第二章认知的神经基础
第一节神经及神经系统
一、神经元的构造和功能
脑（brain）是人类一切高级行为的物质基础，由100～160亿神经细胞构成，神经细胞与人体其它组织器官的细胞不同，它具有特殊的构造和功能，具有极度的敏感性，可被输入刺激所激活，引起神经冲动，进行冲动传导。神经细胞是构成神经的基本单位，又称神经元（neuron）。
神经元的大小、形状和它们所具有的功能各不相同。但在构造上基本由细胞体、树突和轴突三部分构成。细胞体是神经细胞的主体，树突是从细胞体周围发出的分支，多而短，呈树枝状，树突由此而得名，其功能是接收传入的信号。轴突是从细胞体发出的一根较长的分支，它的周围包以由髓磷脂组成的髓鞘，具有绝缘作用，以防止神经冲动向周围扩散。轴突末端有许多分支状的球形小突起，称为终球。终球的功能是将神经冲动传至另一个神经元
。
神经元的各种类型脑神经网络
二、神经胶质细胞的功能
在神经元和神经元之间，存在大量的神经胶质细胞（glial cells）总数大约在1000亿左右，是神经元数量的10倍。神经胶质细胞所其的作用主要表现在以下方面。
首先，它为神经元的生长发育提供了支架。神经胶质细胞就像葡萄架引导着葡萄藤的生长一样，在发育的后期，它们为成熟的神经元提供支架，引导神经元发育的线路，并在神经元受到损伤时，帮助其功能得到恢复。
其次，清除神经元间过多的神经递质，为神经元输送营养。脑血管屏障就是由神经胶质细胞构成的，它对防止有毒物质侵入脑组织其重要作用。
第三，在神经元周围形成绝缘层，使神经冲动得以准确快速传递。这种绝缘层称为髓鞘（myelin sheath），它由某些特异化的神经胶质细胞构成。这些细胞在个体出生后不久，就将神经元的轴突周围覆盖起来，它具有绝缘作用，能防止神经冲动从一根轴突扩散到另一轴突。在个体发育过程中，神经纤维的髓鞘化，是行为分化和精确化的重要条件。当髓鞘受到损害时，可引起复视、震颤、麻痹等鞘膜性疾病。
三、突触的传导功能
神经细胞具有两种基本功能，即兴奋性和传导性。神经细胞受到刺激就产生兴奋，这种兴奋性表现为神经冲动。神经冲动沿着神经元的轴突迅速传至相邻的另一个神经元，以完成其神经传导功能。
在神经元之间，信息的交换是通过突触传递来实现的。突触传递仅使用两种基本机制：电传递和化学传递，分别通过电突触和化学突触来实现。
电传递是通过缝隙连接（电突触）来实现的，电突触主要用来传递简单的、较快的去极化信号，通常不能传递抑制性作用或长时程的变化。
化学突触更灵活，能产生更复杂的动作，具有可塑性。化学突触能放大神经元信号，使突触前神经终末的小信号能变成一个大的突触后神经元电位。为了完成突触传递，神经递质必须附着到受体分子上，神经递质与镶嵌在突触后膜内的受体分子的结合必须具备两个条件：一是不能有其他递质或化学分子附着到受体分子上；二是神经递质的形状必须与受体分子形状匹配。神经递质存在于脑、脊髓、外周神经，甚至某些腺体中。目前已经发现脑中存在着50种以上的神经递质。
乙酰胆碱与记忆活动有关。阿尔茨海默病患者记忆机能受损与乙酰胆碱的丧失有关。乙酰胆碱对睡眠和唤醒也起着重要作用。一个人醒着的时候，乙酰胆碱能使神经的活性增强（Rockland ，2000）。
多巴胺与学习和注意有关。也与奖励和强化等动机过程有关。精神病患者的多巴胺水平很高，治疗精神分裂症的药物通常采用抑制多巴胺的活性（Wurtman ，1999）。儿帕金森病人多巴胺水平很低。
血清素在饮食行为、体重调节、攻击性和冲动性行为调节中起重要作（Rockland ，2000）。
谷氨酸影响学习和记忆的机制。
四、神经系统的结构和功能
在人体的整个神经系统中，按其不同部位和功能，分为周围神经系统和中枢神经系统两大系统 。
周围神经系统系指除中枢神经系统以外的所有神经系统。周围神经系统联系感觉输入和运动输出 。
中枢神经系统包括脑和脊髓两部分。
神经系统 中枢神经系统 大脑 ( Cerebrum ) 小脑 (Cerebellum) 脑干 (Brain Stem) 脊髓 (Spinal Cord)
周围神经系统 躯体神经（ Somatic PNS ） 植物神经（ Visceral PNS ）
中枢神经系统的结构和功能 ：中枢神经系统包括脑(brain)和脊髓(spinal cord)两部分.
（一）脊髓的构造和功能
脊髓位于脊椎骨连成的脊柱管内，是由周围神经系统的脊神经胞体和神经纤维聚集而成的柱状结构，包括灰质和白质两种神经纤维。脊髓是中枢神经系统最低级的中枢，能完成一些简单的反射，也能向脑的高级中枢传送神经冲动，形成复杂的反射。
在神经传导上，脊髓具有两种功能：第一种功能是提供躯体与脑部之间神经双向传导的通路。第二种功能是作为脊髓反射的反射中枢。
反射与反应的区别在于：反应经过大脑，而反射只经过脊髓。
（二）脑的构造和功能
突触后膜
受 体 突触间隙 突出囊泡
线粒体
突触前膜
突触
1、脑干
脑干下连脊髓，上接大脑半球，呈不规则的柱状形。脑干的功能主要是维持个体生命，如心跳、呼吸、消化、睡眠等重要的生理调控均与脑干有关。脑干包括以下四个重要结构。
（1）延脑
延脑(medulla)在脊髓上方，位于脑的最下部，背侧覆盖着小脑，是一个狭长的结构，长约4厘米左右。延脑与有机体的基本生命活动有密切关系，其主要功能为控制呼吸、排泄、吞咽、心跳、肠胃等活动。
(2) 脑桥
脑桥(pons)在延脑的上方，位于延脑和中脑之间。脑桥的白质纤维延伸至小脑皮层，可将神经冲动从小脑的一个半球传至另一半球，发挥小脑协调身体两侧肌肉活动的功能。脑桥对人的睡眠具有调节和控制作用。
(3) 中脑
中脑(midbrain)位于脑桥之上，几乎在整个脑的中点位置。它的形体较小，结构简单。中脑是视觉和听觉的反射中枢。
(4) 网状结构
脑干的中央，有许多散在的神经核团与上行、下行神经纤维，交织着构成一个神经网络的结构，称为网状结构(reticular system)。网状结构按功能可分为上行系统和下行系统两部分。上行系统控制着觉醒或意识状态，对保持大脑皮层的兴奋性，维持注意状态有重要作用。下行系统对肌肉紧张有易化和抑制两种作用，既可以加强也可减弱肌肉的活动状态。
2、小脑
小脑在脑干背面，分左右两半球。小脑的表面覆盖着灰质，叫小脑皮层。其表面积约1000平方厘米。内部的白质叫髓质。小脑与脑干和大脑皮层均有复杂的纤维联系，其功能主要是协助大脑维持身体的平衡与动作的协调。3、前脑
前脑分为丘脑、下丘脑、边缘系统和大脑皮层四部分。
（1）丘脑
丘脑((thalamus)位于脑干之上，大脑两半球中央底部。丘脑呈卵圆形，左右各一，由白质神经纤维构成。丘脑是网状结构最高部位的终端，从脊髓、脑干、小脑传导来的神经冲动，都先终止于丘脑，经丘脑再传至大脑皮层的相应区域。丘脑是感觉神经重要的传递站。在功能上，丘脑不仅调节觉醒和睡眠，而且对情绪具有重要的控制作用。
（2）下丘脑
下丘脑(hypothalamus)位于丘脑下部，比丘脑体积更小，但结构复杂，功能极大。下丘脑直接与大脑中的各区相连接，又与脑垂体及延脑相连。下丘脑的主要功能是调节内分泌系统、维持正常的新陈代谢，并与生理活动中饥、渴、性等生理性动机密切相关。下丘脑还是情绪产生的重要中枢，它不仅能够从网状结构通过传递兴奋而激活情绪，而且它本身有发动“快乐”和“痛苦”的专门部位。
（3）边缘系统
边缘系统(limbic system)是由边缘叶及其周围相连接的结构组成的。
边缘系统是有机体适应环境的高级中枢。其主要功能表现在：首先，它通过下丘脑调节内脏和骨骼反应；其次，边缘系统中的杏仁核对于调节情绪行为和情绪体验有重要作用，情绪体验被认为是整个边缘系统整合的结果；再次，边缘系统中的海马结构，对记忆有特殊的作用，研究发现，海马是短时记忆的机构，海马部位受损伤，将不能储存新信息，但对损伤以前事件的记忆却不受影响。
（4）大脑皮层的结构
大脑(cerebrum)是脑的最前部分，是人体所有高级神经中枢的所在地。大脑由大脑纵裂分为左、右两个半球，两大脑半球之间由粗大的神经纤维束—胼胝体将其连结，使两半球的神经传导，得以互通。它的整体功能使人类在进化的过程中具有了不同于其它动物的高级智慧。
大脑皮层神经元的结构：
Ⅰ：分子层；Ⅱ：外颗粒层；Ⅲ：外锥体细胞层；Ⅳ：内颗粒层；Ⅴ：内锥体细胞层；Ⅵ：多形细胞层。
在个体的生长发育过程中，初生婴儿大脑皮层的神经网络比满3个月婴儿要稀少。初生婴儿的大脑重量只有成人大脑的30%，但神经元的数目大致相等。实际上，一方面神经元在长大，另一方面每个神经元的树突和轴突数目也在增加，这样同它们相关的突触的数量就增加了，范围也扩大和延伸了。
