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行为遗传学研究方法范文1
课题类别:教育部青年专项
学科分类:教育心理
课题负责人:王美萍
工作单位:山东师范大学心理学院 250014
青少年期亲子关系的发展特点及其与青少年社会适应的关系是家庭与儿童发展,尤其是青少年社会性发展研究领域的重要内容。行为遗传学领域的资料显示,个体进入青春期后,随着年龄的增长,基因对亲子关系的影响逐渐增强。遗传因素对青少年的抑郁、焦虑、攻击行为、退缩行为、亲社会行为等具有不同程度的影响,一些对家庭环境的测量也显示出遗传因素的作用。
本课题的主要研究目标:
1.采用新的统计分析方法(SRM)深入细致地考察青少年与父母关系的特点
2.运用行为遗传学的研究模式,剖析亲子关系与青少年社会适应联系的内部机制
本课题的主要研究内容:
1.青少年期亲子关系发展特点的SRM分析
(1)亲子冲突的SRM分析
(2)亲子沟通的SRM分析
(3)亲子亲合的SRM分析
2.亲子关系与青少年社会适应的行为遗传学分析
(1)亲子关系与青少年社会适应的表型相关分析
(2)不同基因型青少年的社会适应
(3)基因、亲子关系(环境因素)与青少年社会适应关系的作用机制,基因―环境交互作用分析和基因―环境相关分析
中学生学业羞愧情绪研究
课题类别:教育部青年专项
学科分类:教育心理
课题负责人:董 妍
工作单位:中国人民大学心理研究所 100872
本课题以中学生的学习活动为切入口,通过研究中学生学业羞愧的发展特点,学业失败对两类羞愧体验学生的影响,以及学业羞愧影响学业成就的内在机制,最终为培养学生良好的学业羞愧韧性提供理论和实践基础,从而进一步提高中学生的学业成就,促进中学生身心健康和谐发展,并为提高他们的整体心理素质做出贡献。
本课题的主要研究内容:
1.中学生学业羞愧情绪特点的研究
采用问卷与访谈相结合的方法,详细考察中学生学业羞愧情绪的发展特点以及性别差异。
2.学业失败对中学生学业羞愧情绪的影响
采用深入访谈与问卷相结合的方法,详细考察学业失败体验对有学业羞愧体验的中学生有哪些方面的影响。
3.中学生学业羞愧情绪对学业成就的影响
通过横向研究设计,采用问卷法考察学业羞愧情绪通过成就目标、学业效能感、学习策略影响学业成就的模式,揭示学业羞愧情绪影响学业成就的本质。
行为遗传学研究方法范文2
现代医学的研究已经证明，人类的健康取决于人的遗传结构及其与周围生活环境相互作用的平衡。当这种作用达到平衡时，人类处于健康状态，当这种平衡被打破时，人类就出现疾病［1］。将人类疾病按照环境与遗传因素作用的大小来分，可以分为三类，第一类完全由环境因素引起的疾病，如外伤、食物中毒和非正常死亡等；第二类完全由遗传因素引起的疾病，如白化病、进行性肌营养不良等；第三类即由环境与遗传因素共同起作用而引起的疾病，即通常称为复杂疾病。现代医学认为除第一类疾病之外，人类所有疾病的发生、发展和转归都与遗传物质（DNA）的直接或间接变化相关。全球人类基因组计划（HGP）的总负责人、美国著名学者Fran－cisCollins认为现代医学的发展已经进入基因组医学时代（theeraofgenomicmedicine），遗传医学正逐步融入医学科学的主流（mainstream）［2］。一般而言，某一致病基因被发现后，几个月内即可用于临床诊断疾病，而疾病相关基因也只需要2－3年就可用于评估患病风险。应用分子生物学技术进行常见疾病如感染性疾病、遗传性疾病和恶性肿瘤等的诊断，已成为国外医疗机构的常规项目，也是衡量一个城市和地区整体医疗水平的重要指标。在现代医学的教育体系中，医学遗传学渗透到了分子生物学、生物化学、病原生物学、胚胎学、生理学、肿瘤遗传学、药物遗传学、遗传毒理学、细胞遗传学、行为遗传学、表观遗传学和发育生物学等许多相关学科，在基础与临床之间起着一座桥梁的作用，是一门桥梁学科［3］。基于科学技术与医学遗传学迅猛发展的今天，怎样在医学生中开展医学遗传学的教学值得深思。
1合适的教材是教学之根合适的教材是课堂教学的重要保证。国内有许多遗传学专家，其各自编写了不同层次的教材，各有优势，各具特色。例如夏家辉主编的研究生用教材（人卫版）、李璞主编的面向21世纪医学遗传学教材（协和医大版）、陈竺主编的7年制规划教材（人卫版）、傅松滨主编的普通高等教育“十一五”国家级规划教材全国高等医学院校教材、左及主编的5年制统编教材（人卫版）、孙开来主译的由Collins等人撰著的医学遗传学原理（科学版）等，对我国的医学遗传学教育都起了非常重要的推动作用。我们多年来采用傅松滨主编的教材。该书言简意赅、深入浅出、图文并茂、清晰流畅，较受师生欢迎。但上述教科书也存在一定的缺憾。例如，它们均病例病案少，基本以分子遗传与细胞遗传学基础、药物遗传学、生化遗传学、免疫遗传学等主题为切入点的编写方式，使师生感到医学遗传学是将上述各学科硬拉在一起形成的学科，与临床距离远，难以激发学生学习兴趣，不利于教师教学与学生学习。另外，现在的教材中研究前沿成果比较少，特别在临床医学中的应用即解决实际问题的内容非常欠缺，医学遗传学作为基础学科，学生却误认为在临床基本上用不到，很难碰到遗传病，即缺乏实用性的内容。因此传统的教材抑制了学生的学习兴趣、抹杀了医学遗传学在医学中的重要地位，因此急需一本以问题为先导、增加临床病例并附有病案分析的基础与临床相结合的医学遗传学教材的问世。
2高素质的教师队伍是教学之本
医学遗传学是医学基础教学的重要学科，是基础与临床相结合的桥梁学科。高素质的教学队伍是好的教学效果之本，因此，高素质的师资队伍建设显得尤为重要。高素质的教师应从以下几个方面评价：①应具有以人为本、敬业奉献的精神；②应该继续教育与培训，与时俱进，抢占信息技术的制高点；③应该具有扎实的教学基本功，包括有渊博的知识，有很好的表达水平，有较强的综合分析归纳问题的能力，有较强的组织教学能力和科研能力等。作为教师应具有很强的优化教学内容能力，因为医学遗传学的课程课时比较少，内容多，因此要精简浓缩内容。合理利用网络搜索出最近的一些医学遗传学临床病例，及时更新多媒体课件，增加动画、病例图片，提高学生学习兴趣。医学遗传学的发展非常迅速，人类基因组计划，遗传病基因诊断、基因治疗等新的研究进展不断被纳入教学范围，因此及时掌握医学遗传学的最新动态非常重要。而网络资源具备的信息量大，因此教师应该具有较强的利用网络资源的能力，使自己的课堂教学内容丰富、知识量大。多媒体课件的制作、教学设计是关键，因此，教师应该具有较强的制作课件的能力，要通过分析课件的用途，选择合适的软件，确定页面的大小等内容，制作出高质量的多媒体课件。
3教学手段方法是教学之源
传统的教学是“教师、教材、学生”三要素组成的面授填鸭式教学模式，学生的主体作用发挥不大。随着科学技术手段的日新月异，特别是网络的不断普及及素质教育的推广，除了传统的教学以外，一些新的教学方法应该不断地推进到课堂教学当中。首先，应该采用传统的教学与PBL法相结合。由于学生能力在不断地培养之中，医学遗传学课程一般设置在第一、三学期，对于刚进入大学的学生来说，独立学习的能力还欠缺，所以应该在传统教学渗透现代化的教学理念。第二，应该采用病案分析的方法进行教学。医学遗传学是中学所学生物学知识的继续与加深，特别是理科生有一定基础，如果在高等学校学习时只是简单加深，使其误以为医学遗传学知识与中学阶段的生物学知识一样，感觉在“炒现饭”，这样会磨灭学生对这门课程学习的兴趣。在现代遗传学认为“所有疾病都与遗传有关”，典型病例比较多，在讲授知识时引入病例，将学生引入特定的情景中，引导学生对病例进行分析，提出问题，并解决问题。病例教学作为一种生动直观的教学模式，既能加深学生对理论知识的理解和记忆，也有利于实现教学方式从灌输式向启发诱导式的转化，使学生能自觉、主动、创造性的学习，培养学生批判性思维的能力［4］。医学遗传学的研究对象为人类的遗传病，研究遗传因素与疾病的内在联系。因此在讲授各类遗传病时，应引入临床真实病例，使学生在分析讨论过程中理解和巩固基本概念、基础理论，不仅能激发学生的学习兴趣，而且有助于加深学生对疾病本质的认识，培养医学思维。例如，在讲授多基因遗传时，首先给出唇裂腭裂的患者照片，使学生直观感觉认识唇裂腭裂是遗传病，而且是多基因遗传病，同时选取真实病例，譬如王菲的女儿也是其中的患者，以明星效应激发学生兴趣。在课堂上引导学生逐步分析多个家系系谱，使学生理解和掌握多基因遗传病的发病特点等讲授重点和难点。第三，学生参与的互动教学模式。目前的教学模式还是属于灌输式（填鸭式），教学中应充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用，让学生主动去学习知识，真正参与到教学活动中来。在轻松、活跃的课堂氛围中给学生提供展示的平台。例如在教学中可试行学生讲课的方法，选择一章难度较小的章节留给学生讲授，提前一周布置任务，让学生利用课余时间搜集资料，准备课件。例如染色体一章第一节染色体的形态结构与种类内容简单，学生通过查阅资料，准备课件，应该可以更好的理解这堂课的内容。由于平时的教学都是教师教，学生学，因此这种教学形式的偶尔转变有利于提高学生的学习兴趣，同时对参加讲课的学生也是很好的锻炼。最后，基于网络平台的教学应用。现在信息技术深入到我们工作学习生活的各个角落，利用网络平台进行教学势在必行，这也是近几年来教育部为培养高素质人才的要求。因此，未来高校课程必将向着信息化和网络化的方向发展。医学遗传学这门课程也应该顺应网络化的趋势。医学遗传学已经建设成为校优秀课程，我们现在着手进行了网络平台建设，该平台将为师生搭建一个医学遗传学探究式的教与学互动的网络空间，使师生在此平台上互通信息。
4科研是教学之生力军
科研工作是促进学科建设和发展与培养创新人才的基本途径，也是提高教师的业务素质及学术水平和提高教学质量的根本保证。科研能使学生学术思想活跃，课程内容理解深透，授课生动，讲解自如，能使学生真正弄懂教材内容，从而启发其学习兴趣，培养科研思维和启迪创新精神。认真钻研的教学态度能加深对知识的理解，拓宽知识面，有益于科研思路的确立和开拓科研新领域［5］。我们医学遗传学的教学团队，均为硕士以上学历，在遗传学、分子生物学、肿瘤分子生物学方面均取得了一定得成绩，这对医学遗传学的教学工作起到了推波助澜的作用，相信在教学团队的一致努力下，医学遗传学的教学与科研将踏上一个新的台阶。
行为遗传学研究方法范文3
关键词 方向感；认知地图：空间表征；遗传影像学
分类号 B842
1 引言
