脑与认知科学期末考试

脑与认知复习参考资料

一，名词解释（4个，每个8分）

1，智能：智能是知识和智力的总和，其中知识是一切行为的基础，而智力是获取知识并运用知识求解问题的能力，是头脑中思维活动的具体体现。

2，自然智能：又称为人类智能，就是人类认识世界和改造世界的才智和本领，是人的智力和能力的总合。主要包括感知能力，思维能力，行为能力3个方面。3，人工智能：也称机器智能。是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。

4，NBIC会聚技术：（Nano-Bio-Info-Cognition）是指当前四个迅速发展的科学技术领域的协同和融合。这四个领域是纳米科技(Nano-technology)，生物技术(Biotechnology,包括生物制药及基因工程)，信息技术(Information Technology包括先进计算机和通信)，认知科学(Cognitive Science包括认知神经科学)。

5，神经系统（NerVous Syatem）：由中枢神经系统和周围神经系统两大部分组成。其中脑和脊髓构成中枢神经系统，脑神经，脊神经和内脏神经系统组成周围神经系统。是机体内起主导作用的系统，它在维持机体内环境稳态,保持机体内完整统一性及其与外环境的协调平衡中起着主导作用。

6，学习：由日常生活经验引起的相对持久的行为变化。这个定义里不包括因为动机，疲劳，成熟，疾病，受伤或者药物产生的暂时性的行为变化。

7，快速眼动睡眠（Rapid Eye Movement，REM）：是一个睡眠的阶段，又称快速眼动睡眠。眼球在此阶段时会快速移动。在这个阶段，大脑的神经元的活动与清醒的时候相同。多数在醒来后能够回忆的栩栩如生的梦都是在REM睡眠发生的。它是全部睡眠阶段中最浅的，在REM睡眠时醒过来的人会不同于在其他睡眠阶段的情形，而是充满警觉心并且精神饱满。

8，失语症：是指当损坏了大脑中的布洛卡区或者威尔尼克区时，语言能力受损的症状。比如布洛卡区受损伤的病人能够阅读和理解其他人的言语，但是自己说话和写东西极为困难，威尔尼克区受损伤的病人会在对一些词语的表达上有困难。

9，意识：是人们对自身以及周围世界感知的心理现象。人的意识总是处于不同的状态，这与注意程度有关。

10，人工大脑：人类以高超的智慧，通过科学技术造出的类似于人脑的智能机器脑袋。即是人工器官的一种，是人脑的模型，延伸和扩展，是具有人脑的现象，行为和特性，功能的人造系统。

11，人工器官：人工器官是用人工材料制成，能部分或全部代替人体自然器官功能的机械装置，如人工肾，人工心肺等。

12，海马区：是帮助人类处理长期学习与记忆声光、味觉等事件的大脑区域，发挥所谓的“叙述性记忆”功能。在医学上，“海马区”是大脑皮质的一个内褶区，在“侧脑室”底部绕“脉络膜裂”形成一弓形隆起，它由两个扇形部分所组成，有时将两者合称海马结构。

13，Hopfield神经网络：是一种神经动力学系统，具有稳定的平衡状态，及存在着吸引子，因而Hopfield神经网络具有联想记忆功能。

14，短时记忆：短时记忆在瞬时记忆之后，是信息到达长时记忆的中间环节或者过度环节，是记忆对信息加工处理的核心环节之一。

15，记忆：

基本含义：学习过后，信息保持一段时间，并在一些特定的情景中提取出它们并加以运用。认知心理学认为：记忆是对输入信息的编码，存储，并在一定条件下进行检索和提取的过程。记忆包含三个阶段：编码，存储和提取。

黑箱方法：

16，认知：在心理学中是指通过形成概念、知觉、判断或想象等心理活动来获取知识的过程，即个体思维进行信息处理的心理功能。认知过程可以是自然的或人造的、有意识或无意识。

17，黑想方法：所谓黑箱方法，就是通过考察系统的输入、输出及其动态过程，而不通过直接考察其内部结构，来定量或定性地认识系统的功能特性、行为方式，以及探索其内部结构和机理的一种控制论认识方法。“黑箱”指内部构造和机理不能直接观察的事物或系统。黑箱方法注重整体和功能，兼有抽象方法和模型方法的特征。

