因果学习和推理的认知神经机制和心理病理学研究

The ability of causal learning and reasoning are the core of accessing and applicating knowledge. These and many other cognitive achievements, including scientific resarch, depend on the ability to learn and reason about cause-effect relations. However, it is still unclear to us what are the essence and neurobiological mechanism of causal learning and reasoning, which make it very difficult to apply this knowledge to mental health domains. Based on developmental cognitive neuroscience and psychopathological studies, we seek to answer the following four questions through this project. First, how do people predict the causality based on priori knowledge? We mainly focus on the causal learning and reasoning under different information and causal structure. Second, how do human correctly infer causality from observation data? We mainly focus on the psychological effects in causal learning and reasoning, as well as the interactions among covariation and control, intervention, time and order, and pre-stored knowledge. Third, how do people effectively find and assess the reasons about the results? We mainly focus on the neuropathological mechanisms of causal asymmetry, and the asymmetrical representations of inductive and deductive judgments. Fourth, what is the relationship between the causal learning (reasoning) and mental health? We mainly focus on the relationship among emotional content, reasoning strategy, attribution style and psychopathological characteristics. Therefore, these studies have a contribution to improve scientific research and human core cognitive ability, as well as the children's education and human mental health.

因果学习和推理既是人类发现知识和运用知识的核心过程，也是科学研究赖以开展的关键思维活动。由于其自身的复杂性，因果学习和推理的心理过程及其神经机制研究还不够深入，也很少将其应用到心理健康领域。本项目从发展认知神经科学和病理学角度，从四个方面开展相关研究：第一、个体如何根据先验知识预测因果关系？主要探讨不同背景信息和因果结构下的因果学习和推理。第二、人们如何从观察数据中正确推论因果关系？主要探讨归纳判断的心理效应，以及共变关系、时间顺序、干预和先验知识的相互作用问题。第三、个体如何根据结果有效地寻找和评估原因？主要探讨因果不对称效应，以及归纳判断和演绎判断不对称性的认知神经病理机制。第四、因果学习和推理与心理健康有何关系？主要探讨情绪内容、推理策略和归因方式与心理病理特征之间的关系。因此，本研究有助于人类核心认知能力的提高和科学研究的开展，同时对儿童教育和心理健康领域也具有重要的应用价值。

因果学习和推理既是人类发现知识和运用知识的核心过程，也是科学研究赖以开展的关键思维活动。由于其自身的复杂性，因果学习和推理的心理过程及其神经机制研究还不够深入，也很少将其应用到心理健康领域。本课题的初衷，是将整体研究取向与过程研究取向结合起来，从预测推理、归纳推论、由果溯因和诊断性推理、以及预测推理和因果归因出发，尝试使用一个一般框架来描述因果学习和推理的认知加工过程，并在不同的简单任务中探讨过程的认知神经机制。为此，我们从以下方面出发，初步探讨了因果学习和推理的时间进程。.（1）从因果知觉出发，探讨了不同背景信息下因果学习的认知神经机制。研究发现，方块碰撞背景和同极磁铁排斥背景下，大学生对物体相互作用的判断有不同影响，这种背景调节作用主要反映在N1，P2和P3成分上。.（2）从语义关系加工出发，探讨了语义记忆中因果关系加工的神经基础。研究发现，因果关系的加工与语义整合和角色绑定有关，且其加工具有不对称性，这些过程主要反映在N400和额部负波上。.（3）从概念层级和典型性出发，探讨了基于类别的归纳推理的时间进程。研究发现，类别成员典型性（一般、典型和非典型）及其概念层级（上位、基位和下位）对归纳判断力度有重要影响，主要反映在P2，P3，N400和LPC上。.（4）从规则获得出发，探讨了推理过程中数字规则预期的电生理特征。研究发现，与可预期的简单规则相比，不可预期的复杂规则诱发了更大N2和LPC，以及更小的P300。.（5）我们对成人因果学习和推理的一般框架和核心模型进行了系统总结，后续将以学术专著的形式出版。然而关于儿童因果学习和推理的一般框架目前还不清楚，还需要后续发展神经机制研究的支持。