情緒對認知過程有很大影響，包括感知、注意力、學習、記憶、推理和問題求解。情緒對注意力的影響尤其顯著，特別是調節(jié)注意的選擇以及刺激動作和行為。注意力和執(zhí)行的控制與學習過程密切相關，因為有限的注意力能夠使我們更好地集中于相關信息。情緒還有助于信息編碼，并能幫助我們有效地檢索信息。然而，情緒對學習和記憶的影響并不總是單向的，研究發(fā)現(xiàn)，情緒會增強或損害學習和長時記憶的保留，而這取決于一系列因素。杏仁核和前額葉皮質與內側顳葉以一種完整的方式合作：(ii) 前額葉皮層調節(jié)記憶的編碼與形成；本文回顧了腦內情緒控制與認知調節(jié)（自下而上、自上而下）的嵌套層次結構，其可以實現(xiàn)情緒、認知加工的最佳整合。本文強調了情緒的演化，以此了解情緒對學習、記憶的影響，以及不同腦區(qū)所起的作用及它們在情緒加工方面的相互作用。本文還總結了有關研究目前所得信息，討論了其對教育環(huán)境設置的啟示。除了闡明情緒有增強記憶的作用外，神經影像學的研究擴展了我們的理解，這些信息也許有助于我們去設計有效的教育課程，為傳統(tǒng)課堂的“現(xiàn)場”學習和在線教育的“虛擬”學習提供更好的學習環(huán)境。本文發(fā)表在Frontiers in Psychology雜志。(可添加微信號siyingyxf或18983979082獲取原文及補充材料，另思影提供免費文獻下載服務，如需要也可添加此微信號入群，原文也會在群里發(fā)布)。自然界中情緒體驗無處不在且相當重要。情緒幾乎可以調節(jié)認知的所有方面，在學習環(huán)境中也至關重要。不同的情緒狀態(tài)影響了規(guī)定期限內完成任務、測驗、考試、家庭作業(yè)的表現(xiàn)，包括沮喪、焦慮、無聊，即使是一些影響情緒的內容也會影響到個體的學習與記憶。因此，在設計教育課程時，我們應仔細考慮情緒帶來的影響，最大限度提高學習者的參與程度，同時提高他們的學習與長時記憶表現(xiàn)。大量研究表明，人類的認知過程會受到情緒的影響，包括注意、學習與記憶、推理和問題求解，這些在教育領域都非常重要。最重要的是，研究發(fā)現(xiàn)情緒化的刺激材料比非情緒化的刺激消耗了更多的注意力資源。此外也有研究發(fā)現(xiàn)情緒化的注意力和動機成分與學習和記憶的增強有關。因此，情緒體驗/情緒化的刺激似乎能夠被人們更生動、準確、且更長久地記住。 近期,在認知神經科學、情感神經科學和教育心理學中,更多學者使用fNIRS(功能性近紅外光譜成像技術)來進行監(jiān)測、識別人類情緒的研究。人類情緒包含了主觀感受之間的復雜交互，以及外部刺激觸發(fā)的生理和行為反應，而人們對這些刺激的感知是主觀的，取決于他們的個人取向。用于監(jiān)測情緒狀態(tài)變化的方法有：（2）行為研究-如面部表情、聲音的表達和手勢的變化；（3）客觀方法-基于生理反應，包括中樞神經系統(tǒng) (CNS) 的電活動、血流動力學活動以及自主神經系統(tǒng) (ANS) 的反應(如心率、呼吸量/速率、皮膚溫度、皮膚電和血容量脈沖)。CNS和ANS的生理反應（大腦vs身體器官）可以通過神經成像技術和生物傳感器客觀地測量出來，與主觀、行為反應相比，更難有意識地隱藏或操縱。盡管功能性神經成像技術能夠讓我們識別到與認知、情緒加工相關的腦區(qū)，但若缺乏對大腦情緒加工的基本了解，我們很難理解情緒對學習、記憶的影響。本文強調了情緒的演化，這可能有助于我們理解情緒對學習、記憶的影響。本文在一開始介紹了情感神經科學研究中常用的術語(第2節(jié))，講述了情緒與動機在學習、記憶中的作用(第3節(jié))，并概述了情緒的演化框架和七種基本情緒(第4節(jié))。本文還介紹了與情緒、記憶密切相關的各個腦區(qū)中的情緒-認知的相互作用，以此明確這些腦區(qū)的共同交互與長時記憶的保留有關(第5節(jié))。本文隨后討論了一些相關研究，以此幫助我們理解不同形式的情緒內容產生的影響(第6節(jié))。本文還討論了四種主要的功能性神經成像技術，包括功能性磁共振成像(EEG)、正電子發(fā)射掃描(PET)、腦電圖(EEG)、功能性近紅外光譜成像技術(fNIRS)(第7節(jié))。本文還介紹了實驗設計中需要考慮的重要因素，以及一些對認知表現(xiàn)非常不利的精神疾病(情緒上的功能障礙，如抑郁、焦慮)(第8節(jié))。最后，本文對有效提高教育實踐和方法的現(xiàn)有問題和未來研究可能性進行了總結性的討論(第9節(jié))。情感神經科學中會用到的術語有情緒（emotions）、心境（moods）、感覺（feelings）、情感（affects）和欲望（drives）。盡管情緒已經被研究了很長時間，但它沒有專屬的定義。Kleinginna等人提出了具有較為廣泛共識的定義：情緒描述了一組主、客觀變量之間復雜的相互作用，其由神經與荷爾蒙系統(tǒng)調節(jié)，可以（a）引起不同情緒效價（愉悅-不愉悅）和喚醒度（高-低激活/平靜-喚醒）下的情感體驗；（b）生成認知過程，如情緒化的知覺感受、評估、標記；（c）在喚醒條件下激活普遍的心理和生理變化；（d) 激發(fā)通常但并不總是具有表現(xiàn)力、目標導向和適應性的行為。