一百年前，人类拥有了第一架飞机；一百年后，人类拥有了整个天空，并开始向外太空延展我们的足迹。我国继载人飞船成功发射后，正在为“天宫一号”空间站的建立积极地进行准备――预计在“天宫一号”发射之后，将相继发射神舟飞船，与“天宫一号”实现空间对接。这项事业，不仅仅是回应人类探索外世界的好奇心，而且也是对一个国家的科学技术和经济实力的挑战。在这个挑战中，我国心理学家必须就其所涉及的认知能力展开细致深入的研究，其中核心的认知能力之一就是方向感。例如，宇航员升空执行任务之前必须在天象仪室中熟悉星空图，找出自己将要飞行的路线，一旦载人飞船的自动导航系统出现故障，宇航员就必须自己操控，必须迅速地根据直接感知或仪表显示来判断自身所在的方位、外部客体的位置以及自己与外部世界的空间关系，并且在头脑中迅速形成自身当前状态的正确表象从而快速准确地操控飞船。这种及时形成空间表征并根据方向感采取相应飞行措施的能力，是选拔和训练宇航员的关键。另一方面，如何根据人类方向感的认知特点，合理设计空间站的布局，也需要心理学研究的支持。
方向感的重要性不仅体现在航空航天中，它与我们的日常生活也息息相关。例如，怎样在错综复杂的地形和纵横交错的道路中找到回家的路。怎样在商铺林立的街道中根据路标找到目标商铺的位置，怎样根据地图在陌生的城市旅行等等。因此，车站、机场、商场、住宅小区等建筑的设计规划都应参照人类方向感的特征。方向感对人们的日常生活和科技发展都有显著的影响，研究它不仅能使我们更好地了解人类方向感的基础成分、加工过程和神经机制，而且能进一步推进空间导航的研究与相关技术的开发，从而促进现代科技的发展和指导城市规划，最终提高国民生活质量。因此，方向感的研究日益受到重视，已成为认知心理学、神经科学、地理学以及人工智能等领域的重要课题(牟炜民，赵民涛，李晓鸥，2006；赵民涛，2006)。
迄今，认知心理学对方向感的研究已取得了大量成果。认知心理学家采用信息加工的观点对方向感本身的结构和过程进行研究，揭示了方向感的心理表征，即空间信息如何被获得、储存、加工和使用。近年来随着研究技术的发展，研究者们将脑成像、单细胞记录等技术引入到认知心理学中，发现了方向感的诸多心理过程的神经基础。所以，本文将主要关注认知心理学方面的研究，特别是应用脑成像等技术取得的一些最新成果。但值得注意的是，虽然心理学家们对方向感开展了大量研究，许多重要的问题至今仍然没有好的答案。例如，个体如何表征周围环境的位置信息、环境定路标的信息及环境的内在空间结构信息，个体空间表征的形成是由哪些因素决定并怎样受各因素的调节。
本文将根据方向感受损病人的研究、正常人的脑成像研究及行为学方面的考察，从人类认知系统中空间信息的输入通道、空间关系的表征以及空间信息的整合三个方面入手，深入探讨方向感的心理过程及其对应的神经机制，并通过总结比较方向感个体差异的研究和环境、训练、遗传等对方向感的作用来进一步探寻方向感的决定因素，为将来的研究提供一些思路。
2 方向感的认知结构
方向感，顾名思义，就是对当前方向的感知和确定，常常与对所处位置的确认及对周围环境关系的确定有关，主要体现为对行进线索的辨认、对所处方位的记忆以及对周围环境的认知，并调整自己以适应外界环境来获取自己的方位。早在1873年，Darwin就提出了方向感这一概念。至此以后，越来越多的科研人员开始了对方向感的研究，并尝试对方向感的概念进行精确定义，其中最具有代表性的就是1977年Kozlowski和Bryant这两位心理学先驱提出的定义：“对现阶段所处位置的意识及通过周围环境的关系来确定自己所在位置的方向的能力”。
从这个定义出发，后续研究者对于方向感的研究主要集中在以下四个方面：第一类是关注和研究方向感的组成因素，比如Takeachi(1992)通过问卷调查发现方向感包括方向意识和空间记忆两个主要因素，进而通过对方向感的因素分析来更具体地研究方向感的组成因素；第二类研究把方向感作为一种基本的人格特质或恒定的空间能力进行测量，主要是通过问卷量表来判定个体的差异，如圣塔芭芭拉方向感问卷(the Santa Barbara Sense of Direction Scale，SBSOD)(Hegarty，Richardson，Montello，Lovelace，& Subbiah，2002)；第三类是研究空间环境中方向感的具体行为表现，通过实地的行为实验发现不同个体的方向感的行为表现存在显著差异，具体表现为复杂环境中的原路返回、对沿途风景或路标的再认、对地形的描绘、对路途距离的估计及对视野外目的地方向的指认等能力的差异(comell，Sorenson，&Mio，2003；Li，2007)；第四类是神经机制的研究，借助fMRI等脑成像技术来探寻方向感的加工脑区，从而揭示方向感的内在表征(Epstein，Higgins，& Thompson-Schill，2005；Ohnishi，Matsuda，Hirakata，& Ugawa，2006；Wolbers，Hegarty,Buchel，& Loomis，2008)。
前人对方向感的定义和已有研究结果均表明方向感是一种复杂的心理过程，涉及感知觉、注意、学习记忆和思维决策。具体而言，方向感是一种定位当前位置和选择前往目的地的路线及方向的能力，包括对路标的辨认和记忆即对空间地点的表征，对路标间的空间关系的辨认和记忆即对空间关系的表征，以及对这些表征的整合进而确定自己位置和将要行动的朝向。这里，我们认为方向感的内部加工过程可以分为三个主要阶段：先是外界信息的输入，个体通过视觉和(或)本体感觉接受外部信息；然后是形成内部表
征，即由不同的脑区对输入的信息进行加工形成对路标的记忆和对运动路径的记忆，并根据这些路标和路径的记忆在大脑不同区域形成不同的空间关系的表征；最后这些表征会投射到更高级的脑区如联合区，并由这些区域进行整合，以供个体获得方位和朝向的信息、采取合适的行动。其中，内部表征有三种形式：最基本的表征是关于路标信息的表征，即对显著的、有路标作用的建筑物进行表征，并通过该建筑来引导个体的朝向和路线；第二种是自我参照表征(egocentric representation)，即以自我位置为参照标准来认识环境，物置是相对于观察者自己(如眼睛、头和躯体等)来表征的；另一种表征则为环境参照表征(allocentric representation)，即物置是相对于环境中其他物体(如标志性建筑、主要道路等)来表征的。
前人的研究使我们对方向感的认知结构有了大致了解，但是更多问题还亟待解决。例如，大量研究表明方向感存在显著的个体差异(Comell et al.，2003；Fields&Shelton，2006；Kato& Takeuchi，2003)，但个体差异究竟体现在哪个加工过程?此外，方向感的各个加工过程是否存在交互作用，如空间路标的表征是否有利于空间关系的形成，而空间关系的形成是否影响空间路标的选择?方向感的各个过程均受到多方面因素的影响，并且这些因素对方向感的影响程度也不同。我们认为要理解人类的方向感能力，就必须把各个过程整合起来，在一个整体的框架中进行深入的研究。就此，我们提出了方向感的认知加工模型(图1)。根据方向感的定义和方向感的内部加工过程表征及外在的行为表现，可知方向感主要体现为表征空间关系和辨认、识记路标两种方式，所以我们把方向感分解为空间关系的加工和路标信息的加工这两个认知过程进行研究。空间关系加工可以通过对个体环境参照表征和自我参照表征的测查来研究，路标信息加工则可以通过对个体路标识别和记忆能力的测量来考核。这样就能设计相应的行为实验对空间关系和路标信息分别进行测量，并综合测试研究结果从而全面考察方向感。基于该模型，我们可以对不同个体的方向感进行研究，并能具体分析个体的每一个加工过程，更好地理解方向感以及认识个体差异，从而科学地为个体设计相应的方向感训练策略。如运用到航空航天中，则可以利用此模型对每个宇航员进行详细的测试，并针对不同的空间环境进行相应的方向感训练。
3 方向感的神经机制
现在，大量行为研究发现不同个体的方向感存在显著的行为差异(cornell et al.，2003；Iachini，Ruotolo，& Ruggiero，2009)。方向感好的人在某一路线上行走几次后，就能准确地回忆起路标和路标间的相对位置。而方向感差的个体则往往需要更多的努力和更多次的熟悉线路才能记住路线(Iachin et al.，2009)。并且实验被试的自我报告也显示方向感差异显著的个体之间的空间参照框架和行走策略也不一样：方向感好的人能够很好地形成一个关于环境的认知地图，并能选择一个正确的行走方向，如向南或向北；而方向感较差的人则往往可能是以自己为参照来建构周围环境的空间关系，如自己的左侧或右侧，于是在其他线索缺乏的情况下，就很难根据自己的上下左右来确定在环境中的方位(Heth，Cornell，& Flood，2002；Jeanne Sholl，Acacio，Makar，&Leon，2000；Kato et al.，2003)。通过这些研究结果，我们可以看出方向感的加工不是单一的、自动的，而是涉及到很多的内部加工过程，需要一定的心理努力来进行定向和定位。这些内部加工过程和心理努力是方向感形成和运作的真正机制，但它们都发生在黑匣子(大脑)内，仅凭研究人们的外部行为是难以企及的。
随着脑成像和神经电生理技术的出现和发展，研究者们能够打开黑匣子，直接观察到大脑的活动，从而能更好地研究方向感的内部加工机制。利用脑成像技术，研究者已经发现在大脑中存在一些加工方向感信息的区域：Epstein，Harris，Stanley和Kanwisher等人(1998，1999)首先运用功能核磁共振(functional magnetic resonance imaging，fMRI)发现大脑的海马旁回中有一个特定区域对空间场景有较强的选择性，他们将这一区域命名为旁海马空间加工区(parahippocampal place area，PPA)；后来，MacEvoy和Epstein(2007)通过对比fMRI记录的被试在执行方向感任务和非方向感任务时大脑的活动，发现包括旁海马回(parabippocampus gyrus)在内，压后皮层(retrosplenial codex)、后顶叶和内侧顶叶(posterior and medial parietal cortices)等大脑区域在完成方向感任务时都有较强的激活。电生理方面的研究也取得了相当多的成果：Taube，Muller和Ranck(1990)在老鼠丘脑发现了对个体朝向有特异性反应的朝向神经元(head direction cell)；O’Keefe和Burgess(2005)发现老鼠海马中存在着对空间位置信息具有特异性反应的位置神经元(place cell)；Halting，Fyhn，Molden和Moser(2005)在老鼠大脑的内嗅皮层(entorhinal cortex)发现了支持空间地图表征的微观神经生理基础；Ekstroom，Kahana，Caplan，Fields，Isham和Newman(2003)运用颅内时间相关电位(EvenVrelated Potentials，ERP)与虚拟现实技术，在人脑中记录到了位置和朝向两种神经元的特异性活动。这些对动物和人类的研究极大地推进了人们对空间认知的神经机制的理解(Epstein，Parker，& Feiler，2007；Maguire，Burke，Phillips，& Staunton，1996)。
