竞争时代开启孩子的智慧之窗“我女儿小学二年级，每天早晨起床后练写1小时毛笔字，7点去学校上课，下午放学后先做家庭作业，然后再练1小时钢琴。”
“她感觉累不累？”
“有时挺高兴的，有时也不愿意。但没办法，不管她是否愿意，都必须去做。现在社会竞争激烈，人家的孩子都在学，你不让她学或不练就跟不上，在班里就得不到老师的认可，有可能耽误她一辈子。”
上面是年轻的妈妈们之间经常有的对话。这时，如果有人插话，劝她们别这样折腾孩子，她们会很不高兴。她们认为，说这话的人对孩子没有直接责任，属于“站着说话不腰疼”。尽管她们中不少人知道，即使获得过国际奥数比赛大奖的孩子，长大成人后并没有几个能够成为数学家或者从事数学研究工作，但她们似乎找不到更好的途径培养自己的孩子，目前采取的措施完全是一种无奈。
实际上，年轻父母们这种无奈之举缘于人类对自身大脑的工作原理知之甚少，不知如何开发利用，不知如何发现孩子的个性特征。也许正因此，脑与认知科学已成为国际科学界的热门研究课题。
最近，许多研究人员明显感受到，关于脑认知的研究报告不论在Scinece、Nature还是其他专业刊物上所占的比例均呈增加趋势，而且这些报告很有吸引力。
澳大利亚与美国科学家在美国《国家科学院院刊》发表文章说，大脑发育分阶段，在青春期早期，叛逆的孩子大脑内负责情绪的区域发育较正常孩子要快。经常与父母发生冲突的孩子，大脑中与情绪相关的区域比其他孩子发育更早，但他们大脑内控制情绪的区域发育状况却不佳。这可以解释为什么叛逆的孩子更容易产生焦躁、反常情绪，也更不善于控制局面。但到了一定年龄，这两个区域的发展会达到平衡。通常，人发育到20多岁时，大脑两个区域的发展会达到平衡。
2004年，香港大学谭力海等在Nature发表文章认为，中国人的大脑语言区与西方人的不尽相同，这可能是文字差异造成的。西方人使用拼音文字，语言功能由左脑控制；而中国人使用象形文字，语言功能不仅需要动用左脑的力量，而且必须有右脑的参与。他们的研究结果已被美国同行证实。谭力海认为，这一发现对临床有重要指导意义。如果中国人完全照搬西方人的脑外科手术方案，很可能给接受手术的中国人带来失语等后遗症。他们的这项成果为中国神经外科医生设定了有中国特色手术的脑语言禁区。
在中国，中科院生物物理所研究员刘力发现和证实了记忆在果蝇脑中储存的位置。他和同事们将分子遗传学与行为学方法结合起来，将特定的脑结构与学习记忆功能联系起来，首次证明了果蝇中心脑区——扇形体结构，参与调节视觉图形的识别过程。扇形体内的两层水平平行片状结构由两组神经元的末梢分支构成，它们分别具有记忆图形的重心高度信息和记忆图形朝向信息的功能，从而使果蝇有效地分辨重心或朝向不同的图形。这一发现表明：果蝇个体很小，脑功能却相当复杂，其视觉记忆功能需要脑中特定神经元形成回路来完成。其工作也使果蝇成为研究神经结构和功能关系的模型之一。他们的这一成果以长文的方式发表在Nature上。可以预见，科学家们在不久的将来可能寻找并定位人类记忆的准确脑区。
一旦科学家弄清大脑每个精细部位的功能，妈妈培养孩子必定有更科学的方法，而不是像现在这样无奈地给孩子增加有用或无用的压力。
科研成果直接联系经济行为脑认知的研究成果，不仅与教育、医疗密切相关，而且已愈来愈多地影响着人们经济行为的策略。
2008年12月，美国加利福尼亚理工学院的科学家在Science上公布了一项引人注目的成果：他们使用功能性磁共振（fMRI），观察到人在面对风险和不确定因素时作出决定的整个过程，包括主管感情和理智的脑区在这个过程中所起的不同作用。Science为此发表述评，分析了这一研究结果所蕴涵的经济学价值，其最有说服力的例子是：赌博和保险两大产业都依赖于人类对风险的态度。