盡管這個定義足夠日常使用，但它沒有涵蓋情緒系統(tǒng)中的一些重要內容，例如情緒如何創(chuàng)造主觀體驗，以及如何控制人格（personality dimensions）[補充：如大五人格->經驗開放性、盡責性、外向性、親和性、情緒不穩(wěn)定性]。由此，Panksepp 提出：情緒是一種精神神經的過程，在動物與動物、動物與某些對生存很重要的物體之間的較高強度的動態(tài)行為交流過程中，情緒能夠影響對精力、行動模式的控制。因此，每種情緒都有其獨特的感覺基調（feeling tone），這對編碼互動行為的內在價值來說非常重要，而如何編碼則取決于它們促進或阻礙生存的可能[對個人的意義(即時的)和對繁衍的意義(長期的)]。主觀經驗上的感覺來自于各種情緒與“自我”相關的腦區(qū)的交互，這對于編碼新信息、檢索后續(xù)事件的相關信息、高效歸納新事件及決策來說都非常重要。Panksepp進一步提出了七種最基本的情緒，分別為SEEKING（探索）、RAGE（憤怒）、FEAR（恐懼）、LUST（性欲）、CARE（照料）、PANIC│GRIEF（恐慌│傷心）和PLAY（游戲），它們是生活和學習的基礎。心境比情緒持續(xù)時間更長，與情緒一樣也可以被劃分為積極的、消極的。相比之下，感覺是一種必然具有效價的心理體驗，要么是好的，要么是壞的。感覺伴隨著身體內部的生理變化，尤其是內臟的變化，包括心臟、肺、腸道，這些變化可以維持或恢復內穩(wěn)態(tài)。感覺并不總是觸發(fā)情緒。由于產生情緒化的感覺需要將生理上的不同狀態(tài)重新映射到中樞神經系統(tǒng)上來進行認知的“評估”，前島葉皮質起到了關鍵的整合作用。然而，Panksepp (2005) 反對了這一觀點，他通過大腦局部電刺激 (ESB)發(fā)現(xiàn)生成情緒體驗的是情緒操作系統(tǒng)（皮質下結構的尾部和中部），而不是外部環(huán)境或身體狀態(tài)的變化。情感是主觀經驗下的情緒化的感覺，與身體狀態(tài)有關，例如維持穩(wěn)態(tài)的欲望（饑餓、口渴）和外部的刺激（視、聽、味、觸、嗅）。欲望有時被稱作“情感的核心”（core affect），是意識上可理解的基本過程，跨越了效價、喚醒的正負兩極。欲望是一種內在的行動計劃，用于滿足基本、本能的（生物學上預設的）生理需求，如饑餓、口渴、性欲、探索、玩耍和對伴侶的依戀；這些有時被稱為“內驅力”（homeostatic drive）。簡而言之，情緒、心境、感覺、情感和欲望所共有的重要特征是它們都具有內在效價：積極的或消極的（愉悅-不愉快/好-壞）。從概念上來看，情緒像一把“傘”涵蓋了情感、認知、行為、表達和生理上的變化；情緒由外部刺激所觸發(fā)，與感覺[情緒上的生理變化]、動機[欲望]的組合有關。3.情緒對學習、記憶的作用-現(xiàn)有研究證據(jù)情緒對學習的影響是當前許多研究的重點。盡管眾所周知情緒會影響記憶的保留和召回，但就學習而言，情緒的影響仍然存在很多需要探究的地方。一些研究報告稱，積極情緒促進了學習表現(xiàn)，提高了學業(yè)上的成就，這一過程受到自我激勵水平和對學習材料的滿意度的調節(jié)。相反，最近的一項研究報告稱，以學習為中心的消極狀態(tài)（困惑）提高了學習表現(xiàn)，因為這增加了對學習材料的關注程度，從而導致被試在課后測試和轉移測試中有更好的表現(xiàn)。困惑不是一種情緒，而是一種因矛盾而引起的認知失衡的狀態(tài)。一個困惑的學生可能會因為他們對主題的理解不足而感到沮喪，這與基本情緒中的“探索”和“憤怒”有關，伴隨著激活程度較低的憤怒（rage or irritation）以及擴大化的“探索”。因此，積極應對困惑的學生會通過額外的認知工作來尋求新的理解，努力解決困惑也促進了學習。此外，作為一種消極的情緒狀態(tài)，壓力也在研究中發(fā)現(xiàn)會促進和/或損害學習和記憶，具體影響取決于壓力的強度和持續(xù)時間。更具體地說，輕度和短期的壓力可以提高學習和認知表現(xiàn)，而過度和長期的壓力會損害學習與記憶。還有一些不好的影響來自于下丘腦-垂體-腎上腺 (HPA) 軸過度活躍，導致突觸可塑性和學習能力受損。另一方面，情緒對學習和記憶的混雜影響可以用注意力和動機成分來解釋。注意成分（attentional components）可以增強感知加工，然后通過“自下而上”的方法幫助我們篩選、組織容易被看到的信息，以此提高大腦功能和意識。動機成分（motivational components）可以引發(fā)好奇心，這一狀態(tài)與對新奇的、令人驚訝的活動或刺激的興趣相關。好奇會鼓勵我們進一步探索，自然也讓大腦為學習、記憶做好準備，這對于成人與兒童來說都適用?！傲钊梭@訝的”（surprising）一詞可能在概念上被認為是一種不協(xié)調的情況（與預期情況相反），指先前的預期與新信息存在差異；它可能會推動對“學習內容”（learned content）的認知重置（cognitive reset），從而引起人們的注意。同樣地，已有研究發(fā)現(xiàn)情緒對記憶功能的積極影響，這一發(fā)現(xiàn)涉及到情緒化的、明顯的刺激可以引起選擇性注意。