认知科学 PPT课件

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脑与认知- 脑科学概述 ppt课件

脑与认知科学
1.2 脑科学概述
电子工程系
本节的中心问题是：
什么是脑科学？脑科学的研究内容脑科学的研究方法
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我笨，没有学问无颜见爹斯佩里（1961）：两半球功能一侧化现象和脑发育关键期以及可塑性现象，至今对教育仍发生一定影响。
脑认知功能模块论：M·S·加查尼加（Gazzaniga， 1976）脑是由在神经系统的各个水平进行活动的子系统以模块的形式组织在一起的，脑功能模块是一种动态变化的组装。 →正逐渐替代了“定位说”，被现代技术所证实。 →主张左右两半球整体功能的协调开发。
北京大学的认知神经科学实验室；中国科技大学研究生院脑认知开放实验室；北大与北师大、浙大、东南大学等
组建了“脑科学与认知科学网上合作研究中心”；中山大学设立“逻辑与认知研究所”。
脑科学的研究对象
研究对象：脑的结构与功能
科学问题：脑的形态脑的结构（组织水平，细胞水平，分子水平）脑的功能（基本功能，物质与意识的关系）脑与其他器官的关系（脑系统）脑系统与环境的关系（认识世界，改造世界）脑的进化（系统发育）脑的发育（个体发育）脑的保护与医治脑的潜能开发
认知心理学：研究知觉、注意、学习、记忆、语言、概念思考、解决问题思考、推理、判断与决策、创造性与智能、运动行为等各种行为与技术的心理过程。
功能分析来解释有关认知处理理论与处理各要素成分。
语言学：
语法结构、语言与认知关系、语用论、自然语言等认知过程的核心工具之一的语言信息处理问题，为认知心理学和人工智能及哲学提供依据。

认知神经科学概述 ppt

解决这场争论的关键是认识到诸如知觉、记忆、推理、运动等复杂功能都是由脑的某一区域执行的许多潜在的过程实现的。实际上，各种功能都可以通过许多不同的途径实现，每种途径涉及不同过程的组合……因此，任何一个复杂的功能都不是由某个单一脑区实现的。所以在这个意义上，整体论者是正确的。颅相学者提出的各种功能不是定位在单一脑区上的。但是实现这些功能的简单过程却是定位在特定脑区的，从这个意义上说，定位主义者是正确的。
EEG是通过在头皮表面记录大脑内部的电活动情况而获得的。大脑内部非常微小的电变化都能被置于头皮表面的电极记录到。
1929年德国生理学家Hans Berger首先记录到正常人脑的脑电波（EEG,electroencephalogram），发现脑电波对心理活动很敏感，如心算引起脑电波的α节律减少。
EEG EOG
放大模滤
A/D 转换
光盘记录
除伪数滤
叠加
总平均绘图
测量统计
离线处理
ERP
诱发电位(EP,Evoked Potentials)是神经系统在感受外在或内在刺激过程中产生的生物电活动。分感觉诱发电位、运动诱发电位（外源性）和事件相关电位（内源性）。
一般说这种EP波幅很低（约0.1-20μV），全被淹没在比它高很多的自发脑电之中，肉眼几乎无法观察分析，因而在脑电记录中不能见到。为了把这些微小的电位分离出来，目前应用的是信号平均与迭加技术。
认知神经科学概述
心理学研究（方法）鄙视链
搞脑电的鄙视搞行为实验的，搞行为实验的鄙视搞问卷调查，搞问卷调查的没得鄙视，只好去鄙视社会学、行政管理和教育学的研究去了。
大家都是心理学研究方法，一起愉快地玩耍不好吗？本是同根生，相煎何太急。