在这方面，中国科学家也开展了很有趣的研究。他们设计了这样的问题：假设你现在有一笔5000元的奖金，你可以作两个不同选择：选择一是现在就拿到5000元奖金去好好消费，犒劳自己一年的辛苦；选择二是把这些奖金存起来或投资，一年后可以得到5500元。请问你会选择哪一种？
另一个问题是：假设你上个月刷卡消费了5000元，今天是本月的还款日，你可以作两个不同选择：选择一是现在就还款5000元；选择二是付出一些利息，一年以后还款5500元。请问你会选择哪一种？
行为决策领域的研究已经证明，在面对“损失”或者“获得”的跨期选择时，人们对未来“获得”的时间折扣率大于对“损失”的折扣率，这在学术界被称为“符号效应”。基于这一现象，中科院自动化所蒋田仔研究员，徐丽娟、王坤博士与中科院心理所李纾研究员、梁竹苑博士后，合作进行了一项fMRI研究，首次考察并比较了“获得”与“损失”领域中时间折扣的神经机制。
他们发现，在对“获得”和“损失”的时间折扣中，对“获得”和“损失”进行折扣的神经机制并不对称。一般来说，当被试对未来的“获得”与“损失”进行选择时，大脑侧额叶和后顶叶区域发生激活，但在折扣“损失”时，不仅这两个区域的脑激活更强，脑岛、丘脑、背侧纹状体等区域也显著激活；而如果被试需要对即刻的选项进行选择时，后扣带回和内侧前额叶皮质都会发生激活，但在折扣损失时，前扣带回、脑岛和额上回都会发生激活。
这些结果说明，人类的大脑对未来“损失”比对未来的“获得”更加敏感，而这可能是由诸如恐惧、厌恶之类的负性情绪所驱动。这一研究结果为揭开时间折扣的神经机制提供了新的证据。他们根据研究结果撰写的报告，近期已在线发表在SCI索引期刊——爱思唯尔杂志《脑研究》（BrainResearch）上，后续研究成果也正在撰写之中。
“Global-first”（大范围首先）取得理论上的突破研究人员告诉记者，如果追溯脑与认知科学的研究历史，至今已有200年。200年来，在理论上，认知领域的一些科学家从“原子论”和“整体论”两种角度开展了研究，形成了不同的学术观点，因而存在一些争论。最近半个世纪以来，“原子论”占据认知科学的主导地位。其中，较有影响的近代知觉理论主要有：美国麻省理工大学Marr的计算理论、加州大学伯克利分校Treisman的特征整合理论、贝尔实验室Julesz的质地子理论。他们都持“原子论”的观点，认为知觉过程是“由局部到大范围”。
1982年，中科院生物物理所陈霖在Science上发表了不同于其他学者的一个理论猜想——《视知觉中的拓扑结构》（Topological structure in visual perception）。在这篇文章中，陈霖认为，知觉活动以拓扑形式体现——“从大范围向局部推进”。陈霖的观点向权威们提出了挑战，包括诺贝尔奖获得者、著名裂脑研究专家R.W. Sperry。他曾在1991年指出，精神和意识是大脑的整体性质。在认知过程中，神经元事件可看成是嵌入在更高层次的因果现象之中。在大脑活动的因果链中，意识经验以不可还原的突现形式出现在大脑过程的认知层次上。这些突现的心灵实体不仅在认知水平上相互作用，而且对作为组成成分的神经元的活动实施自上而下的控制。
但20余年来，陈霖带领的团队所完成的一系列研究为他们的猜想提供了更多的依据，相关研究成果发表在2003年美国《国家科学院院刊》上，表述了视觉过程是“从大范围拓扑性质”知觉组织开始的；拓扑性质作为最基本层次的各个层次的几何不变性质，是图形知觉的基本表达。这一猜想，目前已成为国际上比较公认的拓扑性质初期知觉学说。
Visual Cognition的主编Humphreys在2005年出版陈霖的研究专集时说：“这篇文章是许多年来关于人类知觉信息决定性因素研究的丰富和重要的总结。我相信，这项工作是对许多当前知觉观点的重大挑战。在这一期杂志中，这篇文章将由这个领域的一些领军人物来评论。我相信这篇文章有开创性的贡献。”
