認知，這一古老問題早在古希臘就有一批哲學(xué)先賢對其進行了大量研究和臆測。 然而，人們真正在科學(xué)意義上探索心智與大腦的關(guān)系則始于近代。雖然認知活動源于大腦對外界信息的全面感知，但是由于受信息存儲和處理能力的限制，我們的大腦往往需要選擇性地對重要信息進行存儲、加工直至做出決定來解決問題。這些特點決定了認知過程是包括多層次、多形式的高級腦功能活動，其中既包括如知覺、意識、注意、學(xué)習(xí)、記憶、思維、判斷、概念、語言等這些心理學(xué)或神經(jīng)科學(xué)范疇的腦功能活動，同時也包括像快樂、自信、恐懼、冷漠等情緒活動。情緒既可以驅(qū)動和引導(dǎo)行為，也可以調(diào)節(jié)人的認知過程和行為。另外，意識是大腦本身具有的本能或一種功能狀態(tài)，通常是源于多個腦結(jié)構(gòu)，協(xié)調(diào)整合多方面外界信息的。意識狀態(tài)可呈現(xiàn)不同層次：有意識與非意識，顯意識與潛意識。創(chuàng)造性思維常寓于潛意識中。在行為活動水平上，大腦對輸入刺激做出反饋的行為反應(yīng)可以表現(xiàn)為機體功能的改變和/或外顯行為的出現(xiàn)。
當(dāng)前認知研究方興未艾，其廣度和深度都在不斷擴展。從認知神經(jīng)科學(xué)的角度，它涵蓋如物體識別，特別是視覺、聽覺與記憶之間的關(guān)系；知覺刺激的轉(zhuǎn)化與編碼；信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)中的第一信使至第五信使以及神經(jīng)環(huán)路和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；中樞神經(jīng)系統(tǒng)可塑性，如腦皮質(zhì)感覺、運動和結(jié)構(gòu)可塑性，突觸可塑性和神經(jīng)細胞可塑性等。從社會學(xué)的角度，它包括對自我知覺、自我意識、對他人的知覺、認知偏見、情景效應(yīng)等方面的研究。 從人工智能學(xué)的角度，它又包括運用機器研究表征、算法，進行計算機造模，制定人工智能等。 如果我們把納米技術(shù)、生物技術(shù)、信息技術(shù)與認知科學(xué)融合發(fā)展，就可以在如何（how）、為何（why）、何處（where）、何時（when）4個層次上來理解思維活動。另外,從認知研究的深度來看，我們也確實在很多方面取得了很大進展甚至突破。然而，無可否認的是，我們在回答很多重要問題時仍然面臨重大挑戰(zhàn)，知之甚少甚至不得而知。例如，大腦內(nèi)有上千億個神經(jīng)元和上萬億個膠質(zhì)細胞，它們是相互協(xié)作，共同產(chǎn)生不同意識的，還是分成若干小群體，分別產(chǎn)生記憶的？又如，八九十歲老人仍能清楚地記得兒時某些事情的細節(jié)，其實，他身體里的組織、細胞已更新了幾千次、幾萬次，乃至幾百萬次了，記憶痕跡究竟藏匿在哪里？雖然人類智能可以說是無比強大的，但就人類的個體來說，其大腦潛能的開發(fā)和利用大概只有十分之一二。如何才能更大限度地開發(fā)和利用人腦的潛能是一個十分有趣和重要的問題。另外，聰明人或所謂天才的腦袋是什么樣的，哪些腦結(jié)構(gòu)、哪些腦物質(zhì)、什么樣的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑才是決定聰明人大腦功能活動至為重要的關(guān)鍵因素呢？如此等等的許多重要問題等待我們?nèi)セ卮稹?總之，認知問題的高深復(fù)雜決定了其研究的任重道遠。欲徹底闡明認知過程與調(diào)控機制，來實現(xiàn)人類利用自己智能的最大化，恐怕還需要幾代人的不懈努力。
國內(nèi)外已出版大量認知科學(xué)的有關(guān)著作，本書與已出版的著作相比，有以下幾個特點。
第一個特點，相對于以往的出版物（包括教科書）一致認為，組成認知科學(xué)的6個支撐學(xué)科是哲學(xué)、心理學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、語言學(xué)、人類學(xué)和計算機科學(xué)，本書首次提出藥理學(xué)應(yīng)成為認知科學(xué)的重要組成學(xué)科。藥理學(xué)的發(fā)展和分支學(xué)科的形成，使之不僅成為藥學(xué)學(xué)科間的橋梁，同時也是基礎(chǔ)與臨床學(xué)科間的橋梁。學(xué)科的性質(zhì)和任務(wù)決定了它是認知科學(xué)基礎(chǔ)、臨床和藥物研究不可或缺的重要學(xué)科。從歷史地角度看，近代生理學(xué)與藥理學(xué)同步發(fā)展使得藥理學(xué)已融入認知科學(xué)，并作出重要貢獻。如藥理學(xué)里的受體學(xué)說，不但是指導(dǎo)藥理學(xué)的重要學(xué)說，也是生物學(xué)、基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)各學(xué)科包括認知科學(xué)的共同的理論基礎(chǔ)。再如，神經(jīng)突觸傳遞研究方面，20世紀(jì)30年代曾有過一場突觸傳遞是化學(xué)傳遞還是電傳遞的長期爭論。以Eccles為代表的生理學(xué)家，由于知道神經(jīng)細胞在神經(jīng)軸突上的傳導(dǎo)是電性質(zhì)的，因而認為突觸傳遞是電流由突觸前膜擴展到突觸后膜的結(jié)果；但以Dale為代表的藥理學(xué)家，由于看到很多藥物不影響電傳導(dǎo)但影響突觸傳遞過程，因而推測有一種化學(xué)中介物，即神經(jīng)遞質(zhì)，由突觸前末梢釋放出來并作用于突觸后結(jié)構(gòu),從而起作用。后來大量的研究終于證實多數(shù)神經(jīng)突觸過程主要是化學(xué)傳遞的，但也有少量電傳遞存在。