在最初的感知階段，注意力會偏向于情緒化的明顯刺激，支持對明顯的輸入信息的檢測。因此，刺激選擇性注意增加了情緒化信息在長時記憶存儲中被編碼的可能性（這一過程與額葉、頂葉皮質調節(jié)的感覺通路中自上而下的控制相關）。這是一個感知與注意力間接影響選擇性感知加工以及行為決策的案例。由于人類的感官系統(tǒng)沒有能力同時加工所有事情，注意機制不可或缺。自上而下的注意加工通過與腹內側前額葉皮層、顳上溝、初級視覺皮層等腦區(qū)的合作（有助于實現(xiàn)情緒的觸發(fā)和概念化），可以獲得足夠的注意力資源來加工情緒效價信息，用以編碼和檢索。同樣，有實證研究通過使用各種注意任務來檢驗這一現(xiàn)象，任務包含過濾（雙聲道聽力和 Stroop 任務）、搜索（視覺搜索）、標記（注意探測、空間標記）和注意眨眼 [快速連續(xù)視覺呈現(xiàn) (RSVP)]范式。這些研究表明注意加工是有偏向的，這一過程偏向于情緒化的刺激材料內容，伴隨著增強的感官反應。一項研究報告，情緒化的刺激會引發(fā)“彈出”效應（“pop-out” effect），導致注意捕獲（attentional capture）和優(yōu)先加工（privileged processing）。此外，一項使用了 RSVP 范式的研究將健康受試者與一組雙側杏仁核損傷的患者進行比較，結果表明健康受試者對情緒化詞語的感知和注意更強，這表明杏仁核在情緒加工中起到了至關重要的作用。此外，功能性神經影像技術顯示，腦區(qū)中有島葉皮層、次級軀體感覺皮層、扣帶回皮層、被蓋核、下丘腦通過整合外部和內部的輸入信息來調節(jié)注意集中（attentional focus），從而生成情緒感受，調節(jié)動機狀態(tài)，獲得內穩(wěn)態(tài)。所有與強烈動機成分相關（如在心理上突出的身體需求）的情緒都通過基本情緒“探索”來運作，該基本情緒刺激食欲/探索行為，以此獲得生存所需的資源。情緒和內穩(wěn)態(tài)的區(qū)別在于調節(jié)的過程，這是在內部和外部環(huán)境條件下，通過適當?shù)某C正反應來連續(xù)不斷地改變內部狀態(tài)的過程，目的是維持最佳的生理狀態(tài)。內穩(wěn)態(tài)的影響，例如饑餓和口渴，不被認為是基礎情緒，因為使用ESB未發(fā)現(xiàn)它們有喚醒情緒反應。不過，基礎情緒可以被認為是對即將發(fā)生的內穩(wěn)態(tài)威脅在進化上的延伸/預測（evolutionary extentions/predictions）；例如，“探索”可能是強烈的饑餓和口渴（痛苦的主要來源，表明能量耗盡，需要尋找食物和水源）在進化上的延伸。內穩(wěn)態(tài)的失衡通過下丘腦與 基礎情緒“探索”的擴展軌跡（extended trajectory）之間的相互作用來參與中腦緣的動機系統(tǒng)。這是一個分散式的功能網(wǎng)絡，具有尋找生存資源的通用功能，使饑餓的動物獲得食物，口渴的動物獲得水，寒冷的動物獲得溫暖的環(huán)境等。總而言之，情緒和動機對于維持心理和生理的內穩(wěn)態(tài)都至關重要，而情緒對于編碼包含情緒成分的新信息更是尤為重要。動機通過選擇性地強化數(shù)據(jù)的檢測、評估和提取來增加對顯著新信息的注意，進行記憶。此外，動機成分促進了學習，增強了隨后的記憶檢索，同時也歸納了適應性生理變化帶來的新事件。進化將人類的高級思維（意識、思考）建立在情緒機制的第一過程（primary-process）之上，即按預定程序工作的的執(zhí)行行為系統(tǒng)（基礎情緒）依賴于認知加工（解釋）和評估，這一過程發(fā)生在生物體試圖理解他們可能處于的情況類型時，也就是他們加工情緒化的、具有挑戰(zhàn)性的情況時，無論在休閑還是具有威脅的情況下（其中基礎情緒“探索”和“恐懼”可能被觸發(fā)）。情緒提供了按預定程序工作但部分可修改（在情緒機制的第二過程-學習與記憶之下）的行為規(guī)范（behavioural routines），用以解決典型的適應性挑戰(zhàn)，特別是在加工與朋友、敵人在一起的場景；這些規(guī)范是內穩(wěn)態(tài)在進化上的延伸，同時針對現(xiàn)情況對未來潛在的幫助或威脅進行預測，并將此深留腦中。因此，進化會使用一切資源來保證人類的生存和繁殖。Panksepp 和 Solms (2012)認為，關鍵的CNS情緒-情感過程（emotional-affective processes）為：(1) 第一過程-情緒（primary-process emotions）；(2) 第二過程-學習與記憶（secondary-process learning and memory）；(3) 第三過程-高級認知功能（tertiary-process higher cognitive functions）。從根本上說，第一過程調節(jié)了預判生存需求的無條件的情緒化行為，從而通過聯(lián)想學習機制（associative learning mechanisms）（古典/巴甫洛夫和工具性/操作性條件）引導第二過程。隨后，學習過程將相關信息發(fā)送到負責高級功能的腦區(qū)，如前額葉皮層，以執(zhí)行第三過程，基于過去的經驗規(guī)劃未來并存儲在長時記憶 中。換句話說，大腦的神經發(fā)育軌跡和“連線（wiring up）”激活表明，人們對引發(fā)憤怒、恐懼和其他負面情緒的情況存在遺傳學上已編碼的厭惡，這可以盡可能減少痛苦的經歷并放大愉悅的刺激。CNS情緒-情感過程如圖1所示，接下來進行詳細介紹。
