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神经科学在军事领域中的应用及发展

热度0票  浏览4269次 时间:2016年5月21日 08:32


 

 

神经科学在军事领域中的应用及发展

 

彭月平  秦军

(武警工程大学 陕西省西安市 710086)

 

  要:近年来,神经科学的研究与发展为军事领域应用提供了新的认识和方向,推动了军事领域的重大变革,深刻影响着未来战争的作战方式和作战形态。本文通过对近年来文献分析,介绍了神经科学的研究进展,及其在军事领域的应用及发展。

关键词:神经科学;认知;军事;应用

 

近年来学科之间的发展呈现出综合与交叉特性。学科在各自发展的同时也不断地与其它学科进行融合从而产生许多交叉学科;以神经科学为基础,相继产生了与之交叉的神经动力学、神经心理学、神经信息学、神经经济学、神经管理学、神经营销学、神经决策学,以及神经金融学等许多新兴学科[12]20095美国科学院发表了一份由美陆军资助的名为《Opportunities in Neuroscience for Future Army Applications》的研究报告,该报告指出:神经科学,特别是认知神经科学的发展,不仅为学习、决策,以及应激条件下作业等传统军事领域提供了全新的认识与方向而且还开辟了认知适应、脑-机接口、士兵精神、神经状态生物标志物等许多新兴军事应用领[34],这预示着神经科学与军事学正在相互渗透融合,孕育着一个新兴交叉学科研究领域—基于神经科学的军事学神经军事学。本文通过对近年来文献调查分析,介绍神经科学(主要是认知神经科学)及其在军事领域的应用及发展。

一、神经科学的研究现状及发展

    人的行为来自于人脑的决定,人脑活动过程本质上是一个信息处理的过程。神经科学(脑科学)的宗旨是研究人脑的结构、功能及功能的形成机理。它有两个重要的研究方向:一是微观结构方向。这个方向有两个关键层面:神经元层面及基于神经元的脑功能研究;比神经元层面更微观的,是基因层面上的与脑功能的关系的研究。神经科学的另一个发展方向,是脑功能区域活动及脑功能形成机理的研究方向。对认知(知觉、注意、记忆、策划、语言) 、意识、情感、运动等的研究,是它的自然发展。认知科学作为神经科学的重要交叉学科,是在认知心理学基础上,综合了心理语言学、人工智能和人工神经网络等学科后形成的学科。其宗旨是研究人类认知机理、智能机理与规律,包括知觉、学习、记忆、推理、语言理解、知识获得、注意、情感、运动控制等,但其主要的研究层面是认知的心理和认知的机理层面,少部分研究深入到脑生理层面。在神经科学和认知科学发展的基础上,于上世纪70年代,认知神经科学便应运而生了。它主要在脑神经层面上研究认知( 知觉、注意、记忆、策划、语言、意识等) 问题。

围绕神经科学相关问题的研究一直十分活跃,特别是进入二十世纪以来,世界各国投入了大量财力和人力对神经科学相关重大问题进行研究[2]1990 年美国和欧洲分别于1990年和1991年推出“脑的十年”计划;日本也于1996 年提出“脑科学时代”计划,其研究计划分为“认识脑”(思维研究) 、“保护脑”(治疗),以及“创造脑”(信息处理系统)三个阶段。目前还在执行的人类前沿科学计划(Human Frontier Science Program)的十二个焦点研究问题中,有四个与脑认知有关,即:知觉与认知、运动与行为、记忆与学习,以及语言与思维。1998 年,国际神经学工作组启动了与人类基因组计划对应的人类脑计划(Human Brain Project),旨在研究人脑功能,并建立人类脑功能信息库。2002 年,美国国家科学基金会(NSF)和美国商务部(DOC)共同提出人类素质提高聚合技术计划(Convergent Technology for Improving Human Performance),该计划核心思想是以认知科学为先导,以纳米科技为制造基础,采用生物技术和生物医学来实现,最后在信息技术上进行控制。

我国也非常重视神经科学的研究,从上世纪70 年代就已经开始应用ERPfMRI等先进技术进行相关神经科学问题的研究和解决。进入二十一世纪后,许多跨学科的脑科学和认知科学研究机构不断出现。国家科技部2005 年批准建立了两个认知神经相关的国家重点实验室。2006 年出台的《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)》,将脑科学与认知科学作为八大科学前沿问题之一,其中包括了“学习记忆和思维等脑高级认知功能的过程及其神经基础”。这表明我国已将认知神经科学作为重大战略发展科技领域之一。目前,国内认知神经科学主要集中在视觉、注意、记忆、内隐认知、语言加工、数学认知等方面。与国际相比,整体水平仍处于起步阶段,但是在许多具体交叉领域仍有大量优秀成果。

必须指出的是,虽然世界各国对神经科学相关问题进行了深入的研究和讨论,也取得了丰富的研究成果,但关于人脑的关键问题,如思维、记忆,以及睡眠等一些与大脑息息相关的重要科学问题,至今仍未解决。