第二個特點，本書第一次充滿信心地提出關(guān)注和開發(fā)提高正常智能的藥物，國際上稱之聰明藥（smart drug）。人類的智能已發(fā)展到很高水平，人類改造世界的本領(lǐng)已達到登峰造極的地步。但對人類的個體來說，其大腦潛力仍有十分之八九未被利用。許多研究已證明，通過不斷的學(xué)習(xí)與訓(xùn)練，反復(fù)強化，或置身于豐富環(huán)境，接受更多信息的刺激可增加認知水平。那么，藥物是否也有同樣的作用呢？另外，神經(jīng)退行性疾病以及造成認知障礙的其他疾病日漸增多，因此開發(fā)改善認知功能障礙藥是必要的。但認知障礙的患者只占人類總?cè)丝跀?shù)的極少數(shù)，絕大多數(shù)人認知功能是正�；蚧�本正常的。所以從這個角度來看，找到能提高正常智能的藥物以提高健康人的聰明和能力，其意義與研發(fā)改善認知功能障礙藥的意義同樣重大。20世紀(jì)70年代初期，歐洲一批學(xué)者寄希望于吡拉西坦（Piracetam）, 認為它是能夠促智的藥物， 但后來進一步研究證明事與愿違。我們的研究發(fā)現(xiàn)，中藥補益藥人參及其皂苷成分可提高正常大、小鼠的學(xué)習(xí)能力和突觸可塑性、促進神經(jīng)發(fā)育，作用機制的研究證明人參皂苷Rg1可促進神經(jīng)發(fā)生（neurogenesis）并轉(zhuǎn)化為神經(jīng)細胞和突觸新生（synaptogenesis）。這為開發(fā)提高正常智能的藥物帶來了希望。
第三個特點，本書撰寫了認知與神經(jīng)遞質(zhì)、認知與激素、認知與基因以及認知與表觀遺傳學(xué)（非編碼RNA、DNA甲基化、組蛋白共價修飾系統(tǒng)構(gòu)成蛋白密碼等）等4章內(nèi)容，旨在為認知科學(xué)中認知的啟動、認知活動的過程及信息的傳輸、加工提供物質(zhì)基礎(chǔ)。生命過程的調(diào)控與個體內(nèi)源性活性物質(zhì)的存在和變化息息相關(guān)。從胚胎形成到出生后的生長、發(fā)育，認知功能、性功能的形成，神經(jīng)的傳導(dǎo)，信息的傳遞，系統(tǒng)的成熟和行使功能無不與內(nèi)源性物質(zhì)密切相關(guān)。神經(jīng)遞質(zhì)、神經(jīng)調(diào)質(zhì)及其受體，激素，蛋白質(zhì)，基因以及非編碼RNA在體內(nèi)種類多、分布廣、生物活性強，是認知活動的物質(zhì)基礎(chǔ)。 因此，對這些問題的研究必將為推動認知科學(xué)的發(fā)展發(fā)揮重要的作用。
第四個特點，本書牽涉情緒智能的內(nèi)容。為此我們邀請美國著名心理學(xué)家新罕布什爾大學(xué)的John D. Mayer博士以及耶魯大學(xué)的David R.Caruso和Peter Salovey 博士合寫了有關(guān)情緒智能（情商）一章以饗讀者。
最后一個特點是我們?yōu)楸緯�撰寫�?章介紹有關(guān)認知評價的方法，分別為實驗室動物實驗、臨床人體試驗和藥物研究有關(guān)認知評價的技術(shù)方法與模型。在認知科學(xué)的基礎(chǔ)、臨床和藥物研究中，認知評價十分重要。 這是因為它影響到結(jié)果和結(jié)論的準(zhǔn)確性和可靠性。近年來，認知評價和認知藥物研究中所用的技術(shù)方法已從行為學(xué)和電生理技術(shù)擴展到儀器檢測，從而實現(xiàn)認知評價的客觀化，避免主觀意識和非特異性因素的干擾，力求做到認知活動直觀、可視，既能定性，又能定量。鑒于藥理學(xué)工作者在認知評價所建立的技術(shù)方法和模型上有豐富的實踐經(jīng)驗，為此，我們特意邀請有關(guān)作者編寫這些章節(jié)供讀者參考。
本書可作為從事認知科學(xué)、認知神經(jīng)科學(xué)、認知藥理學(xué)等的研究人員，臨床醫(yī)師，相關(guān)專業(yè)研究生和大學(xué)高年級學(xué)生以及對認知科學(xué)感興趣的廣大讀者的參考書。
參加本書編寫的作者均系從事認知研究多年，卓有成就的教授或博士，化學(xué)工業(yè)出版社對本書十分重視，并在許多方面熱情指導(dǎo)，協(xié)助良多。在此書即將付梓時，表示由衷的感謝。
限于水平和撰寫時間倉促，本書內(nèi)容尚不全面，不夠深入，錯誤在所難免，懇請讀者批評指正。

張均田
劉少林
2019年6月于北京