20世紀的最后10年,認知神經(jīng)科學在國際學術(shù)領(lǐng)域初露頭角,1995年Gazzaniga教授主編了大部頭的"認知神經(jīng)科學",2000年又發(fā)行了修訂的第二版,,是這一領(lǐng)域的優(yōu)秀代表作。這一領(lǐng)域的生命力在于意識與心理腦機制研究中的高度跨學科性和多層次性,。
實驗室簡史
北京大學的認知神經(jīng)科學實驗室初建于1988年,以心理系原有生理心理學為基礎(chǔ),參與了北京大學第一個國家重點實驗室"視覺、聽覺信息處理國家重點實驗室"的建設(shè),,開拓著生理、心理信息與信號處理以及神經(jīng)計算方向的研究,。同年開始了培養(yǎng)跨學科的工程科學碩士研究生的教學任務(wù),,并同時購置日本光電公司的設(shè)備(7.5萬美元)腦事件相關(guān)電位記錄儀和細胞電生理記錄儀,確定腦整體和細胞水平的跨層次實驗研究路線,。1988年起,一批工程學碩士研究生連續(xù)進行著人類被試面孔認知的事件相關(guān)電位研究,,他們采用計算科學,、人工智能和信號處理等理論和技術(shù),處理面孔照片,,探討腦對圖象不同成分發(fā)生反應(yīng)的機理,。在腦細胞層次上的研究工作經(jīng)歷著艱難的漫長發(fā)展歷程,1990年購入第一批猴,,開始了猴面孔識別的行為實驗研究,;1993年購入腦立體定位儀、微電極推進器等儀器,,開始了細胞電生理實驗,。經(jīng)幾年探索,很快發(fā)現(xiàn)這一研究手段難以實現(xiàn)細胞水平的神經(jīng)計算,。因此從1997年到2000年苦苦地追求64導多導細胞電活動記錄技術(shù),。與此同時,幾位博士在努力進行著猴面孔識別和幾何圖形識別的實驗研究,,分析了顳下回神經(jīng)元在視覺信息加工中神經(jīng)發(fā)放的時間-空間特性,,努力遵循認知理論、神經(jīng)科學實驗和計算模型相結(jié)合的發(fā)展路線,。
1999年夏,,心理系為實驗室增聘了年輕的博士作為副教授和講師,從事認知神經(jīng)科學的研究和教學工作,。他(她)們帶來了神經(jīng)心理學的許多新研究范式,,在原有的正常人類被試腦整體功能研究與猴腦細胞水平研究之間搭起了腦局部損傷病人的研究通道,,也為多種腦成象技術(shù)與腦細胞水平研究間的結(jié)合創(chuàng)造了條件。
現(xiàn)有的研究課題及科學問題
腦整體水平的研究
1. 承擔95國家科技部重點攻關(guān)項目:"社會公共保障系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)問題"中的"腦電波心理測試技術(shù)"的研究,,現(xiàn)已制出便攜式腦電與事件相關(guān)電位儀,,研究出腦電測謊系統(tǒng),在該重點攻關(guān)項目的另一個子專題"嗓音識別技術(shù)"中,,研究出VOT和基頻成分相位差作為兩個新的生理心理學指標,。
2. 承擔云南省科委省校協(xié)作項目:"毒癮與心理復(fù)吸的生理心理學研究",進行復(fù)吸與毒癮的心理線索及其相關(guān)腦電位參數(shù)的研究,。
3. 參與陜西科委與西北大學關(guān)于秦巴山區(qū)弱智兒童成因及其防治的腦研究(該項目為國家科技部重點攻關(guān)項目,,同時也是陜西省科委重大項目),以便攜式腦電儀在山區(qū)就地進行腦認知功能的事件相關(guān)電位測試,,包括視覺,、聽覺誘發(fā)電位,注意,、知覺和記憶的認知事件相關(guān)電位分析,。
4. 參與北師大副校廠長董奇教授主持的國家科技部攀登專項研究,承擔腦認知功能個體差異的測評研究,。
5.腦損傷病人的神經(jīng)心理學和腦功能成象研究,。
細胞水平研究
1. 承擔國家自然科學基金委95重大項目:知覺的基本表達及無創(chuàng)性腦成象研究,子課題"猴視覺通路中知覺不變性的實驗研究",,已完成10多只猴面孔識別和幾何形狀識別的研究任務(wù),,發(fā)現(xiàn)洞識別的生態(tài)心理學意義及其腦細胞反應(yīng)特性。
2. 在國內(nèi)首家開展64導細胞電活動的記錄與分析,,并在此基礎(chǔ)上進行視覺認知的腦細胞電活動時-空動力特性的研究,。
3. 開展猴視認知中腦事件相關(guān)電位及其腦內(nèi)細胞電活動間的動態(tài)相關(guān)性研究,這是整體與細胞水平跨層次研究,。
現(xiàn)有儀器設(shè)備
1. 64導細胞電活動分析系統(tǒng),,(Neuralynx-64).是目前世界上進行多導腦細胞記錄研究的最佳系統(tǒng),包括多導放大器,,160導數(shù)據(jù)采集和分析,,計算機(工作站)及其軟件系統(tǒng),總價值7.5萬美元,。
2. 自制的Tetrode(四合一微電極)及其微推進器,。圖2
3. 猴眼動的磁記錄系統(tǒng) 圖3
4.腦功能的光學記錄系統(tǒng) 圖4-5
自1985年起本實驗室就一直采用激光-汞燈光源、氙燈光源等對腦代謝中的輔酶和神經(jīng)遞質(zhì)合成的輔酶進行活體測定與高效液相色譜的生化測定研究,。自己研究并裝配了富有特色的光學記錄系統(tǒng),。
5.日本光電公司的多導生理記錄系統(tǒng) 圖6
6.自制的袖珍式事件相關(guān)電位記錄系統(tǒng) 圖 7
7.四套猴認知實驗屏蔽室 圖8
現(xiàn)有人員
高級職稱: 沈 政 王常生 王立華 中級職稱:楊炯炯
實驗工:劉香鳳 于 慧
博士生:秦速勵 張智勇 王玲
碩士生:方 方 胡 娟 井鐵軍 張國憲 林麗珍 王偉平 劉裔濤 吳 明
研究領(lǐng)域與方向
認知心理學實驗室 王甦 韓凱 包燕 李同歸 韓世輝
實驗心理學研究室 朱瀅 吳艷紅 耿海燕 毛利華
腦與語言認知實驗室 周曉林 張亞旭
發(fā)展心理學研究室 周曉林 蘇彥捷 陳萍 孟祥芝 王麗
情緒心理學實驗室 王壘
生理心理學實驗室 肖健 李量 邵楓
比較心理學實驗室 蘇彥捷
臨床心理學研究室 錢銘怡 王登峰 甘怡群 鐘杰
人格與社會心理學研究室 王登峰 張智勇 侯玉波
認知神經(jīng)科學實驗室 沈政 楊炯炯 王常生
應(yīng)用心理學實驗室 王壘 肖健 謝曉非 甘怡群 張智勇 李靖 侯玉波 陸昌勤