認(rèn)知，這一古老問(wèn)題早在古希臘就有一批哲學(xué)先賢對(duì)其進(jìn)行了大量研究和臆測(cè)。 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(rèn)知活動(dòng)源于大腦對(duì)外界信息的全面感知，但是由于受信息存儲(chǔ)和處理能力的限制，我們的大腦往往需要選擇性地對(duì)重要信息進(jìn)行存儲(chǔ)、加工直至做出決定來(lái)解決問(wèn)題。這些特點(diǎn)決定了認(rèn)知過(guò)程是包括多層次、多形式的高級(jí)腦功能活動(dòng)，其中既包括如知覺(jué)、意識(shí)、注意、學(xué)習(xí)、記憶、思維、判斷、概念、語(yǔ)言等這些心理學(xué)或神經(jīng)科學(xué)范疇的腦功能活動(dòng)，同時(shí)也包括像快樂(lè)、自信、恐懼、冷漠等情緒活動(dòng)。情緒既可以驅(qū)動(dòng)和引導(dǎo)行為，也可以調(diào)節(jié)人的認(rèn)知過(guò)程和行為。另外，意識(shí)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(gè)腦結(jié)構(gòu)，協(xié)調(diào)整合多方面外界信息的。意識(shí)狀態(tài)可呈現(xiàn)不同層次：有意識(shí)與非意識(shí)，顯意識(shí)與潛意識(shí)。創(chuàng)造性思維常寓于潛意識(shí)中。在行為活動(dòng)水平上，大腦對(duì)輸入刺激做出反饋的行為反應(yīng)可以表現(xiàn)為機(jī)體功能的改變和/或外顯行為的出現(xiàn)。
當(dāng)前認(rèn)知研究方興未艾，其廣度和深度都在不斷擴(kuò)展。從認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的角度，它涵蓋如物體識(shí)別，特別是視覺(jué)、聽覺(jué)與記憶之間的關(guān)系；知覺(jué)刺激的轉(zhuǎn)化與編碼；信號(hào)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(jué)、運(yùn)動(dòng)和結(jié)構(gòu)可塑性，突觸可塑性和神經(jīng)細(xì)胞可塑性等。從社會(huì)學(xué)的角度，它包括對(duì)自我知覺(jué)、自我意識(shí)、對(duì)他人的知覺(jué)、認(rèn)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(yùn)用機(jī)器研究表征、算法，進(jìn)行計(jì)算機(jī)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(rèn)知科學(xué)融合發(fā)展，就可以在如何（how）、為何（why）、何處（where）、何時(shí)（when）4個(gè)層次上來(lái)理解思維活動(dòng)。另外,從認(rèn)知研究的深度來(lái)看，我們也確實(shí)在很多方面取得了很大進(jìn)展甚至突破。然而，無(wú)可否認(rèn)的是，我們?cè)诨卮鸷芏嘀匾獑?wèn)題時(shí)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(gè)神經(jīng)元和上萬(wàn)億個(gè)膠質(zhì)細(xì)胞，它們是相互協(xié)作，共同產(chǎn)生不同意識(shí)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(shí)某些事情的細(xì)節(jié)，其實(shí)，他身體里的組織、細(xì)胞已更新了幾千次、幾萬(wàn)次，乃至幾百萬(wàn)次了，記憶痕跡究竟藏匿在哪里？雖然人類智能可以說(shuō)是無(wú)比強(qiáng)大的，但就人類的個(gè)體來(lái)說(shuō)，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(gè)十分有趣和重要的問(wèn)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(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑才是決定聰明人大腦功能活動(dòng)至為重要的關(guān)鍵因素呢？如此等等的許多重要問(wèn)題等待我們?nèi)セ卮稹?總之，認(rèn)知問(wèn)題的高深復(fù)雜決定了其研究的任重道遠(yuǎn)。欲徹底闡明認(rèn)知過(guò)程與調(diào)控機(jī)制，來(lái)實(shí)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(guó)內(nèi)外已出版大量認(rèn)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(gè)特點(diǎn)。
第一個(gè)特點(diǎn)，相對(duì)于以往的出版物（包括教科書）一致認(rèn)為，組成認(rèn)知科學(xué)的6個(gè)支撐學(xué)科是哲學(xué)、心理學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、語(yǔ)言學(xué)、人類學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)，本書首次提出藥理學(xué)應(yīng)成為認(rèn)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(shí)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(rèn)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(rèn)知科學(xué)，并作出重要貢獻(xiàn)。如藥理學(xué)里的受體學(xué)說(shuō)，不但是指導(dǎo)藥理學(xué)的重要學(xué)說(shuō)，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(rèn)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(guò)一場(chǎng)突觸傳遞是化學(xué)傳遞還是電傳遞的長(zhǎng)期爭(zhēng)論。以Eccles為代表的生理學(xué)家，由于知道神經(jīng)細(xì)胞在神經(jīng)軸突上的傳導(dǎo)是電性質(zhì)的，因而認(rèn)為突觸傳遞是電流由突觸前膜擴(kuò)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(guò)程，因而推測(cè)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(lái)并作用于突觸后結(jié)構(gòu),從而起作用。后來(lái)大量的研究終于證實(shí)多數(shù)神經(jīng)突觸過(guò)程主要是化學(xué)傳遞的，但也有少量電傳遞存在。