美国科学院院士Desimone说：“近来神经生理学数据提示，陈的模型的确是正确的。它从大范围到局部知觉拓扑模型，将激励神经生理学家对视觉特征分析，采取强调物体特征在变换下不变性质上开展新方向的研究工作。”
Minnesota大学副教授H’S认为：“陈和他的同事们在过去20多年积累了令人印象极其深刻的实验证据，毫无疑问地动摇了我们现在理解视觉过程的基础，拓扑知觉理论对我们最终理解视觉的贡献是很难估量的。”
最近，哈佛大学教授Wolfe总结概括陈霖的理论为“陈氏Global-first”（大范围首先）理论。
陈霖对记者这样解释他的理论：一块橡皮上如果有个洞，不论你怎样揉搓变形，这个洞的形状也随之改变，但它一直存在。这就是典型的拓扑性质。人类大脑对信息的处理，遵循这个基本规律。这个理论回答了“什么是知觉信息的基本表达”——这一知觉研究最根本的问题，为脑科学家们提供了一个统一的科学描述认知的理论框架，如同基因概念之于生物学、比特概念之于信息科学的意义。
由于“原创性地提出和系统地发展了拓扑性质初期知觉理论”，陈霖获得了2004年求是科技基金会的杰出科学家奖，并当选中国科学院院士。
研究工作呈三大特征“脑认知科学的发展目前呈现3个特征：在科学上，脑认知科学容纳了越来越多的其他学科内容，成为典型的多学科交叉研究领域，如数学、物理学、计算机科学、心理学、神经科学、遗传学甚至哲学与社会科学等，都逐渐渗透到脑与认知科学中来；在研究方法上，越来越多地应用无创技术，过去的科学家依靠解剖等手段，打开大脑开展研究，而现在可以通过脑成像技术等进行分析；脑认知研究成果不仅直接应用于精神健康、学习记忆等，而且直接影响社会生产和生活的多个方面。”中科院生物物理所副所长赫荣乔研究员接受采访时说。
“目前，关于大脑记忆功能的存储与提取问题，是本世纪的重大科学问题，成为相关研究人员的工作重点”。
他还介绍，在中科院生物物理所，郭爱克院士领导的课题组发现，正常野生型果蝇（WTB）可以根据线索强度对比变化，果断地作出最为有利的选择，而通过基因突变或生化方法导致果蝇脑中蘑菇体缺失的果蝇则犹豫不决，不能作出稳定的抉择。蘑菇体是果蝇脑内的重要结构，1850年蘑菇体的发现者曾经猜想它是果蝇脑内负责“自由意志”和实施“智能控制”的地方。郭爱克课题组推测，蘑菇体结构能通过抑制作用调控果蝇的某些行为，也可能以此方式调节多通路感觉输入信息的综合处理，使果蝇得以抑制次要信息，在面临矛盾线索时作出正确选择。这可能与高等动物决策的抑制性闸门理论有相似性，果蝇在某些基本的人类认知行为方面，有可能利用了与高等动物相近的神经机制。近年来，郭爱克等的相关研究成果在Science上发表了一系列论文。
2006年Nature发表了中科院生物物理所研究员沈钧贤与美国伊利诺伊大学的研究团队合作，发现凹耳蛙能发出超出128千赫的高频超声信号，是人类听力极限的6倍。这是科学家首次发现哺乳动物以外的动物能够用超声波相互交流，而研究首次证实，凹耳蛙是第一个能产生并检测超声信号的非哺乳类脊椎动物。凹耳蛙的这种超声通讯能力是如何进行控制的，课题组正在进一步研究。
在国际上，科学家正从不同角度、不同层次开展脑认知的研究，有分子层次的、有细胞层次的、有环路角度的、有从脑—行为过程研究的。他们正针对各种层次、不同角度理解大脑的结构和功能。但对于大脑的认识，任何一种方法、任何一个层次的工作都不足以描述大脑的活动。这是由大脑结构和功能的复杂性所决定的，因而研究方法必须多种多样。关于大脑的研究，除了传统工具和手段之外，如今利用物理、化学等方法研究的事例日趋增多，一项又一项关于大脑研究的新成果、新发现接踵而至，也引起了科学界乃至全社会的高度关注。
生物学家说，“这类专业刊物近年来的影响因子一路攀升，如关于脑成像的杂志Neuroimage，影响因子近年来已经达到5～6之间，Human brain mapping则已达6～10之间。尽管这两本杂志创刊
