揭示大腦高級功能的奧秘，是現代科學面臨的最大挑戰之一，亦是破解人類和機器智能問題的重中之重。作為澳門大學「3+3+3+3」科研戰略佈局中三大跨學科交叉領域之一，認知與腦科學領域備受重視。澳大自2019年設立認知與腦科學研究中心，打造了腦影像、腦干預、認知與行為測查和高性能計算四大研究平台，通過整合多維大數據推動腦域類腦智能科學研究突破。迄今，澳大「精神病學∕心理學」以及「神經科學與行為學」均躋身基本科學指標資料庫（ESI）前1%之列，學術水平及影響力持續獲得國際廣泛認可。

繪製全腦動態連接圖譜

人類大腦由近千億神經元形成極其複雜的網絡，主導人類的認知與反應。澳大認知與腦科學研究中心主任、健康科學學院袁振教授帶領團隊，通過整合磁共振成像（MRI）、正電子發射斷層掃描（PET）、功能近紅外光譜（fNIRS）、經顱磁刺激（TMS）、腦電圖（EEG）及腦磁圖（MEG）等多模態技術，構建全腦結構與功能連接圖譜：這猶如大腦的即時「交通路線圖」，能清晰呈現各區域的多尺度結構和功能佈局，分析資訊傳遞的路徑與效率。

袁教授指出：「傳統神經精神疾病診斷依賴主觀症狀，我們旨在尋求客觀生物標誌，為診斷提供影像學依據。」針對多模態動態影像數據噪聲大、體量大，以及個體變異顯著等難題，團隊依托澳大完善的腦科學和人工智能研究設備，標準化多模態數據採集和分析流程，先後開發多模態融合算法、動態機器學習算法與多組學多尺度多模態跨物種分析方法，實現動態連接組分析。

憑藉自創演算平台和分析方法，團隊收穫多個全球首次的重大發現：針對阿茲海默症，揭示額顳葉痴呆不同亞型在腦功能網絡組織上的顯著差異，並通過腦連接組的影像學標誌區分及預測，為痴呆性疾病的精準診斷提供嶄新的神經影像學證據。柏金遜症研究上，從年齡、成因等多維度構建個性化的腦影像學網絡，識別前驅柏金遜症的兩種亞型。此外，團隊還闡明網絡遊戲成癮者的神經決策機制，以及早期精神病患者大腦廢物清除系統（類淋巴系統）功能異常等。

隨著「交通路線圖」越發清晰，袁教授積極推進成果走向臨床：「現正計劃開發集腦控和控腦於一體的可穿戴技術，定位腦圖譜精準靶點，冀對腦疾病早期干預和『可防可控』，並實現腦機接口與腦閉環干預的融合。」

破解神經迴路逃逸密碼

連接神經元的通道被稱為神經迴路，好比大腦「交通路線圖」中的道路，讓神經元之間互通訊息，維持腦部運作。既知其存在，當進一步發掘其中的作用機制。以逃跑行為作例，過往研究發現，人類作出逃跑行為時會激活兩類「防禦性生存迴路」，但傳統腦成像未能釐清二者的作用機制。認知與腦科學研究中心伍海燕助理教授另闢蹊徑，採用高時空分辨率的立體定向腦電圖（SEEG）技術，深入人類顱內電生理層面，解密不同類型威脅下的神經激活情況。

團隊通過在臨床電極植入過程中，採集癲癇患者作出逃跑行為時的顱內腦電數據，區分兩大迴路的功能：認知恐懼迴路，包括腹內側前額葉皮層（vmPFC）和海馬體，主要處理威脅訊息；反應恐懼迴路，包括中扣帶皮層和杏仁核，主要驅動實際逃逸。面對快速攻擊時，杏仁核至vmPFC存在θ波段訊息流，顯示反應迴路對認知迴路的調控，伍教授解釋：「這說明大腦神經迴路會根據威脅程度，發出『思考後逃逸』或『立即撤離』的訊息。」

此研究取得罕有的人類顱內電生理證據，深化「防禦性生存迴路」理論內容，更拓展對神經迴路運作的認知深度。由於人類逃逸神經機制對焦慮症與創傷後應激障礙（PTSD）等疾病研究舉足輕重，因此成為探索潛在治療靶點的學術基石。

伍教授稱：「利用SEEG技術研究人類高級認知行為屬前沿研究，並無成熟路徑可借鑑。」於是，從數據預處理、選擇參考方式，到高頻伽瑪活動的界定、時頻特徵的提取，以及最終嚴謹的統計推斷等，整套分析鏈條都由伍教授團隊自主探索和搭建。她指出，「儘管研究難度極大，但澳大匯聚心理學、工程學、臨床醫學等跨學科專家，並配置高性能計算設備，為分析精度作出堅實保障。」未來，伍海燕教授將細化腦區亞區功能的研究，借助虛擬現實技術加強威脅模擬測試的真實性，推動轉化應用。

探析智能時代情感認知

隨著人工智能（AI）科技日益普及，這項由人類模仿自身而創造的劃時代技術將如何反過來影響人類情感認知功能發展？澳大認知與腦科學研究中心Christian Montag特聘教授帶領團隊，聚焦人機互動的心理學與神經科學基礎，探討人類與AI互動（例如使用大語言模型驅動的療癒型聊天機器人）的情況和情感變化，為心理干預治療手段尋求可行之法。

團隊最新發表於國際期刊《認知科學趨勢》（Trends in Cognitive Sciences）的文章《AI是否有助解決孤獨危機？》（Can AI really help solve the loneliness epidemic?）分析過往文獻，指出用戶初期能通過與AI互動獲得心理慰藉，但可能阻礙真正解決孤獨——即建立有意義的線下社交網絡。畢竟，純文本對話的AI無法滿足多模態人際同步、情緒感染及腦間同步等深層哺乳動物需求。Montag教授表示：「人類容易沉溺於與AI完美可控的互動之中，降低現實社交的動機。唯有明確定調AI為心理干預的初期輔助工具，並僅在產品安全且無其他人提供情緒支持的情況下使用，方能避免因濫用而造成更大的認知和精神障礙問題。」

為進一步釐清AI應用與大腦結構和功能之間的因果關係，Montag教授將通過澳大配備的MRI設備開展縱向研究，對比一年前後的腦部掃描，分析不同AI技術（包括AI聊天機器人與AI驅動的社交媒體）對人腦的影響。

多維度解讀大腦奧秘

從宏觀腦圖譜、微觀神經迴路到社會認知層面，澳大認知與腦科學研究中心運用先進科學手段，匯聚跨學科力量，對大腦奧秘與人類行為開展多維度解讀。以豐碩的科研成果為基石，澳大團隊將持續發揮自身優勢，加強與實驗室及臨床的合作，為人類大腦健康與心智福祉作出貢獻。