认知神经科学 Cognitive Neuroscience(PPT-176).ppt

认知神经科学 Cognitive NeuroscienceScience 专辑 (1997) 275: 1579 脑的极端复杂，使科学家认识到：离开脑的结构、生理 是不可能建立正确的理论模型 从新的角度思考脑功能的时候，认知神经科学的新阶段 开始了，Gazzaniga 1990行为科学(心理学)神经科学 计算机科学* 此课件仅供中国科大内部教学参考 张达人 2008-12心理学 ( Psychology ) 研究人脑的活动的科学人：高级灵长类动物; 现代文明社会中的一员 . 活动: 感知觉，注意，学习记忆、 语言、情绪; 推理, 动机、 个性情感，人际关系 参 考 书 (书号)、杂志认知神经科学 / 现代生物学导论 中国科大 2006认知神经科学教程 北京大学 2006.1认知心理学 王更生（shu） , 汪安圣 北大 1992The new cognitive neurosciences Gazzaniga 2000 Cognitive neuroscience ::a reader Gazzaniga. 2000 Wet mind :the new cognitive neuroscience Kosslyn Patient-based approaches to cognitive neuroscience Farah Cognitive psychology and its implications. Anderson. 《环球科学》 目录 d=45 家家都有机器人 比尔·盖茨（Bill Gates）32年前，他预见到PC的兴起，毅然从哈佛退学， 创造了微软神话； 今天，比尔·盖茨再次宣告，一个新产业即将崛起， 机器人即将和PC一样，走进每一个家庭，改变 我们的生活。

点燃这场革命的导火索，就是开发出一套机器人通 用的标准软件 《环球科学》2007年第2期 2050，我们和机器人结婚蔡宙(Charles Q. Choi) 你的新娘是一个机器人这可不是科幻小说，计算 机科学家利维断言，到2050年，人类就将和机 器人结婚，而且人与机器人的通婚是必然的 他的预言会成为现实吗？《环球科学》2008年第4期 苏珊娜·马丁内斯－康德 （Susana Martinez-Conde） 斯蒂芬·L·麦克尼克 （Stephen L. Macknik） • 当你阅读一行文字时，眼睛从左到 右迅速扫过，每个字依次成为视 线的焦点； 当你盯着某人的脸，眼睛同样“不 安分”，视线四处飘移：左眼、 右眼、鼻子、嘴……回想一下， 你会发现， 这样的情形经常发生，无论是在浏 览文章、打量别人，还是在欣赏 美丽的景色时Scientific American MindScientific American Mind April All issues: 科学 (Sci. Am), 1980，N.1, 脑 专辑； • 1993，N.1, 精神与脑 专辑 • 2003, N.11, 脑科学 专辑• Nature Science Nature N-sci Neuron • Brain J Cog N-sci Cer Cortex• N-imaging Human Brain Mapping• Psych Rev., Psych Sci, JEP: Gen/ HPP/ LMC,• Beh Brain Sci.• 心理学的意义 * 1.理解我们人类本身、2. 为医学服务3. 为高技术发展提供有益的启 示1 , 理解我们人类本身-基本的认知功能Relation of Function – Structure核心问题Aphasia (失语症) 功能障碍 损伤脑区 Broca 1863 paper 说 前额叶 B’s Wernicke 1874 理解 颞叶 W’s右脑 语言 左与右脑 SperryZadel前额叶不是 功能的空白 区• 前额叶损伤（右图）病人，在执行卡片 分类的任务中常犯保守性错误，即不能 改变固有的分类策略。

Milner ）休息 !知觉的本质--恒常性 Visual Perception * Vis + Attention 50 min视觉及视知觉的恒常性 视觉的本质壮丽的山河，彩色缤纷的文艺舞台，丰富多彩的书籍、报刊、多种多样的衣物用品，形形色色的人和动物 ，构筑了我们外部的精采世界人是通过视觉观察和了解这个外部世界的，视觉的重要人人皆知，人类对视觉研究已有上百年的历史，但是 至今视觉的本质仍然是一个未解之谜，其原因是视觉太复杂了，要揭示其本质是很困难的人为什么能看见东西，能识别各种物体 ？“因为人有眼睛，眼睛就象照象机，或电视摄象机 身高 ？1，距离 2.5 米你的感觉？2，距离 5 米 ？？第1 / 中间 / 最后 排 视知觉的恒常性 人类视觉与照相机的实质差别用照相机 会使问题更清楚：光学：视网膜的实象，其象的 大小与物体的距离成反比，这样2.5米象应该是5米的２ 倍但是，对身高的知觉几乎不变这不是什么魔术，也不是幻觉，这实验揭示的正是视觉的 一个基本属性──恒常性，这里是尺寸的恒常性，除此 之外，还有颜色、形状等多种恒常性恒常性的定义与功能 * 一物体，当它相对人眼的距离、方位、角度（如被旋 转）发生变化时，依成象原理其在视网膜上的成象 也会有相应的变化，然而人对这个物体的视知觉（ 即你看到的、感受到的）却是恒定的、不变的，即 物体的大小、彩色、形状保持不变。

