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认知神经科学培训课件

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认知神经科学概述 ppt

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。

认知神经科学PPT课件

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。

《认知神经科学概论》课件

《认知神经科学概论》课件
情绪与问题解决
情绪对问题解决具有重要影响。积极情绪可以提高创造性思维和灵活性，而消极情绪可能 导致思维僵化和刻板。不同的情绪状态会激活不同的大脑区域，如杏仁核和下丘脑，这些 区域与情绪处理和决策制定密切相关。
决策制定的神经机制
决策过程
决策制定是一个复杂的认不同选项的风险和回报 ，并权衡利弊。这个过程需要前额叶皮质的参与，特别是背外侧前额叶皮质和眶额叶皮质。
拓展人类认知边界
认知神经科学的研究有助 于深入了解人类的认知机 制，拓展我们对自身的认 识边界。
02 神经系统的基本结构与功能
CHAPTER
神经元的结构与功能
总结词
神经元的结构与功能是认知神经科学的基础，神经元是神经系统的基本单位，具有接收、整合和传输信息的功能 。
详细描述
神经元由胞体、树突和轴突三部分组成，每个神经元都有一个轴突和一个或多个树突。树突负责接收来自其他神 经元的信号，而轴突则负责将信号传递给其他神经元。神经元通过电化学信号传递信息，这些信号在神经元之间 传递，形成神经网络。
听觉系统的神经机制
总结词
听觉系统的神经机制还包括对声音的定位和 音高感知等功能。
详细描述
声音定位依赖于双耳接收到的声音信号差异 ，大脑通过比较这两只耳朵接收到的声音信 号差异来定位声源的方向。音高感知则是由 大脑皮层中的不同细胞对不同频率的声音进 行响应实现的，使我们能够识别和区分不同 的音高。
触觉系统的神经机制
《认知神经科学概论》ppt课 件
目录
CONTENTS
• 认知神经科学简介 • 神经系统的基本结构与功能 • 感知觉与神经机制 • 记忆与神经机制 • 思维、决策与神经机制 • 语言与神经机制
01 认知神经科学简介

《认知神经科学》PPT课件

《认知神经科学》PPT课件

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9
大脑认知功能模块论
▪ 加扎尼加认为脑是由在神经系统的各 个水平上进行活动的子系统，以模块 的形式组织在一起的。”近几年利用 无创性脑功能成像技术对人类各种高 级功能进行大量的研究，证明了脑高 级功能的模块性。
▪ 脑功能模块是一种动态变化的组装。
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10
▪ 医生或研究人员传统的信息获取方式为视觉 ＋经验。但这种方式存在不足，对于及其复 杂的人脑而言，越来越不能满足“大量、准 确、定量研究人群细微差别”的要求。
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7
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8
1861年布洛卡医生在运动性失语症病人尸检 中，发现脑左半球下额回受损，后来左半球这一 区就称为语言运动区。100年以后，美国的脑外 科医生斯佩里和加扎尼加(Sperry＆Gazzaniga) 提出了大脑两半球功能一侧化理论。1961年，年 轻的脑外科医生加扎尼加在斯佩里领导下，对裂 脑病人进行神经心理检查，病人对右侧视野的刺 激物能正确说出名称，而对左侧视野刺激物只能 做出反应，都说不出名称。这使他们得到两半球 认知风格不同的观点，并于1962年发表了左右脑 分工之说的论文。
微伏。α波在枕叶最显著，当健康人闭目安静休息时出
现，睁眼便消失。
β波，频率为14-30次每秒，振幅为10-30微伏，常重合
在α波上。但β波不因光刺激而消失，所以睁眼时α波
被抑制，则β波更明显。在大脑皮层处于高水平的活动
时常出现β波。
θ波，低频率(4-7次每秒)，高振幅(100-150微伏)，发
生在顶叶与颞叶，特别容易出现在行为紊乱的儿童或受
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26
脑电研究回顾
▪ 1924年德国精神病学家Hans Berger想记录 脑产生的电流来诊断精神病。当时已有可 放大输入电压100倍的真空管放大器。 Benger认为用电极刺入头皮，用真空管放 大器放大引出的电流ห้องสมุดไป่ตู้再用当时已使用的 记录心电的弦线电流计可以记录下脑电位 的变化。经过四年的工作后，他实现了他 的预想。

