爬行动物和哺乳动物的差异是(C )
A. 爬行动物没有嗅觉
B. 爬行动物缺少哺乳动物的新皮层
C. 爬行动物几乎没有记忆能力
D. 爬行动物有Papez回路,这在哺乳动物中消失了
三位一体三的脑有功能上明确区分的层次,它反映了()
A. 从产生到出生的人类发展的不同阶段
B. 各个脑区是相互分离的
C. 脊椎脑的演化发展
D. 男性和女性的脑发育差异
图中最右边显示出人脑从产生到出生是存在这种进化痕迹的
C可能更合适
脊椎动物的脑部进化史
如果两个神经元间的突触是抑制的,那么其激活下一个神经元的概率()
A. 增大
B. 减小
C. 不变
D. 依赖于神经元的类型
B
脑科学的基本研究手段有____________
- 脑电波图与脑功能成像技术
- 功能性磁共振成像技术 fMRI
- 正电子发射断层摄影术(PET)
- 弥散张量成像(DTI)
- 颈颅磁刺激技术(TMS)
神经系统由___和___两部分组成
中枢神经系统
周围神经系统
神经系统由___和___所组成
神经细胞
神经胶质
神经细胞由_____和_____两部分组成
胞体
突起
_____也叫神经兴奋,表现为一种电冲动,是沿着整个神经纤维,从一点到另一点运行的短促电兴奋波,它是细胞内信息传递的方式。
神经冲动
每个神经细胞的轴突未梢,与另一些神经细胞的树突和细胞体接触,这个接触区叫做____。
突触间隙
科学家提出了人脑的三位一体学说,即大脑有三个部分:___. ___, ___
古脑,也叫爬行脑
旧脑,也叫哺乳脑
新脑,也就是大脑的新皮层
大脑两半球的功能是分工合作的,在两半球之间,由神经纤维构成的_____负责沟通两半球的信息
胼胝体
脑机接口(BCI)技术
脑机接口技术是在人或动物(或者脑细胞的培养物)与外部设备间建立的直接连通通路。
BCI是一种可以让用户通过思想来控制特殊的计算机设备的通信方式。目前大部分的实现都是基于EEG记录的。EEG是测量、分类人类想象时的不同信号。通过BCI技术,能够检测出不同EEG信号对应的特定任务,用来控制外部设备或进行交互。
BCI技术是通过戴在人头顶的测量电极获取人脑活动信号,经过预处理、特征提取等过程,再进行分类,转化为控制信号,提交给外部设备或反馈给本人。
脑机接口技术按信息传递方向可分为单向脑机接口和双向脑机接口。单向脑机接口不能同时发送和接收信号。双向脑机接口允许脑和外部设备间的双向信息交换。
画出脑机接口的系统框图
M-P模型(神经元模型)
这样的神经元模型虽然简单,但已能反映神经元信息加工的重要方面,即空间总和以及阈值非线性。M-P模型也忽略了神经元的许多特性,如时间总和、不应期等。这一模型是用模型研究神经系统的开端,对神经网络模型研究有重要影响、
海马记忆功能神经网络模型。
要看懂这个图,先得知道一点海马区的一些知识。
1. 首先,根据神经心理学的成果,海马区不是长时记忆的实际脑区,大脑皮层联合区才是,海马只是在巩固过程中起作用。根据神经解剖学可知,海马与大脑皮层许多区域有联系,各种不同的信息可以汇聚到海马结构,故该模型要划分成若干个区域(图中上半)。海马内部有不同结构,不同部分有不同功能,海马也要划分为不同区域(图中下半)。
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2. ABC三个神经网络组成的两级联想记忆模型中,A、B中兴奋模式表示不同的感觉事件,C为高级结构,C中的兴奋模式表示事件的全体。CA1和CA3为海马的不同部分。CA3中有不同部分分别对应于皮层的A、B区(实际有多个区)
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3. 用PF(神经兴奋模式)表示信息。在A和B神经网络中,PF表示在脑内出现事件的属性或组成部分。C在PF表示事件的全体。外部的信息经感觉系统的预处理进入大脑皮层A、B区。然后到达CA3区,CA3为联想记忆神经网络,它将事件的各部分连接起来,并保留各组成部分的特殊表示。CA1为竞争网络仅对应的一个PF,它表示事件的全体。CA1输出到大脑皮层,并在C中出现新的PF,它是整个事件在皮层中的表示。
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4. 当A或B中有PF出现时,随机地使CA3中地某一PF激活,LTP效应使两区地PF建立了相对稳定的联系。LTP随时间衰减后,这一个PF才可能与其他A或B中的PF(其它事件)建立联系,因而又在不同时间内可以和皮层中多个PF建立联系,使得海马有限的神经元可以暂时存储由皮层表示的大量事实。
