神经生物学和认知神经科学的关系与区别

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    神经生物学和认知神经科学,都属于广义上的神经科学,是研究大脑功能的主力军。它们之间的关系很密切,但是具体的研究内容、方法等各方面又存在很大区别,我在这两个领域都从事过研究工作,对它们的研究风格有一些体会,故向不了解的人简单介绍一下

    首先说神经生物学

    学科分类:

    神经生物学属于生物的一个分支,更具体一点来说,属于生理的一个分支,在大学里,神经生物学一般在生物或医学专业开设

    研究内容:

    神经生物学主要研究神经系统的解剖、生理等生物学性质,说到神经系统那当然是以大脑为主,但是神经生物学不只研究大脑,也研究脊髓和外周神经,所以不能把神经生物学称为「脑科学」。

    研究尺度:

    以微观为主,主要在神经元和神经环路水平上研究

    研究对象:

    神经生物学既研究人类也研究动物,但是就我的研究经验来看,动物实验是最主要的,而人体实验要少很多,可能是因为试验方法的限制。最常用的是老鼠,研究视觉、决策等高级的功能会用到猴子

    研究方法:

    多数为生物学研究方法,最重要的方法是电生理。神经生物学以动物实验为主,由于对动物可以乱来,神经生物学的电生理方法都是侵入式的,要在大脑里面插电极,插光纤。

    行为学方法,就是心理学的动物版,让动物完成各种行为任务(下水游泳),观察它们的行为表现,一般要配合其他方法共同研究,很少有纯粹的行为研究。

    药理学方法,就是喂药、打针、直接在脑子里面下管给药,来调整神经的活动。

    解剖学方法,就是把动物宰掉,把脑子切成片拿去显微镜底下看。

    主要刊物:

    • 《Neuron》
    • 《Journal of Neuroscience》
    • 《Nature》旗下的神经科学栏目

    然后说认知神经科学

    学科分类:

    认知神经科学是心理科学的一个分支,在大学里一般是在心理专业开设,也有很多医学院校开设

    研究内容:

    认知神经科学主要研究大脑高级功能的神经机制,涉及传统心理科学的多数研究领域,如注意、记忆、情绪、认知、决策、思维等,但很少涉及人格方面的研究。认知神经科学一般不研究脊髓和外周神经,只研究脑(以大脑为主,小脑很少见),所以认知神经科学相当于人们平时说的「脑科学」。

    研究尺度:

    以宏观为主

    研究对象:

    以人类为主,动物实验很少。可能是因为高级功能的动物实验不好做,语言就不用说了,必须拿人研究,思维、社会认知也很难做出动物实验来,不过一些相对基础的功能还是可以拿动物做一做的

    研究方法:

    行为学方法,是最基础的研究方法,因为任何高级功能都必须通过行为表现来反映,行为学方法实际上就是传统心理科学的各种实验范式,如stroop范式,Simon范式等。认知神经科学跟传统心理科学的区别在于不只做行为,也要结合神经记录方法。

    电生理方法,主要是脑电记录。一些有条件的实验室会跟医院合作,请医生把患者的脑袋打开,直接在大脑表面安装电极记录

    脑成像方法,主要是功能核磁(fMRI),可以直接观察大脑活动。弥散张量成像(DTI),可以观察大脑的连接情况,间接推测功能

    刺激方法,主要是电刺激(TDCS)和磁刺激(TMS)两种,可以在脑袋外面人为干预大脑活动

    数学方法,就是利用各种眼花缭乱的数学、统计学方法来处理成像、脑电等记录方法记到的讯号,推算大脑不同部位的相关性、因果关系,构建整体上的脑网路。某些人喜闻乐见的深度学习方法近年也很常用

    主要刊物:

    • 《Trends in Cognitive Sciences》
    • 《NeuroImage》

    中国没有专门的认知神经科学刊物,认知神经科学的研究进展主要发表于《心理科学进展》

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