问题与难点 未来发展方向
19
脑认知编码模型
20
脑认知编码研究
面孔 颜色 建筑 方向 肢体
音高
语音
21
脑认知解码
解码：利用信息技术的手段与方法，分析脑成 像数据，解读大脑状态，也被称作读脑（Mind Reading）。
Brain State
22
脑认知编解码模型
解码的三个层次
外部激励形式 大脑活动模式
34
主要内容
大脑组成简介 神经影像技术简介 脑认知研究方法 脑认知解码研究
问题与难点 未来发展方向
35
未来方向
刺激类型
视觉 听觉 思维 想象 梦境 …
脑成像手段
fMRI EEG NIRS …
计算模型
感受野 Gabor 语义 自由能 贝叶斯网络 …
36
谢谢大家！ 欢迎有志于从事认知计算、模式识别、 数据挖掘等领域研究和应用的同学加入 我们实验室—天津市认知计算与应用重 点实验室！
input
u (t )
动态因果模型、贝叶斯网络、 Granger因果模型、结构方程模型…
Stephan et al. 2008, NeuroImage
脑网络
Transportation network Brain network
图论（小世界属性）
Social network
主要内容
大脑组成简介 神经影像技术简介 脑认知研究方法 脑认知解码研究
外部激励形式 大脑活动模式
像素亮度
神经元
[Stanly,1999]
刺 激 解 码
分类 识别
对比度
Haxby 2001,Science
物体类别
重构
体元 条纹朝向
语义特征 脑电 28 动态影片
刺激解码-重构
Miyawaki, Y., 2008, Neuron
解码动态视频
Nishimoto, 2011, Current Biology
37
Auditory fMRI (from SPM manual)
功能整合
脑区之间的关系 （连通性）
Sporns, 2007, Scholarpedia
功能连接
相关分析、回归分析
Fox et al., 2006, Nat. Neurosci Fox et al., 2005, PNAS
有效连接
xi
问题与难点 未来发展方向
3
大脑皮层
大脑白质
主要内容
大脑组成简介 神经影像技术简介 脑认知研究方法 脑认知解码研究
问题与难点 未来发展方向
6
神经影技术简介
Scott Huettel et al., 2008, Functional magnetic resonance imaging
功能磁共振成像（fMRI）
分类 识别
对比度
Haxby 2001,Science
物体类别
重构
体元 条纹朝向
语义特征 脑电 26 动态影片
刺激解码-识别
通过Gabor小波变换建立了感受野模型，准确地判断出被试在 上百张图片中究竟看的是哪张图片。
120张图片，92%。 1000张图片，82%
Kay, 2008, Nature
刺激解码
像素亮度
神经元
[Stanly,1999]
刺 激 解 码
分类 识别
对比度
Haxby 2001,Science
物体类别
重构
体元 条纹朝向
语义特征 脑电 24 动态影片
刺激解码-分类
Haxby, 2001， Science
刺激解码
外部激励形式 大脑活动模式
像素亮度
神经元
[Stanly,1999]
刺 激 解 码
认知计算与智能信息处理前沿（二） 基于神经影像的脑认知解码 研究进展
张高燕
天津大学 计算机科学与技术学院 认知计算与应用天津市重点实验室
主要内容
大脑组成简介 神经影像技术简介 脑认知研究方法 脑认知解码研究
问题与难点 未来发展方向
2
主要内容
大脑组成简介 神经影像技术简介 脑认知研究方法 脑认知解码研究
30
解码梦境
T. Horikawa, 2013, Science
31
解码内心真实想法
Yang, 2014, NeuroImage
32
主要内容
大脑组成简介 神经影像技术简介 脑认知研究方法 脑认知解码研究
问题与难点 未来发展方向
33
脑认知解码的难点
计算模型的构建？ 认知理论、数据挖掘、机器学习、模式识别…
脑电图（EEG）
近红外光学功能成像（fNIRS）
其他成像技术
•计算机断层扫描（CT） •磁共振波普（MRS） ......
主要内容
大脑组成简介 神经影像技术简介 脑认知研究方法 脑认知解码研究
问题与难点 未来发展方向
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脑认知研究
功能分离
功能整合
激活脑区
激活网络
13
功能分离
activation detection local feature