神經(jīng)科學(xué)在軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用及發(fā)展

彭月平 秦軍

(武警工程大學(xué)，陜西西安 710086)

神經(jīng)科學(xué)在軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用及發(fā)展

彭月平 秦軍

(武警工程大學(xué)，陜西西安 710086)

近年來(lái)，神經(jīng)科學(xué)的深入研究與快速發(fā)展為軍事學(xué)研究領(lǐng)域提供了一種全新的認(rèn)識(shí)和發(fā)展方向，大力推動(dòng)了軍事領(lǐng)域的重大變革，深刻影響著未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的作戰(zhàn)方式和作戰(zhàn)形態(tài)。本文通過對(duì)近年來(lái)文獻(xiàn)分析，介紹了神經(jīng)科學(xué)的研究進(jìn)展，及其在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展。

神經(jīng)科學(xué)；認(rèn)知；軍事；應(yīng)用

近年來(lái)，學(xué)科發(fā)展具有綜合與交叉特性，一些學(xué)科在發(fā)展過程中，不斷與其他相關(guān)學(xué)科進(jìn)行交叉融合，產(chǎn)生了許多新興交叉學(xué)科。以神經(jīng)科學(xué)為基礎(chǔ)，相繼產(chǎn)生了與之交叉的神經(jīng)動(dòng)力學(xué)、神經(jīng)心理學(xué)、神經(jīng)信息學(xué)、神經(jīng)經(jīng)濟(jì)學(xué)、神經(jīng)管理學(xué)、神經(jīng)營(yíng)銷學(xué)、神經(jīng)決策學(xué)，以及神經(jīng)金融學(xué)等許多新興學(xué)科[1，2]。2009年5月，美國(guó)科學(xué)院發(fā)表了一份由美陸軍資助的名為《Opportunities in Neuroscience for Future Army Applications》的研究報(bào)告，該報(bào)告指出：神經(jīng)科學(xué)，特別是認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的發(fā)展，不僅為學(xué)習(xí)、記憶、決策、睡眠，以及應(yīng)激或極端困難條件下作業(yè)或訓(xùn)練等傳統(tǒng)軍事領(lǐng)域提供了全新的認(rèn)識(shí)與方向，而且還開辟了腦——機(jī)接口、神經(jīng)狀態(tài)生物標(biāo)志物和士兵精神，以及認(rèn)知適應(yīng)等許多新興軍事應(yīng)用領(lǐng)域[3，4]，這預(yù)示著神經(jīng)科學(xué)與軍事學(xué)正在相互滲透融合，孕育著一個(gè)新興交叉學(xué)科研究領(lǐng)域—基于神經(jīng)科學(xué)的軍事學(xué)，即神經(jīng)軍事學(xué)。本文通過對(duì)近年來(lái)文獻(xiàn)調(diào)查分析，介紹神經(jīng)科學(xué)(主要是認(rèn)知神經(jīng)科學(xué))，及其在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展。

