认知功能是一种高级心理功能,涉及到注意力、记忆、语言、感知觉等方面。认知功能障碍是指上述认知功能中的一项或者多项功能遭到损伤,可能体现在记忆、学习新事物、注意力集中或做出影响日常生活的决定方面有困难。认知功能受损会使患者丧失一定的生活和社交能力,降低患者生活质量,增加家庭和社会的负担。因此,认知功能障碍的早期筛查和干预至关重要。但是,目前临床医生对于认知功能障碍的筛查,仍旧基于临床问诊、问卷和量表等主观评估工具、神经心理认知评估工具,缺乏精准的特异性评估指标与技术。随着认知科学研究的逐渐深入,研究学者开始利用神经影像技术来辅助认知功能的筛查,提高评估的准确性和客观性。但是认知功能障碍机制十分复杂,采用单一模态的数据往往很难表征认知功能障碍模式。本文重点关注精神分裂症和颞叶癫痫,使用多模态技术同步监测被试在任务态的电生理数据及眼动信息,发掘患者的独特的电生理及视觉行为的响应模式,作为客观、量化的认知功能障碍特征指标。进一步地,通过对认知障碍特征的研究,揭示疾病所致的认知功能障碍的机制。本文的主要研究工作总结如下:（1）在认知功能成套测验进行的同时,首次使用功能性近红外光谱技术同步监测精神分裂症的大脑前额叶皮质的血流动力学响应。采集63名精神分裂症患者和32名健康对照在测验期间的前额叶皮质的氧合血红蛋白浓度的相对变化作为监测指标。我们的结果发现精神分裂症在三项测验中的得分均低于健康对照（显著性p＜0.001）,但测验期间前额叶皮质激活程度显著高于健康对照（p＜0.03）。前额叶的异常激活反映出精神分裂症异常的信息处理方式,可用于区分精神分裂症与健康对照。使用三项测验期间的前额叶皮质血氧指标对精神分裂症和健康对照进行分类,分类准确率为94.3%,进一步证实任务态下前额叶皮质的血氧指标作为精神分裂症执行功能障碍特征的潜在可能性。（2）为了实现更加客观灵敏的记忆评估,本文创建了一个基于眼动追踪技术的记忆评估平台,在短时记忆任务中同步监测被试的眼动行为,解决了视觉记忆任务中注意力和记忆过程混淆的问题。采集34名颞叶癫痫（TLE）患者和28名健康对照的量表、脑电和眼动数据构建数据集。为量化视觉行为,我们定义眼动追踪统计指标:注视时长、注视次数、平均注视时长、首次注视目标的时间,并将短时记忆任务划分为记忆编码和解码阶段进行分析。相较于健康对照,颞叶癫痫患者完成任务需要更长的时间（p＜0.001）,在记忆解码阶段首次注视到目标花费的时间显著更长（p=0.049）,注视次数也明显更多（p=0.008）。研究揭示了颞叶癫痫异常的记忆和注意力模式,即颞叶癫痫患者在短时记忆任务中表现出在记忆检索障碍,但视觉注意力却得以保留。此外,首次提出颞叶癫痫在睡眠阶段颞叶的癫痫样放电数与短时记忆呈显著的负相关（相关系数r=-0.463,p=0.013）,为颞叶癫痫的记忆障碍提供更多的电生理依据。相比于传统记忆量表,眼动记忆评估平台可以反映出颞叶癫痫记忆障碍的更多信息,有助于揭示颞叶癫痫的记忆障碍机制。（3）在上一个工作的基础上进行延伸,基于眼动记忆评估平台进一步探索颞叶内侧癫痫（MTLE）亚型的记忆障碍模式的差异。采集16名伴海马硬化的MTLE患者（HS-MTLE）、25名影像学无结构异常的MTLE患者（MRI-neg MTLE）和35名健康对照的眼动数据和韦氏记忆量表得分构建数据集。MRI-neg MTLE和HS-MTLE在眼动任务的完成时间上都表现出了记忆缺陷（p＜0.05）,这与传统记忆评估结果一致。在短时记忆任务的四个难度级别中,MRI-neg MTLE在记忆编码阶段对目标的注视时长显著少于健康对照（p＜0.02）,在记忆解码阶段对屏幕上出现的视觉刺激的注视时长比显著低于健康对照（p＜0.02）。而HS-MTLE在上述眼动指标上与健康对照均无差异。本文提出了MTLE两种亚型不同的记忆障碍模式,即MRI-neg MTLE表现出记忆力受损并伴有明显的注意力缺陷,而HS-MTLE患者仅表现出记忆力受损,未显示出注意力的缺陷。眼动记忆评估平台表现出比传统记忆量表更敏锐的评估能力,有望在神经系统疾病相关的认知障碍的早期诊断和干预上产生重要的作用。