认知神经科学PPT讲稿

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。
认知神经科学建立在现代认知 科学和神经科学的基础上,具有高度 的跨学科性、学科交叉性。它作为 一门正式学科的历史虽然很短,但其 关于人类心理活动的研究已取得了 一些实质性突破。
（二）基本理论假设
脑的结构与功能具有多层次性 脑的结构是脑功能的基础,但结构与
功能之间不存在简单的对应关系。
（三）主要研究目的
大脑左半球的分区功能
串行加工与并行加工
第二节 神经科学常用探测技术
多导细胞电活动记录 脑成像技术的发展 时间分辨率(temporal resolution)
和空间分辨率(spatial resolution)
认知神经科学试图通过先进技术手 段获得关于大脑结构与功能的重要 信息，寻找涉及不同认知活动的大 脑区域，界定各区域的活动顺序等。
认知神经科学课件
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
多次呈现相同刺激，随后，每一 刺激呈现后的EEG片段被抽取出来并根 据刺激的触发时间加以排列。把这些 EEG片段叠加后平均就获得一个单一波 形。这样一来，我们通过这种技术就 从脑电图记录中获得了事件相关电位， 从而允许我们把刺激的效应从背景活 动中分离出来。
ERP和许多认知过程的密切相关的 联系，使得ERP成为了解认知神经基 础的最主要的信息来源，这些认知 过程包括心理判断、理解、辨识、 注意、选择、做出决定、定向反应 和某些语言功能等。
源自文库评价
事件相关电位可提供关于大脑活动 的更具体的时间信息，同时也有非 常广泛的临床用途。
事件相关电位并不能提供关于脑功 能定位方面的精确信息。
赫布定律基于以下基本假设：
共同激活的神经元成为联合。 联合能发生在相邻的或疏远的神经
元间，即整个皮层是联合存储。 如果神经元成为联合，它们将发展
成为功能体或细胞集合。
他的《行为的组织》一书中有一个后 来被广泛引用的段落：“当细胞 A 的一个 轴突和细胞 B 很近，足以对它产生影响， 并且持久地、不断地参与了对细胞 B 的兴 奋，那么在这两个细胞或其中之一会发生 某种生长过程或新陈代谢变化，以致于 A 作为能使 B 兴奋的细胞之一，它的影响加 强了。”这个机制以及某些类似规则，现 在称为赫布定律，又称突触学习学说。
EEG and Evoked Potentials
EEG
Evoked Potentials
不足之处
EEG的关键问题是脑电活动的自发性 或大量的背景活动阻碍了对刺激引 起的信息加工活动的记录。
三、事件相关电位(event— related potentials，ERP)
1965年Sotton最早发现，在“认知” 某种靶刺激时(奇异刺激)，可从头 皮记录到一组波，主要有N1、P2、 N2、P300，统称事件相关电位。
脑的构造
脑的构造大体分为三个 部分，即后脑、中脑和 前脑
后脑包括小脑和延髓 中脑包括脑干的一部分，
主要机能是视觉的皮层 下反射中枢 前脑的主体是大脑，是 中枢神经系统中最大的 结构 重量约为1400克，在 大脑左右两半球之间由 中央沟区分，两个半球 之间则由胼胝体连接
脑功能
Pierre Flourens 的“大脑机能统一说” Lashley 的“大脑皮层机能等势说” Broca的机能定位 Brodmann分区 从机能定位说到整体活动说
加拿大心理学家Hebb用了20年时 间与Penfield和Lashley等人合作，终 于在1949年出版了《行为的组织》 ( Organization of Behavior)一书， 为现代认知科学奠定了基础。
1949,Hebb率先使用connectionism （联结主义）这一术语对人的大脑模 型进行了描述,并提出了著名的算法 规则又称Hebb规则（定律）。
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
在神经元的内、外部具有带电离子，细胞膜外带正电荷的钠离子（Na ＋）和带负电荷的氯离子（Clˉ ），细胞膜内则是带正电荷的钾离子 （K＋）和带负电荷的生物大分子
当神经元受到足够 强的刺激时，细胞 膜的通透性迅速变 化
钠离子比钾离子和 氯离子更容易通过 细胞膜，使钠离子 内流，膜内电位迅 速上升，并高过膜 外电位，使细胞膜 内相对于细胞膜外 变成正极，出现去 极化状态，这种电 位变化即为动作电 位