20世纪的最后10年,认知神经科学在国际学术领域初露头角,1995年Gazzaniga教授主编了大部头的"认知神经科学",2000年又发行了修订的第二版,是这一领域的优秀代表作。这一领域的生命力在于意识与心理脑机制研究中的高度跨学科性和多层次性。
实验室简史
北京大学的认知神经科学实验室初建于1988年,以心理系原有生理心理学为基础,参与了北京大学第一个国家重点实验室"视觉、听觉信息处理国家重点实验室"的建设,开拓着生理、心理信息与信号处理以及神经计算方向的研究。同年开始了培养跨学科的工程科学硕士研究生的教学任务,并同时购置日本光电公司的设备(7.5万美元)脑事件相关电位记录仪和细胞电生理记录仪,确定脑整体和细胞水平的跨层次实验研究路线。1988年起,一批工程学硕士研究生连续进行着人类被试面孔认知的事件相关电位研究,他们采用计算科学、人工智能和信号处理等理论和技术,处理面孔照片,探讨脑对图象不同成分发生反应的机理。在脑细胞层次上的研究工作经历着艰难的漫长发展历程,1990年购入第一批猴,开始了猴面孔识别的行为实验研究;1993年购入脑立体定位仪、微电极推进器等仪器,开始了细胞电生理实验。经几年探索,很快发现这一研究手段难以实现细胞水平的神经计算。因此从1997年到2000年苦苦地追求64导多导细胞电活动记录技术。与此同时,几位博士在努力进行着猴面孔识别和几何图形识别的实验研究,分析了颞下回神经元在视觉信息加工中神经发放的时间-空间特性,努力遵循认知理论、神经科学实验和计算模型相结合的发展路线。
1999年夏,心理系为实验室增聘了年轻的博士作为副教授和讲师,从事认知神经科学的研究和教学工作。他(她)们带来了神经心理学的许多新研究范式,在原有的正常人类被试脑整体功能研究与猴脑细胞水平研究之间搭起了脑局部损伤病人的研究通道,也为多种脑成象技术与脑细胞水平研究间的结合创造了条件。
现有的研究课题及科学问题
脑整体水平的研究
1. 承担95国家科技部重点攻关项目:"社会公共保障系统的关键技术问题"中的"脑电波心理测试技术"的研究,现已制出便携式脑电与事件相关电位仪,研究出脑电测谎系统,在该重点攻关项目的另一个子专题"嗓音识别技术"中,研究出VOT和基频成分相位差作为两个新的生理心理学指标。
2. 承担云南省科委省校协作项目:"毒瘾与心理复吸的生理心理学研究",进行复吸与毒瘾的心理线索及其相关脑电位参数的研究。
3. 参与陕西科委与西北大学关于秦巴山区弱智儿童成因及其防治的脑研究(该项目为国家科技部重点攻关项目,同时也是陕西省科委重大项目),以便携式脑电仪在山区就地进行脑认知功能的事件相关电位测试,包括视觉、听觉诱发电位,注意、知觉和记忆的认知事件相关电位分析。
4. 参与北师大副校厂长董奇教授主持的国家科技部攀登专项研究,承担脑认知功能个体差异的测评研究。
5.脑损伤病人的神经心理学和脑功能成象研究。
细胞水平研究
1. 承担国家自然科学基金委95重大项目:知觉的基本表达及无创性脑成象研究,子课题"猴视觉通路中知觉不变性的实验研究",已完成10多只猴面孔识别和几何形状识别的研究任务,发现洞识别的生态心理学意义及其脑细胞反应特性。
2. 在国内首家开展64导细胞电活动的记录与分析,并在此基础上进行视觉认知的脑细胞电活动时-空动力特性的研究。
3. 开展猴视认知中脑事件相关电位及其脑内细胞电活动间的动态相关性研究,这是整体与细胞水平跨层次研究。
现有仪器设备
1. 64导细胞电活动分析系统,(Neuralynx-64).是目前世界上进行多导脑细胞记录研究的最佳系统,包括多导放大器,160导数据采集和分析,计算机(工作站)及其软件系统,总价值7.5万美元。
2. 自制的Tetrode(四合一微电极)及其微推进器。图2
3. 猴眼动的磁记录系统 图3
4.脑功能的光学记录系统 图4-5
自1985年起本实验室就一直采用激光-汞灯光源、氙灯光源等对脑代谢中的辅酶和神经递质合成的辅酶进行活体测定与高效液相色谱的生化测定研究。自己研究并装配了富有特色的光学记录系统。
5.日本光电公司的多导生理记录系统 图6
6.自制的袖珍式事件相关电位记录系统 图 7
7.四套猴认知实验屏蔽室 图8
现有人员
高级职称: 沈 政 王常生 王立华 中级职称:杨炯炯
实验工:刘香凤 于 慧
博士生:秦速励 张智勇 王玲
硕士生:方 方 胡 娟 井铁军 张国宪 林丽珍 王伟平 刘裔涛 吴 明
研究领域与方向
认知心理学实验室 王甦 韩凯 包燕 李同归 韩世辉
实验心理学研究室 朱滢 吴艳红 耿海燕 毛利华
脑与语言认知实验室 周晓林 张亚旭
发展心理学研究室 周晓林 苏彦捷 陈萍 孟祥芝 王丽
情绪心理学实验室 王垒
生理心理学实验室 肖健 李量 邵枫
比较心理学实验室 苏彦捷
临床心理学研究室 钱铭怡 王登峰 甘怡群 钟杰
人格与社会心理学研究室 王登峰 张智勇 侯玉波
认知神经科学实验室 沈政 杨炯炯 王常生
应用心理学实验室 王垒 肖健 谢晓非 甘怡群 张智勇 李靖 侯玉波 陆昌勤