第二节认知过程的神经机制
一、注意的神经机制
注意产生方式是定向反射。
注意的选择功能是通过不同部位、不同水平的活动来实现的，主要由中枢过程兴奋与抑制的相互诱导而实现的。
新异刺激在脑内产生的强兴奋灶对其他脑区发生明显的负诱导，由此抑制了已经建立的条件反射活动，优势兴奋中心便从其他区域转移到这种新异刺激的皮质代表点，这就是注意转移的机制。皮质上优势兴奋中心的出现与转移取决于客观和主观两方面的因素。
（一）网状结构
觉醒是产生注意的最基本条件。
研究发现，注意任务中觉察成绩的下降与脑电图α波活动水平和皮肤导电能力下降相一致。人的觉醒状态主要由网状结构上行激活系统的持续作用来维持。
网状结构上行激活系统的活动与神经递质和激素有密切关系。实验发现，血液中肾上腺素的浓度上升时，被试的信号觉察百分数也随之上升，反之亦然。
（二）边缘系统
研究发现，边缘系统存在大量的注意神经元，它们仅对刺激的变化作出反应。当新异刺激出现时，这些神经元就会活跃起来，但它对那些已经习惯了的刺激就不再反应。
临床发现，这些神经元的损伤，会引起整个行为反应的选择出现障碍。轻度损伤会引起高度分心；严重损伤，会造成精神错乱和虚幻现象，意识的组织性和选择性将随之消失。
（三）大脑皮质
记录平均诱发电位发现，在选择性注意时诱发电位的波幅增大，潜伏期延长。分心则使波幅降低，潜伏期缩短。
额叶与选择性注意关系密切，额叶可直接参与由言语引起的神经系统的激活过程，对人的行为具有计划和调控功能。
额叶对外周感受器有抑制作用。
（四）丘脑
1977年，Skinner和他的同事在总结当代神经生理学和他们自己研究成果的基础上，提出了注意机制的丘脑网状核闸门理论。
该理论认为，丘脑网状核既接受丘脑-额叶系统的特异性兴奋作用，亦接受中脑网状结构泛化性的抑制作用，从而使它成为一个抑制性闸门。该闸门对丘脑的各种感觉交替实施控制，对各种感觉冲动进行筛选，只有能够通过闸门的神经冲动才能传导到大脑皮层，没有通过闸门的神经冲动则不能到达大脑皮层。
二、学习与记忆的神经机制
学习与记忆的神经机制研究是目前最活跃、最富有成效的课题之一。人们从分子机制到意识觉知的不同分析水平对学习与记忆进行探讨。
研究发现，学习与记忆并不是由脑的特定部位独立完成，而是整个神经系统的功能。但神经系统的不同部位尤其是脑的不同区域，在学习、记忆中起着不同作用。大脑皮层不仅直接影响着学习记忆，而且对中枢神经系统的其他部位实施调节。
（一）海马
海马及其附近的齿状回、下脚、胼胝上回和束状回形成一个结构和功能整体，合称为海马结构。临床观察和实验研究发现，海马与学习记忆关系密切，特别是外部事物的空间和时间属性的信息。海马损伤的白鼠不能形成空间位置能力。动物的海马结构中存在一张认知地图，记载着动物曾经到过的地方，海马结构的功能类似于“空间处理器”。
（二）颞、顶、枕叶联合皮质与学习
颞叶、顶叶和枕叶皮质及相临近的部位形成一个仅次于前额叶的较大联合区，躯体感觉、听觉和视觉的高级整合发生于该区，它是人们复杂认知过程的神经基础。识别和认知外部事物刺激的学习和短时记忆活动是这一区域与海马、杏仁核联系的基本功能。此外，颞下回的前端还与内侧丘脑和尾状核存在下行性联系，与特殊刺激物的辨别学习和长时记忆有关。
在颞叶、顶叶和枕叶联合区皮质损伤病人中，由于损伤的部位不同，可出现多种认知障碍。
（三）前额皮质
前额皮质是大脑额叶皮质的一部分，根据解剖位置和功能特点，前额皮质可分为背外侧前额皮质和眶前额皮质两部分。
前额皮质与丘脑、尾状核、杏仁核和海马之间有着复杂的直接联系，再通过这些结构与下丘脑、中脑之间实现着间接联系。前额皮质是一个高级整合皮质，是多种生理心理功能的重要基础。
三、大脑功能的一侧化
大脑功能的一侧化（不对称）是指一定的功能主要由一侧大脑所控制，如果某一大脑半球在对某一功能的控制上，超过了大脑的另一半球，该半球就称为这一功能的优势半球。
临床观察和裂脑人研究揭示了人类大脑半球在结构和功能上的不对称性。
大脑功能一侧化研究先后有3种理论模型：
1、单侧特化模型该理论模型是Semmes于1968年提出。
（1）大脑两半球各自向不同的特化过程发展，右半球向弥散的等位方向发展；左半球向局部功能定位的方向发展。（2）右半球的局部损伤不产生明显的机能障碍，只有大面积损伤才会产生空间知觉障碍，而左半球即使很小面积的损伤，也会出现特定的功能障碍。右半球具有功能等位性和整体性，左半球具有功能定位性和特征性。
（3）右半球具有对复杂的图形视觉、面孔识别、音乐声音等非言语材料的记忆功能；左半球字词视觉识别、语音听觉识别等语言材料的记忆以及阅读、书写和计算等功能。
2、相互作用模型
（1）两半球功能的同时性互补作用。两半球信息加工方式不同，但却同时完成同一项心理功能，互相补充，类似于多通道的感受器。
（2）相互抑制性作用，左半球对右半球的语言功能存在抑制作用，右半球抑制左半球对环境声音和音乐的信息加工能力。
（3）信息加工中的选择性和分配性。两半球功能关系在每一瞬间都决定于拟加工的信息性质，每侧半球都特别注意和选择加工任务中与自己有关的特性。如果某一半球正在加工的信息尚未完成，又有新的任务需要执行时，它可以暂时分配和委托另一半球代为预加工。
3、认知模型
面对认知任务，左半球偏好于分析地、逻辑地运用语言进行加工，右半球则偏好总体形象的信息加工。成年人通过反复多次地认知训练，也会改变某项认知任务信息加工的优势半球
大脑两半球的功能不对称性：与利手的关系——
不论左右利手大部分人的语言中枢都在左半球，绝大多数右利手人的语言优势在左半球，但仅有1/3左右的左利手人其语言优势在右半球。因此，语言文字与利手之间可能没有关系。
手优势的形成与人在日常生活中习惯用其中一只手来完成技巧性较高的动作有关。
中国人左利手人群远低于西方人群，可能在于中、西方文化传统的差异。
脑的进化
随着动物的进化，脑的重量随着体重增加而有所增加。总体上，进化程度越高的动物其脑重与体重的比值也趋向于大。
但脑重的差别不是脑功能复杂化的绝对标志，脑质的差异、脑的各个不同区域容量的变化更具有重要意义，即最明显变化在于不同演化阶段动物的新皮层存在明显差异。
首先鱼类没有大脑皮层；从两栖动物开始，原来位于大脑内部的灰质逐渐向外转移，最后覆盖在大脑表面，形成大脑皮层（旧皮层）；爬行类仅有极其原始的新皮层，四脚哺乳类新皮层已有较大发展，人类的大脑皮层几乎全是新皮层，其原始皮层（旧皮层，即边缘叶）已被覆盖。
大脑在演化过程中，经历了头部化、皮层化、侧脑化、额叶化几个主要阶段。最早是动物的神经管出现头部膨大，称为头部化；当动物从海洋转向陆地出现爬行类时，产生了脑的皮层化，即生长出大脑皮层，这是脑演化的一个里程碑；在脑演化的后期即从灵长类到现代人阶段，出现侧脑化和额脑化。
额脑化是指，来自于身体的各种感觉信息在脑内经过逐级加工处理，最后到达前额叶进行信息加工，即前额叶是最后进行信息加工的场所，是人类进行推理、决策等复杂思维的基础。因此，脑在演化过程中每前进一步，不是简单的数量上的增加，而是功能上的突变、新层次的建立和大脑潜力的进一步开发。
从低等到高等，大脑半球越来越发达，作用也越来越重要。在低等动物中本来属于中枢神经系统低级部位的那些机能，在高等动物中则逐渐向大脑皮层转移。在人类，大脑皮层的损伤即可引起非常严重的障碍。
人类的进化：在所有的脊椎动物中，人脑最为发达。从脑重量来看，类人猿的脑重600-700克，中国猿人的脑重不超过1000克，近代人的脑重约为1400克，介于1200-1500克之间。从脑结构来看，人脑最突出的特点是大脑皮层高度发达。
脑是一个开放的复杂巨系统
人脑是一个开放系统，与外界有着物质、能量和信息的交换，尤其是在信息交换方面发展到了最发达的水平；
人脑是一个由约一千亿个神经细胞组成的高度组织化的器官，拥有种类多样的子系统，有不同种类的神经元和神经元集团、不同种类的神经介质和神经化学物质、不同种类的神经通路和网络、不同种类的神经电活动；
人脑具有完善的自组织能力，在长期进化过程中，随着神经元数量的增加，各脑区功能的分化程度越来越高，出现了越来越高的功能管理层次──前额叶。
第三节研究大脑的方法
科学家研究大脑的方法包括尸体解剖和活体研究。
尸体解剖是早期研究大脑的主要方法。研究人员仔细观察有脑损伤迹象的人活着时的行为，在这些病人死后，检查病人大脑以找到病变之处，由此推断脑病变区域与行为的关系。
尸体解剖研究的结果仍影响着我们今天对于大脑机能的思考。最近，研究的重心转向正在思维的大脑机能方面信息的获取。
一、电波记录