同时，对特定认知功能受损的脑损伤病人的研究也是我们了解认知过程的神经机制的一个有效渠道。近年来，对方向感严重受损的病人的研究极大地促进了对空间认知的神经机制的探索。如本文第二部分所述，方向感是一个复杂的过程，包括感知觉、注意、学习、记忆和思维等过程，任何一个加工过程的损坏都可能导致空间方向的迷失，即日常生活中所谓的迷路，程度严重的即为空间地形失认症(topographical disorientation)。空间地形失认症可能发生于以下四个层次：1)知觉障碍，尽管在一个很熟悉的环境中，仍然无法辨认路标；2)尽管知觉能力完好，但是对路标的选择和加工出现问题；3)尽管能很
好的感知并记忆路标，但是无法记住路标在空间中的位置；4)尽管对路标及其空间位置都能很好的感知并记忆，但是联合区域功能受损，无法整合空间参照表征和环境参照表征，并调整自己的朝向与选择的线路一致(Aguirre & D'Esposito，1999；Aguirre，Zarahn，& D'Esposito，1998)。空间地形失认症的这四种类型正好反映了方向感认知结构的四个主要过程。在这部分中，我们将基于方向感的脑成像研究和空间地形失认症的病人研究，从方向感的上述四个加工过程出发，来深入分析方向感的神经机制。
3.1感知觉输入
3.1.1本体感觉输入
方向感所涉及的本体感觉是指个体通过对自己行走过程中的运动速度、行走方向等的感知来推测自己所处的位置和行进的方向。当天黑等使得明显的路标获得比较困难时，可以通过对自己本体感觉的估计来推测行进方向；或者在简单的行走路线中，也可以通过对往左、往右等简单运动的感觉来推测自己的位置和行进方向。本体感觉信息的输入受运动系统、本体感觉边缘系统等的控制，这两个区域的受损都会导致个体对自我感觉的评估变差，从而影响方向感的正确判断(Yamamoto&Shelton，2007)。
3.1.2视觉输入(地形、建筑物)
方向感涉及对环境中的信息进行加工，所以要具备正常的方向感加工，必须有完整的视觉通路，通过视网膜、初级视觉皮层、高级视觉皮层等以获得环境中路标的信息。利用简单的运动行为信息来判断方向可能会造成比较大的误差，因而相对于本体感觉，更准确的方式是利用视觉输入，通过获得视觉信息中建筑物等路标的信息来确定自己所处位置与环境的关系。所以为了确保空间认知的顺利进行，最初的信息接收系统(视觉、触觉、运动觉等)必须运作正常，才能保证后期加工系统接受到的信息原本是准确可靠的。
3.2路标的选择和加工
路标的选择和加工是指对输入的视觉信息中的路标进行加工，并根据后阶段的空间表征对风景、建筑物等进行选择性的加工、储存，对于具有指示性作用的路标进行深层加工，然后把信息传递到联合区使路标和空间表征结合起来，以供个体判定自己所在方位。
关于方向感的路标加工过程，在病人研究中取得了较多成果。1945年Paterson报道了空间地形失认症的一种亚型――路标失认症(landmark agnostic)(Calton & Taube，2009；Epstein et al.，2007；Takahashi & Kawamura，2002)。患有这种失认症的病人无法对感知觉到的路标进行加工，无法再认或者回忆出路线上出现过的路标，不能使用明显的路标进行定向。这些病人也无法报告街道、房屋或交叉路口这样的地标。为了弥补这种缺陷，他们会选择注意邮箱或街道标志等细节来获取方位信息。虽然他们对于不同地点之间位置关系的信息保存的很好，可以画出不同地点之间的路线地图，但是他们的再认能力受损，阻碍了他们在真实世界中的路线执行。对这些病人的大脑结构扫描发现，与正常人相比他们的旁海马回和舌回(lingual gyms)区域有明显缺损，说明旁海马回和舌回参与了对环境中的路标信息的加工(Aguirre et al.，1999；Maguire et al.，1996)。并且Takahashi等人(2002)通过对不同环境下路标失认症病人的元分析发现：旁海马回右后侧部分的损伤会导致对新环境中建筑等物体的加工受损，而旧环境中物体的加工和再认能力的受损对应除了右侧旁海马回后部受损外，舌回后半部分及临近梭状回(fusiform gyrus)的部分脑区也受损；说明旁海马回与建筑物体的加工有关，而舌回等则与旧环境中物体的记忆和提取有关。且Epstein，DeYoe，Press，Rosenhe和Kanwisher(2001)报道的脑功能成像研究结果显示，右脑的旁海马回损坏的病人不能对新环境进行加工，会产生一种顺行性的路标失认症，但是对于受损前保存的信息仍然能够进行很好的加工，进一步说明旁海马回只涉及加工阶段而不涉及后续的高级皮层加工。
上述对脑损伤病人的研究更多的是来自对损伤大脑解剖结构进行的分析，而较少地对这些区域的功能进行探索。近年来，更多的研究开始专注于正常被试在加工路标时大脑的活动。例如，Owen，Milner，Petrides和Evans等(1996)利用正电子断层发射扫描技术(positron emission tomo-gramphy，PET)发现，当被试在物体一地点配对任务中，相比单一的地点或物体的记忆任务，旁海马回的激活增强显著，说明旁海马回和空间地点有关的风景、建筑加工有关。相继地，Epstein等人(1998)运用fMRI发现当被试注视风景等物体时大脑中的旁海马回激活明显增强，证实了旁海马回对加工风景、建筑等物体具有重要的作用。但是外部世界中存在着大量各种各样的风景、建筑，而在特定的环境下只有某些物体具有路标作用，那么大脑是否能选择性地表征作为路标的物体而不浪费心理资源加工非路标性的物体?为回答这个问题，Maguire，Frackowiak和Frith(1996)让被试处于虚拟的真实环境中，对比PET记录到的被试分别加工有路标作用的物体和没有路标作用的物体时大脑的激活，发现右脑的旁海马回的激活明显不同，说明右侧旁海马回对于空间环境中的物体进行了加工，且对具有路标作用物体进行了特异性的加工。且Epstein(2008)进一步研究发现PPA(包括旁海马回和舌回两部分)对于风景本身的加工较少，而对于与观察者所在位置、方向有关的风景加工较多，说明PPA的激活较少地依赖于刺激材料本身，而是更多地依赖于观察者是否利用该刺激来追踪路线，即PPA对环境中的路标物体进行了选择性加工。同样，通过虚拟迷宫行走研究，发现被试对具有指示性作用的物体(路标)和没有指路作用的物体之间的再认提取成绩不一样，且当呈现的物体在迷宫中具有指路性作用时旁海马回有明显的激活，说明大脑旁海马回能自动有选择性地加工具有路标性质的物体(Janzen & van Turennout，2004)。
除了旁海马回，还有一些其他的区域与路标的加工有关。右侧颞叶(right temporal lobe)对于空间的记忆，特别是回忆复杂场景内容和目标地点有重要的作用(Maguire et al.，1996)。另外，Epstein(2008)使用fMRI发现在再认、回忆等提取性的任务中压后皮层区域(retrosplenial cortices)有激活，说明压后皮层跟地标信息的提取有密切的关系。
从上面可以看出，对于空间中的物体，先由旁海马回选择性地加工具有路标指示作用的物体，然后右侧颞叶储存这些路标，舌回与压后皮
层则主要参与这些地标信息的提取。
3.3空间关系加工(策略和表征)
空间中的信息通过视觉输入等进入大脑，在经过大脑的初步加工后，这些空间信息以具体的客体表征形式存在大脑中，但各个物体在环境中的位置以及物体间的空间关系又是怎样表征的?通常，我们会用某种特定空间参照框架(经纬度、个体所在位置等)对物体的空间方位及与其他物体的关系进行描述和确定；同样，在空间方向感的记忆存储中，物体方位与空间关系的心理表征也会通过选择特定的空间参照框架进行。表征物置与空间关系的参照框架通常分成两类：自我参照系统和环境参照系统(Janzen et al.，2004；Burgess，2008)。在自我参照系统中，物体的位置是相对于观察者来表征的，如某物体在观察者的前后左右，所以随着观察者的运动，物体相对于个体的位置就会发生变化，其空间表征也就不断变化。而在环境参照系统中，物体的位置是相对于环境中其他物体(如标志性建筑、主要方向等)来表征的，如某建筑在东南方向，所以是相对恒常和不变的，物置与空间关系都被表征在记忆中，而且是持久和稳定的。在探路过程中，这两种表征的选择会受个体对线路的熟悉程度、所用的经验策略的影响，因此不同个体采用的策略不同，其空间关系的表征也相应的有所不同。
3.3.1自我参照的空间表征
自我参照的空间表征是以自己为参考点来对环境中物体的空间位置进行表征，如某物体在个体右边的多少米处。此类表征最典型的行为证据是：当要求被试从一组图片中选出某一特定建筑物的照片时，如果某张照片上建筑物的拍摄角度与个体之前习惯采用的观察角度相同，与其他角度相比，那么这张照片上的建筑物最容易被识别出来(Epstein et al.，2005)。自我空间表征包括：个体的本体感觉、头动和眼动，心理距离的表征，已走过路线的时空关系的表征(Janzen et al.，2004)。
自我参照空间表征受损的病人最早于1919年由Holmes发现，此后更多类似病例相继被发现。很多研究者也对这类病人进行了元分析，发现这些病人能够很好地再认和回忆路标，但是对于环境中物体相对于自己的空间表征却有明显的缺陷。最典型的症状就是无法估计物体与自己的距离，也很难确定物体相对于自己的方位，即这类病人无法建立以自我为中心的参照系统，因而无法完成进一步的对空间环境信息的加工(Aguirre et al.，1999)。且Wilson，Berry，Gracey，Harrison，Stow和Macniven(2005)对该类病人进行了一系列详细的行为研究，排除了该类被试因为其他能力受损而影响自我参照表征的可能性，证实的确由于无法表征路标相对于自己的位置，无法建构建筑物、目的地与当前所处点的位置关系而造成了方向感能力的缺损。
同时，对该类病人进行脑结构扫描，发现他们在顶叶皮层下后侧区域(posterior parietal lobe)有明显损伤(iAguirre et al.，1999；Aguirre et al.，1998；WenigeL Ruhleder,Wolf'Lange，& Irle，2009；Wilson et al.，2005)。与此一致的是，对正常被试的脑成像研究发现，在自我参照的空间任务中，顶叶(parietal cortices)有明显的激活(Nico&Daprafi，2009；Zaehle，Jordan，Wustenberg，Baudewig，Dechent，& Mast，2007)。可见，自我参照空间表征的关键区域是大脑中的顶叶部分。