人对物体的视知觉，不是简单地由视网膜成象所确定 的恒常性--更真实地知觉外部物体固有特性（不变性的生物学意义：食物/敌害）青蛙 : 蛇 /虫人类感觉系统的本质与基本功能食物/敌 害 ?生物学意义： 青蛙 蛇 / 虫恒常性--更真实地知觉外部物体固有特性Same Stimulus Different PerceptionBrain Interpret / Re-ConstructionColor Constancy from St. p.73- 103. Folk et 1992, 1994, JEPHPP( 24:847, 1998) about Attentional Capture and Attentional Setting.成像研究：Corbetta and Shulman 2002, NRNS 3:201-215. Control of Goal- Directed and Stimulus-Driven attention in Brain. • 注意控制的腹背侧的额叶-顶叶网络 (Nature reviews Neuroscience，2002, 3: 201-215） 人的身份，状态，个性与注意信号的生物学意义与人的身份，状态，个性相关Mothers' neural activation in response to pictures of their children and other children Leibenluft, E Haxby, JV et Biol Psy, 2004, 56:225-232. Results. Viewing one's own child vs a familiar child was associated with activation in the amygdala, insula, anterior paracingulate cortex, and posterior superior temporal sulcus (STS). Viewing familiar versus unfamiliar children elicited increased activation in regions associated with familiarity in adults. Viewing unfamiliar children versus unfamiliar adults was associated with activation in the fusiform gyrus, intraparietal sulcus, precuneus, and posterior STS. 婴儿的哭笑 与父母的反应父母 Crying > laughing 非父母 Cry 100层fMRI方法与技术进步1. Exp. Desigh: Event-Related fMRIParametric , Adaptation…. 2. Date Aqucition. S / N, …. 3. Stimili: Vis, Auditory, Noise, 4. Data AnalysisAnatomy ROI, Retinotopic mappingSurface, Temporal Dynamic, functional connection. 3. 多技术的结合（fMRI, PET, ERP,MEG, TMS） . 4.动物的脑功能成像5. 高场强的fMRI6.脑损伤病人的认知心理学与fMRI实验2. 为高技术发展提供有益的启示为高技术发展提供新思路1. PDP的成功 神经网络计算在世界范围兴起， PDP（parallel distributed processing， 并行分布式处理）是其中最活跃的一个研究 集团。

PDP的两位组织者和书的编者，Rumalhart和 McClelland在PDP一书的前言写到：“我们的工作是跨学科的，这代表了真正的认 知科学的研究方法本书播种于我们两 人联合起来研究单词感知中的相互作用的 模型之时 .Hinton和Anderson(1981)的著作‘ 联想记忆 的模型’，应该被认为是本书的先导”这很清楚地表明单词识别和联想记忆的心理 学研究，为PDP的发展奠定了基础字母和单词的识别在生活中最常见的是单词, 而不是不相关的字母串问题： 这两者的识别有什么区别 ？？ 及原因 ？？Cattel(1885-1886) : 速示呈现字母或单词, 10毫秒 被试能够全部报告 4-5 字母, 或 3-4 单词，其包含了十几个字母 这似乎表明在单词中字母的识别要容易得多 冗余度(redundance)和单词的识 别 *两种冗余度: 空间的 和 序列的 1,空间冗余度 位置冗余度：在单词中的某个位置上，不同的字母出现的概率不同 如第1字母，T的概率就比 K的高 2， 序列冗余度单词内 前后字母高度相关：•如猜单词的第2字母 ? 正确率： 1/26 •如第1字母是M, 猜对概率 ? 1/ 7•因 M 后的字母只有7个, A E I N O U Y •如果第2，3字母为 C T, 第 1 ? •只有一种可能, 它就是A。

•用这种单词中字母的序列冗余度 可以解释前面介绍的Reicher和Wheeler的令人吃 惊的发现: 单词中的字。