脑电活动通常以各种频率和强度的波表现出来（脑电图，electroencephalograms，EEG),脑电图可以记录比较长时间的（如睡眠和做梦）脑电波。
将电极放置于头皮上，可以记录出能变换方向的节律性电流，波幅通常在10-100微伏的范围，这就是脑电波，其主要成分是大脑皮层锥体细胞顶树突的电活动。
在安静闭眼松弛状态下，正常脑电波中含有两种节律：(1) α节律为8～13次/秒，在顶、枕叶最明显，睁眼注视时即消失；(2) β节律是低幅快波，频率范围为14-30Hz，以额叶最明显。大多数脑电波是这两种节律的复合波。
由此所获得的信息并不能确定来自哪个特定的脑区，且易受时间变化的影响。
这种方法只能被动记录自发的脑电活动。
二、事件相关电位（ERP, event-related potential）
所谓ERP，即是当外加一种特定的刺激，作用于感觉系统或脑的某一部位，在给予刺激或撤消刺激时，在脑区引起的电位变化。在这里，将刺激视为一种事件（event）。从本质上讲，ERP就是一种特殊的脑诱发电位。因此，要了解ERP，需要对脑诱发电位的基本知识有所了解。
诱发电位（EP，evoked potentials）记录的是神经系统对刺激本身产生的反应，因此，按刺激的种类可以分为听觉诱发电位、视觉诱发电位和体感诱发电位，也有嗅觉和味觉等诱发电位。刺激种类不同，诱发电位的基本波形特征亦有所不同。
ERP是一项无损伤性脑认知成像技术，其电位变化是人类身体或心理活动有时间相关的脑电活动，在头皮表面记录到并以信号过滤和叠加的方式从EEG中分离出来。
与普通诱发电位相比，ERP具有以下几个特点：
①ERP是一种特殊的诱发电位，属于近场电位（near-field potentials，记录电极位置距活动的神经结构较近）；
②一般要求被试实验时在一定程度上参与实验；
③刺激的性质、内容和编排多样，目的是启动被试认知过程的参与；
④ERP成分除与刺激的物理属性相关的“外源性成分”，还包括主要与心理因素相关的“内源性成分”以及既
与刺激的物理属性相关又与心理因素相关的中源性成分。
三、静态成像技术
计算机断层扫描术（CT, computerized tomography）和磁共振成像技术（MRI, magnetic resonance imaging）。
CT可以发现大脑大面积的损伤，如中风、脑肿瘤等，但分辨率较低，很难提供较小的损伤或异常情况。
MRI可以对脑组织进行高分辨率的扫描，强大的磁场通过病人的大脑，旋转着的扫描仪检测大脑分子的各种电磁变化模式，计算机对这些变化进行分析，作出大脑结构的详细三维图像。但价格昂贵。
四、代谢成像
代谢成像依据大脑活动区域内葡萄糖和氧气的消耗量的增加所导致的变化进行成像。
基本思想：在执行一些任务时，脑激活区域比非激活区域消耗更多的葡萄糖和氧气，与一个任务相关的特定区域在执行该任务时更加活跃。
代谢成像包括正电子发射扫描技术（PET)和功能性磁共振成像。
正电子发射扫描技术（PET)：原理
用发射正电子的核素来标记化合物，通过静脉注射到人体中，带有标记的化合物随血液循环可到达全身，并发射正电子，正电子与人体内的电子相遇并湮灭而产生两个背对背光子。这对光子具有确定的能量(511keV)，能穿透人体并被环绕着人体的PET探测器探头测到，提供正电子的位置信息。
PET扫描仪是由一圈放射性测定探头组成的圆形中空结构，受试者置于其中，探头从不同角度接受并计算光子发射的数量，经计算机处理后转换为横断面图像，反映正电子发射的三维密度分布，以及这种分布随时间变化的信息。
正电子释放后，利用本身的能量在组织中行走一段距离，而PET探测器所测的是行走后的正电子与电子相遇后产生光子的部位，所以PET能拥有的最大分辨率只能是正电子在组织中行走的那段距离。
设置于两端用以接受向两端发射的光子信号的探测探头之间的距离越大，其偏射角也越大，从而对PET空间分辨率的影响也越大。
上述原因使PET可以达到的空间分辨率为2-3毫米。
正电子发射扫描技术（PET)：应用
临床上主要用于诊断神经类疾病、心脏病、癌症等，评估药物疗效，探寻一些神经类疾病发病的机制。
基础研究方面，PET能定量无损伤地测量脑的局部血流、物质代谢、脑内受体的分布等，由于认知功能的发挥源于有关脑区神经活动的变化，而这种变化会伴随相应脑区血流的变化，根据这一点，可以利用PET研究人类的
学习、记忆、思维、语言等认知过程的脑机理，给出参与认知加工的脑区分布。
利用PET研究人的语言功能（Petersen et al, 1988 ）
Task 1: “看名词”，如“锤子”；
Task 2: “听名词”;
Task 3: “说出名词”，让被试说出看到或听到的名词，该过程包括单词感知和言语运动；
Task 4: “产生动词”，如看到“锤子”，则可说出“敲打”;
控制任务: 要求被试注视一个十字符号，作为基线水平。
该研究采用了减法设计。
以言语感知（看和听）状态下的区域脑血流减去基线水平的区域脑血流得到的是纯粹的感知状态下的区域脑血流
以言语运动任务时的区域脑血流减去相应的言语感知状态下的区域脑血流得到的是纯粹的“说出名词”的区域脑血流
以完成联想任务时的区域脑血流减去言语运动任务的区域脑血流得到的是纯粹的“产生动词”的区域脑血流。
功能性磁共振成像：原理
1936年，著名化学家和生物学家Pauling指出，氧合血红蛋白与脱氧血红蛋白的磁化率稍有不同；
1982年，Thulborn论证了脱氧血红蛋白的磁共振信号衰减速度比氧合血红蛋白快；
1986年，P. Fox发现，脑活动时神经元活动、能量代谢和血流动力学变化(脑血流、脑血流容积、以及血氧变化)三者之间存在密切联系。
功能性磁共振成像与PET的基本思想是一致的，功能性磁共振成像不需要放射性物质，而是要求被试在磁共振机器中完成一个认知任务。
该机器生成一个磁场诱使氧分子内的微粒发生变化，越活跃的区域需要越多的有氧血液，所消耗氧气的差异成为功能性磁共振成像测量的基础，通过计算机分析，形成脑活动生理机能最准确的信息。
行为实验研究是脑功能成像研究的基础。
所有脑成像技术都存在的一个不足：其空间分辨率相对于神经元大小而言显得太粗糙。
脑代谢功能成像的激活区反映的是区域性脑血流量、脑代谢或血氧浓度的变化，不是神经元活动本身。
脑区的激活只是神经活动的“表面”现象。
1、认知科学——是研究智能实体与其环境相互作用园里的科学。 2、智能实体——是人类、动物和智能机的泛称。 3、研究人类智能的科学有心理学、心里语言学；研究动物智能的有动物心理学 和比较心理学；研究机器智能的科学有计算机科学，特别是人工智能学以及人工神经网络的研究。 4、神经科学是一大类学科的总称，这些学科均以“分析神经系统的结构和功能， 揭示各种神经活动的基本规律，在各个水平上阐明其机制，以及预防、诊治神经和精神疾病患”为自己的基本研究内容，包括神经生理学、神经解剖学、神经胚胎学。。P2。。。等。这些学科彼此渗透，互相支持，新技术、新概念层出不穷，日新月异，构成当代生物医学发展的前沿学科之一。 5、《人治神经科学》一书的主要思想就是阐明组成脑的分子和细胞如何以其可 塑性参与脑结构与功能系统的形成，进而通过结构与功能系统映射的进化，逐渐出现了人类的意识和多层次的精神活动。 6、人治神经科学的基本理论： （1）物理符号论、信息加工学说和特征检测理论 （2）联结理论、并行分布处理和群编码理论 （3）模块论或动功能系统论 （4）基于环境的生态现实理论：认知科学家们一直把认知过程堪称是发生在每个人头脑或智能系统内部的信息加工过程。而环境作用的观点则 认为认知决定于环境，发生在个体与环境交互作用之中，而不是简单 发生在每个人的头脑之中。 （5）机能定位论：试图为每一种高级功能在脑内找到一个中枢，或一种特意的细胞。到20世纪80年代前后，曾以半讽刺的方式，否定了祖母 细胞是识别熟悉面孔的特意细胞。 7、认知神经科学方法包括两大类互补的研究方法：一类是无创性脑功能（认知） 成像技术；另一类是清醒动物认知生理心理学研究方法。前一类方法中又分为脑代谢功能成像和生理功能成像两种；后一类方法中包括单细胞记录、多细胞记录、多维（阵列）电极记录法和其他生理心理学方法（手术法、冷却法、药物法等）。