人工大脑的分类
- 按人工大脑的实现方式可以分为类似生命模型的人工大脑和社会模型人工大脑。在类似生命模型中,系统有一个类似于生命的胚胎发育功能,使得系统的结构和组成单元能够发生变化,形成复杂系统。在社会模型中,系统被视为一个动态过程,在这个过程中,局部的、各个单元之间的连接使得整体的、全局的功能、次序、状态发生突变,反过来各个单元也受到全局状态的影响
- 按人工大脑的人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。生物人工脑是用生物方法和技术生成的,如人工多莉。工程人工脑是用工程技术和方法制造的,如ART的“细胞自动机-仿脑机”。生物工程人工脑则是由生物技术与工程技术相结合而生成的或制造的,如①计算机微芯片②生物电子人
- 按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。①基于神经工程的人工大脑。人工神经网络(Artificial Neutral Network,ANN)由许多 简单的,并行工作的处理单元组成,单元之间按照一定的结构相互连接,构成神经计算机。②基于 AI 的人工大脑。这种实现方法主要采用人工智能技术中的启发式算法(HA)、专 家系统(ES),通用问题求解(GPS)和知识信息处理系统(KIPS)等,从功能上而不是刻意从结构上模拟人脑的功能。 ③基于超级计算机的人工大脑。严格说来,超级计算机只有并行操作和资料搜寻的能 力,谈不上“智能”二字。但是在特定的领域(“简单”问题),借助优良的软件完全可以与人脑匹 敌,故可以充当“人工脑”的角色。
右脑开发的重要性
- 右脑开发可以提升形象思维、发散思维、直觉思维的能力。右脑控制左半身活动,它是处理表象和进行具体形象思维,发散思维,直觉思维的中枢。 它主管人的视知觉、复杂知觉,模型再认,形象记忆,认识空间关系,识别几何图形、想象、做梦、 理解隐喻、音乐、节奏、舞蹈以及态度,情感等。
- 右脑开发可以提高处理复杂问题的能力。右脑是用表象进行思维的,它在再认识和处理复杂知觉模型方面占有极大的优势。它能根据整个表象同时考虑大量数据,而不是单独考虑每一个因素,在整个判断过程中它不需要语言和逻辑作为思维的工具,因而也不能用语言加以解释。对于那些难以转换成语言和难以按逻辑步骤理解的任务,右脑可以发挥出其特有的作用。
- 空间操作功能的主要神经机理在右半球,因此右脑开发可以提升空间操作能力。
左脑和右脑的功能对比分析。
- 左脑控制身体右侧活动,控制右部视觉,能相继处理输入的信息,主要感觉局部和感觉时间,主司言语技能,善于逻辑分析和思维化。右脑控制身体左侧活动,控制左部视觉,能同时处理输入信息,主要感觉整体和感觉空间,主司形象化技能,在直觉和动觉上更有优势,善于感受知觉和表象。
- 左脑更善于公式化问题,右脑则善于视觉化。
- 消极的习惯:左脑容易紊乱,右脑容易空想
人类大脑的三大组成部分及其功能
1. 脑干是联系大脑和脊髓的脑组织,能参与内脏运动,同时和唾液分泌也有相关性。脑干能维持个体生命功能,包括呼吸、循环、心跳、消化、体温、睡眠等生理功能都和脑干有关系。脑干能支配人体的运动,也能支配人体的感觉功能以及觉醒功能。脑干支配人体的运动功能包括吞咽功能、构音功能,也能支配面部的眼球活动以及运动,还能对人体的内分泌起到调节作用。
2. 大脑边缘系统作用 :
①调节内脏活动
②调节中枢神经系统内的感觉信息
③影响或产生情绪
④引起睡眠活动
⑤参与学习和记忆活动
3 . 大脑皮层作用
①大脑皮层是意识活动的物质基础,大脑皮层给予了人类抽象思维的能力。
②是身体的感觉区,是否能有知觉、痛觉、温度觉和触压觉就依靠这一块区域。
③大脑皮层里的言语区能掌控人的组织语言的能力
④大脑皮层的视觉区能控制人类的视觉,能感知光的区域
人工器官
人工器官(Artificial Organs)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、人工耳蜗等。这些人工器官中有很多已经在现实生活中应用。
人工大脑
人体最复杂的部位是大脑,对大脑的仿制代表了人造器官的最高水平。人工大脑就是人工器官的一种,具体来说,人工大脑是人脑(或动物脑)的模型、延申和扩展,是具有人脑(或动物脑)的现象、行为、特性、功能的人造系统。
失语症