1 神經(jīng)科學(xué)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展

人的行為活動(dòng)來(lái)自于人腦的決定，從本質(zhì)上講，人腦活動(dòng)過程其實(shí)是一個(gè)信息處理加工過程。神經(jīng)科學(xué)(或稱為腦科學(xué))是研究人腦結(jié)構(gòu)及其功能的形成機(jī)理，主要有兩個(gè)研究方向：微觀結(jié)構(gòu)研究方向，腦功能區(qū)域活動(dòng)及其腦功能形成機(jī)理的研究方向。微觀結(jié)構(gòu)研究方向包括兩個(gè)關(guān)鍵層面：一是神經(jīng)元層面，主要進(jìn)行基于神經(jīng)元模型的腦功能研究；二是比神經(jīng)元層面，即基因?qū)用嫔吓c腦功能關(guān)系研究。腦功能區(qū)域活動(dòng)及其腦功能形成機(jī)理方向的研究?jī)?nèi)容主要包括：對(duì)認(rèn)知(主要包括知覺、記憶、注意，以及語(yǔ)言等)、運(yùn)動(dòng)、情感，以及意識(shí)等的研究。認(rèn)知科學(xué)是基于認(rèn)知心理學(xué)，并綜合了心理學(xué)、語(yǔ)言學(xué)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，以及人工智能等多個(gè)學(xué)科后形成的一門新興交叉學(xué)科。其目標(biāo)宗旨是研究人類認(rèn)知機(jī)理與規(guī)律，主要包括學(xué)習(xí)與記憶、知覺與注意、分析與情感、智能推理、語(yǔ)言理解、知識(shí)獲得，以及運(yùn)動(dòng)控制等；主要研究層面為認(rèn)知心理與認(rèn)知機(jī)理，但也可深入到腦生理層面進(jìn)行研究。19世紀(jì)70年代，認(rèn)知科學(xué)與神經(jīng)科學(xué)進(jìn)一步交叉融合，就誕生了一門新興交叉學(xué)科—認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)，其主要研究?jī)?nèi)容是在腦神經(jīng)層面上研究和解決認(rèn)知(包括注意、記憶、語(yǔ)言、意識(shí)等人腦功能)問題。

圍繞神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的研究工作一直十分活躍，特別是進(jìn)入二十世紀(jì)以來(lái)，世界各國(guó)投入了大量財(cái)力和人力對(duì)神經(jīng)科學(xué)相關(guān)重大問題進(jìn)行研究[2]。美國(guó)和歐洲分別于1990年和1991年推出“腦十年計(jì)劃”項(xiàng)目；日本也不甘示弱，于1996年提出了“腦科學(xué)時(shí)代計(jì)劃”項(xiàng)目，該項(xiàng)目研究過程分為“認(rèn)識(shí)腦、“保護(hù)腦”，以及“創(chuàng)造腦”三個(gè)階段。國(guó)際神經(jīng)學(xué)工作組于1998年啟動(dòng)了與人類基因組計(jì)劃對(duì)應(yīng)的人類腦計(jì)劃(Human Brain Project)，該計(jì)劃最終目標(biāo)是通過研究人腦功能建立人類腦功能信息庫(kù)。美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)(NSF)和美國(guó)商務(wù)部(DOC)在2002年，共同提出人類素質(zhì)提高聚合技術(shù)計(jì)劃(Convergent Technology for Improving Human Performance)，該計(jì)劃核心思想是以認(rèn)知科學(xué)為先導(dǎo)，以納米科技為制造基礎(chǔ)，并采用生物技術(shù)和生物醫(yī)學(xué)實(shí)現(xiàn)，最后利用信息技術(shù)來(lái)控制。目前還在執(zhí)行的人類前沿科學(xué)計(jì)劃(Human Frontier Science Program)的十二個(gè)焦點(diǎn)研究問題中，其中的知覺與認(rèn)知、運(yùn)動(dòng)與行為、記憶與學(xué)習(xí)，以及語(yǔ)言與思維這四個(gè)問題就與腦認(rèn)知緊密有關(guān)。

我國(guó)也非常重視神經(jīng)科學(xué)問題的研究及應(yīng)用，從上世紀(jì)70年代就已經(jīng)開始應(yīng)用ERP和fMRI等先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行相關(guān)神經(jīng)科學(xué)問題的研究和解決。特別是進(jìn)入二十一世紀(jì)以后，建立了許多跨學(xué)科的與神經(jīng)科學(xué)/認(rèn)知科學(xué)相關(guān)的研究機(jī)構(gòu)或組織，值得一提的是，2005年，經(jīng)國(guó)家科技部批準(zhǔn)，兩個(gè)與認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)緊密相關(guān)的國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室也相繼建立。我國(guó)于2006年提出的《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006～2020年)》，其中將認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)作為重大戰(zhàn)略發(fā)展科技領(lǐng)域，該綱要指出：腦科學(xué)與認(rèn)知科學(xué)是亟需解決的八大科學(xué)前沿問題之一，重點(diǎn)解決學(xué)習(xí)記憶和思維等腦高級(jí)認(rèn)知功能的過程及其神經(jīng)基礎(chǔ)這一基本問題。目前，我國(guó)學(xué)者對(duì)認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)也進(jìn)行了廣泛而深入的研究，主要集中在視覺、記憶、注意認(rèn)知以及語(yǔ)言等方面，與國(guó)際相比整體水平還有差距，但在許多交叉研究領(lǐng)域還是取得了一些優(yōu)秀成果。