学习与认知神经科学_PPT幻灯片

学习与认知神经科学_PPT幻灯片

主题二 利用认知神经科学技术进行学习活动的
探究
中国人也一直在努力
李荣宝,彭聃龄,郭桃梅.汉英语义通达过程的事件相关电位研究 心理学报, 2003,
方法：分别呈现汉语和英语两种句子，要求被试记住。主要用
ERP测量呈现之后 50 0ms内英汉两种语言的语义整合时的P1 90 和N40 0的潜伏期和波幅。 结果：P1 90具有语言的形式加工效应 ,结果显示 ,这种效应在汉 英两种语言加工中有明显差异 ;而N40 0具有语义加工效应 ,结 果发现汉英两种语言的N40 0模式相同。结果表明双语者两种 语言的形态是分别表征的 ,而语义是共同表征的。
车 下
去
吗
？
一学习相关的脑区活动
最原始的结论有：海马是长时记忆重要的脑区 半球优势：左脑具有语言、概念、数字、分析、逻辑 推理等功能 右脑具有音乐、绘画、空间几何、想像、综合等功能
最新的研究有：Diamond和Goldman-Rakic在研究中让部分脑 部区域受 损的猴子从事皮亚杰的客体永久性任务。研究发现, 顶叶(加 工空间信息)和海马(加工其它记忆信息)受损,均不会 影响成 年猴在A非B任务上的表现,而前额叶背侧受损则会影 响客 体永久性概念的获得。
心理学：研究心理现象和行为的学科。 （白话版）：脑的属性
所以，认知神经科学是作为一种研究方法（研 究手段）进入到心理学领域的。
心理学可以借助这种手段做两件事情
其一：探究心理活动的脑机制——老本行 （记忆的脑区）
其二：借助脑活动的指标来探究心理活动 规律（听音乐能让人兴奋）
主题一（研究最多的）：学习的脑机制问题
前提：人类大脑究竟有多少神经元？100亿 or1000亿？ 巴西神经学家Souza na – hull （2010）研究发现，是

《认知神经高级知觉》课件

《认知神经高级知觉》课件
觉等。
知觉的过程
感觉登记
外界刺激通过感官产生神经冲动，神经冲动传到大脑皮层引起感觉经 验，这一阶段称为感觉登记。
特征觉察
大脑皮层对感觉登记中的信息进行加工，识别刺激物的各种特征，这 一阶段称为特征觉察。
物体识别
大脑皮层将特征觉察阶段获得的特征组合起来，形成对刺激物的整体 认识，这一阶段称为物体识别。
功能磁共振成像技术是通过测量大脑 血流的变化来研究认知过程的神经机 制。
功能磁共振成像技术可以用于研究不 同知觉任务的神经机制，例如面孔识 别、物体识别等。
它具有高空间分辨率，能够准确地定 位大脑中不同区域的活动，对于研究 知觉过程中大脑的区域协作非常有用 。
正电子发射断层扫描（PET）技术
正电子发射断层扫描技术是通过 测量大脑葡萄糖代谢的变化来研
康复训练
利用高级知觉原理，可以 帮助患者进行康复训练， 提高康复效果。
在人工智能领域的应用
人机交互
高级知觉研究有助于提高人机交互的效率和自然度，使机器更好 地适应人类的感知习惯。
虚拟现实与增强现实
高级知觉原理可以应用于虚拟现实和增强现实技术中，提高用户体 验的真实感和沉浸感。
智能驾驶
通过研究驾驶员的知觉反应，可以提高智能驾驶的安全性和舒适性 。
感谢观看
THANKS
THE FIRST LESSON OF THE SCHOOL YEAR
知觉是在感觉的基础上，通过 大脑对感觉信息进行整合、解 释和推理而形成的。
知觉不仅与客观事物本身的属 性有关，还与人的主观因素、 心理活动等有关。
知觉的分类
根据刺激物的性质，可以把知觉 分为视知觉、听知觉、触知觉等
。
根据刺激物对感官的作用方式， 可以把知觉分为距离知觉、深度

《认知神经科学概念》课件

《认知神经科学概念》 PPT课件
认知神经科学是研究大脑如何产生思维、认知和行为的跨学科领域。
什么是认知神经科学？
它探索大脑如何处理信息、思考、学习和决策。
基础的神经科学概念
1 神经元
大脑的基本功能单位，负责信息传递和处理。
2 神经网络
由神经元组成的复杂网络，负责协调不同区域的功能。
3 突触
神经元之间的连接点，信息在其中传递和处理。
情绪和记忆的处理中心。
认知控制的神经基础
1
前额叶皮层
决策、注意力和工作记忆的关键区域。
2
纹状体
协调运动和习惯行为。
3
脑干
控制睡眠、觉醒和基本生命功能。
记忆的运作原理
记忆包括编码、存储和提取信息的过程。
感知和执行功能的神经机制
视觉感知
大脑如何解读光线和形状，产生 视觉体验。
运动控制
神经系统如何协调和控制肌肉动 作。
听觉处理
大脑如何解读声音信号，产生听 觉感知。
认知神经科学的研究方法
脑成像技术
如fMRI和EEG，用于研究大脑 活动。
行为实验
通过行为任务和问卷调查， 揭示认知过程。
基因研究
通过研究遗传因素，了解认 知的遗传基础。
大脑的结构和功能
新皮层
高级思维、语言和感知功能的 中心。
海马体
参与记忆和空间导航的重要区 域。
小脑
协调运动和控制平衡的关键。Fra bibliotek杏仁核