3.3.2环境参照的空间表征
与自我参照的空间表征相对应的是环境参照的空间表征，即根据各个路标的位置形成稳定的空间关系并据此确定环境的主方向(东南西北)。Mou和McNamara(2002)进行的行为研究发现，当给个体呈现与周围物体角度相符合的图片时再认正确率显著高于与周围物体不匹配角度拍摄的图片，说明了环境参照的空间表征确实存在。而且对环境参照表征能力受损的病人研究发现，他们能够很好地辨认显著路标，也具各自我参照的空间表征能力，但这些病人不能用辨认的路标形成一个空间关系并找到行走的主方向，即不能形成空间关系的环境参照表征(Ekstrom et al.，2003)。
通过对这些环境参照的空间表征能力受损的个体与正常个体的大脑进行解剖学上的比较，发现他们在扣带回后部和海马受损。海马是记忆系统中最重要的结构之一，对于表征环境中某地点相对于其他路标的位置具有重要作用。研究发现，双侧海马损伤的病人在环境参照的空间任务中，对空间关系的回忆成绩很差，说明人类的海马对于环境参照的空间记忆有重要的影响(Parslow,Morris，Fleminger，Rahman，Abrahams，& Recce，2005)。除了海马，Moffat，Elkins和Resnick(2006)通过对被试进行虚拟条件下的环境参照任务实验，发现扣带回激活明显，说明环境参照的空间表征也受到扣带回的控制。另外，对内侧颞叶损伤的病人进行分析，发现他们常有顺行性遗忘症，主要表现为空间记忆的破坏(Maguire et al.，1996)。
为了进一步排除其他任务的干扰，单独研究环境空间参照的相关脑区，Zeahle等人(2007)通过环境参照路径的语言指导，让被试判断最后各物体间的空间关系，发现环境参照的空间表征激活了大脑的右侧顶叶和腹外侧的双侧枕颞叶及海马，说明人类的环境参照的空间表征受到大脑广泛区域的调控。
3.4自我参照和环境参照的整合
当空间信息被正确感知，特别是路标信息得到了充分的加工，以及自我参照和环境参照的空间表征都顺利完成后，一个关键的步骤就是在高级脑区对这些信息进行整合，把关于路标的信息、路标间的空间关系及路标与个体的关系整合起来，这样才能把信息输入负责思维、决策的脑区供个体进行路线的选择。
在现实生活中，行走过程中存在个体观察角度的变化和周围物体的相对运动，所以需要自我参照和环境参照的转换和结合(Burgess，2006)。其中，自我参照的空间表征与短时的信息整合和方向感判断有关，但长时和复杂的方向判断却是和环境参照的空间表征相关的(Burgess，2008)。Epstein等人(2005)的实验也发现，随着时间的推移，被试对于角度变换的风景图片的判断成绩明显提高，从单一角度的加工逐渐转为多角度的加工。所以，在进行复杂和长时的空间导航中，两种表征的相互转换和结合是顺利完成导航任务所必须的。且有些病人最常见的病症就是无法对自我参照表征的空间信息及环境参照表征的空间信息进行转化，例如，无法利用地图进行导航，或者无法根据地图指示确定某地点距离当前地
点的方位，也无法在地图上标示某点距离当前位置的角度偏向，这也进一步说明了转换整合对导航和方向感建立的重要性(Epstein，2008)。但是，在完成简单的导航任务时，自我参照和环境参照这两种表征是可以并行存在，相互分离而不需要转换和整合(Burgess，2006；Burgess，Spiers，& Paleologou，2004；Zaehle et al.，2007)。
进一步研究表明，这种整合能力和压后皮层等有密切的关系。Epstein(2008)观察到压后皮层受损的病人虽然各个过程对应的能力都完好，但还是无法进行正常的导航和路线寻找。进一步研究发现压后皮层参与的整合过程主要体现在以下两方面：第一，压后皮层能够调整个体的方向以适应环境表征的空间关系，关于这一点的证据是，Cho和Sharp(2001)在大鼠中发现压后皮层中存在保持头部朝向的细胞，当大鼠头的朝向与环境朝向一致时有强烈激活，而且信号的产生来自路标、本体感觉和个体运动等线索的结合(Owen et al.，1996)，同样在人类被试的研究中也发现压后皮层对于头朝向的调整有明显的激活反应(Maguire，2001)；第二，压后皮层是从后侧顶叶的自我参照空间表征到内侧颞叶的环境参照空间表征的过渡转换区域(Maguire，2001，)，典型的压后皮层受损的病人往往不能很好地在自我参照和环境参照的空间表征之间进行转换，比如完全不能用地图来标示他和某建筑物之间的空间关系或者不能在地图上标明他当前的位置，还有当要求他们在前进中进行某些方向变化时他们则不能很好地调整自我角度以跟随之前的行进路线，这种转变的困难也反映了他们导航能力的严重受损(Byrne，Becker，& Burgess，2007；Epstein，2008)。另外，来自前侧丘脑和背外侧额叶提供的头朝向和工作记忆的输入对于这种转变和整合也有非常重要的作用(Byrne et al.，2007)。
3.5方向感的神经网络结构
Aguirre等人(1999)指出，若要在空间中有良好的方向感和寻路能力，必须能够辨认及识记标志性的路标，确定这些路标和我们当前所处位置的空间关系，并利用环境参考系统确定前进的主方向，以使我们达到目的地。其中任何一种能力的缺失都将导致地形失认症。由此可见，方向感是一个连续的认知加工过程，每个过程都由特定的脑区调控，感知觉的输入、地标的选择与加工、空间关系加工以及自我和环境参照系统的整合这四部分既是方向感这一复杂认知活动的主要成分，也对应了该活动的四个阶段。这四个阶段分别是：首先，外界信息经视觉或本体感觉等感觉通道进入到大脑中；然后，这些由感觉系统获得的信息输入至旁海马回等区域，进行对环境中路标的选择性加工和记忆；之后，加工完的信息再分别传入负责进一步加工的后侧顶叶、扣带回和海马皮层，形成相应的空间关系表征；最后，压后皮层等脑区将自我参照的空间表征和环境参照的空间表征进行整合，整合后的信息再传入更高级的皮层，形成关于空间方向感的判断并指导行动。
从已有研究我们知道了方向感是一个对环境中的空间信息加工、运用多种表征和记忆方式、并且受多个脑区控制的复杂过程。但是，这些脑区如顶叶、颞叶等是如何相互联系、彼此影响，进而形成方向感加工的神经网络?它们如何协调使得方向感的各个加工过程完美结合以形成完好的方向感?要解决这些问题，必须把神经系统中加工方向感的各个区域联合起来进行研究，即采用神经网络的方法进行分析。
在动物研究中已经证明了方向感存在复杂的神经网络联结：通过对大鼠完成方向感任务时各个脑区的单细胞记录，发现大鼠中存在方向感的加工网络，而且后侧顶叶、新皮层(neocortex)、运动皮层(motor cortex)及边缘系统(associatedlimbic cortex)等之间存在广泛的神经联结，且方向感相关加工脑区中的“朝向细胞(head directioncells)”、“位置细胞(place cells)”的活动进一步为方向感网络结构的存在提供了神经结构基础(calton et al.，2009)。根据大鼠的神经网络结构，我们可以对人的神经网络结构进行类似的推测，且来自人类被试的研究也初步证实了方向感神经网络的存在。Maguire，Burgess，Donnett，Frackowiak，Frith和O'Keefe(1998)通过扫描被试在熟悉复杂的虚拟现实城镇中导航时大脑各个部分的激活，发现大脑中存在关于导航的网络联结：其中右侧海马的激活与个体是否清楚知道目的地位置并很好地进行导航有关，而怎样到达目的地则和右侧尾状核有关，大脑右侧的这两个区域的活动又和自我参照的空间表征有关，另外右侧顶叶与双侧顶颞叶的激活也有关。这些相互联系的脑区活动说明在人类大脑中可能存在一个广泛连接的网络来完成导航活动。并且Burgess(2008)在综述中报告顶叶与自我参照空间表征有关，压后皮层和顶枕叶对于自我参照空间表征和环境参照空间表征的过渡和转换有关，且初级及次级视觉皮层、躯体感觉皮层、额叶联合区及新皮层的感觉之间也存在联结，更进一步说明方向感确实存在一个神经加工网络(calton et al.，2009)。进而，来自Ekstrom等人(2003)的人体颅内单细胞记录发现在人类导航系统中存在神经元网络连接，类似于大鼠研究，他们在人体海马中发现对空间位置敏感的细胞，在旁海马回中发现对路标敏感的细胞，在前额叶和颞叶中发现对联结目标和地点兴奋的细胞，这些相应的细胞活动为人类大脑中相互联结的神经网络提供了基础，说明了方向感神经网络结构存在的可能性。
综上，基于大鼠神经网络结构以及人类的电生理研究，我们提出了方向感的神经网络结构(图2)。其中，压后皮层连接前顶叶和边缘系统并进行顶叶与海马空间信息的过渡，加工路标问路线的信息和朝向，提供一些拓扑信息促进海马和内嗅皮层对于空间距离和认知地图的形成。旁海马回、压后皮层、后侧顶叶和内侧顶叶等区域在方向感中具有重要作用，并且这些区域在大脑中形成相互联结的网络结构，但各个区域在方向感加工过程中的同步情况以及怎样相互影响，则有待进一步的研究。
已有研究大多关注的是自下而上的加工过程，而真正探路过程中涉及到许多自上而下的过程，比如个体对方向感路标的选择，已有的记忆对方向感加工的作用，道路前进中网络结构的加工更新，以及对各种表征之间调控的选择等等。研究这些问题不仅有助于我们理解方向感的加工，而且对指导实际生活也大有裨益，如对方向感差的个体采用怎样的训练方式能提高其方向感，以及不同建筑物采用什么设计方式能更有利于人们的导航等等。
4 方向感的影响因素
在日常生活中，经常有人抱怨自己的方向感不好，尽管他们有意识地对自己的方向感进行训练，但还是经常迷路。方向感的性别差异就是最典型的例子之一，大量研究表明男性和女性的方向感存在质上的差异(coluccia，Iosue，& Brandimonte，2007；Jeanne Sholl et al.，2000；LOvd6n，Herlitz，Sehellenbach，Grossman-Hutter，Kruge，& Lindenberger,2007)。在熟悉的环境中，女性反应比较快，且能很好的根据突出、明显的路标进行定向；而在陌生的环境中，男性的方向感则比较好，他们能对整个环境的关系进行分析以获得自己当前的方向(colueeia et al.，2007；Jeanne Sholl et al.，2000)。与行为研究相一致，脑成像的研究也发现了方向感在性别上的差异。不同性别的人在进行方向感加工时调用的脑区不一样：在复杂的环境中，男性的左侧海马相对女性激活强度更大，而女性的右侧顶叶激活相对男性更强(Gron，Wunderlich，Spitzer，Tomczak，& Riepe.2000)。这些脑区激活和应用不同策略进行导航时激活的脑区相一致：男性倾向于用整体认知和确定的空间主方向进行方向感加工，而海马在加工地点和路线时的激活正好反映了对环境线索的整合及对几何形状的加工以形成相对稳定的认知地图；而女性倾向于用路标并根据自我参照来对空间进行加工，顶叶负责加工的则正是路标记忆等信息(Chien-Hsiung Chen，Chang，& Chang，2009)。可见，方向感作为一种个人的基本能力，确实存在显著的个体差异并存在加工区域的不同，但这种差异是由什么原因导致的?现在普遍认为人的认知能力和性格是由遗传和环境两方面决定的，方向感也不例外。在这一部分，我们将根据现有的研究结果，从环境和遗传两个方面来探讨导致个体方向感差异的因素。