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文认字知结构：指人们大脑中知识结构，包括概念、命题、图式等，是人们认知活动的基础。认知科学的基本概念
认知科学的基本概念
认知科学的定义：认知科学是一门研究人类认知活动的科学，包括心理学、语言学、计算机科学等多个领域。
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汇报人：
目录
学习心理学的定义与重要性
学习心理学的定义：研究人类学习过程的心理机制和规律的科学
学习心理学的重要性：帮助我们更好地理解人类学习行为，提高学习效果和教学效率
学习心理学的研究领域：包括学习理论、知识建构、学习动机、学习策略等方面
学习心理学与认知科学的关系：学习心理学是认知科学的一个重要分支，两者相互促进，共同发展
神经科学在教育中的应用现状
神经科学在教育中的研究领域
神经科学在教育中的挑战与机遇
未来神经科学在教育中的发展前景
未来发展趋势与挑战
人工智能与机器学习在心理学与认知科学中的应用
神经科学在心理学与认知科学中的研究进展
未来面临的挑战：如何将心理学与认知科学应用于实际问题
未来发展趋势：结合多学科领域，推动心理学与认知科学的发展
文认字知科学的研究对象：认知科学的研究对象是人类大脑中的信息处理过程，以及这些过程如何影响人类的行为和思单维击。此处添加文本具体内容，简明扼要地阐述您的观点。根据需要可酌情增减文认字知科学的研究方法：认知科学的研究方法包括实验法、观察法、计算机模拟等，通过这些方法可以深入了解人类单认击知此活处添动加的文本本具质体和内规容，律简。明扼要地阐述您的观点。根据需要可酌情增减文认字知科学的应用：认知科学的应用非常广泛，包括教育、医学、人工智能等多个领域，对于提高人类的生活质量和单推击动此社处添会加进文步本具具体有内重容，要简意明义扼要。地阐述您的观点。根据需要可酌情增减

《认知心理学简介》PPT课件

中国科学pp技t课件术大学认知神经心理学实验室4
课程学习背景调查
• 对心理学感兴趣吗？ • 过去读过有关心理学的书籍吗？ • 能列举几个心理学家吗？
中国科学pp技t课件术大学认知神经心理学实验室5
什么是心理学
• 心理学的定义 • 心理学研究的目的 • 心理学的历史及近代流派 • 七种现代心理学观点
• 关键词：科学、个体、行为、心理过程
心理的本质：心理是脑的机能，是人脑对客观现实的能动的反映。
中国科学pp技t课件术大学认知神经心理学实验1室4
科学性
• 科学性意味着使用科学的方法; • 科学的研究方法就是可以客观的、可以重
复验证的方法.
中国科学pp技t课件术大学认知神经心理学实验1室5
个体性
行为主义
主张研究可观察的行为，而不是意识，强调华生、斯金纳学习是控制和影响所有行为的关键。
精神分析学派无意识控制着行为，儿童时期的经历是影响弗洛伊德、荣格、阿
人格发展中的主国要科因素学。pp技t课件术大学认知神经德勒心理学实验2室4
结构主义（构造主义）ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
代表人物：冯特、铁钦纳（Titchener） • 心理学的内容应该是意识经验的分析，
中国科学pp技t课件术大学认知神经心理学实验2室2
第一个心理学实验“知觉的长度”
中国科学pp技t课件术大学认知神经心理学实验2室3
1879年以来，整个心理学界出现了前所未有的、热烈的学术讨论局面。在冯特的结构心理学之后，相继出现了机能主义、格式塔学派、行为主义、精神分析学派等理论。他们在心理学的研究对象、范围、性质、内容及方法上都有着独到的见解。
认知神经心理学初步
张效初

认知科学的一些基础理论问题PPT幻灯片

• 转变过程中，Davidson提出了作为非还原的物理主义基础的心身附随关系思想。
• Putnam基于功能主义提出了心理状态多重实现论题。
（2）心身因果作用问题
• 心身因果作用有三个方向：身→心、心→身、心→心。
• 引起较多世界中,心理现象如何具有因果效力的问题。
• 人类所有行为都是关于某物或某对象的， “我们清楚我们在做什么”，我们有信念、愿望、倾向等。
• 动物是否也有此习惯呢？
心灵的意向性主要涉及三方面问题：
• 意向心理状态的实在性问题 • 意向内容的关系性质问题 • 意向性的自然化问题
（1）意向心理状态的实在性问题
• 对于信念、愿望等意向心理状态是否是实在的，它们是否与我们的常识心理学的概括相一致，目前有三种不同的解决方向：
• 以“认知科学”为名义的期刊杂志也相继问世。
二、认知科学的几个基础理论问题
• 这里的基础理论问题涉及哲学，拟从以下几个方面展开讨论：
• 心灵哲学 • 人工智能的基础假设和工作范式 • 认知科学中的计算主义研究纲领
（一）心灵哲学（philosophy of mind）
• 当代心灵哲学的研究从大的方面讲，主要是围绕着心身关系、意向性、意识等问题展开。
• 他认为，对下国际象棋的计算机采取意向性立场是有效的。
（2）意向内容与外部世界的关系问题
• Searle认为，意向状态具有内在的表达能力，即有“所指内容”，它们总能把心灵同这个世界或种种可能世界联系起来。
• 1）以Block、Devitt和Lycan等人为代表的内在论主张，外部世界的存在与变化对于意向内容的确定不具有实质性意义。
• 科学和哲学研究中的意识主要是觉知，是与感知、认识、相信、想象、记忆和体验等相伴的有意识的心脑活动及其特征。