国内外认知语言学研究综述 摘要：认知语言学是20世纪70年代在认知科学的基础上发展起来的一个语言学流派。80到90年代，诞生于美国的认知语言学，迅速影响到其他国家，并被越来越多的语言学学者所接受和采纳。国内语言学界自90年代开始接触认知语言学之初，就发现其在解决汉语具体问题上的可适用性，从而越来越多地关注这一学派的动向。三十年来，国内学者在这一领域也做出了许多贡献，同时也有很多不足的地方。此文主要就认知语言学在中国的发展情况进行介绍，同时简单回顾认知语言学的发展历程和主要理论方法。 关键词：认知语言学，国内研究，国外研究，综述 认知是当今人类最感兴趣的课题之一，因为它关系到我们对人类思维过程的破译，因此越来越多的学者投入认知科学的研究。随着结构主义学派和转换生成语言学派的学者们在语言学各领域研究的深入，他们越来越发觉自身理论和方法的局限，为了解决现有理论方法力所不及的问题，学者们开始寻求新的办法。认知科学无疑给语言学家们指明了一条道路。乔姆斯基的转换生成语言学就已经在语言学研究中加入了认知概念，他认为语言是认知系统的一部分。认知与语言学的结合是不可避免的一种趋势，当这种趋势越来越显露，认知语言学的出现也就成为了必然。20世纪70年代诞生于美国的认知语言学，从80到90年代开始迅速影响到其他国家，其发展势头大有成为继结构主义学派和转换生成学派之后又一个在语言学史上具有重大历史意义的学派，在21世纪成为占主导地位的显学。国内语言学界和外语界从90年代开始陆续引进认知语言学派的一些理论和方法。三十年来，认知语言学在中国的发展也是势如破竹，几乎所有语言学的刊物中都会有相关论文。国内学者在这一领域都做出了许多贡献，特别是用认知语言学理论来解释汉语中的具体问题方面。但是也存在着明显的不足，如最主要的是重理论引进和解释，轻创新。 一、何为认知语言学？ 最早提出“认知语言学”这一术语的是Sidney Lamb，他在1971年就在论文中采用这一术语，并将其解释为：“用以指真正研究大脑中的语言，语言与心智、神经之间的关系。”对于认知语言学的界定，学者们从一开始就有所争议。于是跟其他的学科一样，学者们一般使用狭义和广义来区别不同的观点。认知语言学理论家Tayler（2002）在术语上用以区别狭义和广义的认知语言学的办法是：将狭义的认知语言学用“Cognitive Linguistics”表示，而将广义的认知语言学用“cognitive linguistics”表示。显然作为心理学家的Sidney Lamb 的观点是广义的。在语言学领域里的讨论，一般都是从狭义的角度。国内学者王寅（2007）将狭义的认知语言学可以定义为：“坚持体验哲学观①，以身体经验和认知为出发点，以概念、结构和意义研究为中心，着力寻求语言事实背后的认知 ①王寅在《Lakoff和Johnson的体验哲学》文中提到，“Lakoff认为认知语言学的哲学基础既不是经验主义，又不是理性主义，而是体验哲学。”
解剖学基础第九章神经系统题库 1．躯体运动区位于() [单选题] * A.中央后回及中央旁小叶后部 B.中央前回及中央旁小叶前部(正确答案) C.角回 D.颞横回 E.距状沟两侧 2．脊髓灰质前角的神经元是() [单选题] * A.交感神经元 B.副交感神经元 C.运动神经元(属于躯体运动神经元)(正确答案) D.联络神经元 E.感觉神经元 3．关于交感神经，叙述错误的是() [单选题] * A.低级中枢位于脊髓胸1至腰3节段 B.节前纤维短 C.节后纤维短(正确答案) D.周围神经节位于脊柱两旁或前方 E.分布范围广 4．关于内囊的描述，错误的是() [单选题] * A.位于背侧丘脑、尾状核与豆状核之间 B.是大脑内一囊状结构(正确答案)
C.当一侧内囊损伤时，可出现对侧半身感觉和运动障碍 D.由上行感觉纤维束和下行运动纤维束组成 E.是一白质板 5．在脊髓的被膜中，位于硬脊膜与椎管内面的骨膜之间的间隙称() [单选题] * A.硬膜外隙(正确答案) B.蛛网膜下隙 C.终池 D.胸膜腔 E.腹膜腔 6．正常成人脊髓下端平对椎体下端 [单选题] * A.第一胸椎 B.第一颈椎 C.第一腰椎(正确答案) D.第三腰椎 E.第三胸椎 7．中枢神经系统内，由起止和功能相同的神经纤维聚集成束，称() [单选题] * A.灰质 B.白质 C.神经 D.纤维束(正确答案) E.神经核 8．位于延髓、脑桥和小脑之间的腔隙称() [单选题] * A.第三脑室
B.第四脑室(正确答案) C.侧脑室 D.终池 E.第一脑室 9．位于蛛网膜与软膜之间的腔隙称() [单选题] * A.蛛网膜下隙(正确答案) B.硬膜外隙 C.海绵窦 D.乙状窦 E.椎动脉 10．在周围神经系统内，由神经纤维构成的条索状或束状结构称() [单选题] * A.神经核 B.纤维束 C.神经(正确答案) D.白质 E.灰质 11．支配面部面肌(即表情肌)的脑神经是() [单选题] * A.展神经 B.三叉神经 C.面神经(正确答案) D.坐骨神经 E.视神经 12．不属于运动性脑神经的是() [单选题] *
Advances in Psychology 心理学进展, 2018, 8(7), 970-975 Published Online July 2018 in Hans. https://www.doczj.com/doc/5c8841347.html,/journal/ap https://https://www.doczj.com/doc/5c8841347.html,/10.12677/ap.2018.87116 A Review of Cognitive Neuroscience Studies on Empathy Yiying Zheng Educational College, Shanghai Normal University, Shanghai Received: Jun. 27th, 2018; accepted: Jul. 13th, 2018; published: Jul. 20th, 2018 Abstract Empathy refers to the individual’s understanding and feelings of other people’s emotions and thoughts. In recent years, the development of cognitive neuroscience has provided a new perspec-tive for the study of the neural basis of empathy. The research on the mechanism of empathic nerves has increased. The development of technologies such as ERP, fMRI, and PET has enabled people to better understand the generation mechanism of empathy. This article reviews the re-search of cognitive neuroscience on empathy and highlights its possible future. Keywords Empathy, Cognitive Neuroscience, Neural Basis 关于共情的认知神经研究 郑意颖 上海师范大学教育学院，上海 收稿日期：2018年6月27日；录用日期：2018年7月13日；发布日期：2018年7月20日 摘要 共情是指个体对他人的想法和情绪的感受和理解。近年来，认知神经科学的发展为研究共情的神经基础提供了新的视角，关于共情神经机制的研究日益增多。ERP，fMRI，PET等技术的发展使人们能够更好地认识到共情的产生机制。本文是对共情的认知神经的相关研究进行综述，并对未来可能的研究方向提出了展望。