大脑皮层中有两个对语言特别重要的部分,一个是位于左侧额叶的布洛卡区(Broca’s Area),另一个是位于左侧颞叶的威尔尼克区(Wernicke’s Area)。损坏这两个部分中的任何 一个都会使语言能力受损,导致失语症(Aphasia)。
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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。 典型的失语症病人说话很慢,很费力,发音很差,语法使用也不正确。虽然他们知道自己想说的是什么, 但就是不能把话正确地说出来。
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威尔尼克区损伤出现的失语症一般不会造成语法运用和发音的问题,但病人的困难会出现在对一些词义的表达上。
神经系统
神经系统是机体内起主导作用的系统,它维持机体内环境稳态、保持机体完整统一及其与外环境的协调平衡中起着主导作用。内、外环境的各种信息由感受器接收后,通过周围神经传递到脑和脊髓的各级中枢进行整合,再经过周围神经控制和调节机体各系统器官的活动,以维持机体与内外环境的相对平衡。
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神经系统由神经细胞和神经胶质组成。
神经系统由中枢神经系统和周围神经系统两部分组成。
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神经系统的基本功能如下。 (1)协调人体内各系统器官的功能活动,保证人体内部的完整统一。 (2)使人体活动能随时适应外界环境的变化,保证人体与不断变化的外界环境之间的相对平衡。 (3)认识客观世界,改造客观世界。
快速眼动睡眠
在快速眼动睡眠或异相睡眠过程中,脑电波图呈现不规则的低振幅快波,提示此时的大脑 活动比较活跃(与浅睡期的脑电状况相似),所以快速眼动睡眠又称快波睡眠。
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位于大脑根部的脑桥网状结构在快速眼动睡眠中起到积极作用,向脊柱神经发出信号,使身体固定不动,并使眼球产生快速运动。快速眼动睡眠可直接转化为觉醒状态,但觉醒状态却不能直接进入快速眼动睡眠状态。快速眼动睡眠有时会突然中断,往往是某些疾病发作的信号,如 心绞痛、哮喘等病。
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快速眼动睡眠有以下主要特点:①由于眼外肌的阵发性抽搐导致眼球快速地在水平方向 上运动,在闭合的眼睑中可以看到眼球的左右移动,但人已进入熟睡中;②全身肌肉放松,尤其 是维持姿态的肌群张力减退;③脑血流及代谢增加,引起心率加快,呼吸快而不规则,血压稍上 升,体温升高,生殖器官的兴奋性也会提高;④脑电波状况与清醒时相似,呈低电压快波;⑤ 80%从快速眼动睡眠中醒来的人会认为自己在做梦,因为清晰的梦境在这时会出现。
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快速眼动睡眠是一种生物学需要,长期阻断人的快速眼动睡眠会引起类似精神病患者那 样的严重的认知障碍。
NBIC会聚技术
会聚技术(Converging Technology)是指当前四个迅速发展的 科学技术领域的协同和融合。这四个领域分别是纳米科技(Nanotechnology)生物技术 (Biotechnology,包括生物制药及基因工程),信息技术(Informational Technology,包括先进计算机与通信)、认知科学(Cognitive Science,包括认知神经科学)。其简化英文的联式为 (Nane-Bio-Info-Cogno),缩写为 NBIC。
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NBIC会聚技术代表着研究与开发新的前沿领域,其发展将显著改善人类的生命质量,提升和扩展人类的技能,这四大前沿技术的融合还将缩造全新的研究思路和全新的经济模式,大大提高整个社会的创新能力和社会生产力水平, 从而增强国家的竞争力,也将为国家安全提供更强有力的保障。同时,NBIC 融合技术一旦实现,将大大地促进整个社会的变革,包括新的科学技术的产生,社会体制的改革等,进而大大地促进人类社会的发展.