圖片1. “自下而上”和“自上而下”的情緒控制環(huán)與認知調節(jié)的嵌套層次結構。該示意圖從概念上顯示了情緒系統(tǒng)的第一過程（較低級的大腦功能）以及認知系統(tǒng)的第二、第三過程（較高級的大腦功能）之間的關系。內穩(wěn)態(tài)、感官和情緒影響的情緒加工通過促進生存和繁殖成功（自下而上的本能的影響）的基本情緒“探索”促進第二過程的學習和記憶加工。隨著一級、二級過程不斷整合、成熟，成為高級認知，為生存提供有效的解決方案，隨后對行為進行自上而下的調節(jié)控制。一級過程的情緒加工由復雜的無條件情緒反應（進化產生的“記憶”）通過“影響法則”介導；其有時也被稱為“強化原理”，解釋了大腦的情緒網(wǎng)絡如何控制學習。高級大腦功能的雙循環(huán)的因果關系由低級大腦功能調節(jié)，圖片改編自Panksepp and Solms (2012)。
情緒系統(tǒng)是遺傳的，其由基因編碼，可以預測關鍵的生存和內穩(wěn)態(tài)需求。因此，動物和人類都具有主要的情緒網(wǎng)絡，該網(wǎng)絡處于皮層之下，包含中腦導水管周圍灰質 (PAG) 和腹側被蓋區(qū)（VTA）、基底神經節(jié)（杏仁核和伏隔核）、島葉及間腦（扣帶回和內側額葉，穿過下丘腦外側及內側、丘腦內側）。皮層下腦區(qū)參與情緒的三個子成分：（1）核心境緒感受（恐懼、憤怒、喜悅和各種形式的痛苦）；(2) 由內穩(wěn)態(tài)驅動的/動機體驗（饑餓和口渴）；(3) 感官上的情感（疼痛、味覺、溫度和厭惡）。一級過程涉及的情緒不是無意識的。強烈的情緒至少在感覺上對內是具有意識的，即使我們有時可能會理解錯誤，或者動物會無法為其附上語義標簽，這些并不是確定情緒有意識或無意識的現(xiàn)實標準。盡管如此，情緒體驗引導了能夠促進生存和繁衍的行為，也調節(jié)了學習表現(xiàn)（“獎勵”和“懲罰”）以及二級、三級過程。初級情緒系統(tǒng)通過情緒網(wǎng)絡的調節(jié)來引導聯(lián)想學習和記憶過程（經典的/操作性條件反射和情緒習慣），包含了基底神經節(jié)（基底外側和中央杏仁核、伏隔核、丘腦和背側紋狀體）和負責陳述性記憶的內側顳葉 (MTL)（包含海馬體、內嗅皮層、邊緣皮層、海馬旁回）。因此，二級過程的學習和記憶會詳細檢查和控制與環(huán)境事件相關的情緒感受，從而得出更好、更有效的生活方案。高級認知功能在皮層區(qū)域內實現(xiàn)作，包含參與認識和意識功能的額葉皮層（如思考、計劃、情緒調節(jié)、自由意志），它們也調節(jié)了情緒感受。因此，認知是情緒的延伸（正如情緒是內穩(wěn)態(tài)的延伸一般）。三級過程不斷與二級過程結合，并達到成熟水平（高級腦功能）來更好地預測關鍵的生存問題，從而通過“自上而下”的調節(jié)產生對情緒的認知控制。換句話說，腦-智進化使人類能夠推理并調節(jié)情緒。心理學家Neisser (1963) 提出認知服務于情緒和內穩(wěn)態(tài)的需求，其中對環(huán)境信息的評估基于其滿足或阻礙需求的能力。換句話說，認知的作用便是滿足情緒和內穩(wěn)態(tài)的需求。從這可以推斷，認知調節(jié)、激活、抑制了情緒。因此，情緒不是簡單的線性事件，而是自動恢復個體平衡狀態(tài)的反饋過程。更具體地說，情緒控制了加工資源的分配、決定了我們的行為，通過某些有偏向的方式讓我們適應這個世界，從而引導我們靠近令自己感覺良好的事物，避開令自己感覺不好的事物。這表明情緒通過獨特的目標取向來引導行為、欲望，引導、刺激認知來讓我們更好地生存。因此，CNS通過持續(xù)監(jiān)控內部和外部的環(huán)境來維護復雜的流程。例如，內部環(huán)境的變化（內臟肌肉收縮、心率等）由內受系統(tǒng)（傳入周圍神經）所感知，并將信號發(fā)送到感覺皮層（初級、次級和軀體感覺）來進行整合和加工。因此，從進化的角度來看，人類的心理活動是由跨越哺乳動物，由更多生物共享的古老的情感與動機腦系統(tǒng)所驅動的，這些系統(tǒng)編碼了維持生命與損害生命的特征，以促進適應性的本能反應。此外，情緒和內穩(wěn)態(tài)機制也都具有積極和消極偏向。內穩(wěn)態(tài)失衡普遍表現(xiàn)為負面情緒感受，只有在修正后才會變得積極。因此，個體在心理（情緒）和生物學（內穩(wěn)態(tài)）的影響下支持身體變化，積極的情緒和內穩(wěn)態(tài)（符合預期的反應）指向了生存、繁殖的成功，而消極的情緒和內穩(wěn)態(tài)指向了生存、繁殖的失敗。因此，認知通過提高生存率和最大化獎勵，同時最小化風險和懲罰來調節(jié)情緒和內穩(wěn)態(tài)。因此，進化上的考慮表明大腦是一個“預測引擎”，可以使我們適應特定的環(huán)境。圖2展示了周期性的內穩(wěn)態(tài)調節(jié)。