认知语言学是语言学中的一种新范式, 它包含许多不同的理论、方法及研究课题。认知语言学肇始于20 世纪70 年代, 80 年代中期以后其研究范围扩展到了语言学中的许多领域, 如句法、意义、音系以及语篇等。其成熟的重要标志是1989 年春在德国杜伊斯堡召开的第一次国际认知语言学会议以及1990 年出版的5认知语言学6杂志。自诞生之日起, 认知语言学就把自己置于认知科学这一大学科中, 与哲学、心理学、人类学、计算机科学以及神经科学等结下了不解之缘, 并逐渐成为当代语言学中的一门显学。 在过去20 多年里, 认知语言学研究在几个重要领域里已卓有成效, 如范畴化、概念隐喻、转喻、多义性、拟象性以及语法化等( 参见文旭1999, 2001) 。尽管认知语言学家内部在具体方法、感兴趣的课题、研究的切入点等方面还存在一些差别, 但他们的研究目标和基本原则有许多共同之处。为了进一步理解并准确把握这一新的认知范式, 本文拟对认知语言学的研究目标、基本原则、研究方法作一些解释与探讨。认知语言学的研究目标 语言是人类表达观念和思想的最明确的方式之一。从/ 表达观念和思想0的角度来研究人类语言, 这种观点就是通常所说的/ 认知观0。这种观点认为, 语言是认知系统的一部分, 而认 知系统由感知、情感、范畴化、抽象化以及推理等组成。这些认知能力与语言相互作用并受语言的影响, 因此从某种意义上来说, 研究语言实际上就是研究人类表达或交流观念和思想的方式。 当代语言学的一个基本特点就是对认知现实主义( cognitive realism) 的承诺, 即确认语言是一种心理或认知现象。语言学诸多门派都以探索隐藏在大脑中具有普遍性的人类语言机制作为终极目标, 换句话说, 语言分析的目的不只是描写人们的语言行为, 而是解释引起语言行为的心理结构和心理过程, 揭示语言行为背后内在的、深层的规律。像乔姆斯基、杰肯道夫(R. Jackendoff) 、兰格克(R. Langacker) 、雷科夫(G. Lakoff) 、比尔沃思(M. Bierwisch ) 以及赫德森(R. Hudson) 这些代表不同理论方法的语言学家, 他们的研究都具有这一目的。如果仅从这一目的来看, 那么乔姆斯基的生成语法、杰肯道夫的概念语义学、赫德森的词语法(word gram2 mar) 与兰格克、雷科夫等人的认知语言学是完全一致的, 这样他们的理论似乎可以合法地称为/ 认知语言学0。然而/ 认知的承诺0只是一个纲领性的东西, 它本身对语言理论的具体研究原则和方法并不起支配作用, 对语言描写的内容和形式也未作具体的要求。因此, 尽管乔姆斯基的生成语法、杰肯道夫的概念语义学、赫德森的词语法与兰格克、雷科夫等人的认知语言学都许下认知的承诺, 但前者与后者代表的却是两个极端, 所以前者也就不属于今天公认的认知语言学。 认知语言学主要包括雷科夫、兰格克、菲尔莫(C. Fillmore) 、约翰逊(M. Johnson) 、杰拉茨(D. Geeraerts) 、福科尼耶(G. Fauconnier) 以及塔尔米(L. Talmy) 等人的语言学理论或方法。它认为自然语言是人类心智的产物, 其组织原则与其他认知领域中的组织原则没有差别。语言作为人类认知的一个领域, 与其他认知领域密切相关, 并且本身也是心理、文化、社会、生态等因素相互作用的反映。语言结构依赖并反映概念的形成过程, 而概念的形成过程又以我们自身的经验为基础, 即是说, 语言不是一个由任意符号组成的系统, 其结构与人类的概念知识、身体经验以及话语的功能相关, 并以它们为理据。语言单位( 如词、短语、句子) 是通过范畴化来实现的, 而范畴化通常以典型( prototype) 为基础, 并且涉及隐喻和转喻过程。语言单位的意义以身体经验为基础, 其描写需参照相关的认知结构, 如通俗模型( folk models) 、文化模型( cultural models) 以及认知模型( cognitive models) 。把语言使用置于人类经验基础之上的最重要结果之一, 就是要首先强调意义的研究。正如维尔茨比卡(Wierzbicka 1988: 1) 指出: / 语言是一个整合的系统, 在这个系统中一切都通力协作, 传递意义) ) ) 词、语言结构以及言外手段( 包括语调) 。0费斯米尔( Fesmire 1994: 150) 也指出, 认知语言学摆脱了主流生成语言学的传统, / 尽力解决人类是如何理解自己世界的意义这一问题0, 并且把自己/ 置于人类经验这一潮流中, 而不是纯粹的形式王国里0, 因此, 认知语言学/ 发展了一套人类理解的生态理论0。简言之, / 认知语言学明确地承诺要把意义的身体维度、文化维度以及想象维度( imaginative dimension) 结合起来0。很明显, 意义是认知语言学研究的重要内容, 而隐喻就成了认知语言学研究的焦点。语言学也就不再是对语言内部特征的一种自足的解释, 而是揭示和解释人类认知的一种有力工具。 据上论述, 我们大致可明确认知语言学的研究目标: 寻找不能脱离形体的概念知识的经验证据, 探索概念系统、身体经验与语言结构之间的关系以及语言、意义和认知之间的关系, 即所谓的/ 关系问题0( the relationship question) , 发现人类认知或概念知识的实际内容, 从而最终揭示人类语言的共性、语言与认知之间的关系以及人类认知的奥秘。显然, 认知语言学的这一宏伟目标与当今人类最感兴趣的四大课题之一/ 揭示人类智能的奥秘0完全一致。 三、认知语言学的理论原则 认知语言学中虽有不同的理论方法, 但它们在很大程度上是相互一致的, 具有共同的理论原则。兰格克( 1987: 2) 曾把认知语言学的理论原则概括为三个重要主张: 第一, 语义结构并不是普遍的, 在很大程度上因语言而异。语义结构建立在约定俗成的意象( conventional image) 基础之上, 其描写与知识结构有关。第二, 语法或句法并不构成一个自主的表征形式层次, 相反, 语法实际上具有符号性, 存在于语义结构的规约符号化中。第三, 语法与词汇之间没有意义上的区别。词汇、形态和句法形成一个符号结构的连续统, 这些符号结构虽因不同的参数有别, 但可以任意划分为不同的成分。雷科夫从更基本的层次阐述了认知语言学的理论原则。不过, 他是用/ 承诺0 ( commit2 ments) 来谈的。他( 1990: 3) 认为, 认知语言学有 两个根本承诺: 第一, 概括的承诺: 对支配人类语言各个方面的一般原则进行描写; 第二, 认知的承诺: 从语言学以及其他学科出发, 使对语言的解释与有关心智和大脑的一般知识一致。当然, 兰格克和雷科夫提出的理论原则只代表两家之言, 并未囊括认知范式中所有的基本原则。笔者认为, 至少有六个基本原则可以把认知语言学中的不同理论方法联系起来: 1) 概念语义原则 意义等同于概念化( conceptualization) , 即心理经验的各种结构或过程, 而不是可能世界中的真值条件: 一个表达式的意义就是在说话人或听话人的大脑里激活的概念, 更为具体地说, 意义存在于人类对世界的解释中, 它具有主观性, 体现了以人类为宇宙中心的思想, 反映了主导的文化内涵、具体文化的交往方式以及世界的特征。这一原则表明, 意义的描写涉及词与大脑的关系, 而不是词与世界之间的直接关系。 2) 百科语义原则 词及更大的语言单位是进入无限知识网络的入口。对一个语言表达式的意义要进行全面的解释, 通常需要考虑意象( 视觉的和非视觉的) 、隐喻、心理模型以及对世界的朴素理解等。因此, 一个词的意义单靠孤立的词典似的定义一般来说是不能解决问题的, 必须依赖百科知识方可达到目的。 3) 典型范畴原则 范畴并不是由标准) 属性模型( criterial2at2 tribute models) 定义的, 也不是由必要和充分特征定义的(Lakoff 1987; Taylor 1989) ; 相反, 范畴是围绕典型、家族成员相似性, 范畴中各成员之间的主观关系组织起来的。 4) 语法性判断的渐进原则 语法性判断涉及范畴化。一个话语的语法性或可接受性并不是二分的, 即要么可接受, 要么不可接受, 而是渐进的。因此, 语法性判断是渐进的, 并且同语境、语义以及语法规则密切相关。认知语言学家并不像生成语法学家那样, 要把语法写成是一部生成一种语言中所有并且是唯一合乎语法的句子那样的语法, 因为语法性判断具有渐进性、可变性以及语境的依赖性, 要实现生成语法学家所期望的目标显然十分艰难。 5) 语言与其他认知机制相关原则 认知语言学之所以为认知语言学, 是因为它要在一般的认知中寻找语言现象的类似物。认知语言学家积极吸收心理学关于人类范畴化、注意以及记忆等的研究成果来丰富自己的理论, 从而使认知语言学更加具有活力。由此可见, 语言与其他认知机制具有密切的关系。