认知神经科学PPT课件

一、单细胞记录(single—unit recording)
将微电极(micro．electrode)插进动物大脑以获得细胞膜外电位 (extracellular potential)记录。
在静息状态下，膜内外大约有70毫伏——90毫伏的负电位差，膜内比膜外略带负电的电位差，使细胞膜发生极化现象，称为静息电位
认知神经科学
第一节认知神经科学概述
一、心身关系问题
二、什么是认知神经科学
（一）概念认知神经科学（Cognitive Neuroscience）
旨在阐明心理活动尤其是人类心理活动的脑基础，以揭示心理与脑的关系。 P33定义
认知神经科学这一学科名称诞生于二十世纪七十年代后期,该学科是认知科学与神经科学相互结合, 于九十年代得到国际学术界公认的一门新兴学科,被认为是二十一世纪最有发展前景的自然科学前沿研究领域之一。
为心灵的理论构想探寻物质的证据将具体发现与理论模型相联系探寻脑的病理机制与行为之间的关联建立更具说服力的理论模型人工智能更深入地探究人脑
三、人类对脑的探索
灰质(gray matter)和白质(white matter)
沟(sulci)和回(gyri)的发现神经的电活动颅相学(phrenology) 的观点
二、脑电图（EEG Measurement）
脑电图(electroencephalogram，EEG) 是通过在头皮表面记录大脑内部的电活动情况而获得的。大脑内部非常微小的电变化都能被置于头皮表面的电极记录到。这些变化可通过示波器中的阴极射线管而得以显示。
脑电图(EEG)是研究和检查大脑半球神经元细胞自发放电活动，通过电子放大器并记录下来，客观反映大脑功能状态的一种检测技术。因其方法简便无创、价格低廉而广泛用于颅脑疾病的诊断和研究。

认识科学(课件24张)

这时候我们的故事人物出来了。
我是詹纳医生，天花实在是太可怕了，这么多人的生命被夺走了。我作过调查，奇特的发现患牛痘的女工不会感染，另外得过天花的人也不会再次感染。这是为什么呢？一定有秘密在其中。
第一步：找出可探究的问
题。
我是一名挤奶女工，其
实牛也会得天花，患病的牛身上会出现很多牛痘，我们因此也会感染小脓包，但是很快就好了，更奇特的是我们以后再也不会得天花了。
提出假设：将牛痘注入身体，人体会对天花产生抵抗力。
收集证据：将牛痘接种到人的身上，再注入天花脓浆，视察变化。
作出解释：把牛痘接种到人的身上，使人通过得轻微的天花后，产生对天花的免疫力。
ห้องสมุดไป่ตู้
科学探究需要视察、提出疑问和实践学习科学同样需要视察、提出疑问和实践。
科学家进行科学探究的基本过程
发明前
或许人得过一次天花以后就会产生免疫力。可以抵挡病毒的入侵。那我一定要好好想一下，如果可以让人们像挤奶女工那样先感染牛痘，就不会得天花，那该多好啊！我该怎么实验呢？
第二步：提出假设，设计实
验。
我是詹姆士，八岁了。我喜欢和邻居一起玩。但去年其中的一个小伙伴因得天花死了。我不知道我会怎么样。詹纳医生说，假如我很勇敢能做这个实验的话﹐明年他就送我上学。
文字用刀刻在竹简上：竹简笨重，不变翻阅、收藏。
发明后
文字用比写在纸上：纸张轻便，容易翻阅、收藏。
进一步发展
文字用电脑输入：保存在存储器中，更易查阅、收藏。
发明前
书籍用手抄写：费时费神，不宜广泛流传。
发明后
书籍用油印机印刷：人工操作，可以印刷较多书籍，便于流传。
进一步发展

