还没有人能像E.布鲁斯·戈尔茨坦（E. Bruce Goldstein）博士这样，将认知心理学的研究与现实生活联系得如此紧密。本书从认知心理学和认知神经科学的基础知识入手，详细介绍了知觉、注意、记忆、概念知识、表象、语言、问题解决与创造性以及判断、决策和推理等领域的研究，将经典研究范式与前沿研究有机地结合，全面呈现了认知心理学这一富有魅力的学科。

　　本书新版着重呈现了神经心理学、神经成像和认知理论方面的新进展，对镜像神经元、默认模式网络、脑结构和功能连接以及程序性记忆和语义记忆之间的联系等重要内容进行了修订。本书中备受强调的主题还包括：当大脑无法直接测量时，如何确定大脑中正在发生的事情；推理和预测在不同领域—比如感知觉、注意、记忆、语言和思维—的重要性；技术进步如何有助于扩展对认知心理学各领域的理解。

　　本书一如既往地强调所学与现实生活及切身体验的联系，精心设计了诸多特色环节：

　　近年来，在北京大学心理与认知科学学院教授认知心理学课程时，我一直将《认知心理学——心智、研究与生活》作为主要教材。它在介绍认知心理学的重要理论和经典实验时，将抽象的心理学概念与日常生活经验紧密地联系在一起。全书深入浅出，图文并茂。张明教授主持的翻译更是笔底生花，尽得精髓。因此，我要向大家热忱推荐这本书。

张　明　

哲学博士，苏州大学特聘教授、博士生导师。中国心理学会理事、中国心理学会心理学教学工作委员会主任、中国心理学会普通心理和实验心理学专业委员会副主任。曾任东北师范大学心理学系主任、吉林省心理学会理事长。主要研究领域为注意的认知神经机制。出版专著《选择性注意探微》，译著《心理学研究方法：评估信息世界之法》《认知心理学：心智、研究与生活》《心理科学：培养科学素养》和《感觉与知觉》。

　　2002年，我决定开始写本书的第一版，现在呈现在大家面前的这本书就是从那时开始到现在不断努力的结晶。在对500多名教师的问卷调查及与同事的交流中，我了解到很多教师都在寻找这样一本教材——它不但涵盖认知心理学的研究领域，还易于被学生接受。在我讲授认知心理学课程的过程中，也发现学生们通常会认为认知心理学过于抽象化和理论化，缺乏与日常生活经验的联系。基于收集到的信息，我开始着手撰写以一种具体的方式来讲述认知心理学的研究内容的书，期望能使学生们了解实证研究、认知心理学理论与日常经验之间的关联。

　　为了达到这个目标，我付出了很多努力。本书每一章都以日常生活中的实例开头来展开论述，并在合适的地方介绍神经心理学的案例研究。为了给学生提供关于认知心理学的直接体验，我在书中设置了40多个“演示实验”专栏来介绍简单易做的小实验，提供了20余条可供尝试的小建议。

　　我会极力避免仅简单地展示实验结果，尽可能描述实验是如何设计的，以及被试在做什么，这样学生就可以了解如何获得结果。此外，大多数描述都有插图支持，如刺激的图片、实验设计图或结果图表。

　　学生还可以访问超过45个CogLab在线实验，并可以自己运行这些实验，然后可以将自己的数据与班级平均值以及文献中原始实验的结果进行比较。为了使学生感受到学习认知心理学的基本理论是一件既有趣又轻松的事情，本书从第一版（2005）开始就是综合了上述许多元素来设计的，我的目标是激起学生学习认知心理学的热情。

　　早在20世纪60年代，研究者就开始专注于记录初级视觉接收区域的单个神经元，这一视觉接收区域位于由眼睛传达的信号首次到达大脑皮层的地方。在实验中涉及一些问题，是什么让这个神经元产生活动的？视觉在早期研究中占主导地位，不仅仅因为刺激可以通过在屏幕上呈现光亮或昏暗的模式轻松控制，还因为研究者对视觉已经有了一些基本的了解。

　　但随着研究的深入，研究者开始记录初级视觉区域以外区域的神经元，并发现了两个重要的现象：

（1）在视觉系统中，许多较高层次的神经元会被复杂的刺激所激发，如几何图案和面部；

（2）一种特定的刺激会引发分布在大脑皮层的许多区域的神经放电。事实也证明了，视觉不仅仅在初级视觉接收区域产生，在其他许多区域也会产生。后来研究不仅仅局限于视觉领域，在其他认知方面也发现了类似的结果。例如研究发现，记忆不是由单一的“记忆区域”决定的，而是有许多区域共同参与了记忆的生成和提取过程。简而言之，大脑的大部分区域都参与了认知加工。