二、神经科学在军事领域的渗透及应用

    神经科学,特别是认知神经科学的快速发展,对于人类了解自身神经精神相关问题有着重要的价值与意义, 同时也具有强大的军事应用前景, 其迅速发展将可能推动军事领域的重大变革。近年来,美国、俄罗斯、英国,以及日本等世界军事强国对神经科学,特别是认知神经科学十分关注,在军事领域应用方面已经取得了重大的进步,已经突破了惯常的战争样式。

    美国作为世界头号军事强国,十分重视(认知)神经科学技术的研究及其军事应用, 从公开资料来看, 美军正在积极开展(认知)神经科学技术研究,部分研究成果已在军事活动中进行了成功应用;美国于2008年和2009年分别发表了《新出现的认知神经科学及相关技术》和《神经科学未来军事应用机遇》两本研究报告,指出了神经科学及其相关技术在军事领域的广泛应用前景。目前,美军在(认知)神经科学领域的研究工作主要分为两大类第一类是增强自身战斗力, 包括提高军人认知与作业能力、预防与治疗军人的神经与精神系统伤病,以及实现武器装备的认知驱动等第二类则是能够有效杀伤敌人, 重点开展包括镇静剂、神经失能剂等非致命武器的研究。此外神经科学研究可能还包括导致识别和控制人类的认知、思想、行为、意图等不符合伦理学要求的精神活动美军神经科学领域研究主要由国防高级研究计划局(DARPA)资助, 项目多由地方科研机构及公司以合同形式承担。例如美军正在进行的士兵转型研究计划, 目的是将征召入伍的新兵迅速转变为高认知能力、高适应能力、文化理解能力强、精通各种语言的职业军人, 还希望老兵的战场经验(军人第六感觉)能够快速传授给新兵,要实现上述目标, 必须依靠神经科学的最新进展对传统的军事训练与教育方式进行革命。此外,美国“陆军行为与社会科学研究所”和“陆军研究实验室”近年来联合成立了“认知与神经工艺学技术协作联盟”, 该组织采取多种方法(遗传学、计算仿真、神经影像学等)优化武器系统与士兵间的信息传输确定影响任务决策的精神状态和个体差异,以及开发军事环境下神经过程个性化分析技术等。

三、基于神经科学的军事学研究趋势和发展方向

    近年来,随着脑科学研究技术和手段的发展,神经科学的研究成果为人类自身和社会发展打开新的广阔前景,也为军事应用提供了新的认识和方向,推动了军事领域的变革,深刻影响未来战争的作战方式和作战形态,既包括军事训练、军事决策、军事作业能力等传统军事领域,也包括了战场环境认知适应、武器装备脑-机界面、军人精神神经生物基础等许多新兴领域[5]

    20095美国科学院发表了一份名为神经科学未来军事应用机遇》的报告该报告确立了神经科学在军事领域未来研究的个发展方向(1) 发现和确证与士兵作业效能相关的神经状态标志物(2) 重视个体差异优化部队整体能力(3)认识神经科学发展的整合机会(4) 洞悉敌方行为的新方法。提出了未来二十年内神经科学在军事领域的重点技术研究领域包括(1) 战场神经生物标志物分析与提取(2) -机界面头戴式脑电仪研制(3) (无创伤)信号处理和生理测量技术(4) 睡眠模型及生物标志物分析与建立(5) 疲劳预测模型建立和疲劳行为测量技术研究(6) 头部冲击保护的生物医学模型及标准分析与建立(7) 军用MfRI、反向MRI,以及低磁场MRI技术研究;(8) 虚拟实境和增强现实技术研究(9) 认知状态检测与威胁评估技术研究(10) 信息负荷管理模型研究(11) -机界面系统研制(12) 影像认知技术研究(13) 神经药物学研究(14) 模式网络系统头盔式经颅磁刺激技术研究等[34]

 

参考文献

  [1] 马庆国,王小毅认知神经科学、神经经济学与神经管理学[J]管理世界,200610139-149

[2] 周晓宏马庆国 陈明亮神经管理学及其相关研究[J]中国科技论坛,20097100-112

[3] National Research Council. Opportunities in neuroscience for future army applications[M]. National Academies Press2009.

[4] 楼铁柱,张音,高云华.认知神经科学的军事应用前景分析[J].军事医学科学院院刊,201034101-104.

[5] 冯正直,张睿军事认知神经科学研究进展[J].第三军医大学学报. 2013202129-2133.

 

作者简介:彭月平(1974.02-),男,汉族,副教授,博士,主要从事教学和科研工作。

 

 

发表需要信息:

[1]          作者姓名: 彭月平;

[2]          单位名称: 武警工程大学;

[3]          单位所在省市: 陕西省西安市;

[4]          单位邮编: 710086



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