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心理學和神經科學研究提出認知和情緒在兩個獨立但相互有影響的系統(tǒng)中運行：（i）“冷認知系統(tǒng)”基于海馬體，關聯(lián)在情緒上呈中性的認知功能與認知控制；(ii)“熱情緒系統(tǒng)”基于杏仁核，負責對無條件的情緒化刺激（如誘發(fā)食欲、恐懼的條件）進行情緒加工和反應。另外，一篇早期的綜述也報告了在兩個系統(tǒng)中存在背/腹側通路（dorsal/ventral stream）的區(qū)別。背側通路包含背外側前額葉皮層(DLPFC)和外側頂葉皮層，它們參與冷系統(tǒng)，用于主動維護控制過程，例如認知表現(xiàn)、在干擾下尋找工作記憶中與目標相關的信息。相比之下，熱系統(tǒng)涉及腹側神經系統(tǒng)，包含杏仁核、腹外側前額葉皮層(VLPFC)、內側前額葉皮層(mPFC)、眶額皮層(OFC)、枕顳皮層(OTC)，所有腦區(qū)都包含了情緒加工系統(tǒng)。盡管如此，有近期的研究報告了不同的認知和情緒神經系統(tǒng)并非分離的，而是深度整合，有調節(jié)和調整的跡象。目前我們認為情緒會影響海馬依賴性記憶系統(tǒng)的形成，對學習和記憶有長期的影響。換句話說，雖然認知和情感過程可以在概念上可以獨立，但無疑情緒能夠有力地修改認知評估和記憶過程，反之亦然。先天的情緒系統(tǒng)與高級腦系統(tǒng)相互作用，也許沒有一種情緒狀態(tài)可以不受認知的影響。如果皮層功能在進化時建立在皮層下功能的基礎之上，它提供的是行為上的靈活性。海馬體位于顳葉內側（MTL），負責在新形成的記憶分配、存儲于皮質區(qū)域之前增強、鞏固陳述性記憶 。此外，有證據(jù)表明作為大腦網(wǎng)絡通信的樞紐，海馬體建立了長時記憶，其由theta波振蕩主導，與學習和記憶相關。換句話說，海馬體對于依賴海馬體的學習和陳述性記憶來說至關重要。不少研究報告了杏仁核與海馬在記憶編碼的過程中協(xié)同激活，形成情緒化信息的長時記憶，并使其能更好地保留。更重要的是，這些研究（恐懼相關的學習）強有力地表明了杏仁核參與了情緒加工，通過調節(jié)記憶鞏固強化了記憶網(wǎng)絡；因此，情感化的內容比中性內容更容易被記住。除了杏仁核-海馬體的相互作用之外，有研究報告稱，前額葉皮質（PFC）參與了工作記憶期間的情緒效價（愉快-不愉快）加工。Simons和Spiers(2003)回顧了在成功形成長時記憶的基礎上，PFC、MTL在記憶編碼和檢索過程中相互作用的研究，證明了PFC對長時記憶至關重要，因為它參與了與選擇、參與、監(jiān)控、抑制的認知控制相關的信息的主動維護。因此，它會檢測出看起來有價值的相關數(shù)據(jù)，然后將其編碼，從而成功形成長時記憶。一項使用再認任務的功能性核磁研究有一致的發(fā)現(xiàn)，該研究報告了左側 PFC-海馬網(wǎng)絡支持了中性、消極非喚醒詞的記憶編碼。同時，在負面喚醒詞的記憶編碼過程中觀察到杏仁核-海馬體的激活。此外，Mega等人(1996)提出邊緣系統(tǒng)的兩個部分：(i)舊皮質（杏仁核、眶額皮質、顳極、前島葉），（ii）原腦皮質（海馬、前扣帶回皮質），前者負責情感、欲望和對象關聯(lián)的隱式整合；后者涉及明確的感覺加工、編碼和注意力控制。雖然分為兩個部分，但舊皮質和原腦皮質在學習過程中保持整合。在這里，舊皮質在整合情感、欲望和情緒的同時也管理著用于內隱學習的內部環(huán)境輸入信息，原腦皮質管理著用于外顯學習的外部環(huán)境輸入信息，通過伴隨的內隱編碼來促進注意力選擇。在某種程度上，舊皮質可能會發(fā)揮監(jiān)督作用，并將古老的情感系統(tǒng)與新的認知系統(tǒng)聯(lián)系起來。先前研究發(fā)現(xiàn)杏仁核參與了情緒喚醒加工和記憶過程的調節(jié)（編碼與存儲），這有助于記憶的情緒性增強。有研究報告了編碼情緒喚醒信息（愉快-不愉快）期間杏仁核的激活，這與隨后的回憶相關。因為杏仁核的基底外側復合體 (BLA) 與其他腦區(qū)（包括海馬、尾狀核、伏隔核等其他皮質）的交互涉及到記憶的鞏固。因此，BLA的激活是由情緒喚醒事件引起的，這些事件似乎調節(jié)了與記憶存儲相關的腦區(qū)，影響了長時記憶。記憶鞏固是編碼、保留過程中的一部分，其使對新學到信息的不穩(wěn)定記憶變得穩(wěn)定，并強化這些記憶形成持久記憶。此外，杏仁核沿著全部喙側-尾側皮質將直接的反饋/投射傳遞到腹側通路的視覺皮層，包括初級視覺皮層(V1)和顳葉皮層；此外，杏仁核在參與注意力控制的負面情緒加工過程中激活了額葉和頂葉區(qū)域。因此，在情緒加工過程中，杏仁核到感覺皮層的直接投射增強了注意機制，同時也可能支持了注意系統(tǒng)（額頂葉）的并行加工，這表明杏仁核的激活與注意力增強有關，并且是顯著性增強信息保留的一部分。除了在記憶編碼過程中對情緒化的內容有注意力偏向之外，已有研究發(fā)現(xiàn)情緒性喚醒經歷會誘導腎上腺應激激素的釋放，隨后激活BLA中的β-去甲腎上腺素受體，釋放BLA中的腎上腺素和糖皮質激素，同時增強情緒體驗的記憶鞏固。