4.1环境与训练
人是社会性的动物，一生都处在社会之中，时刻都受到周围环境的影响，不同的生存环境会对个体的方向感产生不同的影响。其中Berry(1971)发现，人的空间能力会受到生活经验和文化背景的影响。例如，狩猎文化与空间技能的关系密切，原始狩猎民族在到处环境类似的森林或草原中仍总能返回住处，这种从小的生活经验对他们方向感的提高有很大的作用。一个人在任何地方、任何时候，或多或少、有意无意都会受到固有文化的影响，其行为也总带有自己文化的烙印。例如，西班牙Barcelona族的人用“面向大海”，“朝向大山”等来制定他们方向感的主方向，而其他的部落则根据他们自己的文化背景来确定他们方向感的主方向，这些文化的差异直接导致了个体方向感的不同(Fleteher-Janzen，Strickland，& Reynolds，2000)。
另外，训练对于方向感也有显著的影响(Hund&Nazarczuk，2009)。在Maguire，Gadian，Johnsrude，Good，Ashburner和Frackowiak(2000)的研究中发现，出租车司机的海马等与方向感相关的区域的体积显著大于其他人，且他们在方向感问卷中的得分也明显高于其他人，说明日常训练确实对方向感能力的提高有显著作用。且Epstein(2008)发现，当单侧的压后皮层受损后，病人的空间能力急速下降，尽管他们可以再认出房屋建筑，也能确定他现在所处的位置，但他不能从中获得关于该点相对于其他地点的方向等信息。但有趣的是，如果通过训练，若干个月后，病人则可以渐渐恢复这种空间能力，这进一步说明了良好的训练使得对应的对侧脑区功能增强从而弥补了该侧脑区功能的损失(Epstein，2008)。可见，训练和环境对个体的方向感有显著的影响，长期在地形难辨的环境中活动、鼓励户外活动的文化和良好的导航训练都能提升人们的方向感。
4.2遗传
行为遗传学的研究已证实了人类大多数的心理特质都具有中等程度的遗传，特别是认知能力，遗传对其的影响非常重要(Boomsma，Busjahn，& Peltonen，2002)。方向感作为认知能力的一种，我们猜测遗传对它也有一定的影响。当前，动物遗传学的研究和人类双生子的研究也都证实了我们的猜测。
通过标准交叉连锁分析，即让方向感能力强和方向感能力弱的大鼠正反杂交，然后分析杂交产出的第一代大鼠的方向感的性状分离，发现位于x染色体上的基因能影响大鼠的空间导航能力，说明存在独立的基因决定着动物的空间导航行为，其中x染色体上基因的不同导致雌雄大鼠的表现型概率不一样，这可能是导致雌雄大鼠方向感差异的原因(Boles，1980；Ruiz-Opazo & Tonkiss，2004)。迄今，在动物中找到了两个主要影响方向感的基因。一是BCL-2，该基因通过影响中枢神经细胞来影响方向感的整个加工网络(Rondi-Reig，Lemaigre-Dubreuil，Montecot，Muller，Martinou，Caston，2001)。研究者们让BCL-2基因在大鼠中过量表达，发现大鼠的方向感中的环境参照表征受到严重影响，无法利用路标等形成空间关系，无法形成认知地图，还无法调整头朝向与路线一致。二是S100β，多项研究一致发现S100β对方向感的调控作用十分显著。敲除大鼠的S100β基因后其海马的突触可塑性增强，在随后的迷宫任务中发现大鼠的与海马有关的空间学习和记忆能力上升(Nishiyama，Knopfel，Endo，& Itohara，2002)。而Gerlai，Wojtowicz，Marks和Roder(1995)在研究中发现携带大量人类S100β基因副本的转基因老鼠呈现出了异常的探索行为和突触进程并导致了海马机能障碍，使方向感能力下降。
动物遗传学的研究使我们推测人的方向感可能也受到基因的调控。关于遗传对人类方向感的作用，更为直接的证据来自双胞胎的研究。Polk，Park和Smith(2007)对24对同卵双胞胎和异卵双胞胎进行了研究，通过比较发现当让双胞胎们回忆电脑屏幕上呈现的人脸、地点、房屋、物体以及一些生造出来的单词(这些单词可以读但毫无意义)时脑区的激活不同，在回忆地点时，同卵双胞胎的大脑活动模式的相似程度高于异卵双胞胎，但是在回忆物体和单词时则没有这样的差异。这一结果表明，人们对地点的记忆能力受到遗传的影响。Polk表示，人们对地点的识别能力的继承符合人类生存发展的需要，是在人类进化过程中经过自然选择进入遗传基因的。因为方向感的加工离不开路标的识别能力，而人们对于地点的识别能力会受到遗传的影响，由此可见个体的方向感确实会受到遗传的影响。
综上所述，方向感受到遗传的调控，一种可能的方式是基因通过影响大脑中某些区域的结构与功能来对它们参与的方向感加工过程进行调制。基因正常的表达可以说是个体具有正常方向感的前提，但基因是如何来调控方向感的加工过程则有待进一步的研究。
5 展望
目前的研究只能说明遗传会影响方向感，但尚无研究报道遗传对人类方向感的影响是如何实现的，即有哪些基因在调控方向感、它们的作用又是如何表达的。所幸的是在动物的基因研究中已发现了一些调控方向感的基因和受体，这就预示着人体中可能也存在相对应的基因对方向感进行调控，这为研究者们研究人类方向感的遗传机制指明了方向。
研究人类方向感基因的主要方式之一，是研究先天性的认知缺陷患者、高危基因携带人群与发育异常导致的空间能力严重受损的个体。首先对比这些个体和正常个体的基因型及其表达，然后根据基因型或蛋白质浓度的异常，特别是影响与空间能力相关脑区的基因或蛋白质的异常，推测出可能调控方向感的基因，并进一步通过动物的基因实验、人类基因的数量性状连锁分析等方式进行验证。例如，逐步神经退行性疾病(如阿尔茨海默症，Alzheimer Syndrome)个体的S100p蛋白浓度显著高于正常人；同时，阿尔茨海默症最先出现的症状就是方向感的受损：并且病人最先受影响的脑区是海马、顶叶和内嗅皮层，而这些区域对于空间信息的加工有重要的作用(Peskind，Griffin，Akama，RasMnd，& Van Eldik，2001)。且通过阿尔茨海默病人和正常人的比较，发现该类病人在海马中的S100β蛋白明显增多，而海马对于空间学习和方向感又有很重要的作用，所以可以进一步推测S100β对于人类的方向感作用显著，这点在我们实验室的相关研究中也已取得初步证明。
行为遗传学研究方法范文4
【关键词】汉语；阅读障碍；语音意识；病例对照研究；快速命名；词形加工
中图分类号:B842文献标识码:A文章编号：1000-6729(2007)02-0074-04
研究表明，学龄儿童的发育性阅读障碍的发生率为5%-10%［1］，是儿童最常见的学习障碍，它对儿童认知情感、自我概念以及社会性发展都会产生重大影响，已成为发育学、心理学、认知神经科学和行为遗传学等多门学科共同关注的问题 。目前，西方表音文字国家研究认为，语音意识落后是阅读障碍的主要原因［2-4］。这种结论与英语属表音文字这一特性有关，而汉语作为形、声、意结合的表意文字符号系统，其形态特点及表音、表义方式与拼音文字存在很大的区别，汉语阅读障碍的特点与产生机制仍存在诸多争议，本研究拟探讨汉语阅读障碍儿童存在哪些语言能力缺陷，汉语阅读障碍是否具有与西方表音文字类似的语音问题，了解汉语阅读障碍可能的成因，为汉语阅读障碍儿童的矫治和训练提供依据。
1对象和方法
1.1对象
1.1.1阅读障碍组：参照国际疾病诊断分类手册第十版（ICD-10），从广州市越秀区的一所普通小学选择三至六年级的学生，采用学习困难儿童筛查量表（PRS）［5］，韦氏智力测验（WISC-R）［6］和儿童读写能力家长问卷，结合学生平时语文阅读成绩综合判断，筛查出阅读障碍儿童13人，其中男童10例，女童3例，平均年龄10.6岁。入组标准如下：①PRS评分低于60；②教师和家长评价阅读能力落后；③语文成绩位于全班成绩的5%以下；④韦氏智力测验IQ在正常范围内；⑤排除视听觉障碍、注意缺陷多动障碍、孤独症和情绪障碍。
1.1.2正常对照组：按照年龄、性别、班级等条件与阅读障碍组1∶1匹配，在该小学内选出13名正常阅读能力儿童为对照组，其中男童10例，女童3例，平均年龄10.5岁。入组标准为：①PRS评分高于60；②教师和家长评价阅读能力正常；③语文成绩中等以上；④韦氏智力测验IQ在正常范围内；⑤排除视听觉障碍、注意缺陷多动障碍、孤独症和情绪障碍。
1.2 方法：
1.2.1 语音技能测验
①挑异音［7］：根据传统的怪球（oddball）范式，要求被试挑出听觉呈现的一系列音中与众不同的一个。分为辨声母、辨韵母、辨声调三个分测验，每个分测验10题，共30题。每题有三个音，由主试一次向被试口头呈现三个音，其中两个在实验要求的目标音上相同,只有一个不同。要求被试挑出与其他两个读音不同的一个，在事先准备好的卷子上圈出所选音的题号。以答案的正确数作为儿童该项测验的成绩。
②语音短时记忆［7］：类似于韦氏智力测验中的数字广度测验。共设有8组汉语音节，按照每组组成的汉字个数由少到多依次排列，从每组有2个汉字开始，最长的达每组9个汉字。依次向被试口头呈现每组汉字的读音，让被试将所听到的汉字组口头重述出来，每组有两试，直至被试两试均不能完整重述为止，以被试所能复述的最多的汉字读音个数作为其语音短时记忆位数。
③语音合成：向被试分解读出一个字的拼音，让被试将听到的拼音拼成一个字的读音并读出来，共10题，计其正确数。
1.2.2快速命名能力测验
分颜色快速命名和数字快速命名两个分测验。颜色快速命名的刺激材料为随机排列于A4纸上的红、黄、蓝、绿四色方块，每行5个，共8行；数字快速命名的刺激材料为2、4、6、7、9，随机排列于A4纸上，每行5个，共8行。要求被试尽快命名连续呈现的颜色、数字。记录下颜色、数字的命名反应时间。
1.2.3词形加工测验
①汉字命名测验：本测验是对被试的汉字形音义加工进行考察，测验首先向被试视觉呈现一系列的汉字，要求被试读出所呈现的字的读音，实验材料为40个汉字。其中包括规则字（整字与声旁读音一致的字）19个，不规则字（整字与声旁读音不一致的字）21个。记录下汉字命名的总正确数，并分别计录规则字和不规则字的命名正确率。
②辨真假字测验：共有45个汉字，其中真字7个，罕见真字8个，符合组字规则的假字8个，不符组字合规则的假字22个（部件位置错误8个，部件方向错误7个，部件笔画增减7个）。让被试判断哪些是真正的字，哪些不是字。记录各类字判断正确数。