脑与认知脑科学概述 PPT

989年美国脑科学计划：
→ 把本世纪的最后十年命名为“脑的十年”，重点是保护脑，防治脑疾病。
一九九二年，启动「人类脑计划」：
→ 会员国已有20多个。
新世纪开始：科学基金会、商务部
“聚合四大技术，提高人类素质”计划
脑科学在欧洲
英国：“认知与脑科学研究所” → 研究方向有：注意、认知和情绪、语言和交流、记忆和知识等。
解剖学方法：
采用通常的组织染色方法可以在光学显微镜下观察神经系统各种组织的细胞结构，即神经元的不同形态，以及它们间连接的一般情况。运用电子显微镜可以进一步了解神经元和突触的精细结构。
运用微电极细胞外记录、细胞内记录技术对单个神经元活动分析。近年来，片膜钳技术对离子通道进行深入的研究。
细胞外记录：30年代后期发展起来的。用金属丝电极1-5微米记录幅度较大的瞬间性动作电位，对神经元的功能起了重要作用。
广义的定义：是研究脑的结构和功能的科学，还包括认知神经科学等。
二十一世纪是脑科学时代
J.D.Watson在「The Brian」前言： → “二十一世纪是脑的世纪”。
五十年代→六次诺贝尔医学奖脑科学研究者以美国为中心每年以20%速
度递增。
脑科学的研究范围
大家好
5
1.2.1 脑科学的研究现状
脑科学在教育中的应用
神经生物学界认为：
→ 人类大脑的感应是分析外来信号的处理过程； → 除了分析外来信号外，大脑在某一特定时刻的内在状态也很重要。 → 大脑是通过某个神经“密码”来处理外来信息的。 → 这一“密码”不是固定不变的，而是随着大脑内部状态和外界环境的改变而不断改变。利用新技术，可以观察大脑在处于高度集中和高度期待等状态下，怎样处理外部信息的过程。

认知心理学课件(中科院心理所)_第一章绪论

三、认知心理学的沿革
认知心理学产生的主要背景认知心理学兴起的内外部原因
认知心理学产生的主要背景1
心理学（Psychology）结构主义（Structuralism）：心理基本单元与过程机能主义（Functionalism）：认知过程的目的行为主义（Behaviorism）：可考验的假设格式塔心理学（Gestalt Psychology）：部分与整体发生认识论（Genetic Epistemology）：认知如何发展个体差异的研究：认知加工存在个体差异
John Watson (1878-1958)
5、伊凡•巴弗洛夫（Ivan Pavlov, 1849-1936）
伊凡•巴弗洛夫（Ivan Pavlov, 1849-1936）俄国心理学家，对狗进行了系统的经典条件反射研究，因消化道研究荣获诺贝尔奖
6、赫尔曼•艾宾浩斯（Hermann Ebbinghaus, 1850-1909）
4、约翰•华生（John Watson, 1878-1958）
美国行为主义创立者，在说服美国和其他国家心理学家集中力量研究条件反射原理上非常具有影响力主要观点：心理学是研究行为的科学，反对研究意识主张用实验方法，反对内省刺激-反应(S--R) 评价：意义和贡献：强调客观行为表现，主张客观研究方法局限：人与动物等同起来，是有机的机器；不研究心理的内部过程与结构，否定研究意识的重要性。
个体心理现象
心理的动态-稳态心理过程心理状态心理特征
个性心理个性心理特征个性心理倾向性自我
心理过程、心理状态、心理特征
人的心理的动态-稳态心理过程（心理活动）：泛指心理操作的加工程序知：认识（认知）过程情：情绪活动意：意志活动心理状态：指心理活动在一段时间里的相对稳定的持续状态心理特征：指一个人的心理过程进行时经常表现出来的稳定特点

总结我们的认识科学课件

认识科学课件总结一、引言认识科学是一门跨学科的研究领域，旨在探讨人类认知的过程、机制和局限性。

本课件将介绍认识科学的基本概念、研究方法和主要成果，帮助您更好地理解这一学科。

二、认识科学的定义与研究对象认识科学将心理学、哲学、人工智能和神经科学等多个学科的理论与实践相结合，研究人类如何获取、处理、储存和应用知识。

它关注的问题包括：人类如何感知、记忆、思考和创新？我们的认知过程有哪些局限？如何利用科学技术提高人类的认知能力？三、认识科学的研究方法认识科学研究方法主要包括实验法、观察法、个案法和模拟法等。