心理科学进展 2016, Vol. 24, No. 6, 855–862 Advances in Psychological Science DOI: 10.3724/SP.J.1042.2016.00855 855 ·研究构想(Conceptual Framework)· 音乐传达哲理性概念的认知神经机制* 周临舒 蒋存梅 (上海师范大学音乐学院, 上海 200234) 摘 要 哲理性概念是音乐表现的对象之一。由于音乐不具有类似语言的语义性, 对哲理性概念的理解常常成为音乐欣赏者的困扰。基于此, 本项目聚焦于听者对哲理性概念的理解。通过选取音乐训练经历不同的人群为被试, 系统考察哲理性概念加工的认知神经机制。本项目成果将揭示音乐诱发哲理性概念加工的神经机制, 厘清音乐训练对音乐外在意义加工的作用, 从而在一定程度上回答人类对音乐意义理解的普遍性问题。 关键词 音乐; 哲理性概念; 神经机制; 音乐训练; 意义理解 分类号 B842 音乐是人类最重要的信息交流系统之一, 这 可能缘于音乐和语言在人类进化历史上具有相同的起源(Darwin, 1871; Wallin, Merker, & Brown, 2001)。在现代社会生活中, 音乐无处不在。聆听音乐不仅是现代人最具普遍性的一种活动, 也成为人们生活中不可缺少的一部分。然而, 即使音乐会、电台广播的解说词不遗余力地介绍音乐的表现内容, 许多人仍抱怨自己“听不懂”音乐, 尤其当音乐被用于传达哲理性对象, 比如, 贝多芬的《“命运”交响曲》。 哲理性对象作为音乐的外在表现对象, 属于音乐外在意义(extramusical meaning)的范畴(Meyer, 1956; Patel, 2008)。在音乐欣赏活动中, 对音乐哲理性对象的理解是不是音乐工作者的专利？一般人能否理解音乐传达的哲理性对象？其内在的认知神经机制又是什么？目前, 尚无研究从认知神经科学的视角考察听者对音乐哲理性对象的理解。对以上问题的系统探究, 不仅可以推进和完善音乐外在意义的认知研究, 为构建音乐外在意义的认知神经模型提供依据, 而且有助于明确音乐训练经历对音乐外在意义加工的影响, 最终回答人类对音乐的理解是否具有普遍性的问题。 收稿日期:2015-11-22 * 国家自然科学基金项目(31470972, 31500876)资助。 通讯作者:蒋存梅, E-mail: cunmeijiang@https://www.doczj.com/doc/5c8841347.html, 1 国内外研究现状 1.1 音乐外在意义加工的理论 在音乐学研究中, 关于音乐意义的定义及其构成问题长期处于争议之中(如, Davies, 1994; Hanslick, 1854; Kivy, 1990, 2002; Meyer, 1956)。根据已有的理论, 音乐意义可大致分为音乐内在意义和音乐外在意义两类(Koopman & Davies, 2001; Meyer, 1956; Patel, 2008)。前者是指某个音乐事件(可以是某一音乐元素, 或某个结构单元)指向另一个音乐事件所具有的意义。相反, 当音乐指向概念、图像、经验、或情绪状态等音乐之外的对象时, 这种意义属于音乐外在意义。根据Koelsch (2012)的观点, 音乐所表达的意义超出音乐符号本身, 且音乐意义与语言符号所传达的语义信息具有一定程度的相似性, 因此, 他以音乐语义(musical semantics)代替音乐意义。即便如此, Koelsch 也承认, 音乐语义与语言学中的命题语义仍然具有差异：音乐很难表达语言中量词、情态词以及连接词所能表达的意思, 而语言很难表达音乐所能传达的感受性信息。 早在1986年, Dowling 和Harwood 在查尔斯·皮尔斯符号学(notions of Charles Pierce)理论的基础上, 从音乐情绪知觉的角度提出音乐表现情绪的3种方式：形象符号(icon)、标志符号(index)和象征符号(symbol)。Koelsch (2011, 2012)将其延
认知神经科学的研究领域及发展趋势 认知神经科学是认知科学和神经科学相结合的一门新学科（1991年正式问世），以探讨认知活动的脑机制为其研究任务即研究人脑各组件包括分子、细胞、脑组织各区及全脑如何调用以实现自身的认知活动。认知神经科学本身只是认知心理学的一个研究取向，即采用神经科学的范式来研究人类的心智。认知心理学从上个世纪六七十年代兴起，经历了大概四个研究阶段，而认知神经科学范式是第四个阶段，也是目前比较受追捧的研究范式。目前的阶段，从神经科学的视角解读大脑认知的功能，探讨心智和大脑的关系。研究的是人类对外部世界（信息）的加工和处理的过程与机制，最核心的问题（我认为）应该就是探索人类智能的起源、机制和发展过程：为什么人类会成为智慧生物，人类的心智具体有什么样的特点等等。 （一）认知神经科学的研究领域：从基础科学到转换科学 1. 基础研究—大脑与心智的关系 认知神经科学家不会轻易相信身心二元论，相反，这个领域的研究者对人类心智的基本认识就是“功能起源于结构”，“没有无生理基础的心理活动”。因此，研究者的基本任务就是找到心理过程和生理过程的基本关系，这个是最基础的。因此，可以把基础类的研究划分：心智的功能与结构；心智的起源，基因与文化；探索心智与大脑的技术与方法。
1)心智的功能与结构：大脑信息处理过程被看作不同的阶段，从感觉，知觉，到注意，记忆，情绪动机，思维决策，意识和自由意志等等。人多研究者都始于对某个信息加工过程的专研，希望能找到通往心智与大脑关系的钥匙。 2)心智的起源：基因与文化的研究。这一部分的研究更加基础，研究的层次可大可小。精细的话可以达到细胞分子水平，谈到基因与上述心智过程的关系；宏大的话可以讨论文化对大脑和心智过程的塑造。最近，一个比较有趣的研究探讨了农业生产方式对心理过程的影响，这个研究也应用了很多认知心理学的范式， 3)探索心智与大脑关系的方法：基础研究的另外一个任务，就是要在方法上创新，推动上述研究话题的发展。目前已近于应用的探测人脑状态的方法有:对大脑状态进行客观观察的技术， 其根本的逻辑是找相关（如单神经元细胞活动记录、EEG/ERP 脑电记录、 MRI/fMRI 大脑核磁成像与大脑功能核磁成像、MEG 大脑磁活动记录、fNIR功能性近红外光学成像、Pupil size 瞳孔变 化测量等）；对大脑状态进行操控，以寻找大脑活动和心理行为 过程的关系，本质是找因果（如TMS 经颅磁刺激、tDCS/tACS/tRNS 经颅电刺激等）。 2.应用性研究或转换科学—服务于现实 1)临床研究：基础研究是为了发现心智的功能和结构以及它们与大脑的关系，而临床研究就是为了研究部分人的心智发生失常，能否在掌握心智的规律后，通过特定的手段进行干预。认知
归纳推理的认知神经机制（四） 3当前归纳推理神经机制研究的问题 3.1归纳推理与演绎推理是否为同一过程？ 归纳推理的神经机制研究源于对推理本质的关注。与归纳推理相对的另一种推理为演绎推理。 根据事实的概括性,可将推理划分为从特殊到一般的归纳推理,和一般到特殊的演绎推理。也可根据推理前提为结论提供支持的力度,将推理划分为有限支持的归纳推理和绝对支持的演绎推理。对于两种不同推理过程的关系,存在两种理论：一种认为归纳与演绎推理是同一过程,如Johnson-Laird(1983)的心理模型理论,Rips(2001)的标准转换理论等。另一种观点则认为推理存在两种不同的过程(Sloman,1993;Evans,2003),一种是直觉的、快速的、受到情境影响的加工,另一种则是基于规则的、分析性的过程。虽然两个系统并非严格对应于归纳推理与演绎推理,但是归纳推理更依赖于前一个系统,演绎推理更依赖于后一个系统。 对于这两种观点,归纳推理的神经机制研究提供了不同的证据。当前的病理研究发现左侧额叶损伤均导致两种推理方式的表现受损(Waltz etal.,1999,2004)。已有的ERP 研究也显示,归纳推理与演绎推理均与晚成分相关(Chen et al.,2007;Li et al.,2009;Qiu et al.,2007)。尽管部分研究支持了单一加工理论,更多研究结果支持双系统的观点。脑成像研究发现,两种推理方式的激活发生分离。其中Goel等人则发现了左侧额叶的分离,归纳推理引起更强的背侧前额叶激活,反映了假设的形成与评估。此外,归纳推理激活左额下回的程度比演绎推理更弱,反映了后者对语义加工和工作记忆的需求更大 (Goel&Dolan,2004;Goelet al.,1997)。而Osherson和Parsons等人的研究显示归纳推理与演绎推理的偏侧化现象,归纳推理额外激活了左半球相关脑区,演绎推理额外激活了右半球与语言加工相关的脑区。尽管如此,这一系列研究都表明归纳推理与演绎推理发生分离,支持了推理的双系统理论,但是归纳推理与演绎推理的分离是否能够说明推理确实存在双系统,还有待后续研究支持。此外,Heit(2007)认为单一加工理论对诸多现象进行了合理有效的预测,完全放弃还为时过早,而双系统理论还需要进一步发展加工细节的解释和预测。 3.2不同类型的归纳推理认知神经机制是否相同？ 关于归纳推理的认知机制,目前存在两种主要观点。一种认为归纳推理是基于知觉相似的,如Osherson的相似性覆盖模型(Osherson,Smith,Wilkie,López,&Shafir,1990)、Sloman的基于特征的归纳推理模型(Sloman,1993)等。另一种认为归纳推理是基于知识与概念的,如Medin的相关性理论(Medin,Coley,Storms,&Hayes,2003),McDonald的假设评估模型(McDonald,Samuels,&Rispoli,1996)和Heit的贝叶斯模型(Heit,1998)等。