第二個(gè)特點(diǎn)，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(guó)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(dá)到登峰造極的地步。但對(duì)人類的個(gè)體來(lái)說(shuō)，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(guò)不斷的學(xué)習(xí)與訓(xùn)練，反復(fù)強(qiáng)化，或置身于豐富環(huán)境，接受更多信息的刺激可增加認(rèn)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(rèn)知障礙的其他疾病日漸增多，因此開發(fā)改善認(rèn)知功能障礙藥是必要的。但認(rèn)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(rèn)知功能是正�；蚧�本正常的。所以從這個(gè)角度來(lái)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(rèn)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(rèn)為它是能夠促智的藥物， 但后來(lái)進(jìn)一步研究證明事與愿違。我們的研究發(fā)現(xiàn)，中藥補(bǔ)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(jìn)神經(jīng)發(fā)育，作用機(jī)制的研究證明人參皂苷Rg1可促進(jìn)神經(jīng)發(fā)生（neurogenesis）并轉(zhuǎn)化為神經(jīng)細(xì)胞和突觸新生（synaptogenesis）。這為開發(fā)提高正常智能的藥物帶來(lái)了希望。
第三個(gè)特點(diǎn)，本書撰寫了認(rèn)知與神經(jīng)遞質(zhì)、認(rèn)知與激素、認(rèn)知與基因以及認(rèn)知與表觀遺傳學(xué)（非編碼RNA、DNA甲基化、組蛋白共價(jià)修飾系統(tǒng)構(gòu)成蛋白密碼等）等4章內(nèi)容，旨在為認(rèn)知科學(xué)中認(rèn)知的啟動(dòng)、認(rèn)知活動(dòng)的過(guò)程及信息的傳輸、加工提供物質(zhì)基礎(chǔ)。生命過(guò)程的調(diào)控與個(gè)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(zhǎng)、發(fā)育，認(rèn)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(wú)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(qiáng)，是認(rèn)知活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。 因此，對(duì)這些問(wèn)題的研究必將為推動(dòng)認(rèn)知科學(xué)的發(fā)展發(fā)揮重要的作用。
第四個(gè)特點(diǎn)，本書牽涉情緒智能的內(nèi)容。為此我們邀請(qǐng)美國(guó)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(gè)特點(diǎn)是我們?yōu)楸緯�撰寫�?章介紹有關(guān)認(rèn)知評(píng)價(jià)的方法，分別為實(shí)驗(yàn)室動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、臨床人體試驗(yàn)和藥物研究有關(guān)認(rèn)知評(píng)價(jià)的技術(shù)方法與模型。在認(rèn)知科學(xué)的基礎(chǔ)、臨床和藥物研究中，認(rèn)知評(píng)價(jià)十分重要。 這是因?yàn)樗�影響到結(jié)果和結(jié)論的準(zhǔn)確性和可靠性。近年來(lái)，認(rèn)知評(píng)價(jià)和認(rèn)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(kuò)展到儀器檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)認(rèn)知評(píng)價(jià)的客觀化，避免主觀意識(shí)和非特異性因素的干擾，力求做到認(rèn)知活動(dòng)直觀、可視，既能定性，又能定量。鑒于藥理學(xué)工作者在認(rèn)知評(píng)價(jià)所建立的技術(shù)方法和模型上有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為此，我們特意邀請(qǐng)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(rèn)知科學(xué)、認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)、認(rèn)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(jí)學(xué)生以及對(duì)認(rèn)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(rèn)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(duì)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(shí)，表示由衷的感謝。
限于水平和撰寫時(shí)間倉(cāng)促，本書內(nèi)容尚不全面，不夠深入，錯(cuò)誤在所難免，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

張均田
劉少林
2019年6月于北京