实验法是最常用的方法，通过设计和控制实验条件，探究认知过程的规律。

观察法则是通过观察人类在自然环境中的行为，分析其认知过程。

个案法针对个别具有特殊认知能力的个体进行研究，了解其认知特点。

模拟法则利用计算机模型等手段模拟人类的认知过程，进行实证研究。

四、认识科学的主要成果1. 记忆机制的研究：揭示了记忆的层次结构，包括感觉记忆、短期记忆和长期记忆。

同时，研究还发现了记忆的编码、存储和提取过程及其神经机制。

2. 思维与决策的研究：探讨了人类的直觉、推理、问题解决和决策过程，提出了多种思维模型和决策理论，如启发式和偏差理论等。

3. 语言与认知的研究：揭示了语言的认知过程，包括词汇理解、句法分析和语篇理解等。

同时，还探讨了语言与思维的关系及其演化过程。

4. 创造力的研究：探讨了创造力的心理过程、影响因素和评估方法。

研究还发现了创造性思维的特征和创造力的神经机制。

5. 人工智能与认知科学：人工智能领域的机器学习和深度学习算法借鉴了人类的认知过程，模拟人类的感知、学习和决策能力。

同时，人工智能技术也为认识科学研究提供了新的方法和工具。

五、总结认识科学作为一门跨学科的综合性研究领域，通过多学科的理论与实践相结合，深入探究了人类认知的过程、机制和局限性。

本课件介绍了认识科学的基本概念、研究方法和主要成果，希望能够帮助您更好地理解这一学科。

《认知神经科学》课件

短期记忆的神经机制
神经生理学基础
短期记忆与大脑皮层和基底神经节的活动有关。特别是，前额叶和扣带皮层在维持和更新短期记忆信息方面起着关键作用。这些区域通过神经元之间的同步活动来编码和存储短期记忆。
长期记忆的神经机制
分子与细胞机制
长期记忆的形成涉及到突触可塑性的改变，这包括突触强度的增加和新的突触的形成。这些过程由神经递质、神经营养因子和基因表达的改变所驱动。在分子水平上，长期记忆的形成涉及到蛋白质的合成和磷酸化等过程。
决策过程中认知和情感因素相互作用，影响个体的决策结果。
学习与决策的关系
1 2 3
学习对决策的影响
学习机制通过提供经验和知识，影响个体的决策过程，使个体能够根据经验和知识进行更准确的评估和选择。
决策对学习的影响
决策过程中涉及的学习机制，如突触可塑性和神经元可塑性，使个体在决策过程中不断优化自身的知识和技能。
知觉
个体对感觉信息的组织和解释，形成对周围事物的整体认识。
感知觉的神经机制
神ห้องสมุดไป่ตู้元
感知觉信息处理的基本单元，通过电化学信号传递信息。
突触
神经元之间的连接点，传递信息的关键部位。
大脑皮层
处理复杂感知觉信息的高级中枢，包括感觉皮层和联络皮层等。
注意的神经机制
注意
个体对特定刺激或信息进行选择性加工的过程
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语言与思维
语言的神经基础
语言处理涉及多个脑区
包括听觉皮层、运动皮层、颞叶等，这些区域共同协作处理语言信息。
左脑优势
神经网络的连通性
语言处理需要大脑不同区域之间的快速、高效的连通性，以实现信息的快速传递和处理。

脑与认知科学ppt课件

胶质神经细胞位于中枢神经系统和外周神经系统内，但他们的类型不同。
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3.1神经系统的细胞
神经胶质细胞分类：中枢神经系统
• 星形胶质细胞 • 少突胶质细胞 • 小胶质细胞外周神经系统 • 许旺氏细胞
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3.1神经系统的细胞
• 星形胶质细胞：是一种呈圆形对称形状的大细胞，他们围绕着神经元并与脑血管紧密连接星形细胞与脑血管的接触部位特化为终足，该结构即允许离子进入血管壁又在中枢神经系统的组织与血液之间构建了一道屏障-血脑屏障(blood-brain barrier BBB)。
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3.2神经信号
Na+-K+泵： ATP(三磷酸腺苷)-提供能量将 Na+运出细胞并将K+运进细胞。一个ATP分子水解可以运出3 个Na+运进2个 K+
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3.2神经信号
因为离子通道和 Na+-K+泵的存在
，在静息状态时 K+内多外少， Na+内少外多的
状态，产生电荷梯度。
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3.1神经系统的细胞
• 胞体：(直径约10~30μm．最大的可达100μm )又被称为核周体(perikaryon)，其由细胞膜、细胞核、细胞质、细胞器组成。进行着维持生命的各种代谢活动。
• 树突(dendrite)：是胞体的延伸，在细胞体周围反复分
枝，细胞内容物也存在其中，直径从粗到细变化明显
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3.2神经信号
电极化：膜两侧外正内负的状态称为电极化；去极化(depolarization)：膜电位的数值向负值减少的方向称为去极化；负极化 (hyperpolarization) ：膜电位的数值向负值增加的方向称为超极化。