中枢神经系统 1脊髓的位置（B ) A 、几乎与椎管同长 B 、上端于枕骨大孔续延髓 C 、成人下端至第一骶椎下缘 D 、小元下端平第3 骶椎 E 、脊髓末端膨大称腰髓膨大 2脊髓（C ) A 、成人从枕骨大孔延伸到第2 腰椎下缘 B 、在胸段大部分有侧角 C 、有31 个节段 D 、背侧有一条深的后正中裂 E 、在新生元下端平齐第1 腰椎下缘 3成人脊髓下端平齐（D ) A 、第1 骶椎水平 B 、第2 腰椎下缘水平 C 、第3 腰椎与第4 腰椎之间 D 、第1 腰椎下缘水平 E 、第1 骶椎下缘水平 4有关脊髓的外形说法，错误的是（D ) A 、脊髓第四颈节段至第一胸节段为颈膨大 B 、脊髓第二腰节至第三骶脊髓节为腰髓膨大 C 、脊髓的末端称脊髓圆锥 D 、脊髓后正中沟有后根附着 E 、脊髓的前正中裂比后正中沟深 5成人脊髓的终丝（D ) A 、全长被硬脊膜包裹 B 、附着于骶骨的背面 C 、内有神经细胞 D 、在第2 骶椎水平以下被硬脊膜包裹，向下止于尾骨背面 E 、在第2 腰椎处出硬脊膜，止于第2 骶骨背面下缘 6何处损伤可伤及脊髓骶段（A ) A 、第1 腰椎 B 、第2 腰椎 C 、第5 腰椎 D 、第1 、2 骶椎 E 、第3 腰椎 7 第7 颈脊髓节平对（B ) A 、第4 颈椎体 B 、第5 颈椎体 C 、第6 颈椎体 D 、第7 颈椎体 E 、第1 胸椎体 8马尾主要由（E )
A 、胸、腰脊神经根形成 B 、胸、骶脊神经根组成 C 、胸、尾脊神经根组成 D 、胸、腰、骶、尾脊神经根组成 E 、腰、骶、尾脊神经根组成 9腰椎穿刺抽取脑脊液应在哪个棘突间隙（C ) A 、第于二胸椎与第一腰椎棘突间隙 B 、第一腰椎与第二腰椎棘突间隙 C 、第三腰椎与第四腰椎棘突间隙 D 、第五腰椎与第一骶椎棘突间隙 E 、骶管裂孔处 10胶状质属于脊髓灰质何层内的结构（B ) A 、板层I B 、板层II C 、板层III D 、板层IV E 、板层V 11后角固有核是何板层的细胞群（C ) A 、板层I 和板层II B 、板层VIII C 、板层III 和板层IV D 、板层V 和板层VI E 、板层VII 12右侧颈5 一胸2 后角受损时产生（D ) A 、病变水平以下的对侧肢体所有感觉缺失或减退 B 、病变水平以下同侧肢体所有感觉缺失或减退 C 、右上肢所有感觉减退或缺失 D 、右上肢痛、温觉减退或缺失而触觉和深感觉保留 E 、左上肢痛、温觉减退或缺失而触觉和深感觉保留13脊髓内交感神经节前神经元胞体所在部位是（B ) A 、后角固有核 B 、中间外侧核 C 、骶中间外侧核 D 、胸核 E 、中间内侧核 14脊髓的交感神经低级中枢位于（B ) A 、胸核 B 、中间外侧核 C 、骶中间外侧柱 D 、中间内侧核 E 、网状结构 15关于脊髓中间外侧核的描述，错误的是（D ) A 、它形成灰质的侧角 B 、存在于脊髓的胸段和上腰段
发展认知神经科学与早期教育 秦金亮儿童应该学什么？能学什么？何时学？如何才能教学的最好？这是所有教育者面对的最基本的问题，也是教育研究永恒的主题。儿童各年龄期发展的水平如何？其发展变化受哪些因素的影响？这一直是儿童发展心理学关注的焦点。近年来学科间广泛漏透，儿童发展的研究已超越了儿童发展心理学的传统缰界，“儿童发展领域到目前已成为一个汇聚诸多学科的大熔炉，其知识体系不仅在科学研究中有重要价值，而且在相关的应用领域发挥巨大作用”（Berk,2006,pp 4）虽然学科的视域变的更为宽广，但研究的的问题却仍然聚焦在基本点上，其中儿童心理与行为发展的神经机制就是最重要的基点之一。 从儿童发展的本质看，教育的根本目的在于促进儿童的心智全面和谐发展，而心智发展的睛雨表是其神经机制的良性协同发展，即儿童心智的变化都可以在神经机制中找到依据。这正是发展认知神经科学在儿童发展研究中迅猛崛起的重要缘由。 重点介绍发展认知神经科学的三种理论即成熟理论、技能学习理论、交互式特化作用理论。发展认知神经科学研究是当代儿童发展研究走出最坚实的一步，由于研究伦理和研究技术水平的限制，发展认知神经科学仍未全面深入提示儿童心智发展的神经机制，但它已揭示了儿童早期教育的一些方向性问题，指明了当前早期教育中的一些无知举措。发展认知神经科学为科学育儿在向前迈进的同时，也改变着我们的思维方式。 发展认知神经科学对早期教育有如下启示:
1.发展认知神经科学在改变过去的“黑箱理论”，为教育实践提供 坚实的科学基础。 2.神经发育、生长的可塑性，为早期教育在终身教育中的位置提供 了科学依据。 3.神经生长发育的主要敏感期在童年早期，应重视早期教育。 4.为促进神经发育和脑发育，应重视适时适宜的教育环境。 5.异常发展的神经机制探讨，为早期特殊教育以及神经康复提供科 学依据。 发展认知神经科学目前只是生命中的童年，但它的理论立场、思维方式、技术手段筑就了其旺盛的学科生命力。发展认知神经科学必将为儿科学临床实践、早期教育实践、儿童社会福祉、儿童看护带来坚实的科学证据和新的儿童发展理念。
第26卷第1期 (2011) 内江师范学院学报 JOURNAL OF NEIJIANG NORM AL U NIVERSIT Y No.1Vol.26 (2011) 从认知神经科学角度探析情绪与认知的整合关系 郑 庆, 许远理, 瞿鸿雁 (信阳师范学院教育科学学院, 河南 信阳 464000) 摘 要:学者对情绪与认知关系的研究以往集中在哲学和心理学范畴;而认知神经科学以情绪与认知的脑机制为切入点重新审视其关系,从大脑结构连通性和功能连通性角度,强调情绪与认知的交互作用关系,发现杏仁核、前额皮层等大脑结构是情绪与认知共同的神经基础;这些大脑结构具有 网络集线器的作用,其功能是对情绪和认知进行整合。 关键词:情绪;认知;连通性;交互作用 中图分类号:B84文献标识码:A文章编号:1671-1785(2011)01-0117-05 情绪与认知的关系已经深深地困惑西方哲学家长达两千年之久。早期关于情绪与认知的关系研究经历了四种不同的观点:(1)古希腊时期,著名的哲学家柏拉图认为人的灵魂是由理性、激情、欲望三者构成的,理性占主导地位,把理性与情绪比喻为 主人!奴仆的关系。(2)亚里士多德认为心理学是研究人类这种有机体的更为高级的机能,即认知,欲望和情感;并且他认为情绪是人类高级认知与低级的纯感官欲望相结合的产物,即情绪的认知观点。(3)中世纪的哲学家认为情绪可以通过心理上的训练加以改变,原因是观念时常是情绪的根源。说明人们逐渐认识到认知的变化可以引起情绪的改变,即认知与情绪之间有相互作用。(4)20世纪80年代著名的 情绪与认知谁为首因大辩论中,双方各自列举大量证据,结果打成了平局。随后,Lazar us从分析还原论和整体论的观点,强调情绪与认知之间是互倚关系。 因此,到20世纪80年代末期为止,关于情绪与认知的关系研究主要经历了 主!从关系、彼此独立、相互作用、互倚关系四种不同的观点[1]。这些结论主要集中在哲学和心理学领域,而且大多数研究者认为情绪与认知有着不同的加工过程,各自有着不同的脑机制。因此,在冷认知为主的研究背景下西方的哲学界和科学界有相当长的一段时间内认为情绪与认知是相互分离的系统,它们之间很少有相互影响。 到了上世纪80年代,随着认知神经科学的迅猛发展,特别是无损伤技术(如ERP、FM RI等)的广泛运用,人们开始以情绪与认知的脑机制为切入点重新审视两者的关系;研究发现情绪与认知的传统划分是基于普遍的、明显的加工过程和表征不同,情绪与认知只是人为的区别,而非本体论的;由于大脑具有结构连通性和功能连通性,情绪与认知的神经基础不可完全分离。 一、大脑的连通性 从Broca(1824-1880)提出 功能定位的概念起,人们试图定位 情绪脑和 认知脑的区域。目前,大多数研究者认同杏仁核、下丘脑、腹侧纹状体等皮层下结构属于 情绪脑,参与情绪信息的加工;而外侧前额皮层、眶额皮层等皮层结构属于 认知脑,在认知加工中起着关键作用[2]148 149。近年来,越来越多的行为科学和神经科学的实验数据表明 情绪脑和 认知脑不仅相互影响,而且它们之间的整合操作对于人类适应性功能是必要的[3]。以下 收稿日期:2010 10 20 基金项目:河南省教育厅人文社科项目2010年课题(课题编号2010-JD-015) 作者简介:郑庆(1984-),女,河南南阳人,信阳师范学院教育科学学院硕士研究生;许远理(1960-),男,河南商城人,信阳师范学院硕士生导师,心理学博士;瞿鸿雁(1979-),女,河南商城人,信阳师范学院教育科学学院硕士研究生。
