2025年1月27 日，北京師范大學地理科學學部董衛(wèi)華教授課題組在國際學術期刊《Science Bulletin》在線發(fā)表了題為“Neurocognitive geography: exploring the nexus between geographic environments, the human brain, and behavior”的展望性論文。文章提出了一個開創(chuàng)性的跨學科領域——認知神經(jīng)地理學，該領域以地理學和認知神經(jīng)科學的理論與方法為基礎，旨在突破當下研究面臨的數(shù)據(jù)采樣、融合分析、尺度效應和雙向互饋等一系列挑戰(zhàn)，揭示復雜地理環(huán)境與人類大腦、行為的相互作用機制。認知神經(jīng)地理學為理解人地關系提供了全新視角，并為推動可持續(xù)發(fā)展目標提供跨學科理論與方法。在當前全球城市化、氣候變化和跨文化交流快速發(fā)展過程中，地理環(huán)境深刻影響著人類的性格、認知與行為，而人類的行為也在不斷適應和改造著地理環(huán)境。復雜地理環(huán)境與人類認知行為之間的相互作用關系，是當前國際跨學科交叉研究的難點與熱點問題。難點之一是地理環(huán)境的空間復雜性，不同地區(qū)和空間尺度的環(huán)境因素持續(xù)、系統(tǒng)地影響著人類行為。另一個難點是人類行為的復雜性，這種復雜性由大腦介導，并隨年齡、性別和社會經(jīng)濟地位的不同而變化。為了解決上述難題，本文提出了認知神經(jīng)地理學的前沿交叉領域，該領域以地理學和認知神經(jīng)科學為基礎，針對城市化、全球災害、氣候變化和跨文化交流等人地關系核心議題，從宏觀的地理空間視角和微觀的神經(jīng)視角共同探索環(huán)境-大腦-行為的相互作用機制（圖1）。認知神經(jīng)地理學重點探討城市形態(tài)、結構和功能如何塑造并影響居民的大腦認知和行為模式，極端天氣、地震、傳染病等災害如何影響人的情緒和人格，地形、氣候等自然環(huán)境如何影響人類認知能力，以及語言、民族等文化環(huán)境的空間異質性如何塑造大腦基質與影響社會行為等具體研究問題。認知神經(jīng)地理學面臨的主要挑戰(zhàn)有四個方面。第一，需要在嚴格遵守國際數(shù)據(jù)治理框架的原則下完善環(huán)境數(shù)據(jù)與神經(jīng)影像數(shù)據(jù)聯(lián)合采樣方案；第二，需要開發(fā)多模態(tài)數(shù)據(jù)的融合與分析方法，以解決神經(jīng)影像與地理空間數(shù)據(jù)的特征不一致性；第三，需要進一步探索地理環(huán)境空間尺度和人類生命周期對大腦與行為影響的敏感性。最后，認知神經(jīng)地理學研究需聚焦環(huán)境-大腦-行為的雙向互饋過程，既要揭示地理環(huán)境因素如何通過塑造大腦影響人類行為，也應探討人類如何認知、適應和改變地理環(huán)境。
圖1 地理環(huán)境、人類大腦和行為的相互作用機制未來在地理學家、認知神經(jīng)科學家和其它領域學者的共同努力下，這一交叉學科領域可以幫助社會制定更加科學合理的政策，從而推進可持續(xù)城市、良好健康與福祉、減少地區(qū)不平等和氣候行動等聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標。北京師范大學地理科學學部衛(wèi)星應用前沿交叉研究院董衛(wèi)華教授為論文通訊作者，2021級博士研究生楊天宇為第一作者。論文合作者包括比利時根特大學地理系博士研究生秦桐，中國科學院大學物理研究所張家鑫博士，北京師范大學地理科學學部博士研究生董政，北京大學城市規(guī)劃與設計學院博士研究生武鈺林，北京師范大學認知神經(jīng)科學與學習國家重點實驗室萬小紅教授、左西年教授，北京大學地球與空間科學學院劉瑜教授，美國威斯康星大學麥迪遜分校地理系高松副教授，北京師范大學地理科學學部衛(wèi)星應用前沿交叉研究院王橋院士。該研究得到了國家自然科學基金委戰(zhàn)略研究類專項項目（No. 42242102）資助。文章來源：T. Yang, T. Qin, J. Zhang, Z. Dong, Y. Wu, X. Wan, Y. Liu, S. Gao, X-n. Zuo, Q. Wang, W. Dong, Neurocognitive geography: exploring the nexus between geographic environments, the human brain, and behavior, Science Bulletin (2025), doi: https://doi.org/10.1016/j.scib.2025.01.044
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