必須指出的是，雖然世界各國(guó)對(duì)神經(jīng)科學(xué)相關(guān)問題進(jìn)行了深入的研究和討論，也取得了豐富的研究成果，但關(guān)于人腦的關(guān)鍵問題，如思維、記憶以及睡眠等一些與大腦息息相關(guān)的重要科學(xué)問題，至今仍未解決。

2 神經(jīng)科學(xué)在軍事領(lǐng)域的滲透及應(yīng)用

神經(jīng)科學(xué)，特別是認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的快速發(fā)展，不僅為人類認(rèn)識(shí)和解決自身神經(jīng)精神相關(guān)問題提供理論支持和實(shí)踐指導(dǎo),同時(shí)也為其在軍事領(lǐng)域應(yīng)用展現(xiàn)了的廣泛應(yīng)用前景,其研究成果和飛速發(fā)展將可能推動(dòng)軍事領(lǐng)域的重大變革。近年來(lái)，美國(guó)、俄羅斯、英國(guó)，以及日本等世界軍事強(qiáng)國(guó)對(duì)神經(jīng)科學(xué)，特別是認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)十分關(guān)注，在軍事領(lǐng)域應(yīng)用方面已經(jīng)取得了重大的進(jìn)步，已經(jīng)突破了慣常的戰(zhàn)爭(zhēng)樣式。

美國(guó)作為世界頭號(hào)軍事強(qiáng)國(guó)，非常重視神經(jīng)科學(xué)，特別是認(rèn)識(shí)神經(jīng)科學(xué)理論及技術(shù)的研究與應(yīng)用，目前已有部分研究成果已在軍事活動(dòng)中進(jìn)行了成功應(yīng)用。美國(guó)分別于2008年和2009年發(fā)表了《新出現(xiàn)的認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)與相關(guān)技術(shù)》和《神經(jīng)科學(xué)未來(lái)軍事應(yīng)用機(jī)遇》兩本研究報(bào)告，指出了神經(jīng)科學(xué)及其相關(guān)技術(shù)在軍事領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用前景。目前，美軍在(認(rèn)知)神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的研究工作主要從兩個(gè)方面展開：一是從敵人入手，能夠有效地殺傷敵人，主要開展鎮(zhèn)靜劑、神經(jīng)實(shí)效劑等非殺傷性武器的研究。二是從自身入手，提升自身的戰(zhàn)斗力,主要進(jìn)行預(yù)防和救治神經(jīng)或精神系統(tǒng)傷病、武器裝備的認(rèn)知和智能操作，以及提高自身認(rèn)知能力等。美軍神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的研究課題主要由國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局來(lái)資助，例如美軍的“士兵轉(zhuǎn)型”研究計(jì)劃,該項(xiàng)目通過一序列基于神經(jīng)科學(xué)的科學(xué)訓(xùn)練，在極短時(shí)間內(nèi)，將剛?cè)胛榈男卤杆俎D(zhuǎn)變?yōu)榫哂休^高認(rèn)知能力和適應(yīng)能力，以及具有一定戰(zhàn)斗力的職業(yè)軍人；該計(jì)劃還將職業(yè)老兵的成功戰(zhàn)斗經(jīng)驗(yàn)和思想通過訓(xùn)練在短時(shí)間內(nèi)傳授給剛?cè)胛榈男卤?。近年?lái)，美軍聯(lián)合軍隊(duì)內(nèi)部各個(gè)相關(guān)機(jī)構(gòu)成立了“認(rèn)知與神經(jīng)科學(xué)工藝學(xué)技術(shù)協(xié)作”團(tuán)體,該組織利用計(jì)算仿真、遺傳學(xué)以及神經(jīng)計(jì)算學(xué)等多種理論和方法來(lái)分析和確定影響士兵任務(wù)決策的精神狀態(tài)及個(gè)體差異、戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下神經(jīng)活動(dòng)過程的個(gè)性化分析技術(shù)，以及優(yōu)化武器裝備與士兵間的信息傳輸與處理等。