因此有證據(jù)可以表明，通過釋放應激激素和與杏仁核激活相關的應激活化神經遞質的調節(jié)，可以增強由情緒化喚醒體驗所刺激的新記憶的鞏固。BLA包含了基底杏仁核 (BA) 和外側杏仁核 (LA)，它們可以投射到許多參與學習、和記憶的腦區(qū)，包括海馬和PFC。然而，壓力和情緒并不總能誘發(fā)新信息的強烈記憶。事實上，有研究發(fā)現(xiàn)在某些與情緒和長期壓力相關的條件下，它們還會抑制工作記憶和長時記憶。因此，理解、管理、調節(jié)情緒對于強化學習項目的開發(fā)至關重要，因它們些在不同類型的壓力下對學習、記憶有顯著的影響。前額葉皮質（PFC）與高級認知功能相關，例如對未來的預測和規(guī)劃。此外，它也被認為是選擇性注意的控制中心，在工作記憶以及語義加工、認知控制、問題求解、推理、情緒加工中起著關鍵作用。PFC連接邊緣系統(tǒng)中的皮層下區(qū)域，包括杏仁核和內側顳葉的各個部分。PFC在工作記憶和情緒加工中的參與同內側顳葉結構密切關聯(lián)，對長時記憶的編碼和檢索、自我參照加工有決定性的影響。在結構上，PFC分為五個子區(qū)域：前部、背外側、腹外側、內側和眶額部。內側前額葉皮質（mPFC）與反映愉快/不愉快經歷的認知期望的預期反應（評估獎勵/厭惡的刺激來產生情緒反應）相關。具體來說，在重新評估的期間就可以注意到mPFC的激活增加，這與消極情緒對主觀體驗的抑制也有關。此外，一項功能性核磁研究發(fā)現(xiàn)在加工情緒化刺激的時候，背內側前額葉皮層的激活水平與情緒效價的關系為：(i) 正激活與積極效價相關，(ii) 負激活與消極效價相關。類似地，與非情緒化的判斷相比，使用國際情感圖片系統(tǒng)(IAPS)的情緒-非情緒判斷任務表明在情緒化判斷時，mPFC的激活，特別是腹內側前額葉皮層和背內側前額葉皮層的激活更強。然而，在非情緒化的判斷中，外側前額葉皮層（腹外側與背外側）中觀察到了相反的關系。這些研究表明，在加工情緒和認知任務的需求時，背側與外側的神經系統(tǒng)的認知和情緒加工之間存在互惠的交互作用。一些研究報告了外側前額葉皮層中強烈的認知-情緒相互作用，伴隨著背外側前額葉皮質（DLPFC）的活動增強，這在情緒加工的自上而下調節(jié)中起著關鍵作用。這表明調節(jié)機制加工情緒內容時注意力控制增強了。例如，有研究發(fā)現(xiàn)認知任務需要在工作記憶中主動保留，指出受試者在延遲期記憶情緒效價信息時，該過程會受到情緒化刺激的影響。該研究結果顯示，面對令人愉悅的IAPS圖像時右側DLPFC的激活增強，而令人不悅的圖像會產生相反的效果。這可以解釋為在加工積極的情緒刺激時，與工作記憶相關的活動增強，從而導致工作記憶中積極情緒刺激的保持。該研究還發(fā)現(xiàn)與不愉快的情緒相比，在愉快時DLPFC助力了長時記憶表現(xiàn)的提高，這與更強的項目關聯(lián)與工作記憶的信息組織有關。Wager等人研究了前額葉皮質在情緒調節(jié)中的作用，發(fā)現(xiàn)右腹外側前額葉皮質（VLPFC）通過兩個獨立的皮層下通路為情緒再評估與學習過程提供認知資源：（i）通過伏隔核的通路負責提高再評估的成功率（抑制消極情緒）；（ii)通過腹側杏仁核的通路負責降低再評估的成功率（支持消極情緒）。這一結果表明VLPFC通過從記憶中檢索合適的信息來調節(jié)情緒反應（減少消極評價、產生積極評價）。研究發(fā)現(xiàn)情緒內容的某些特征通過引導高水平的注意力、特殊性（distinctiveness）和信息組織來調節(jié)對選擇性信息的編碼和檢索，從而增強對復雜事件的情緒內容的回憶。因此，對情緒信息的額外關注似乎增強了長時記憶，與消極情緒相比，積極情緒產生更顯著的影響。關于情緒對記憶的影響，有研究使用即時（20 秒后）與延遲（50 分鐘后）測試范式進行研究，結果表明與延遲測試相比，被試在即時測試中能更好地回憶消極情緒刺激，這是因為注意力分配給了編碼，而延遲測試證明了杏仁核在調節(jié)情緒刺激記憶的鞏固中的作用，因為選擇性注意力推動了情感化材料的優(yōu)先分配。同時，對信息的區(qū)分和組織可以提高記憶，因為編碼過程中的特質和同質細化可以作為檢索的線索，從而提高正確回憶的可能性。Dolcos等人也有相同的發(fā)現(xiàn)，他們提出情緒的調節(jié)效應（emotional mediation effect）來自于前額葉皮質的活動，該效應與認知功能有關，并隨后增強記憶的形成。表格1總結了與前額葉皮質各子區(qū)域和相應的Brodmann區(qū)相關的認知-情緒功能。總之，這些發(fā)現(xiàn)表明前額葉皮質是形成與檢索長時記憶的認知與情緒加工的關鍵成分。表格1 前額葉皮層(Brodmann區(qū)劃分)的相關認知與情緒功能6.不同形態(tài)的情緒刺激對學習、記憶的作用如上所述，已有證據(jù)顯示加工情緒中的效價和喚醒的神經機制包含了杏仁核和PFC，其中杏仁核負責情緒喚醒刺激，PFC負責非喚醒的情緒效價刺激。目前研究主要討論情緒化圖像加工的神經機制，不過近期的神經影像學研究調查了更廣泛的視覺情緒刺激，包括單詞、圖片、電影片段（、人臉，研究其情緒加工的神經關聯(lián)以及情緒對后續(xù)記憶的影響。