　　关于“神经冲动如何表征不同的特质？”这一问题，一个可能的答案是有些神经元只对特定刺激产生反应。早期，Hartline（1940）和Kuffler（1953）的研究发现了特征觉察器存在的证据，David Hubel和Thorsten Wiesel率先提出神经元会对特定特征反应，并为特征觉察器的研究做出了卓越贡献，他们也凭借在这个领域的突出贡献于1981年获得了诺贝尔奖。

　　在20世纪60年代，Hubel和Wiesel进行了一系列实验，他们给猫呈现视觉刺激（如图2.9a所示），对猫的大脑皮层中神经元产生的信号进行了监测，并确定各个神经元的活动都是由哪些刺激导致的。例如图2.9b展示了一些会引起视觉感受区神经元及其附近的神经元放电的刺。他们将对特定类型的刺激（如方向、运动和长度）有响应的神经元称为特征觉察器。

　　许多实验都支持特征觉察器与感知相关这一观点。其中有一个实验观察到大脑的结构会随着经验而改变，并把这种现象称为基于经验的可塑性。例如，当一只小猫出生时，它的视觉皮层就包含对特定方向做出反应的特征觉察器）。通常，小猫的视觉皮层包含对所有方向都做出反应的神经元，这些方向从水平到倾斜再到垂直，当小猫长成成猫时，它对方向响应的神经元就会在特定刺激出现时被激活。

　　但如果小猫只在垂直环境中成长会发生什么？Colin Blakemore和Graham Cooper在1970年通过控制小猫成长的空间环境来探究这一问题，在控制后的空间环境中，猫只能在墙壁上看到垂直的黑白条纹。小猫在这种垂直环境中长大后，它会拍打一根移动的垂直木棍，但忽略水平木棍。通过监测小猫大脑皮层中神经元信号的活动，发现视觉皮层已经被重塑，它包含了主要对垂直方向做出反应的神经元，而没有对水平方向做出反应的神经元。同样，在只有水平方向的环境中长大的小猫，其视觉皮层中也只包含主要对水平方向做出反应的神经元（图2.10c）。因此在成长过程中，小猫的大脑已经朝着对所处环境最有益的方向进行了重塑。

　　Blakemore和Cooper的实验为基于经验的可塑性提供了早期证据。他们的研究结果还提供了一个关于神经表征的重要证据：当小猫的大脑皮层主要包含对垂直方向反应的神经元时，它只能感知垂直方向，而在控制水平方向条件下的实验组中也有类似的结果。研究结果支持这样一个观点，感知是由对特定刺激（该情况下指方向）做出反应的神经元决定的。

　　众所周知，由于视觉系统中的神经元会对特定类型的刺激做出反应，于是引出这样一个问题：当人们看一棵树时，大量神经元会对树的不同特征做出反应。有些神经元会对竖直的树干做出反应，有些对不同朝向的树枝做出反应，还有一些会对大量复杂特征的组合做出反应。树由许多特征觉察器相互组合进行表征，类似于通过组合积木（如乐高积木）来构建客体。但重要的是要认识到视觉皮层加工只是视觉加工的早期阶段，视觉还要依赖从视觉皮层发送到大脑其他区域的信号。

　　复杂刺激是如何通过大脑神经元的响应来进行表征的？这个问题的答案在Charles Gross的实验中得到了解答。在实验中，他们记录了猴子颞叶的单个神经元信号，实验持续3～4天，需要研究者有较高的耐力。在这些实验中，研究者向被麻醉的猴子呈现了各种类型的刺激，该实验结果在1969年和1972年发表的文章中有详细介绍）。类似于图2.9a通过投影在屏幕上呈现明或暗的线条、正方形和圆形。

　　在一项实验中，研究者发现颞叶中的神经元会对复杂的刺激做出反应，几天后，他们发现一个神经元对任何标准的刺激都没有反应，比如有朝向的线条、圆圈或正方形。直到其中一名实验者指着房间里的某样东西时，在屏幕上投射出他手的影子，这个神经元才出现了激活。当这种手部阴影引起了神经元产生短时间放电，实验人员就开始用各种各样的刺激来测试神经元，包括猴子手部的剪纸。研究经过大量的测试，最终确定该神经元对手指指向朝上的手部形状反应最佳（图2.12中最右边的刺激）。在增加刺激类型之后还发现了一些对面孔反应最优的神经元。后来，研究者进一步探索，发现了一些只对面孔做出反应而对其他类型刺激没有反应的神经元。