人工智能
人工智能也称机器智能。它是计算机科学、控制论、信息论、神经生理学、心理学、语言学等多种学科互相渗透而发展起来的一门综合性学科。人工智能是相对于人的自然智能而言的,即通过人工的方法和技术,研制智能机器或智能系统来模仿,延伸和扩展人的智能,实现智能行为和“机器思维”活动解决需要人类专家才能处理的问题。人工智能是人工制品(Artifact)中所涉及的智能行为。其中,智能行为包括感知 (Perception)、推理(Reasoning)、学习(Learning)、 通信(Communicating)和复杂环境下的动作行为(Acting)。
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作为一门科学,人工智能研究智能行为的计算模型,研制具有感知、推理、学习、联想和决策等思维活动的计算系统。从本质上讲, 人工智能是研究怎样让计算机模仿人脑从事推理、规划、设计、思考和学习等思维活动,解决需要人类的智能才能处理的复杂问题。简单地讲,人工智能就是由计算机来表示和执行人类的智能活动。
自然智能
自然智能,又叫人类智能,主要包含 3 个方面:感知能力、思维能力和行为能力。当人们动 用全身的感觉器官感受到外界的信息刺激之后,能够通过大脑进行记忆、联想、分析、判断等一 系列思维活动,其结果就是做出一种决策,最后再通过具体的行动,把这一决策体现出来。
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自然智能又指人的智力和能力的总和。智力是人的智慧和聪明才智,能力是人的本领和由此产生的行为。人的智能也可以说是人认识自然的能力和改造自然的本领的综合表现。
智能
知识理论 认为智能的基础是知识;一个系统之所以有智能是因为它具有可运用的知识,没有知识就不可能有智能
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思维理论 认为智能的关键是思维,人类的一切智能都来自大脑的思维活动,人类的一切知识都是人类思维的产物
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进化理论 认为智能取决于感知和行为,智能就是在系统与周围环境不断“感知一动作”的交互中发展和进化的
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一般认为,智能是知识与智力的总和。其中知识是一切行为的基础,而智力是获得知识并运用知识解决问题的能力,是头脑思维活动的具体体现。
画出感知机模型,并说明各部分的功能
信息由感知层输入,经过联合层到决策层,由决策层输出。感知层与联合层的连接是随机的,联合层与输出层之间的联系是可塑的,即可通过学习而改变。
画出大脑结构示意图,至少标出三个主要脑叶、小脑以及脑干的区域及位置
A
瞬时记忆大部分在感知皮层得到处理,被登记的刺激信息受到注意后,才转入短时记忆,短时记忆在海马区经过加工处理才转入长期记忆。
B
A
心理学认为记忆结构是由三个不同的子系统构 成的,它们分别是____ 、 _____ 和 ____。
瞬时记忆
短时记忆
长时记忆
____是让计算机模拟和实现人类的学习过程,目的是获取知识。
机器学习
____是指让人的心理活动对一定对象的指向和集中。
注意
___是人脑对客观事物的属性、特征的直接反映。
感觉
知觉过程包括以下三个方面
觉察
辨别
确认
如果一个刺激原本是不会引起动物做出反应的,但它 在无条件刺激之前多次重复出现后便能引起动物做 出反应了,那么这个新刺激就叫.___,这一整个过程就叫 _____
条件刺激
条件反射
_____ 是人脑对客观事物的各种属性、各个部分及其 相互关系的综合的、整体的反应。
知觉
注意具有三个基本特征,分别是注意的:
选择性
持续性
转移性
感觉与知觉的区别?
知觉和感觉的主要区别在于,感觉是人脑对直接刺 激的个别属性的反映,主要是感受器上滞留的未经。 整合的具体信息;而知觉则是整合组织后的信息。
关于注意的聚光灯隐喻是指什么?这个隐喻用来说明什么 问题?
“聚光灯效应”是指一个人如果哪里没做好,就会放大 自己的缺点,感觉自己站在聚光灯下,害怕所有人发现自己的错误,从而高估别人对自己的外表和行为的关注程度,导致自怨自艾。 “聚光灯效应”表明了个人的注意力影响人们对客观 事物的反映;人的意识会依据个人活动自觉选择 反映的对象。
分别从大脑处理的角度和计算机处理的角度分析,“我认出了教室里的一个人”
人类通过鼻子,嘴巴等显著特征来认出这个人。
大脑识别人脸的过程分为三个基本阶段。第一阶段包括对我们正在看的人的身体特征进行编码。第二阶段基于对人的身份进行编码,这向我们发出信号,表明这是我们认识的人。然后,在最后的第三阶段中,我们识别了该人,但是我们不知道是否知道该人的名字,因此将面部与一个人的名字相关联。
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机器先对图片中的人脸进行定位和预处理,然后学习人脸的轮廓,纹理等各种细节,输出一连串特征值,计算特征值与标准特征值的相似度,如果相近就认出了这个人
认知科学的研究对象
