認知，這一古老問題早在古希臘就有一批哲學先賢對其進行了大量研究和臆測。 然而，人們真正在科學意義上探索心智與大腦的關系則始于近代。雖然認知活動源于大腦對外界信息的全面感知，但是由于受信息存儲和處理能力的限制，我們的大腦往往需要選擇性地對重要信息進行存儲、加工直至做出決定來解決問題。這些特點決定了認知過程是包括多層次、多形式的高級腦功能活動，其中既包括如知覺、意識、注意、學習、記憶、思維、判斷、概念、語言等這些心理學或神經科學范疇的腦功能活動，同時也包括像快樂、自信、恐懼、冷漠等情緒活動。情緒既可以驅動和引導行為，也可以調節(jié)人的認知過程和行為。另外，意識是大腦本身具有的本能或一種功能狀態(tài)，通常是源于多個腦結構，協(xié)調整合多方面外界信息的。意識狀態(tài)可呈現(xiàn)不同層次：有意識與非意識，顯意識與潛意識。創(chuàng)造性思維常寓于潛意識中。在行為活動水平上，大腦對輸入刺激做出反饋的行為反應可以表現(xiàn)為機體功能的改變和/或外顯行為的出現(xiàn)。
當前認知研究方興未艾，其廣度和深度都在不斷擴展。從認知神經科學的角度，它涵蓋如物體識別，特別是視覺、聽覺與記憶之間的關系；知覺刺激的轉化與編碼；信號轉導系統(tǒng)中的第一信使至第五信使以及神經環(huán)路和神經網絡；中樞神經系統(tǒng)可塑性，如腦皮質感覺、運動和結構可塑性，突觸可塑性和神經細胞可塑性等。從社會學的角度，它包括對自我知覺、自我意識、對他人的知覺、認知偏見、情景效應等方面的研究。 從人工智能學的角度，它又包括運用機器研究表征、算法，進行計算機造模，制定人工智能等。 如果我們把納米技術、生物技術、信息技術與認知科學融合發(fā)展，就可以在如何（how）、為何（why）、何處（where）、何時（when）4個層次上來理解思維活動。另外,從認知研究的深度來看，我們也確實在很多方面取得了很大進展甚至突破。然而，無可否認的是，我們在回答很多重要問題時仍然面臨重大挑戰(zhàn)，知之甚少甚至不得而知。例如，大腦內有上千億個神經元和上萬億個膠質細胞，它們是相互協(xié)作，共同產生不同意識的，還是分成若干小群體，分別產生記憶的？又如，八九十歲老人仍能清楚地記得兒時某些事情的細節(jié)，其實，他身體里的組織、細胞已更新了幾千次、幾萬次，乃至幾百萬次了，記憶痕跡究竟藏匿在哪里？雖然人類智能可以說是無比強大的，但就人類的個體來說，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十分有趣和重要的問題。另外，聰明人或所謂天才的腦袋是什么樣的，哪些腦結構、哪些腦物質、什么樣的信號轉導途徑才是決定聰明人大腦功能活動至為重要的關鍵因素呢？如此等等的許多重要問題等待我們去回答。 總之，認知問題的高深復雜決定了其研究的任重道遠。欲徹底闡明認知過程與調控機制，來實現(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。
國內外已出版大量認知科學的有關著作，本書與已出版的著作相比，有以下幾個特點。
第一個特點，相對于以往的出版物（包括教科書）一致認為，組成認知科學的6個支撐學科是哲學、心理學、神經科學、語言學、人類學和計算機科學，本書首次提出藥理學應成為認知科學的重要組成學科。藥理學的發(fā)展和分支學科的形成，使之不僅成為藥學學科間的橋梁，同時也是基礎與臨床學科間的橋梁。學科的性質和任務決定了它是認知科學基礎、臨床和藥物研究不可或缺的重要學科。從歷史地角度看，近代生理學與藥理學同步發(fā)展使得藥理學已融入認知科學，并作出重要貢獻。如藥理學里的受體學說，不但是指導藥理學的重要學說，也是生物學、基礎醫(yī)學和臨床醫(yī)學各學科包括認知科學的共同的理論基礎。再如，神經突觸傳遞研究方面，20世紀30年代曾有過一場突觸傳遞是化學傳遞還是電傳遞的長期爭論。以Eccles為代表的生理學家，由于知道神經細胞在神經軸突上的傳導是電性質的，因而認為突觸傳遞是電流由突觸前膜擴展到突觸后膜的結果；但以Dale為代表的藥理學家，由于看到很多藥物不影響電傳導但影響突觸傳遞過程，因而推測有一種化學中介物，即神經遞質，由突觸前末梢釋放出來并作用于突觸后結構,從而起作用。后來大量的研究終于證實多數(shù)神經突觸過程主要是化學傳遞的，但也有少量電傳遞存在。