归纳推理认知神经机制的研究 归纳推理是从特定的事件、事实向一般的事件或事实推论的过程，是将知识或经验概括简约化的过程。归纳推理是人类智力的一个关键要素，推理能力的高低可以反映个体对于事物本质以及事物之间相互联系的认知能力的高低。归纳推理的早期行为研究主要集中在归纳论断力度的判断与儿童归纳推理能力研究的探讨中，然而这些研究并没有真正触及到归纳推理过程本身，也很少涉及归纳推理的形成机制。近年来研究者使用不同的研究工具对于归纳推理的认知神经机制进行了探讨，力图对其进行进一步研究。 一、归纳推理的脑成像研究 首次对于归纳推理进行脑成像研究始于1997年，Goel等人用正电子断层扫描技术(PET)以三段论语句为材料对比了归纳推理与演绎推理的异同，发现归纳推理激活的脑区包括左侧额中回，左侧扣带回，以及左侧额叶上回;与演绎推理相比，在左侧额叶上回激活的区域略有不同。2004年Goel和Dolau又用fMRI技术对于归纳推理与演绎推理进行了研究，发现两种推理任务都激活了左侧前额皮层、双背侧前额、顶部以及枕叶皮层，其中左背外侧额回在归纳推理过程中被更多的激活。 梅杨、梁佩鹏等(2010)采用简单几何图形为研究材料，利用fMRI探讨了图形型归纳推理的认知神经机制。研究发现，归纳推理任务显著的激活了前额区、尾状核、壳核和丘脑，并且发现在图形型归纳推理中前额皮层纹状体丘脑通路显示出重要的作用，另外，右侧额下回、双侧尾状核头部、壳核等脑区参与了知觉信息的整合。Peipeug Liaug同样采用几何图形为实验材料，根据特征维度的不同划分为两种，一种为共享两个属性的任务，另一种为共享一个属性的任务，以信息、任务作为参照。相对于信息任务来说，归纳任务激活了前额皮层、丘脑等区域，并且这些区域的激活与任务难度有关。实验中同样发现前额纹状体丘脑通路在归纳推理中的重要作用。 Xinqin Jia et al (2011)关注了数字归纳推理识别和外推的两个认知过程。fMRI研究结果发现左侧顶上小叶(SPL)延伸至楔前叶区以及左侧背外侧前额皮质(DLPFC)参与了数列归纳推理的识别和外推阶段。在识别阶段额顶叶区域得到了激活，而在外推阶段纹状体丘脑区域得到了激活。研究证明许多脑区参与了数字归纳推理的过程，包括前额、顶叶以及皮质下区域。 综合以上研究发现，归纳推理的认知过程激活了大量的脑区，由于研究者采用了不同的研究材料，激活的脑区也有所差异。但是总体来讲，前额叶在归纳推理过程中起到了至关重要的作用。脑成像研究给我们提供了归纳推理参与认知加工的脑区，但是并不能清楚的提供认知加工的过程。因此，对于归纳推理的认知加工过程还需要进一步探讨。 二、归纳推理的事件相关电位研究 事件相关电位技术有高的时间分辨率，能够弥补fMRI技术的缺陷，清楚的记录归纳推理的具体加工过程，以便对其进行探索。Bigman和Pratt首次使用ERP技术对于简单几何图形的类别归纳进行了研究。实验中相继呈现三个图形刺激，被试要在前两个图形出现后迅速提取出它们的共同特征，在第三个图形出现时要判断它是否具有前两个图形的共同特征。研究
神经系统 传入（感觉）神经元传出（运动）神经元中间（联络）神经元 神经纤维nerve fiber：轴突+神经胶质 灰质gray matter中枢神经系统内神经元胞体和树突集聚之处 在大、小脑表面者称为皮质cortex 白质white matter中枢神经系统内神经纤维集聚之处（髓鞘） 在大、小脑深部者称为髓质medulla 神经核nucleus中枢神经系统内（除皮质外） 形态与功能相似的神经元胞体集聚之处 神经节ganglion周围神经系统内 形态与功能相似的神经元胞体集聚之处 纤维束fasciculus中枢神经系统内 起止、行程与功能相同的纤维聚集体 神经nerve周围神经系统内神经纤维集聚体 脊髓 spinal cord *椎管内 45cm 枕骨大孔—L1下缘末端变细-脊髓圆锥 *颈膨大 (C5-T1) 腰骶膨大 (L2-S3) *CTLSCo 484844 0 -1-2-3 脊髓的内部结构：灰质：*前角内躯外肢阿尔法—随意肌伽马—梭内肌 *后角边缘固有胶胸核 *后角固有核其轴突至对侧形成脊髓丘脑束到背侧丘脑腹后外侧，另可上升或下 降联络不同节段。 *侧角 T1－L3交感神经 S2－4副交感神经。 白质：*前后侧三索 *联络脑和脊髓长纤维 联络各节段的固有束 连接两侧前索的白质前联合 S1*后索薄束T5下楔束T4上脊神经节--延髓内薄束核、楔束核 *传导同侧躯干、四肢的本体感觉和皮肤的精细触觉 *内→外侧骶→腰→胸→颈。 S2*侧索的前部和前索内脊髓丘脑束对侧后角固有核上升交叉—脊髓丘系 *侧束传导痛觉和温度觉 前束传导粗略触觉 *均是传导对侧内→外侧与上相反 S3脊髓小脑后束同侧胸核→小脑下脚→小脑皮质 S4脊髓小脑前束对侧后角基部→小脑上脚→小脑皮质 S3 S4传导躯干下部和下肢的非意识性本体感觉 X1*侧索、前索皮质脊髓束大脑皮质运动区—延髓锥体—前角运动神经元 *侧束交叉管理同侧四肢肌 前束不交叉管理双侧躯干肌 *内→外侧与S2同
认知神经科学的前世今生：简短版 首先，我们要知道认知神经科学是从哪里来的，具体干什么的，为什么存在这样的一个学科？我想可以简要地这样梳理一下： ? 1. 认知神经科学本身只是认知心理学的一个研究取向，即采用神经科学的范式来研究人类的心智。 ? 2. 认知心理学从上个世纪六七十年代兴起，经历了大概四个研究阶段，而认知神经科学范式是第四个阶段（不同人划分不同，各个阶段并不是单独存在），也是目前比较受追捧的研究范式。而其余的几个阶段分别是：1. 以计算机作为类比的信息加工理论（把大脑比作序列加工的计算机）；2. 以神经网络平行加工为基础的联结主义（认为神经网络整体加工是大脑功能的基础，注意，到这里还没有具体的神经科学证据，大多数模型都是基于算法的计算模型）；3. 以生态功效为主要思路的具身化思潮（认为人类的认知是根治于环境以及具身化的过程）；而目前的阶段就是 4. 认知神经科学（从神经科学的视角解读大脑认知的功能，探讨心智和大脑的关系）。 ? 3. 我们还要知道，认知心理学本身就是心理学下面的一个分支，研究的是人类对外部世界（信息）的加工和处理的过程与机制，最核心的问题（我认为）应该就是探索人类智能的起源、机制和发展过程：为什么人类会成为智慧生物？人类的心智具体有什么样的特点？等等。 ? 4. 认知心理学和其他许多心理学分支一样，都起源于哲学，涉及人类了解自身的终极大问：“我是谁？”等等之类的哲学思考。归根到底，就是要认识人类自己本身。 ?关于人类心智的探索，有这样的一段话，可以供读者品玩：“人类需要孜孜不倦地探索两个未知空间，一是人类生存所必须面对的宇宙，是二人类自己的内心；宇宙的无限容量，把一切强大的内存，都变成宇宙自己的内存；心灵的无限向度，给人类自己提供了无限的探索性和可能性；内心与宇宙，是世界上唯一的一对微观与宏观相匹配的超级感应物；内心的未知空间有多大，宇宙的未知空间就有多大；内心与宇宙之间的排斥与兼容，如同两台不同性能、型号、年代的计算机；它们互相在程序上的试探、破解、沟通与交流，其实就是人类对自我，进而对未知空间的新发现、新拓展和新认知。” 所以，如果把上述的梳理倒过来看，大致可以定位认知神经科学前世今生的大体坐标。必须说明的是，以上是非常简要的介绍，忽略了许多有关学科交叉的事实，例如生物学，生理学，物理学，计算机科学的发展等学科对认知科学的推动。 －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 认知神经科学的研究领域：从基础科学到转换科学 现在，可以具体看看认知神经科学有哪些研究领域了，这些研究其实和认知心理学的研究没有本质的区别，所问的问题都非常相似。然而，人们通常会把神经科学和认知神经科学混为一谈。其实不然，我想以下的这个回答有利于读者了解认知神经科学的基本思维和视角：认知神经科学的基本原则是什么呢？简而言之，