二，简答（简答。3个每个10分;论述。1个，18分）

1,认知科学的研究对象

脑科学的研究对象是脑的结构和功能。认知科学的研究对象是人类认知过程（知觉、注意、记忆、学习、思维、情绪、意识等情智活动）。

2,人类大脑的三大组成部分和其功能

一般认为，人的大脑有三个区域：大脑皮层，大脑边缘系统和脑干。

大脑皮层是大脑的一个解剖结构。大脑皮层是端脑的一部分，属于脑和整个神经系统演化史上最为晚出现、功能上最为高级的一部分。大脑皮层包括视觉和听觉皮质，皮质层完成大多数的感知处理过程。大脑皮层功能是：维持人的高级认知功能，比如语言、决策、学习、抽象思维、情感等；与躯体感觉，空间信息处理，视觉信息和体感信息的整合有关；与人的听觉，嗅觉，语言理解；与人的视觉处理奖励学习和记忆有关。

大脑边缘系统组成：边缘叶和相关的皮质及皮质下结构。功能是：1、与内脏活动有关，如进食等。2、与个体生存和种族延续有关。3、与情绪、精神、记忆等高级神经活动有关。

脑干（brainstem）是位于脊髓和间脑之间的较小部分，位于大脑的下面，脑干的延髓部分下连脊髓。脑干的功能主要是维持个体生命，包括心跳、呼吸、消化等重要生理功能，均与脑干的功能有关。

3,左脑和右脑的功能对比分析(要求做到分析，文字性的论述)

左脑的功能：左脑除了操作者右半身的运动外，还承担着语言，伦理，逻辑等思维以及计算的任务。

右脑的功能：右脑除了担当支配左半身的行动，还与音乐，绘图以及形象的形成，主体的认识有关。

但是，随着研究的深入，人们逐渐认识到，大脑左右半球的分工并不是那么经纬分明，功能的单侧化只具有相对的意义，左右半脑既有相对的分工，又有密切的协作，人的许多重要的心里功能都需要左右半脑的密切协作才能完成。

4,右脑开发的重要性

人的左脑主要从事逻辑性、条理性的思维；右脑主要从事形象思维，是创造力的源泉，是艺术和经验学习的中枢，右脑的存储量是左脑的1万倍。可是现实生活中95%的人，仅仅只使用了自己的左脑。科学家们指出，终其一生，大多数人只运用了大脑的3%～4%，其余的97%都蕴藏在右脑的潜意识之中。所以，通过各种行之有效的方法开发右脑，才能不断提高人的形象思维能力与创造性，因为在创造过程中，右脑的想象、知觉、思维、灵感等因素，是创造力突破的关键。5,意识和潜意识如何相互转换

意识：是人们对自身以及周围世界感知的心理现象。人的意识总是处于不同的状态，这与注意程度有关。由于不同的时间和空间内注意程度不同，所以意识具有不同的层面。

潜意识：指隐藏在意识层面下的情感，欲望，恐惧等复杂经验，因受意识的控制和抑制，致使个体不自觉知的意识。

二者区别：（1）意识可以被本人察觉，而潜意识不能。（2）意识是要用来控制非本能行为的，而潜意识一般只是对意识产生影响，或者让你产生本能反应。

意识用来控制复杂的后天行为的心理活动，而潜意识用来唤醒意识或者维持一些本能反应。意识可以被察觉而潜意识不能被察觉。当人的某种行为的重复次数达到一定数量时，这个行为已经接近成为本能行为。这时，该行为的做出是由潜意识控制的，而不是意识。而当潜意识感知到身体的某些反应时，会唤醒意识，然后执行人在后天形成的行为。

6,人工大脑的分类

按照人工大脑的实现方式可以分为：类似生命的模型人工大脑和社会模型人工大脑；按照人工大脑的构造方法和技术可以分为：生物人工脑，工程人工脑，生物工程人工脑；按照人工大脑的工程实现方法可以分为：基于神经工程的人工大脑，基于AI的人工大脑和基于超级计算机的人工大脑。

7,海马记忆功能神经网络模型

模型框图