　　回顾一下目前得到的结果，视觉皮层的神经元对简单刺激有反应，比如有朝向的线条，颞叶的神经元对复杂的几何刺激有反应，而颞叶另一个区域的神经元对面孔有反应。整个过程是这样的：首先，简单的刺激引起视觉皮层中的神经元放电，并通过轴突传送到更高水平的视觉系统中；传送来的许多神经元信号在视觉系统中相互结合，引起对复杂刺激响应的神经元（如几何物体）激活；然后这些信号传送到更高级的脑区，进而激活了对更加复杂的刺激（如面孔）响应的神经元。这种由较低脑区传送信号到较高脑区的过程被称为分层加工。

　　感觉神经表征这一问题被称为感觉编码问题，其中感觉编码是指神经元如何表征环境的各种特征。一个客体可以引起神经元激活并且该神经元只对这种客体做出反应的现象被定义为特异性编码。如图2.14a所示，图中呈现了许多神经元如何对三种不同的面孔做出反应。神经元4会专门对比尔的面孔做出反应，神经元9会专门对玛丽的面孔做出反应，神经元6则会专门对拉斐尔的面孔做出反应。专门对比尔的面孔做出反应的神经元可称为“比尔神经元”，它并不会对玛丽或拉斐尔做出反应。除此之外，其他面孔或物体类型不会激活这个神经元，它只对比尔的面孔做出反应。

　　尽管特异性编码的概念很简单，但可能是不太正确的。即使有些神经元对面孔有反应，但这些神经元通常对许多不同的面孔都有反应（不只是比尔的面孔）。世界上存在很多不同的面孔和其他客体（以及颜色、味道、气味和声音），以至没有一个单独的神经元专门针对每一个物体做出反应。可以采用在表征客体时需要涉及多个神经元的观点代替特异性编码。

　　群体编码是通过激活大量神经元的模式来表征特定对象的（图2.14b）。因此，对比尔、玛丽和拉斐尔的面孔进行表征时，神经元群有不同的模式。因为神经元可以创建大量不同的模式，所以群体编码的一个优点是可以表征大量刺激，这种编码模式在感官和其他认知功能方面得到了很好的验证，但是对于某些不需要大量神经元参与的功能来说是没必要的。

　　稀疏编码产生于特定的客体，在这种情况下，只有一小群神经元放电就可以进行表征，而与此同时，其他大多数神经元未激活。如图2.14c所示，稀疏编码是通过激活几个神经元（神经元2、3、4和7）来表征比尔的面孔的。玛丽的面孔则会被一些不同的神经元（神经元4、6和7）放电模式所表征，但有些神经元可能与表征比尔面孔的神经元重叠。而拉斐尔的面孔激活的是另外一些神经元（神经元1、2和4）。一个特定的神经元可以对不止一个刺激做出反应，例如神经元4对所有三种面孔都有反应，但对玛丽的面孔反应最强烈。

　　近年来，在癫痫脑手术中，在对患者的颞叶记录中探测对特定刺激产生反应的神经元。神经细胞的刺激和记录是脑外科手术前和手术中常见的程序，它可以确定一个人大脑的结构。图2.15呈现了一个神经元对演员史蒂夫·卡瑞尔（Steve Carell）的照片做出反应，而对其他的面孔没有做出反应。然而发现这一神经元的研究者指出，他们只有30分钟的时间来记录这些神经元，如果有更多的时间，可能会发现其他面孔也导致了这个神经元的激活。考虑到不止一种刺激可以激活这些特殊的神经元，Quiroga和同事认为这种神经元可能是稀疏编码。

　　还有其他证据表明：用于表征视觉系统中的客体、听觉系统中的声音和嗅觉系统中的气味的编码可能涉及相对少量神经元的活动模式，正如稀疏编码模式。

　　记忆也由神经元放电来表征，但是知觉表征和记忆表征是有区别的。与知觉经验相关的神经元放电和当前呈现的刺激有关，而与记忆经验相关的神经放电和过去在大脑中储存的信息相关。尽管我们还不能准确地了解记忆信息储存的形式，但是群体编码和稀疏编码的基本原理很有可能也适用于记忆：特定的记忆通过储存信息的特定模式被表征，这会使我们在体验这些记忆的时候产生特定的神经放电模式。