认知科学小知识

今天我们简要说一下认知科学的概念。

认知（cognition）是人和动物认识、获取和运用知识的功能，包括感知、注意、学习、记忆、思维、语言和执行等不同层次的智能活动。这些认知功能是生物体适应环境的基础。

20世纪70年代，认知神经科学的出现，打破了神经科学与认知科学之间的屏障。认知神经科学从分子、细胞、脑功能区和全脑等不同层次，综合研究大脑认知加工过程的规律。

认知过程由三部分组成：

①感受和评价信息；

②应对和处理问题；

③预测和估计结果。

人的认知过程如下图↓所示，图中知识库泛指存储知识与经验的神经网络。

从感知外界信息到做出反应，大脑有两条途径，即自动投射和有意识行为。

目前借助神经影像学等先进的技术手段，尤其是功能性磁共振成像技术，认知神经科学不仅能够直接观察人在思维或感知时大脑的活动模式；而且能够在大脑神经结构与功能研究的基础上，运用信息加工的神经网络模型来理解知觉、注意、学习、记忆等认知功能的基本特征。

“认知神经科学”（cognitive neuroscience）是吸收了认知科学与神经科学的新理论和新技术之后形成的新兴学科，旨在阐明认知活动的脑机制，即人类大脑如何调用其各层次上的组件，包括分子、细胞、脑组织区和全脑去实现各种认知活动。

认知神经科学的分支学科包括认知神经心理学、认知心理生理学、认知生理心理学、认知神经生物学和神经计算科学等。

认知神经科学有关语言认知、数学认知、道德认知等方面的研究成果可以为教育理论与实践奠定科学的基础；而关于阅读障碍、计算障碍、注意缺陷障碍、情绪障碍、社会认知障碍以及抑郁症、焦虑症、老化等疾病的研究则能为认知功能障碍及精神障碍的诊断、分类、矫治和预防提供科学的依据。

认知功能障碍（cognitive impairment）泛指各种原因导致的认知功能损害，通常以记忆、注意、感知和思维等认知功能异常为核心特征，但可伴有情感和行为障碍。神经退行性疾病多伴有认知功能受损或以认知功能受损为核心的临床表现。认知功能障碍是患者致残的主要原因，给家庭、社会和国家带来了沉重的经济和社会负担。

（一）阿尔茨海默病

阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease，AD）是以进行性认知功能障碍、记忆丧失、行为异常及日常生活能力降低为主要临床表现的一种神经退行性疾病。其主要病理特征是β淀粉样蛋白（Aβ）沉积形成的老年斑和Tau蛋白过度磷酸化形成的神经原纤维缠结（目前也有人认为是基因或者代谢问题引起）。

现代研究提示，氧化应激，Aβ的聚集与沉积，镉、铅、锌、铝、铜等环境与营养因素以及社会心理因素均与老年痴呆症有关；目前已经形成了“老年痴呆症”的多种病因假说，如自由基损伤学说、Aβ损伤学说、钙超载学说、炎症反应学说、基因突变和代谢受损等，但对各种病因的认识尚存在争议。

膳食营养作为影响AD发生和发展的重要环境因素之一，与患者认知功能减退密切相关。

（二）帕金森病

帕金森病（Parkinson’s disease，PD）又称为震颤麻痹，是一种起病隐匿、进展缓慢、主要病变部位在黑质-纹状体系统的一种CNS变性疾病。临床前期出现味觉丧失、快速眼动时相睡眠障碍、便秘、焦虑以及抑郁，随着病情的进展，出现非运动性并发症如认知下降或痴呆、自主神经功能障碍、睡眠-觉醒失调以及进行性动作缓慢、肌强直和姿势反射消失等。研究显示，膳食和营养的摄入状况会影响帕金森病的发生与发展。

（三）其他认知障碍性疾病

1.多发性硬化症（multiple sclerosis，MS）

是以脑白质改变为主要特点的自身免疫性疾病，其主要症状为记忆力下降、智力下降和运动障碍等，全球至少有200万～300万人患有MS。

目前，病因尚不清，但遗传和环境因素（如膳食因素）可增加机体对MS的易感性。大量研究结果表明，膳食中多不饱和脂肪酸、脂溶性维生素（如维生素A和维生素D）和矿物质（如锌和钠）与MS的发病密切相关。

2.亨廷顿舞蹈病（Huntington’s disease，HD）

是一种常染色体显性遗传的神经退行性疾病，其典型特征为舞蹈样不自主动作和进行性认知功能衰退。HD在全世界范围内的患病率为5～8人/10万人。膳食矿物质、维生素和一些植物化学物的摄入与HD的发生与发展有关。

3.肌萎缩性脊髓侧索硬化症（amyotrophic lateral sclerosis，ALS）

是一种成年起病的神经元变性的疾病，以发音不清、吞咽困难和肌萎缩为主要特征。ALS在欧洲人群或有欧洲血统的人群中患病率为2.6～3.0例/10万人。膳食营养素摄入与ALS的发病有着密切的联系，其中维生素D等可能是ALS的保护因素，脂肪酸摄入不平衡和烟酒是ALS的危险因素。

前面说过，认知功能障碍的发生与遗传、环境、生活方式以及饮食行为等多种因素有关。已知阿尔茨海默病和帕金森病等与认知功能有关的神经退行性疾病患者体内存在营养素代谢紊乱；因此，膳食营养素在认知功能障碍中的作用越来越受到关注。限于篇幅，我们将来有机会再展开讲。