這些研究提供了非常有用的補充信息，助力于未來的多媒體教育內容（文字、圖片的組合）的情緒作用的研究。一項事件相關核磁研究檢查了情緒化圖片、詞語的神經關聯(lián)，兩種材料都設置了積極、消極效價，且以中性情緒內容為基線（“條件刺激”/1-9分，1-消極消極啊，5-不激活情緒效價，9-積極消極），所有材料在喚醒程度上持平。研究要求受試者將每個刺激評價為有活力/無活力的或常見/不常見的。研究結果顯示積極、消極效價的圖片和詞語都激活杏仁核，加工不同類型的情緒刺激時，在杏仁核觀察到了偏側效應。左側杏仁核對文字有反應，而右側和/或雙側杏仁核對圖片有反應。此外，相較于情感化詞語，被試對情感化圖片更敏感。mPFC在加工積極刺激時的反應較消極刺激更為強烈，而VLPFC對消極刺激更強烈。研究者認為與喚醒相關的反應發(fā)生在杏仁核、背內側PFC、腹內側PFC、前顳葉和顳枕交界處，而與效價相關的反應則與外側PFC 、mPFC 相關，其中外側PFC負責消極刺激，mPFC負責積極刺激。杏仁核激活的偏側化也在其他研究中有所發(fā)現(xiàn)，這些研究同樣顯示了左側杏仁核對單詞有反應、右側杏仁核對圖像有反應。不過，更多研究表明，偏側化可能受性別、個性、心境、年齡、睡眠、受試者對刺激的認識 、壓力和其他變量的影響，未來研究應考慮到這些因素。(vmPFC-腹內側前額葉皮層; dmPFC-背內側前額葉皮層; VLPFC-腹外側前額葉皮層; EPN-早期后葉負波; LPC-晚期正成分電位)不同的功能性神經成像技術如fMRI、PET和fNIRS可用于測量認知-情緒相互作用相關腦區(qū)的血流動力學反應（間接測量），EEG用于測量相關的電生理反應（直接測量）。每種技術都有其優(yōu)、缺點，如下所述。fMRI是一種廣泛使用的功能性神經成像工具，其用于繪制腦區(qū)激活圖，提供高空間分辨率（毫米級）。fMRI通過測量局部氧合血紅蛋白與脫氧血紅蛋白比率的變化來間接測量血液動力學反應，通常稱為血氧水平依賴 (BOLD) 信號。不過，盡管被廣泛使用，fMRI依然存在一些限制，例如時間分辨率差、實驗成本高，以及在電磁屏蔽房間中很難讓受試者保持靜止。此外，fMRI在代謝方面稍顯遲緩，因為BOLD信號在一開始會下降，隨后信號的增加延遲2-3秒，大約需要6-12秒到達峰值，反映刺激激發(fā)的神經反應。這意味著fMRI的時間分辨率（秒級）不如與電生理技術（毫秒級，且因為與 PET相比代謝緩慢，fMRI也不是一種很好的皮層下區(qū)域（中腦和腦干）可視化技術。PET也是一種功能性神經成像工具，通過測量葡萄糖代謝或局部腦血流量 (rCBF) 來繪制CNS生理學和神經激活圖。PET使用正電子放射性核素，如氟化脫氧葡萄糖（18F-FDG） 和15O-水等。該技術可以識別愉快、不愉快和中性情緒相關的神經網(wǎng)絡。目前發(fā)現(xiàn)了mPFC、丘腦、下丘腦和中腦的rCBF增加與愉快、不愉快的情緒加工有關，而只有不愉快情緒與雙側OTC、小腦、左海馬旁回、海馬、杏仁核有關；此外尾狀核與愉快情緒有關。盡管PET掃描有相對較好的空間分辨率，但它與EEG相比成本高、時間分辨率低，與fMRI相比是侵入性的技術。此外，與fMRI相比，PET往往能更好地激活中腦、腦干中更古老的腦區(qū)。因此PET通常用于癌癥、神經系統(tǒng)疾?。ɡ绨d癇和阿爾茨海默?。┖托呐K病的臨床診斷。EEG通過在頭皮放置電極來記錄腦電活動獲得毫秒級的高時間分辨率，同時具有便攜、成本較低、非侵入性的優(yōu)點。此外，大量研究發(fā)現(xiàn)EEG可用于檢測CNS的認知和情緒加工。EEG提供了全面的特征提取和分析方法，包括功率譜分析、EEG相干性、相位延遲和交叉功率分析。EEG研究還揭示了在回避（withdrawal/avoidance）過程中前額葉區(qū)域alpha波的不對稱性。引入了額葉不對稱指數(shù)（frontal asymmetry index），電極選擇同源對（F3-F4/F7-F8）。因此，正值表示與積極情緒/接近的動機相關的左額葉活動，負值表示與消極情緒/回避的動機相關的右額葉活動。[技術限制與改進]盡管如此，EEG的空間分辨率低于fMRI、PET，約5至9厘米。皮層、硬腦膜、顱骨和頭皮的不同體積傳導效應導致與電磁場模式的不精確定位會導致頭皮電位失真曲。隨后的研究表明，使用高分辨率EEG（通過高密度電極陣列增加空間采樣率）和表面拉普拉斯估計和皮層成像可以提高EEG的空間分辨率，整合多種成像技術提供補充信息也可以達到同樣的效果，例如 EEG-fMRI和EEG-fNIRS技術。fNIRS是一種新興的非侵入式成像技術，成本相對較低且便攜，可用于繪制大腦激活相關的血流動力學反應。fNIRS使用放置在頭皮上的光極（發(fā)射器和接受器）測量皮層區(qū)域含氧血紅蛋白(oxy-Hb)與脫氧血紅蛋白(deoxy-Hb)的濃度變化。fNIRS無法用于檢測皮質下區(qū)域，僅限于皮層活動的可視化，且研究發(fā)現(xiàn)其只能顯示葡萄糖、氧氣消耗增加相關的大腦活動。當腦血流量和氧氣輸入超過了目前的氧氣消耗量時，我們能夠通過光學穿透來測量局部的腦血氧變化。不少使用fNIRS的研究調查了任務表現(xiàn)相關的神經反應，包括鍛煉、認知負荷、精神障礙、情緒加工和衰老 。