1.3 统计方法
频数统计和配对t检验等。
2结果
2.1 二组儿童语音技能测验成绩比较
表1显示阅读障碍组的辨声母、辨韵母、语音合成测验正确数均低于正常对照组，辨声调及语音短时记忆差异无统计学显著性。
2.3 二组儿童词形加工测验成绩比较
表3显示阅读障碍组的汉字命名测验儿童平均成绩明显低于正常对照组。其中两组对规则字命名正确率的差异无统计学显著性；阅读障碍组对不规则字的命名正确率低于正常对照组。表4显示在真假字辨别测验中，二组的成绩差异均无显著性。
3讨论
语音意识是参与识别和操纵音位水平语言表征的能力，如音位切分、音位删除、音位取代及运用音素合成词等。许多研究表明，语音在儿童阅读能力发展中占有重要的地位［8-10］。本研究发现，汉语阅读障碍儿童在语音技能测验中，得分均低于正常儿童，且五个项目中有三个项目（辨声母、辨韵母、语音合成）的得分，汉语阅读障碍儿童与正常儿童存在显著差异。表明汉语阅读障碍儿童也存在语音意识缺陷，语音意识对儿童阅读能力发展的影响不仅表现在英语等表音文字上，也表现在汉语阅读中。
汉字虽然是表意文字，但在汉语的学习中，儿童只有通过系统的拼音学习，才能在汉字与声音间建立连结，从而掌握汉字的发音。有研究表明,汉语拼音的学习能够有效地促进儿童语音意识的发展［11，12］。作为表意文字，汉字表音性差，缺乏形-音对应的规则，但仍然有三分之一左右的偏旁表示整字的发音。占汉字80%的形声字的声旁具有示音作用，在儿童学习汉字的过程中，随着学习汉字量的增加，儿童越来越多地意识到形声字结构的语音线索，并且在字的读音中利用这种线索。有实验表明，语言能力高的儿童读音的正确率大大高于语言能力低的儿童，并且更多的利用形声字中的语音线索来推断汉字的读音［13，14］。Ho［15］研究发现，语音意识在汉语阅读中发挥着重要的作用。由此可见，语音意识在汉语阅读中发挥着重要的作用。一旦语音意识缺陷，必将影响汉语阅读能力，造成阅读困难。本研究还发现，汉语阅读障碍儿童在颜色、数字的快速命名测验中命名速度明显慢于正常儿童。这表明汉语阅读障碍还存在快速命名缺陷。此前，Ho［16］对前人研究中报道的主要缺陷，如视觉、语音快速命名和字形缺陷，在汉语阅读障碍儿童中存在的比例进行了探讨，最后认为命名速度缺陷是汉语阅读障碍的主要缺陷类型。国内的黄秀霜［17］和张承芬［18］等也认为汉语阅读障碍儿童和正常儿童在视觉辨认、视觉记忆等方面存在差异。
在汉字命名测验中，两组对规则字（整字与声旁读音一致的字）命名正确率的差异无统计学显著性；而阅读障碍组对不规则字（整字与声旁读音不一致的字）的命名正确率低于正常对照组，且差异有统计学显著性。提示阅读障碍儿童可能由于整字字形与拼音之间的对应关系没有牢固地建立，不能迅速地从词典中提取整字的读音，从而过多地依赖声旁提供的语音线索，而这会造成不规则字的读音错误。而此前，国内的周晓林、孟祥芝［19］的研究也发现阅读水平低的儿童其整字加工较多地受到声旁的影响，阅读困难儿童在读音过程中产生很多过度规则化错误，即将不规则整字按照声旁读音。
本研究中对汉语阅读障碍儿童和正常儿童真假字辨别测验的得分进行配对t检验，其差异均无统计学显著性，提示阅读障碍儿童可能在汉字字形整体知觉的加工及汉字构字规则的理解能力方面无明显缺陷。汉字是一种两维结构的书写符号,构成汉字的部件的位置以及与其它部件的搭配具有一定的规律,这使得汉字的亚词汇成分更容易结合成一个整体。推测汉字的这种特点可能更容易使阅读者形成完整的词形表征,因此在真假字判断任务中阅读障碍儿童与正常儿童之间无差异。另一方面阅读障碍儿童可能通过代偿性地延长认知时间来补偿其对汉字字形整体知觉的加工方面的缺陷，提示在非限时条件下，正确数也许不是一个有效的指标。
综上所述，表意文字汉语的阅读障碍儿童可能具有与西方表音文字类似的语音意识缺陷。同时发现，汉语阅读障碍儿童有快速命名障碍。至于汉语阅读障碍儿童与正常儿童相比较，是否存在汉字字形整体知觉的加工及构字规则理解能力的缺陷以及儿童汉语阅读障碍更深层方面的机制仍有待进一步研究。
行为遗传学研究方法范文5
关键词：发展情境论；知识研发与应用；公共政策；儿童和青少年
分类号：B844
科学的发展是一个学科体系不断分化与融合的历史过程。发展心理学本身就是在科学知识不断专业化的过程中诞生、发展并逐步走向成熟的。发展心理学自诞生以来，已积累了大量关于人类发展的科学知识与事实。然而，它长期以来一直是心理学的一个基础性分支学科，其主要使命在于描述和解释人的发展规律，而较少关注影响个体发展的现实问题。20世纪以来，随着影响人类发展的社会问题日益增多并不断加剧，运用科学知识来解决这些问题日益成为科学事业面临的新挑战。在这样的社会历史背景下，日渐成熟的发展心理学与社会学、护理学、生态-人类发展学(Ecology-humanDevelopment)、生物学、社会工作、经济学、政治学、医学、人类学和犯罪学等学科相融合，于20世纪80年代形成了一门以应用或干预为主要目的的新兴分支学科――应用发展心理学(AppliedDevelopmental Psychology)(Chibucos ＆ Lemer,1999；Fisher ＆ Leaner,1994；Fisher,Murray,＆ Dill，1993；Sigel ＆ Cocking，1980)。由于在实际的应用实践中所解决和干预的问题涉及更广泛的社会层面上的问题，并且需要心理学和其他学科或专业的研究者共同协调工作，因此，后来的研究者更倾向于将这一新的学科分支称为应用发展科学(AppliedDevelopmental Science)(Lemer Fisher,＆ Weinberg，1997)。相应的，该领域越来越多的研究者开始将自己称之为应用发展科学家(Applied DevelopmentalScientist)。
1.应用发展科学的形成背景
1.1应用发展科学形成的社会背景
20世纪后半叶以来，社会问题急剧增加，许多国家和地区的婴儿、儿童、青少年以及抚养他们的成人面临着不同的困境和问题。动荡的国内局势、战争、种族冲突、环境威胁、健康威胁、贫困、失业、暴力犯罪、离婚、单亲父母、留守儿童、危险性、未成年怀孕和未成年父母、滥用与酒精、学业失败以及工作重压、缺少职业训练等诸多不良境况与问题困扰着身处其中的每个个体(Fisher,Fabficant，＆Simmons，2004；Lemer,2002；Lemer et al.1997)。然而，已有的科学体系中却没有哪一个学科是专门用来研究和解决上述社会问题的。随着大量新问题的涌现，一些从事处境不利儿童、青少年、成人及其家庭研究的发展心理学家，开始致力于寻找某些困境和问题的解决途径(Fisher＆ Lemer,1994)。与此同时，有些国家的政府机构也开始逐渐认识到运用科学知识来解决影响人发展的社会问题的必要性和重要性。自上世纪70年代起，欧美国家开始制定相应的社会政策来引导发展心理学家开展应用性的研究工作，如美国的Head Start早期教育干预和社区心理健康运动等。这些活动也为世界其他地区的应用研究提供了参照。
另一方面，应用发展科学的诞生也与大学学术风格的转型有着密切的联系。在过去相当长的时间里，许多国家的大学曾经效仿19世纪德国的学术风格。这种学术风格脱离实际，追求所谓“纯粹”的知识，认为知识不是对特定历史时期的认识，也不是与现存社会情境有关的偶发性认识，反而认为那些与现存文化情境越不相关的知识越有价值(Fisheret al.，2004)。然而，随着社会的发展和社会期望的增加，学者们不得不考虑那些与社会情境有关的知识的有用性或存在方式，也不得不考虑在已有知识基础上进行研究的合理性以及与所处社会文化的关系。随着学术风格的转变，科学知识在实践中的应用成为证明科学价值的有效途径，通过应用研究来解决实际问题也日益成为科学工作者承担社会责任的更有效证明。在这一转变过程中，发展心理学家具有独特的优势。他们一方面更直接地体验到了社会所赋予的期望，另一方面他们主要以人和其所处的情境为研究对象，从而能够在已有的基础研究上直接开展应用研究。因此，发展心理学家历史地充当了学术风格转型的先行者(Lemer,2002)。
1.2应用发展科学形成的学科历史背景
普通心理学和发展心理学的发展成熟为应用发展科学的诞生提供了基本前提。一方面，普通心理学和发展心理学的长期历史渊源和丰厚的知识积累为应用发展科学地应用研究提供了学科和知识基础，另一方面，心理学，尤其是发展心理学的日益成熟推动了应用发展科学的发展。从中世纪至今，心理科学对于人的发展以及人与所处情境的关系的科学认识不断深化和日益准确。中世纪时，儿童被视为预先成熟的微型成人；而今个体的发展被分成了许多具体的阶段和亚阶段(如根据发展的特点将儿童期分成儿童早期、儿童中期和儿童晚期)进行详细的探究。早期的发展心理学研究主要集中在儿童身上，而很少关注成年人和老年人的发展问题。20世纪以来，研究者在精神分析理论、行为主义和社会学习理论、认知发展理论、信息加工理论和社会文化理论等不同理论框架下，从多个角度来描述和解释个体的发展，获得了大量有价值的科学事实和研究结论。但是，直到如今发展心理学研究中依旧存在两大趋势，一是研究的内容和主题日益精细化和专门化，忽视对研究结论的梳理和概化；二是研究的导向是解决已有研究中的问题，而不是解决实际生活中的问题。对已有研究不足的反思成为应用发展心理学和应用发展科学出现的原因之一。
需要指出的是，作为多学科融合的产物，应用发展科学的出现不是对已有发展心理学研究的完全批判，而是对发展心理学应用研究的“回归”。Parke曾指出，发展心理学家又回到了“先驱们所关心的科学知识的应用问题上，他们开始在多学科间进行工作的兴趣也与早期的发展心理学家类似”(Parke.1992)。实际上，早期的发展心理学家主张在自然情景中研究儿童，既重视知识的科学化整合，又重视知识在实践中的应用。此后，为了深入探究人的发
展特点和发展机制，研究者们从不同的角度建立了许多理论，如精神分析理论、行为主义理论、认知理论等。虽然这些理论对人的发展的解释难免存在一定的偏见，但它们从各自理论视角所做出的描述和解释无疑有助于更好地从整体上理解个体发展的特征和机制。从学科发展本身来说，对研究对象的了解会自然地激发应用实践，而对研究对象更深入的了解又会激发新一轮的应用实践(Bronfenbrenner＆Evans，2000)。早期发展心理学家将基础研究和应用研究结合在一起，后来基础研究和应用研究逐渐分开而成为独立的研究领域，而当今社会和科学的发展要求二者再次进行结合。显然，这并不是一个简单的历史性重复，而是一个更高水平上的融合。
1.3应用发展科学形成的理论基础
