认知心理学_第02章_认知神经科学

认知神经科学

2014/4/23

空间科学的时代

为什么我们要学习一些认知神经科学的知识

STAR…

1964

1977

信息科学和生命科学的时代

我们在21世纪看到什么

…

…

1999

2001

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大脑遥控……

大脑功能的校准和脑机接口技术Pacific rim

如何让幻想成真 学习大脑是如何产生心智可能是第一步。

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第二章认知神经科学 第一节认知神经科学的定义和历史 第二节从神经元到脑：神经系统的组织，脑的结构与机能 第三节认知神经科学的研究方法和手段 第四节脑疾病和认知障碍 第五节认知神经科学研究与认知心理学的关系

第一节认知神经科学的定义和历史 认知神经科学是一门新兴的交叉学科，其研究任务在于阐明认知活动的脑机制。 大脑是如何产生心理和认知活动的。

历史：从一个故事开始 Thomas Willis和 Anne Green,一个死刑犯的故事 (1650).

A story Willis and Wren绘制了之后两百年内最准确的大脑图画。 他的一些知识和观点最后发展为现在的认知神经科学 例如：大脑特定部位的损伤导致特定功能的障碍.

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现代人类大脑的历史其实很短50亿年前 5X10^9无生命 35亿年前 3.5X10^9 500~2300万年前 0.5~23X10^6灵长类脑 3400万年前 34X10^6

认知神经科学的历史可以看成是功能整合和功能分离的辩证发展 问题：大脑是作为一个整体单位进行工作的还是以不同的独立部分的组合进行工作的？(每个部分管理不同的功能)

猿脑

10万年前，智人 100X10^3

功能分离的观点(功能定位主义) 不同的功能定位于大脑不同的部分 Thomas Willis:特定的脑损伤导致特定的工鞥障碍 颅相学:大脑有多大35种不同的功能，每个功能对应一个特定的脑区。如果一个脑区对应的功能被频繁使用的话，该脑区的体积就会增大，从而在颅骨的形状上反映出来。对大人物的性格进行分析?颅相学的海报用于婚介

Franz Joseph Gall (1758‐1828)

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功能整合的观点 Marie-Jean-Pierre Flourens:动物的脑收到部分损伤后，受损的功能可以恢复，因此认知功能可能散布于整个脑，或者说反映了一种单一的机能。.-----聚集场理论 Aggregated field theory (1824)

定位主义的回归 John Hughlings Jackson (1835-1911): 通过对癫痫病人的研究Jackson发现运动功能可能蕴含于特定的脑区。

Marie‐Jean‐Pierre  (1794‐1876)

Paul Broca的重要发现 法国内科医生，外科医生，解剖学家，人类学家。

Broca区 失语症病人： 该病人无法完整说完一句话也无法写出自己的想法。左脑Broca区的损伤和语言障碍有关。

Paul Broca (1824‐1880)

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Werni

cke区 Carl Wernicke (18481905) 位于颞叶后部的这一区域和语言的理解有关。该区域损伤的病人虽然可以说话，但是却往往难以说出连续和有意义的话。能手但是不能理解语言

不能说但能理解语言

Brodmann分区 Korbinian Brodmann (1868-1918)通过 Nissl染色法观察神经元的组织和形态，将大脑皮层分为若干编号的区域 (细胞结构学)。1909

神经元学说的兴起 Camillo Golgi (18431926)使用金属注入的方法对神经组织进行染色(银染色法)。此种方法可以随机的对某些神经元细胞整体染色。使得他得以第一次观察神经元的相互连接情况。

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神经元学说的兴起 Santiago Ramón y Cajal (桑地牙哥·拉蒙卡哈 1852-1934),使用相同的染色方法研究神经元的形态和连接，得出了和Golgi不同的结论

功能分离和功能整合观点的在20世纪后的结合

研究者们意识到神经元之间连接对认知的意义是重大的‐‐‐connectionism连接主义

行为主义在心理学的统治地位走到了尽头 回顾Chomsky和Skinner之间的论战以及格式塔学派的出现。人们开始关注认知/心理活动的内在机制。

二十世纪50年代的认知革命 心理学家们意识到如果不研究心智的内在机制是无法完全理解人类行为的。 神经科学家们也意识到不考虑认知因素是无法阐明大脑是如何产生心智的。

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认知神经科学一词的诞生 认知神经科学一词于七十年代的某一天诞生于一辆纽约出租车里，当时MS Gazzaniga和 GA Miller正乘车在赶往一个宴会。认知科学

第二节从神经元到脑：神经系统的组织，脑的结构与机能

+神经科学

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Gazzaniga 

Miller

脑的解剖形态5 weeks

脑结构和发育

8 weeks

大脑侧视图 7 months大脑顶视图

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定位命名的习惯额叶

大脑的结构分布-Lobe顶叶枕叶

颞叶

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大脑皮质胼胝体

脑隔区

海马回丘脑

结构和功能下丘脑中脑

基底节杏仁核

脑桥

小脑

延髓

脊髓

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脑半球的偏向性 Hemispheric Specialization 位于不同半球的损伤可能损伤不同认知功能 大脑两半球以相对独立的方式工作–癫痫病人胼胝体被切断后的表现 (裂脑人)

抽象思维逻辑分析推理算术语言

形象思维画画音乐想象情感创新空间感

大脑两半球的通讯 案例，裂脑人实验(Gazzaniga 1978)–手术前，左右手都可以绘制3D的立方体–手术后，只有左手可以绘制3D的立方体，右手则失去此能力

几个有趣的现象 言语功能主要存在于左半脑– Dax、 Broca和Wernicke对失语症病人死后大脑的解剖证据–大概有90%的右利手和70%的左利手语言功能主

要依赖左半脑–相比于男性，女性的语言功能的左右不对称性相对更弱

思考：请根据刚才所提到的半球特异性，解释这种现象。

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几个有趣的现象 空间注意功能则更侧重于右半球–右脑中风引发忽视症额叶

脑叶的功能顶叶枕叶

颞叶

运动区的功能定位

视网膜到视觉皮层的神经通路

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神经的构造和功能树突

单个神经元的形态轴突终扣细胞体 soma兰氏结

神经元细胞是构成神经系统的基本单位。 在神经系统中，电信号被神经元从一个位置传输到另一个位置。 神经元集中于脑的新皮质(neocortex),密度达到了10万/立方毫米–注，前脑表面所覆盖的灰质称为大脑皮质,也即新皮质，在进化过程中出现最晚的大脑皮质。占据大脑半球表面的绝大部分细胞核

动作电位

神经膜细胞轴突髓鞘

信息在单个神经元中的传输

速度可达到100米/秒

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信息在多个神经元之间的传输

突触

The (a) resting membrane potential is a result of different concentrations of Na+ and K+ ions inside and outside the cell. A nerve impulse causes Na+ to enter the cell, resulting in (b) depolarization. At the peak action potential, …… 此处隐藏：2460字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……