上一節(jié)介紹了大腦測量情緒性刺激的神經反應的成像技術，區(qū)間為加工工作記憶、形成長時記憶的期間。本節(jié)介紹了實驗設計與擬定時建議考慮的六個關鍵因素。許多研究報告了情緒加工的一系列個體差異之外的其它個體差異影響，包括人格特質、智力、性別。此外，性激素和人格特質（例如外向性、神經質）似乎會影響個體對情緒刺激的反應，并且會調節(jié)情緒加工。心理測試可以進行適當?shù)暮Y選，以及在性別方面平衡實驗組，幫助消除個體差異對實驗結果的影響。研究表明與年輕人相比，老年人對心理壓力和情緒體驗的熟悉度更高，因此在情緒加工、情緒控制方面會產生積極的偏向。因此，認知和情緒的研究都應考慮到樣本人群中被試的年齡。實證研究選擇的情緒刺激通常分為兩類：（1）離散情緒，（2）以效價、喚醒、支配和熟悉度衡量的情緒。后者包括IAPS圖片和ANEW詞匯，它們都可用于非商業(yè)研究。情緒化刺激的合理選擇也相當重要，決定了研究能否有效測量學習、記憶中的情緒加工。此外，刺激類型也決定了刺激呈現(xiàn)的持續(xù)時長，特別是涉及情緒喚醒的實驗任務。不少自我評估方法可用于測量個體的情緒狀態(tài)。最廣泛使用的方法是自我評估模型 (SAM)、語義差異 (SD) 量表和李克特量表。SAM是一種非語言圖像評估技術，其直接測量被試對情緒刺激的效價、喚醒和支配的反應。SD量表由一組雙極形容詞組成，用于主觀評價圖像刺激。李克特的多點量表允許被試對自己的情緒反應進行評分。如果一項研究不需要評估不同的情緒狀態(tài)，而是涉及對情緒的兩個主要維度（積極、消極效價）的評估，則推薦使用積極和消極情緒量表（PANAS）。選擇最合適的自我評估方法也是一項相當重要的任務，也是實驗設計的重要組成部分。如上文所述，EEG（直接）和fMRI/PET/fNIRS（間接）兩種類型的腦成像技術各有其優(yōu)缺點。為了克服技術的限制，目前我們可以同時使用兩種技術或將其組合（如EEG-fMRI或EEG-fNIRS）以進行數(shù)據(jù)的補充。雖然功能性神經成像技術可以識別不同情緒狀態(tài)的神經相關，但深部腦刺激 (DBS) 和連接圖等技術可以提供新的機會來理解情緒及相應的心理反應。認知和情緒的神經科學研究需要合適的任務設計，必須考慮到環(huán)境因素、倫理問題、記憶范式、認知任務難度和情緒喚醒任務的強度。大量研究證據(jù)表明，與中性事件相比，情緒化的事件能被更清晰、準確地記住，且記憶時間更長。情緒記憶增強似乎涉及到了認知和情緒神經網(wǎng)絡的整合，其中杏仁核的激活增強了情緒喚醒刺激的加工，同時還調節(jié)了增強記憶鞏固及其他與記憶相關的腦區(qū)，特別是杏仁核、海馬、MTL ，以及視覺、額葉和頂葉皮質。同樣，PFC的激活也增強了認知功能，例如影響工作記憶的戰(zhàn)略和語義加工，也促進了長時記憶的形成。先前研究主要使用標準化的情緒化視覺或聽覺刺激，如圖片、文字、面部表情和電影片段，基于IAPS、ANEW和POFA數(shù)據(jù)庫選擇材料。進一步的研究通常集中在個體在經過控制的實驗環(huán)境對情緒化刺激的記憶（刻意/偶然的情景記憶范式）。目前據(jù)我們所致，很少有客觀研究使用腦成像技術來檢查教育環(huán)境中學習材料的語義記憶。此外，尚未明確人類的學習和記憶中情緒的影響是積極情緒促進、消極情緒損害學習還是相反的效果。因此，未來研究中應該解決以下幾個問題：（iii）如何開發(fā)結合情感、動機來改善教育實踐、成果、工具的方法。使用教育學習材料進行情緒研究可以為設計新教育課程的提供有益信息，以獲得更有效的教學效果，建立更好的學習環(huán)境。因此，想了解情緒如何影響學習和記憶，需要從進化學的角度考慮CNS情緒-情感過程的嵌套層次結構以及大規(guī)模的網(wǎng)絡（包括中腦的PAG和VTA、基底神經節(jié)（杏仁核和伏隔核）、島葉、間腦（通過外側和內側下丘腦和內側丘腦的扣帶回和內側額葉皮層）、MTL，包括負責陳述性記憶的海馬、內嗅皮層、周圍皮層、海馬旁皮層）。此外，基本情緒“探索”產生積極的主觀情緒狀態(tài)—積極的期望、熱情的探索、希望，顯然啟動了大腦的學習和記憶。所有認知活動都是由基本情緒和內穩(wěn)態(tài)的需求（動機驅動）從“底層”開始驅動的，這些為了生存進行的環(huán)境探索事件同時也促進二級過程的學習與記憶。如需原文及補充材料請?zhí)砑铀加翱萍嘉⑿牛?/span>siyingyxf或18983979082獲取,如對思影課程及服務感興趣也可加此微信號咨詢。另思影提供免費文獻下載服務，如需要也可添加此微信號入群，原文也會在群里發(fā)布，如果我們的解讀對您的研究有幫助，請給個轉發(fā)支持以及右下角點擊一下在看，是對思影科技莫大的支持，感謝！歡迎瀏覽思影的數(shù)據(jù)處理業(yè)務及課程介紹。（請直接點擊下文文字即可瀏覽思影科技所有的課程，歡迎添加微信號siyingyxf或18983979082進行咨詢，所有課程均開放報名，報名后我們會第一時間聯(lián)系，并保留已報名學員名額）：
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