一门学科的诞生或独立必须有其相应的理论基础。近年来发展心理学中出现了一些重要的新理论，包括生物心理发展系统论(the DevelopmentalPsychobiological Systems View)、发展情境论(theDevelopmental Contextualism)和毕生发展观(TheLife-Span View)等。这些新的理论对已有人类发展理论进行了不同程度地整合和拓宽，并为应用发展科学的形成提供了重要的理论基础。
1.3.1生物心理发展系统论
生物心理发展系统论认为影响个体发展的基因活动、神经活动、行为和环境之间不是单向的作用关系，而是双向的、循环式的(circular)和或然性的(probabilistic)作用关系(Gottlieb，1992)。一方面，任何一个水平上的因素都不可能完全决定个体的发展进程或结果，个体的发展是多水平因素共同作用的结果；另一方面，不同水平的因素间并不存在一个决定另一个的情况(如Popova在2006年证实了基因水平上的5-羟色胺不能决定行为水平上的攻击行为)，多水平因素之间是一种两两双向的、可逆的和或然的作用关系。因此，发展心理学家要想真正揭示人类心理发展的机制和规律，就必须针对不同水平的影响因素进行长时间、情境性、系统性地研究。同时，只有这类研究也才能够为有针对性地干预或促进不同个体的发展提供有效的理论指导。应用发展科学的一个显著特征就是关注影响个体发展的各个层面的因素，如遗传生物因素、认知因素、学校教育因素和家庭因素等。此外，它还关注社区因素、社会因素和国家因素等已有理论和研究没有充分重视但却对个体发展产生影响的因素(Fisher＆Lemer,1994)，Head Start早期教育干预就是一个很好的例证。除此之外，应用发展科学还致力于在应用中将以上诸因素系统地结合起来，以求使得各水平上的影响因素能够更好地促进个体发展。
生物心理发展系统论的另一个重要观点是，相同物种的个体会通过不同的途径达到同一发展结果，即等终端(equiflnality)理论。其具体的表现形式为：a.初始条件不同的个体可以经过发展达到相同的终端；b.初始条件相同的个体可以通过不同途径达到相同的终端。也就是说，相同或不同初始条件的个体可以通过相同或不同的途径来实现自身的良好或不良发展。Broidy等人(2003)在对儿童和青少年外化问题行为的发展性研究中发现，表现为同一问题行为的不同个体沿着不同的发展轨迹发展。Moffitt，Caspi，Harrington和Milne(2002)对行为的研究同样发现了这种等终端现象。毕生持续和限于青少年期的行为者虽然在青少年中期的行为表现是相似的，但是大多数限于青少年期的行为者会在成年早期终止行为。发展的这种特点启示研究者既要预先考虑到个体将来可能出现的发展结果，又不能把已有的发展结果看作是一成不变的。应用发展科学在此基础上认为，科学工作者应该充分利用影响个体发展的各种因素，努力使不同初始条件下的个体通过不同的发展路径获得良好的发展结果。它特别强调家庭、社区和社会在为个体发展创造良好条件的同时，还要有针对性地对不同发展路径中的个体给予及时的帮助。
1.3.2发展情境论
当代著名心理学家R.Lemer创立的发展情境理论(the Developmental Contextualism)将个体发展理解为一个辩证的，而非机械、单向的作用过程。该理论认为物理环境、社会系统和个体发展三者之间会随着时间的推移而相互影响，个体发展既是物理环境和社会系统二者对个体影响的结果，反过来又是二者发生变化的原因。个体发展、物理环境和社会系统都具有可塑性，但是其可塑性程度取决于影响因素的作用时间和作用效果。如果某一个体能够与影响其发展的诸因素实现良好拟合，则其可塑性就会很高，其发展也更积极、有效(Muuss，1996)。基于这一基本原理，应用发展科学致力于通过调动个体自身、物理环境和社会系统的积极影响来实现个体的健康发展。以往发展心理学的应用研究一般只考察易于研究的少数几个影响因素来预防和治疗个体的问题行为或不良表现，而且不能随着时间的推进对干预和治疗计划做出相应的调整，而应用发展科学十分注重应用的实效性，它根据实际需要制定和调整干预或治疗方案，围绕构建良好拟合发展模型来选择干预的目标因素和时间段。
与传统的发展理论不同，发展情境论并不假定一般性发展规则、具体发展阶段、发展任务或里程碑，它认为传统的阶段论是一种预成渐成说(predetermined epigenesis)，而发展阶段实际上是以一种或然渐成(probabilistie epigenesis)的方式实现的(Lemer，Easterbrooks，Mistry,＆ Weiner,2006)。也就是说，个体发展结果不是一个可以精确预计的连续性的量化结果，而永远是一种具有多个可能方向和不同程度发展潜力的状态。当然，人类的可塑性仍然存在于一定范围之内，遗传因素和持久稳定性的变量会严格限制个体发展的基本范围，如气质和稳定的物理环境等。或然渐成的发展观点是对发展的敏感期理论的有力补充，个体在敏感期没有得到良好发展的心理主题，仍然可以在日后的发展历程中得到弥补，而且有针对性的干预计划可以增效这种弥补的效果。应用发展科学基于这一理论观点实施干预计划，对于能够通过干预计划取得良好发展的群体进行促进性干预，对于不能通过干预计划实现良好发展的群体进行积极性治疗(Fisher et al.，1993)。此外，应用发展科学并不只针对婴幼儿、儿童和青少年进行干预，对于健康的成年人和老年人也进行积极地预防性干预。
由于发展情境论是在毕生发展观和生态系统观的基础上发展起来的，有关后两者的一些思想观点在发展情境论中都有所体现，所以在此不再赘述。可见，应用发展科学是在不断吸取新近出现的各种
理论观点基础上发展起来的，尤其是那些注重发展的或然性、情境性和毕生性的理论观点。
2.应用发展科学的界定
2.1应用发展科学的内涵
1980年，《应用发展心理学杂志》的出版标志着应用发展科学开始成为一门独立的学科分支。该期刊的刊头写道：“它是研究者和行动者在人类毕生发展领域进行交流和沟通的平台，它是行为科学研究在发展心理学、社会行动和社会问题解决中进行应用的概念、方法、政策和相关结果的传播平台”(Sigel＆ Cocking，1980)。1991年，美国国家任务局(National Task Force，NTF)对应用发展科学的内涵进行了界定。“应用”(applied)是指为个体、家庭、行动者和政策制定者直接提供有效建议；“发展”(developmental)是指人类个体在毕生发展过程中所发生的系统性连续性的变化；“科学”(science)是指通过一定的研究方法系统地收集可靠、客观的信息，这些收集的信息能够用来验证理论和应用的效度(Fisher et al.，1993)。这是目前对应用发展科学的一种较为权威的界定。
近年来，应用发展科学的研究范围在不断拓宽，促进社会民主与公平也成为应用发展科学的重要组成部分，同时它还十分注重伦理目标与实用目标的结合(Lerner et al.，2006)。还有一些研究者致力于应用发展科学的知识基础和方法的探讨(Chibueos＆ Lerner,1999；Sigel ＆ Renninger,1998)。
2.2应用发展科学的特征
为了更准确地理解应用发展科学的学科性质和特点，一些学者和机构对应用发展科学的特征进行了归纳。NTF是一个政府性质的组织，并且长期支持应用发展科学干预计划的实施，因此它对应用发展科学特征的阐释更容易被人接受。1991年NTF召开的一个全国性会议首次公布了这些特征内容，并将应用发展科学确定为大学研究生教育的正式内容(Fisher et al.，1993)。NTF指出，应用发展科学是一个从知识研发到知识应用的连续体，其特征是：
(1)应用发展科学综合知识研发与应用来描述、解释、干预和促进个体发展。应用发展科学认为个体和家庭的功能是不断变化的生物、物理和社会环境交互作用的结果。单纯地跨学科的方法只强调个体与文化的多样性，而应用发展科学强调地是不同的人与环境之间的互惠互作用。
(2)应用发展科学认为需要对正常和异常个体不同的毕生发展过程进行科学化的认识。
(3)应用发展科学整合了与其相关的生物学、社会学和行为科学领域的知识。
(4)应用发展科学的运行过程是互惠性的。科学研究推动实践应用，实践应用又反过来完善科学研究。
NTF对于应用发展科学特征的界定比较概括，仅仅指明了学科的基本特点和基本任务。按照这一界定，应用发展科学与其他心理学研究方向的重要区别在于它十分重视应用研究的生态效度，并且致力于调动影响个体发展的各种资源。应用发展科学的这一特点在某种程度上涉及“土地基金大学”(thelend-grant university)的实践思路和其科研服务过程中的一些特征(Vandenberg-Daves，2003)。此外，应用发展科学涉及一个更为包容性的学术取向，即将基础研究和应用研究结合到一个整合性的系统中。
受到生物心理发展系统论的影响，应用发展科学设法整合科研和服务以更好地描述、解释和增进个体与家庭的长期性发展。考虑到影响个体发展的重要系统性因素，Fisher和Lemer(1994)重新界定了应用发展科学的基本特征，他们所界定的特征包括：
(1)应用发展科学研究不同对象随时间所发生的变化。在个体、家庭、机构和居民区的发展历程中会存在许多长期性的影响因素，有些因素能够保持跨时间的稳定性，有些则可能随时发生变化。时间性的变化要求研究者及时地调整研究设计、服务支持和评估计划。
(2)重视干预计划对于个体差异和个体自身变化的灵敏度(sensitivity)。这意味着干预计划必须考虑到个体差异，如个体的种族差异、民族差异、社会等级差异和性别差异等。干预计划的制订和实施需要随着个体的发展变化做出相应的调整。
(3)将个体所在的家庭和家庭的发展作为整个情境的中心。情境包括多种水平，如生物水平的情境、物理一生态水平的情境、社会文化水平的情境(包括政治和经济水平的情境)等。应用发展科学注重围绕家庭来研究、设计和实施干预计划。
(4)建立分类性的发展过程、初级预防(primary prevention)计划和最优化(optimization)计划。应用发展科学强调建立旨在促进个体积极发展的分类性发展过程、初级预防计划和最优化计划，而不是仅仅去完善矫正性发展计划和干预计划。
(5)知识研发与知识应用并举。知识研发和知识应用是双向性关系，应用发展科学的知识研发是为了更好地进行应用，在应用的过程中又可以更好地完成知识研发。
这一界定为研究者提供了一个更加清晰的特征框架。从中可以看到，应用发展科学注重发展系统中每个子系统的作用和随时间发生的变化。它不再是一个传统的研究性学科，而是一个基础研究与应用研究并重的新兴学科。
2.3应用发展科学的研究领域
最近10年来，国外的应用发展科学家积极地探究不同的应用性研究主题，这为儿童、青少年和家庭的健康发展提供了重要启示。表1列出了这些调查和行动所涉及的部分主题。最近出版的教科书、著作中的综述性章节、手册、期刊或期刊的特定部分(如《婴儿和幼儿》中的“应用发展理论”部分)都在对应用发展科学进行重点介绍。《应用发展心理学杂志》、《应用发展科学》、《儿童服务：社会政策》、《研究与实践》都是新近应用发展科学研究成果的主要交流和传播平台。国内的心理学学术性期刊中还没有专门的应用发展科学专栏，更没有专门的学术期刊来交流应用发展科学的研究成果。
