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认知神经科学



Paul Broca

加拿大神经外科医生潘菲尔德采用点刺激法对病人大脑的感觉 与运动功能进行了研究,发现人身体不同部位的感觉和运动在 大脑皮层均可找到相对应的部位 后来一系列研究表明,人类感觉,运动,语言,记忆等机能均 与特定脑区有关,且语言功能更与左半球有密切关系,这是所 谓“大脑皮层机能定位说” ps.布赖恩· 伯勒尔
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Contents
认知神经科学的起源
理论及其研究方法
神经系统的基本知识 在记忆、注意、思维、情绪方面的研究 反思
一、起源
Michael S. Gazzaniga
George A. Miller
•认知神经科学这一术语最早于20世纪70年代末由美国著名的心理学家 Michael S. Gazzaniga和George A. Miller共同提出。是一门在认知科学和 神经科学的基础上发展起来的一门新生学科。 •认知神经科学(Cognitive Neuroscience):一门研究人脑高级功能的学 科。认知神经科学的研究目的在于阐明认知活动的脑机制(Gazzaniga, 2000) •认知神经科学诞生至今有着近20年的历史,80年代开始走入人们的视野, 与90年代成为一门受国际学术界公认的新兴学科,被认为是21世纪最有发 展前景的自然科学前沿研究领域。
的物质本体,仅从行为水平探讨人脑的心理功能 当然是不够的。

但是,认知科学各学科的一个共同特点是,它们
对人的认知过程的研究采取的是一种“隐喻式描 述”。
例如,我们可以采用心理实验设计证明短时记忆
的存在,但短时记忆显然是脑的功能之一,在没 有阐明其脑活动机制之前,我们只能设想短时记 忆类似于一个工作平台。
这显然不能满足研究者们的要求。脑是心理活动

十几年后,认知科学家们终于在生物脑中概括出并行分布式(PDP) 的神 经计算原理,1986~1996 年的十年间,风起云涌的人工神经网络研究积累 了大量科学事实,冲破了智能的传统概念。1993 年认知科学杂志上人工智 能研究创始人之一Simon 和五位青年学者展开的智能本质论战,1994 年已 故生态心理学家Gibson 著作再度风行于世,都为智能新概念奠定了科学基 础 智能与计算的命题再次扩展开来,它包括离散物理符号计算,连续(模拟的) 神经计算(PDP) ,自组织自适应计算、模糊计算和模糊推理等。智能新概 念不仅体现在其算法多样性与综合性,更体现于智能活动源于生态环境, 又归结为生态环境。它不是每个头脑作为孤立系统的内部运动过程,而是 体现于制约着生态环境又作用于生态环境的个体高效目的行为。因此,智 能实体(自然脑或人工脑) 在特定环境下完成高效目的行为的过程及其内部 机制,就成为新智能理论的基本命题,它的目标不仅在于运用当代各种图 灵计算原理,还在于试图突破图灵计算,追求智能本质的新认识。


2、认知科学的发展
•认知科学(Cognitive Science):是研究人、动物和机器的 智能的本质和规律的科学。认知心理学和人工智能是认知科学 的核心学科(Wiles & Dartnall, 1999)。
70
年代,人工智能发展面对许多难题,传统物理符 号论难以解决。于是一批富有远见卓识的美国科学 家提出将人脑、电脑研究融为一体,研究智能实体(自 然脑和人造脑) 的智能活动与环境条件相互制约的规 律。认知心理学、神经心理学、心理语言学和传统 人工智能构成了统一的认知科学雏型,智力与计算 的关系成为70~80 年代认知科学的基本命题。然而, 这一命题研究很快遇到了重大挫折,即离散的物理 符号计算无法表达人类智能活动的真谛。
1、脑的研究Βιβλιοθήκη •古希腊时期,希波克拉底天才般的提出脑是心理的器官 •我国医学家李时珍指出“脑为元神之府”。
19世纪初德国医学家伽尔和
他的学生斯普茨海姆首先对 脑和心理的关系进行了了解, 提出“颅相学”,认为头骨 的外形与脑的形状相对应, 人的不同心理功能,如记忆、 野心、谨慎、仁慈等,分别 存于大脑特定部位,因此, 根据颅骨的外形可以推知人 的各种心理特征,他假设特 定区域的隆凸或凹陷对应于 大脑相关功能区域的发展情 况。
认知神经科学 Cognitive Neuroscience
参考书目

沈政 方方 杨炯炯著,认知神经科学导论,北京大学出版社


郭本禹著,当代心理学的新进展,山东教育出版社
莲蓉主编,认知心理学,高等教育出版社 Howard Eichenbaum著,记忆的认知神经科学—导论,北京师范大学出版社 沈政 杨炯炯,当代认知神经科学,科技前沿与学术评论 陈巍,从颅相学到认知神经科学,科技评论 王晓东 张立春 肖鑫雨,大脑学习密探—认知神经科学研究进展,开放教育研究 王道阳,认知神经科学研究范式的困境与出路,专论 李雅,认知神经科学新进展评述,赤峰学院学报 徐俊霞 胡俊丽,认知神经科学新进展对科学发展的启示,呼伦贝尔学院学报 刘昌,认知神经科学:其特点及对心理科学的影响,心理科学 孟维杰,认知神经科学范式检讨与文化反思,阴山学刊 金志成,在认知神经科学中所应用的功能性磁共振成像技术,华南师范大学学报 刘文艳,PET设备的成像原理、现状及展望,中国医学设备

法国生理学家弗洛伦斯采用脑局部切除法损毁动物(主要 是鸟类)的脑不同部分,观察动物行为的变化,提出“大 脑机能统一说”,认为脑的机能具有整体性。后来美国心 理学家拉 什里用类似方法研究大鼠脑损伤程度对大鼠学习 和记忆的影 响,发现大鼠记忆障碍的严重程度与脑损伤的 部位无关,而是依赖于脑损毁的面积大小,提出“大脑皮 层机能等势说”,认为大脑皮层不同部位的机能是相同的。 法国神经病学家布罗卡描述了一则表达性失语症,病人能 听懂他人说话,且喉,舍,唇肌肉正常,但除了“Tan”的 声音外不能说话,对其尸检发现病人左半球额下回后部约 1/3处有一鸡蛋大的损伤,脑组织退化,认为该区域是言语 运动中枢。德国学者威尔尼克则发现听觉性失语症病人左 半球颞上回后部受损,其听觉正常,却听不懂他人和自己 说话,常常答非所问。即言语听觉中枢。
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