計的被閱讀最多的研究論文就有關(guān)于互聯(lián)網(wǎng)如何影響人類認(rèn)知的研究。2017年初，《PNAS》發(fā)表的一項工作表明個體的社交網(wǎng)絡(luò)和腦網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系。此外，也越來越多的研究注重與社會現(xiàn)實相結(jié)合，包括對貧窮、恐怖主義的研究等也有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實意義。展望未來，作為心理學(xué)與腦科學(xué)的研究者，我們期望以大腦為中心，讓神經(jīng)科學(xué)技術(shù)手段和方法在心理學(xué)研究中進(jìn)一步發(fā)揮作用；同時堅持以心理、行為和社會科學(xué)問題為導(dǎo)向，個體的心理過程不是簡單的生物基礎(chǔ)的累加，未來心理學(xué)與腦科學(xué)將會更加緊密地交叉融合。在開放科學(xué)、大數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的大勢下，中國心理學(xué)和腦科學(xué)的發(fā)展將更好地服務(wù)中國、助力世界，相信中國科學(xué)家將大有可為。