认知科学是研究人类认知的本质及规律,揭示人类心智奧秘的科学。它的研究范围包括知 觉,注意,记忆、动作、语言、推理、思考乃至意识在内的各个层次和方面的人类的认知活动。
意识
意识(Conseioustess)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。由于不同时间和空间内注意程度不同,所以意识具有不同的层面。
在哲学中,意识是指人所特有的精神活动,包括感性认识活动,理性认识活动以及感情、意志等一系列复杂的心理活动。意识是自然界长期发展的产物和社会的产物,它的本质是人脑机能对存在的反映。人脑是意识的物质承担者。意识是对存在的反映,人脑并不能自动产生意识,只有当客观事物在人的实践过程中作用于人的感觉器官,反映到人脑并经过人脑加工之后,才形成意识
认知
(1)心理学认为,认知在广义上是指任何生物体生理特性的一种功能表现,狭义上是指人脑中以信息处理方式进行的认识过程。美国心理学家霍斯顿(Houston)等人进一步把这种观点归纳为认知表现的五种主要类型。 ①认知是信息的处理过程。 ②认知是思维的过程。 ③认知是心理学上的符号运算。 ④认知是对问题的求解。 ⑤认知是一组相关的活动,如知觉、思维、学习、记忆、判断、推理、问题求解、概念形成、想象、语言使用等。
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(2)哲学定义 哲学从四个层次对认知进行了定义。 ①认知是人类认识客观事物、获得知识的活动。 ②认知是人类知觉、记忆、学习、言语,思维和问题解决的过程,是人类对外界信息进行积极加工的过程。 ③认知可以表示为目标、信念、知识和知觉及对这些表示实施操作的计算。 ④认知可以回答“什么、谁、何时、哪里、怎样”这几个问题。 该定义从四个层次概括了语言和认知的关系。
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语言学从语言在认知中的独特作用给出了认知的定义:认知是人类对语言的处理过程。
(3)语言学定义 ①认知是人类语言产生的原因。 ②语言是人类认知的对象。 ③语言是人类认知的表达。 ④认知的发展带动语言的发展。
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(4)计算机科学定义 计算机科学从计算的角度对认知给出了既简单而又深刻的定义:认知是大脑的一种计算, 计算机科学提出这样的定义,是因为人脑和计算机无论在硬件层次和软件层次有多么的不同, 但是在计算理论这一层次上,它们都具有产生,操作和处理抽象符号的能力,都是一个信息计算的系统。
短时记忆
短时记忆被看作信息到达长时记忆的中间环节或过渡环节,是记忆对信息加工处理的核心环节之一。瞬时记忆中编码之后的刺激信息会在短时记忆中经过进一步加工处理,然后进 入长时记忆。
短时记忆作为信息加工处理的过渡环节,十分重要。它的作用主要有以下几点:
①短时记忆就像个体的意识一样,使其能够了解自己正在接受、加工和处理的是什么刺 激信息。 ②短时记忆使得各个感觉通道获得的刺激信息能够被整合并且构成完整的信息图像。 ③短时记忆在加工处理刺激信息的过程中可以充当暂时寄存器。 ④短时记忆保留了个体对当前加工处理的刺激信息的策略与意愿,这使得个体能够采取 更为复杂的信息处理行为,直到完成目标。
记忆
认知心理学认为,记忆是对输人信息的编码、存储,并在一定条件下进行检索和提取的过程。从这个角度出发可以看出,记忆的整个过程包含三个阶段,它们分别是编码、存储和提取。所有的信息都经过这些过程的加工处理,然后进入长时记忆系统转换为个体的知识与经验。
在认知心理学上,人类的记忆被划分为三个连续的阶段:信息编码、信息存储和信息提取。
海马区
大脑海马区(hippocampus)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,负责短期记忆,发挥所谓的“叙述性记忆(declarative memory)”功能。海马区的机能是主管人类近期主要记忆,有点像是计算机的内存,将几周内或几个月内的记忆鲜明暂留,以便快速存取。海马体主要负责学习和记忆,日常生活中的短期记忆都储存在海马体中,如果一个记忆片段,比如一个电话号码或者一个人在短时间内被重复提及的话海马体就会将其转存入大脑皮层,成为永久记忆。
学习
人们通常习惯把读书、听讲、练习或进行实验等活动叫作学习。其实,在社会和生活实践中使人的思想认识,行为习惯发生变化的过程,无一不是学习。学习是由日常生活经验引起的相对持久的行为变化。需要注意的是,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,虽然行为因为这些因素发生了改变,但是不能称为学习。
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在心理学上,一般认为学习产生的原因为经典条件反射和操作条件反射。 从生理过程分析,学习可分为两大基本类型:一类是以巴甫洛夫的条件反射方法进行实验的条件学习;另一类是以桑代克、斯金纳的问题箱等方法进行实验的试行学习,即操作性条件反射。
画出人类记忆结构模型框图