洞察
什么是认知？
2015年8月19日
认知对日常功能至关重要——原因如下。
摘要
- 认知指的是与信息的获取、存储、操作和检索相关的一系列心理过程。
- 它支撑着从健康到疾病状态、贯穿整个生命周期的许多日常活动。
- 认知可被分解为多种不同的功能，这些功能依赖于特定的脑回路和神经调节物质。
- 计算机化的认知测试已被开发并验证，能够针对特定脑区，相比传统的“纸笔”方法具有许多优势。
- 在整个生命周期中测试、测量和监测认知表现的能力，为患者更早被识别、更快获得治疗、保持更长时间的健康状态提供了机会，从而改善生活质量并降低成本。
基础知识
认知被定义为“通过思考、经验和感官获得知识和理解的心理活动或过程”。在剑桥认知，我们将其视为与信息输入和存储相关的心理过程，以及这些信息如何被用来指导你的行为。从本质上讲，它是一种感知和反应、处理和理解、存储和检索信息、做出决策并产生适当反应的能力。现代词汇“认知”实际上源于拉丁语单词“cognoscere”，意为“去了解”。因此，认知功能对于日常生活至关重要，它支配着我们的思想和行动。我们需要认知来帮助我们理解周围世界的信息，并与环境安全地互动，因为我们接收到的感官信息既庞大又复杂：认知需要将这些信息提炼到其核心要素。
认知扮演什么角色？
认知在大脑中具有物理基础，一个健康的人脑拥有超过1000亿个神经细胞。每个神经细胞可以与其他被称为神经元的神经细胞建立多达10,000个连接。这使得大脑成为一个极其复杂的器官。为了开始理解大脑，我们有时会依赖简化的科学模型，其中一些是通过啮齿动物和非人灵长类动物的研究发展起来的。这些研究帮助我们更好地理解认知的某些部分，例如我们如何学习语言，并且也为许多常见认知障碍（如阿尔茨海默病）的治疗突破奠定了基础。
认知从根本上控制着我们的思想和行为，这些思想和行为由离散的脑回路调节，而这些回路又由许多神经递质系统支撑。有许多大脑化学物质在调节认知过程中起着重要作用，包括多巴胺、去甲肾上腺素、血清素、乙酰胆碱、谷氨酸和GABA。为了更好地理解驱动特定行为的原因（无论是健康状态还是疾病状态），考虑认知及其背后的神经生物学基础至关重要。我们独特的认知功能源于我们大脑特定部分内部发生的过程，但只有其中一部分最终进入我们的意识。
认知功能/领域总结
认知并非一个单一的概念，目前已识别出多种认知功能或认知“领域”，负责调节特定的行为或行动。这些功能常常错综复杂，协同运作，使得测量不同的认知过程具有挑战性。然而，像CANTAB这样的现代认知测试套件能够区分不同的认知功能（见图1），这些功能已被证明依赖于不同的神经回路。
图1. 认知的领域特异性及构成这些机制的认知过程示例
虽然我们可以将认知分解为这些组成过程，但将这些过程直接映射到大脑皮层则要复杂得多。虽然研究已经定位了大脑中与特定认知功能密切相关的特定区域，例如用于反应抑制的额下回，但为认知的所有方面绘制大脑的有限区域是有问题的，因为人类变异性以及大脑皮层的潜在神经生物学特性意味着将不同的皮层区域映射到不同的认知过程是不可行的。我们可以做的是从负责更一般认知概念的区域来思考大脑。图2展示了大脑如何被划分为五个不同的区域，每个区域都有不同的主要职责。
图2. 人脑的神经解剖学
它如何影响我们以及为什么重要
认知在不断变化和适应新信息，调节着我们整个生命周期的行为，并受到遗传和环境因素的共同影响。这些环境因素甚至可以在出生前就产生影响，例如与严重认知障碍相关的胎儿酒精综合征。在整个婴儿期、儿童期和青春期，我们的认知功能不断发展，而当我们进入成年后期，作为正常衰老过程的一部分，随着神经元的死亡和替代这些神经元的机制变得不足，其中一些功能开始衰退。理解认知不仅对健康的认知发展很重要，而且在许多神经心理障碍中也会出现缺陷。许多最大的全球性健康挑战都与核心认知问题相关；这些缺陷代表了早期干预的关键治疗靶点。能够测量和监测认知有可能使我们改变生活方式，并确保我们的认知表现不会因正常衰老过程而加速衰退。
认知障碍的例子
当我们想到认知障碍时，大多数人会想到的最普遍的疾病之一是痴呆症，然而，认知障碍也存在于许多其他疾病中。例如，头部受伤或创伤（称为创伤性脑损伤或TBI）对大脑的损害可能导致严重的认知障碍，有时表现为性格的改变。一个例子是菲尼亚斯·盖奇的案例，他是一名铁路建筑工人，额叶严重受损（图3），经过数月后他康复了，但当他回到正常生活时，他的朋友和家人报告说，他的认知变化如此深刻地改变了他的性格，以至于他不再是他们记忆中的那个人了。
此外，更好地理解认知和神经回路对于肥胖等疾病也很重要。在全球范围内，我们很容易获得越来越便宜的食物，这些食物通常含有高脂肪和高糖，而我们的生物本能驱使我们去寻找和消费这些食物。世界卫生组织指出，肥胖是全世界过早死亡的主要原因之一，因为肥胖会导致心血管疾病，进而引发心脏病发作、骨关节炎等机械性问题以及某些类型的癌症。肥胖患者通常在调节行为方面表现出认知问题，即“冲动性”，这促成了“食物成瘾”模型，在该模型中，肥胖被视为大脑奖赏回路功能失调。这个模型直接提出了一些新的治疗方向，目前制药公司和学术界都在探索这些方向。
测量形式
认知评估是指对不同的认知能力（如工作记忆、抑制能力、认知灵活性、精神运动速度和持续注意力）进行客观测量。认知可以通过多种方法进行测量，每种方法在客观性和敏感性方面各不相同。最初的认知评估依赖于纸笔测试，这使得区分不同的认知能力变得困难，并且精确记录也存在问题。但随着计算机技术的出现，各种计算机化的认知测试套件已经开发出来。
计算机化的认知评估现在是黄金标准，相比传统测试有许多优势。除了能够区分不同的认知功能外，数据收集可以自动化，从而最大限度地减少错误和管理者偏见的可能性。计算机还可以允许非常精确地记录测量值，例如高度精确地测量反应时间。
CANTAB测试是计算机化的认知评估，其优势在于独立于语言和文化，使用抽象的视觉刺激和自动化的测试管理，以最大限度地减少由文化偏见或管理者差异引起的主观性。作为客观测量认知的工具，CANTAB评估已被证明直接对应于特定的神经功能系统，如执行功能、注意力、情景记忆和视觉感知。
CANTAB测试允许研究人员研究认知背后的基础科学，理解认知过程障碍，评估治疗或干预措施，监测可能进入临床实践的新疗法的认知安全性，并在整个生命周期内监测认知健康和表现，以优化整个生命周期的心理健康。
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