2.4应用发展科学的方法和伦理特征
应用发展科学家也已经认识到现有社会化研究方法的不足，从而开始增加行为遗传学方面的研究设计、建立更加精密的数据分析方法、建立更加概括和有效的理论等。在具体的应用研究中，研究者注重关注影响因素间的交互作用、调节和中介作用、互惠性影响、非家庭性影响和宏观环境(邻居、政策和文化)的影响。Collins和Ovarton(2006)发现不同儿童之间存在先天的个体差异，他们对环境的反应风格和自我约束特点上存在差异，这样一来，不同的教养行为、环境刺激和生活事件会导致儿童不同的发展结果。Bates，Pettit和Dodge(1995)在一个追踪研究中发现，婴儿期的生理性特征(如高活动性、冲动性、困难气质)能够显著预测其十年后
的外化问题行为，同时，婴儿期的早期特征会引发苛刻的父母教养，而不良的父母教养同样能够预测个体在青少年期的外化问题行为。可见，个体发展过程中的个体遗传或生理特征与外界的近端或远端影响因素是很难分开的。应用发展科学中所设计的研究和干预计划可以在研究它们之间作用机制的过程中开展有针对性的干预活动。个体自出生就存在相互差异，随着时间和经历的变化，个体之间的差异日益扩大，他们在不同的情形中对不同个体和事件的反应差异也逐渐扩大(Muuss，1996)。因此，研究者很难将基于某些个体的研究结论推广到所有个体身上，而应用发展科学会以解决问题为导向来揭示现象背后的规律和机制，以便有针对性地实施干预活动。
随着应用发展科学的发展，家庭和社区转变为研究团体中的正式成员，被研究的对象或“消费者”转变为服务的提供者和政策制定者。这样，大学或研究院所的传统结构和功能必须做出调整，并且需要建立一种新的研究范式――延伸学术(outreachscholarship)或延伸研究(outreach research)。所谓延伸研究是指需要研究者、研究对象以及相关人员共同参与，并融知识研发与知识应用为一体的研究范式(Chibucos&Lerner,1999)。在延伸研究中，大学或研究机构中的研究者必须走出所在机构，并与研究对象及其所在的家庭、社区、社会服务机构以及政府部门进行积极合作，通过具体的实践行动来积累科学知识和服务社会。Jensen等(1999)比较了基于大学的研究(得到美国国家健康研究所的支持，使用效率模型)和基于行动实践的研究，发现后者比前者更多地实施延伸研究。在延伸研究中，知识的应用促进了大学和社区之间的合作关系，科学家可以与那些寻求理解和帮助的儿童、家庭、社区一起来界定问题、研究方法和干预措施。干预计划的运行会涉及研究人员、政策制定者、提供服务者、执行和共享干预计划的家庭等。可见，这样的一个知识产生过程不仅更科学、有效，而且会直接与知识应用联结在一起。
针对延伸研究的实施，Lerner,Fisher和Weinberg(2000)提出了相应的原则：a.增加对外部效度和人类发展具体生态环境相关度的关注，而不是设计周密的实验室实验；b.研究既要满足社区合作者的需要，又要使其在应用研究中发挥作用；C.既要致力于测量个体和所处情境的发展结果，又要致力于评估干预计划所带来的直接和间接的影响；d.根据当地社区的需要和变迁及时地调整干预设计与干预过程；e.根据当地的社区环境来调整研究方法；f.坚持研究的长期性，即大学研究机构或研究人员应针对社区进行长期的调查研究或干预，以实现有益于社区的发展目标；此外，还有许多其他原则，如合作学习(社区专家与大学专家间的合作学习)、大学和研究机构应该保持谦恭的姿态、从文化层面上对研究结果进行整合等。
应用发展科学的研究内容、方法和实践伴随着一系列新的伦理要求。Fisher(2005)指出应用发展科学家应该受到研究伦理、行业服务伦理、各因素和主体间依赖关系的约束。此外，他们还认为延伸研究为科研和实践的结合提供了一个渠道，它使得应用发展科学家将传统的研究被试、患者和来访者转变为参与者、消费者和合作者。这样，应用发展科学的出现会伴随产生一些已有领域和行业伦理所没有明确限定的新领域。Lamer等人(2006)指出，尽管应用发展科学家从传统的临床、学校或咨询心理学领域脱离出来，但是既使那些接受过不同领域或多领域训练的应用发展科学家也还没有用已形成的伦理原则来规范研究。因此，为了防止在促进个体和社会发展的同时又附带产生一些不良的影响，我们需要在推进应用发展科学的同时，有针对性地建立一些相关的伦理规范，如限定研究人员可以在多大程度上获得预家庭的隐私信息等。
3.应用发展科学与社会发展
社会良性发展需要全社会各个方面和机构的合作努力，同样，也只有所有部门和机构相互合作才能更好地实现社会公平。应用发展科学力图通过促，成这种合作，以确保每个个体在近乎相同的平台上进行积极健康地发展；与此同时，它还鼓励研究者、普通民众积极参与公共政策的制定和实施，以实现个体、家庭发展与社会发展的良性互动。
3.1应用发展科学是促进个体发展的有力保障
应用发展科学旨在促进发展研究与实践的结合，从而促进脆弱儿童、青少年、成人或他们家庭的积极发展。进入21世纪，学者、行动者和政策制定者逐渐认识到发展科学在人生发展中所起的作用。发展科学可以有效地阻止由于贫困、早产、学业失败、儿童受虐待、犯罪、青少年怀孕、物质滥用、失业、福利依赖、歧视、民族冲突和医疗社会资源不足所导致的对个体生存和发展机会的破坏(Lemer et al.，1997)。例如，面对一个慢性发音困难的儿童，发展心理学家会习惯性地将其归为临床原因，而应用发展心理学或应用发展科学则从儿童所处的各种情境因素来开展干预活动，如研究发音困难的生理和心理社会原因、培训父母如何教养他、有意识地指导同伴帮助他、传授给教师教育发展迟缓儿童的技巧等。
传统的研究者专注于儿童青少年问题行为的预防和纠正，而应用发展科学的研究者则倾向于促进儿童青少年的积极发展。当今的应用发展科学家的一个重要观点是，个体没有问题行为并不等于他获得了必要的生活技能，预防消极行为的出现与促进青少年积极发展不能同日而语。儿童青少年积极发展结果包括六种个体特征，即能力(competence)、沟通(connection)、品格(character)、自信(confidence)、关爱(caring)和奉献(contribution)(Lemer,Almerigi，Theokas，＆Lemer，2005)。Benson(2002)进一步探讨了实现以上发展结果所需的资源，确定了40种内外部发展资源，外部发展资源如家庭支持、受到社会尊重、积极的同伴影响、青少年活动等，内部发展资源如成就动机、诚实、交际能力、自尊等。近年来一系列研究发现，儿童青少年拥有的发展资源越多，他(她)越可能进行积极健康地发展，且越不可能出现问题行为。那些能够为儿童青少年发展提供发展资源的干预计划可以帮助他们持续地积极发展(Benson，2002；Lemeret al.，2005；Wenger，LeadbeRer，Guzman，＆Kral，2007)。
3.2应用发展科学是促进社会发展的工具
应用发展科学又是一种促进社会文明发展的工具。应用发展研究的目标之一就是整合已有的相关公共政策，并通过研究工作来吸引社会机构参与居民区实践，从而实现科学研究与服务实践的统一。应用发展科学通过确定村(社区)、镇、县、市、省(直辖市或自治区)以及整个国家的情况或者不同
阶层、团体、亚文化群体、民族的特点是否与实证研究结果相符来制定和修改公共政策，从而实现社会进步和社会公平。应用发展科学还会帮助政策制定者建立相关的规范和政策，以确保所有家庭中的儿童和青少年能够积极、有效地发展自己和奉献社会。图1提供了一个有关青少年政策的社会化模型，它有助于更好的理解应用发展科学是如何促进社会进步的。
图1表明，公共政策应该确保家庭有能力为子女提供限定和期望(boundaries and expectations)、满足子女的生理和安全需要、提供爱和关怀的氛围、建立自尊、鼓励和支持子女成长、培养积极价值观以及使其与居民区保持积极联系等。如果干预计划能够将这些资源有效地用于青少年的发展，那么积极的发展结果就会出现。反过来，文明社会的进步也会影响家庭和家庭中子女的发展。青少年的成长过程会首先受益于公共政策和干预计划，而后这种好的发展结果会在其建立家庭后的教养行为中表现出来。该模型表明，文明社会的进步可以通过促进家庭的教养和社会化功能来实现。
3.3应用发展科学给社会发展带来的启示
应用发展科学的出现和发展为促进社会进步提供了许多有益启示。这些启示既反映在该学科对社会进步的贡献方面，也反映在整个社会在发展到一定阶段时对科学发展提出的要求方面。
社会的进步需要融合多个学科来解决影响人和社会发展的问题。已有的研究往往从各自学科的角度来解释分析某一问题，并从单一学科的角度提出解决措施。应用发展科学避免了这一不足，它主张以问题为中心，从实践的角度确定良好的解决措施，并由所涉及学科的学者来指导问题的解决。这样，各种学科的知识会在具体的实践中得到融合和完善(Lemer，2002)。
学术研究参与公共政策的制定和实施。公共政策反映了个体、组织和机构行为的标准或规则，它指导和规范着个体和组织机构如何去处理具体的事宜。此外，公共政策还反应了公众所相信、思考和重视的内容，这会影响社会资源的调配和分布。应用发展科学认为实证研究得出的结论应该通过制定和实施公共政策来实现学术研究与公民生活的结合(Fisher＆Lemer，1994；Lerner，2002；Shwalb et al.，2005)。应用发展科学家还需要调动研究中涉及的民众来协同政策制定者一起制定和修改公共政策，从而保证公共政策的实施效果。
要高度重视儿童和青少年的发展。儿童和青少年是未来的社会人力资源，儿童和青少年的良好发展能够更好地为将来社会做出贡献(Lerner,Freund，＆De Stefanis，2001)。社会的良好发展又能够为儿童和青少年的发展提供更多的社会发展资源和良好的公共政策。儿童和青少年的发展与社会的发展是个循环影响的过程。在现实生活中，国家、社会和家庭对于儿童和青少年的保护政策过于笼统，而且主要关注问题的解决，而不着眼于问题的预防和个体的积极发展。应用发展科学认为必须首先保证儿童和青少年的积极发展，才可能实现文明社会的进步。它主张通过建立大学或研究机构与居民区的合作关系以及调动其他各方面的力量来促进个体的积极发展。
4.小结
纯粹的基础性研究解决实际社会问题的周期太长，社会发展需要应用性的研究来更有效地探究和解决实际问题，应用发展科学正是在这一要求下应运而生的。应用发展科学在诸多新理论的基础上，采用科研与实践相融合的学术思路，以现实存在的社会问题为中心，整合许多学科的科学知识，调动各方面的力量来实现个体、家庭及社会的良好发展。