第二個特點，本書第一次充滿信心地提出關注和開發(fā)提高正常智能的藥物，國際上稱之聰明藥（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已達到登峰造極的地步。但對人類的個體來說，其大腦潛力仍有十分之八九未被利用。許多研究已證明，通過不斷的學習與訓練，反復強化，或置身于豐富環(huán)境，接受更多信息的刺激可增加認知水平。那么，藥物是否也有同樣的作用呢？另外，神經退行性疾病以及造成認知障礙的其他疾病日漸增多，因此開發(fā)改善認知功能障礙藥是必要的。但認知障礙的患者只占人類總人口數(shù)的極少數(shù)，絕大多數(shù)人認知功能是正�；蚧�本正常的。所以從這個角度來看，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)改善認知功能障礙藥的意義同樣重大。20世紀70年代初期，歐洲一批學者寄希望于吡拉西坦（Piracetam）, 認為它是能夠促智的藥物， 但后來進一步研究證明事與愿違。我們的研究發(fā)現(xiàn)，中藥補益藥人參及其皂苷成分可提高正常大、小鼠的學習能力和突觸可塑性、促進神經發(fā)育，作用機制的研究證明人參皂苷Rg1可促進神經發(fā)生（neurogenesis）并轉化為神經細胞和突觸新生（synaptogenesis）。這為開發(fā)提高正常智能的藥物帶來了希望。
第三個特點，本書撰寫了認知與神經遞質、認知與激素、認知與基因以及認知與表觀遺傳學（非編碼RNA、DNA甲基化、組蛋白共價修飾系統(tǒng)構成蛋白密碼等）等4章內容，旨在為認知科學中認知的啟動、認知活動的過程及信息的傳輸、加工提供物質基礎。生命過程的調控與個體內源性活性物質的存在和變化息息相關。從胚胎形成到出生后的生長、發(fā)育，認知功能、性功能的形成，神經的傳導，信息的傳遞，系統(tǒng)的成熟和行使功能無不與內源性物質密切相關。神經遞質、神經調質及其受體，激素，蛋白質，基因以及非編碼RNA在體內種類多、分布廣、生物活性強，是認知活動的物質基礎。 因此，對這些問題的研究必將為推動認知科學的發(fā)展發(fā)揮重要的作用。
第四個特點，本書牽涉情緒智能的內容。為此我們邀請美國著名心理學家新罕布什爾大學的John D. Mayer博士以及耶魯大學的David R.Caruso和Peter Salovey 博士合寫了有關情緒智能（情商）一章以饗讀者。
最后一個特點是我們?yōu)楸緯�撰寫�?章介紹有關認知評價的方法，分別為實驗室動物實驗、臨床人體試驗和藥物研究有關認知評價的技術方法與模型。在認知科學的基礎、臨床和藥物研究中，認知評價十分重要。 這是因為它影響到結果和結論的準確性和可靠性。近年來，認知評價和認知藥物研究中所用的技術方法已從行為學和電生理技術擴展到儀器檢測，從而實現(xiàn)認知評價的客觀化，避免主觀意識和非特異性因素的干擾，力求做到認知活動直觀、可視，既能定性，又能定量。鑒于藥理學工作者在認知評價所建立的技術方法和模型上有豐富的實踐經驗，為此，我們特意邀請有關作者編寫這些章節(jié)供讀者參考。
本書可作為從事認知科學、認知神經科學、認知藥理學等的研究人員，臨床醫(yī)師，相關專業(yè)研究生和大學高年級學生以及對認知科學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知研究多年，卓有成就的教授或博士，化學工業(yè)出版社對本書十分重視，并在許多方面熱情指導，協(xié)助良多。在此書即將付梓時，表示由衷的感謝。
限于水平和撰寫時間倉促，本書內容尚不全面，不夠深入，錯誤在所難免，懇請讀者批評指正。

張均田
劉少林
2019年6月于北京