第一節　引言

1988年可以說是計算神經科學發表“宣言”的一年。Sejnowski等發表在《科學》上的這篇“宣言”里提到，這一新興跨學科研究領域的誕生有3個歷史因素：①神經科學的研究進展產生了大量的神經生理數據；②新型計算機具有足夠的能力進行神經模型模擬；③簡化的大腦模型的引入，使對復雜神經通路功能的研究成為可能。自那時起，以上3個方面取得的巨大進步從根本上改變了計算神經科學，甚至整個神經科學的研究景觀。

值得一提的是，1988年，計算神經科學的重點僅限于早期感覺系統，那是因為當時的實驗手段對研究大腦的許多高級功能還束手無策。近年來，隨著單細胞記錄技術、腦成像技術及計算神經科學手段的發展，對高級認知功能神經機制的研究才有了飛躍的發展。例如在猴子作抉擇時，我們可以用電生理手段測量到與其選擇相關的單個神經元的電信號，也可以對其做腦功能成像（functional magnetic resonance imaging，fMRI）。現在我們知道，“抉擇”這類的高級功能主要依賴于前額葉皮層（prefrontal cortex，PFC），這一腦區的損傷會引起嚴重的精神疾病，如精神分裂癥和自閉癥。因此，這一領域的新進展與計算機模型的結合將為我們提供更好的機會，來闡明細胞和通路水平上的病理如何引起精神疾病的任職障礙，這個方向的研究進展對催生精神病診斷、病理生理和治療的新方法有非常大的潛力。因此，作為神經基礎科學和臨床之間的接口，計算精神醫學出現的時機業已成熟。

從這個角度，我下面重點談談計算精神醫學怎樣引入新方法和新工具來探索介入認知和行為的神經通路，以及其損傷引起精神疾病的機制。首先，要講講為何需要將計算科學引入精神醫學研究。第二，將討論2種研究認知和神經機制的模型。第三，討論如何將理論和模型用于跨病種診斷“內表型”（transdiagnostic endophenotypes）來研究行為障礙。第四，總結模型輔助診斷和治療的近期進展。第五，再次討論以生理為基礎的神經通路模型，特別是從跨層次水平的理解。最后，以促進這一新興領域所需的人才培養和科研資助相關的若干切實可行的建議來結束本文。