3 基于神經(jīng)科學(xué)的軍事學(xué)研究趨勢(shì)和發(fā)展方向

近年來(lái)，隨著腦科學(xué)研究技術(shù)和手段的發(fā)展，神經(jīng)科學(xué)的研究成果在為人類和社會(huì)發(fā)展打開廣闊應(yīng)用前景的同時(shí)，也為軍事領(lǐng)域的應(yīng)用提供了新的認(rèn)識(shí)和發(fā)展方向，大力推動(dòng)了軍事領(lǐng)域的技術(shù)變革，深刻影響著未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的作戰(zhàn)方式和作戰(zhàn)形態(tài)，不僅包括軍事決策、訓(xùn)練、作業(yè)等傳統(tǒng)軍事領(lǐng)域，而且也包括了軍人精神/神經(jīng)生物基礎(chǔ)、武器裝備的腦—機(jī)接口、戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的認(rèn)知適應(yīng)等許多新興軍事交叉領(lǐng)域[5]。

正如美國(guó)科學(xué)院發(fā)表的《神經(jīng)科學(xué)未來(lái)軍事應(yīng)用機(jī)遇》報(bào)告所指出那樣[3]，神經(jīng)科學(xué)在軍事領(lǐng)域未來(lái)研究的主要發(fā)展方向如下：一是發(fā)現(xiàn)和確定士兵操控狀態(tài)效能相關(guān)的神經(jīng)標(biāo)志物理量，主要包括三個(gè)方面：(1)基因、蛋白質(zhì)，以及小分子標(biāo)志物；(2)神經(jīng)成像技術(shù)，包括士兵訓(xùn)練、可視領(lǐng)域跟蹤等；(3)士兵神經(jīng)—行為的電生理學(xué)指標(biāo)。二是利用個(gè)體差異性優(yōu)化整體作戰(zhàn)能力，主要包括兩個(gè)方面：(1)個(gè)體差異性和能力如何影響部隊(duì)；(2)行為的文化差異性與神經(jīng)相關(guān)性。三是從神經(jīng)科學(xué)一體化融合視角分析和解決問題。四是獲取識(shí)別敵方行為新方法的研究。

[1]馬慶國(guó)，王小毅．認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)、神經(jīng)經(jīng)濟(jì)學(xué)與神經(jīng)管理學(xué)[J]．管理世界，2006，10：139-149．

[2]周曉宏，馬慶國(guó)，陳明亮．神經(jīng)管理學(xué)及其相關(guān)研究[J]．中國(guó)科技論壇，2009，7：100-112．

[3]National Research Council.Opportunities in neuroscience for future army applications[M].National Academies Press，2009.

[4]樓鐵柱，張音，高云華．認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的軍事應(yīng)用前景分析[J]．軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院院刊，2010，34：101-104.

[5]馮正直,張睿．軍事認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究進(jìn)展[J]．第三軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，20：2129-2133.

彭月平(1974.2—)，男，漢族，副教授，博士，主要從事教學(xué)和科研工作。

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A

1003-5168(2014)04-0245-02