《认知神经科学》课件


认知神经科学的历史
基础奠定
20世纪60年代，诞生了计算 机科学和神经生理学等领域 的研究成果，为认知神经科 学的兴起奠定了基础。
认知革命
20世纪70年代，心理学家、 神经学家和计算机科学家开 始密切合作，推动了认知革 命的到来。
跨学科融合
20世纪80年代至今，认知神 经科学逐渐形成，吸引了跨 学科的研究人员加入。
4
情绪与认知
ห้องสมุดไป่ตู้
研究情绪对认知过程的影响，探索相关的神经机制。
总结和展望
认知神经科学的重要性
认知神经科学为理解人类思维和行为提供了关键的科学根据。
未来发展方向
随着技术和方法的不断创新，认知神经科学将继续取得新的突破，推动我们对大脑和认知的 理解更加深入。
认知神经科学的核心内容
神经通路
研究大脑神经元之间的连接和信息传递方式。
记忆与学习
探究记忆的形成过程以及学习对大脑结构和功能的 影响。
注意力与意识
研究注意力的调控机制和意识的产生与维持。
决策与判断
探索决策和判断背后的神经机制和决策过程中的认 知因素。
意义与应用
1 改善教育和学习
利用认知神经科学的研究成果，优化教学方法，提高学习效果。
3 推动技术和创新
应用认知神经科学研究成果，促进技术创新和人工智能的发展。
研究方法
1
神经元记录
2
通过植入电极或光纤来记录神经元的活
动，探究神经元与认知行为之间的关联。
3
脑成像技术
使用功能性磁共振成像（fMRI）、电脑 断层扫描（CT）等技术记录和观察大脑 在认知任务中的活动。
行为实验
设计认知任务，观察参与者在执行任务 时的行为反应，从而推断其认知过程。

认知神经心理学ppt课件



神经电生理
ERP（时间分辨率高）
认知神经心理学的研究对象

脑部损伤患者

各种痴呆 特定人群（分裂症、抑郁症）

认知神经心理学的主要内容
fMRI、脑损伤、ERP、 MEG、PET等技术
认知损害脑机制
认知成分损害
社会行为
认知神经心理学的主要内容



注意相关研究 情绪的认知加工 记忆的神经机制 决策的认知加工 社会认知 忽视症、精神分裂症、孤独症、抑郁症
从事认知神经心理学的目标

系统的学习科研ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ法

为科学研究贡献自己的力量
揭示脑－认知相关性

从事认知神经心理学具备的素质

创新性的思维（丰富知识） 善于发现问题和解决问题 吃苦耐劳的精神



足够的耐心和韧性
从事认知神经心理学被试的收集

首先明确进行研究的被试选择标准 初步筛查可以进行研究的被试
认知神经心理学
认知神经心理学

认知心理学研究包括注意、知觉、学习、 记忆、语言、情绪、概念形成和思维在 内的错综复杂的现象，是将人类的心理 和计算机进行类比，以信息加工观点进 行研究。
认知心理学简史

1956年：认知心理学和认知科学的诞生 1958年，Broadbent提出信息处理范式
Information processing approach/framework 认为绝大多数认知过程都是由一系列相继进行的 处理阶段组成的
认知心理学，人工智能，语言学，哲学，神经科学 和人类学的跨学科/交叉学科。共同目标：理解心 理mind 实验认知心理学

继承实验传统不涉及计算建模 通过开发各种计算模型来理解人类认知 通过研究脑损伤患者的认知障碍 运用现代技术手段(脑功能成像)研究大脑功能

《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
04
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。
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认知神经科学
10
• 但是，认知科学各学科的一个共同特点是，它们 对人的认知过程的研究采取的是一种“隐喻式描
述”。
• 例如，我们可以采用心理实验设计证明短时记忆 的存在，但短时记忆显然是脑的功能之一，在没
有阐明其脑活动机制之前，我们只能设想短时记 忆类似于一个工作平台。
号论难以解决。于是一批富有远见卓识的美国科学
家提出将人脑、电脑研究融为一体,研究智能实体(自
然脑和人造脑) 的智能活动与环境条件相互制约的规
律。认知心理学、神经心理学、心理语言学和传统
人工智能构成了统一的认知科学雏型，智力与计算
的关系成为70～80 年代认知科学的基本命题。然而，
这一命题研究很快遇到了重大挫折，即离散的物理
• 王道阳，认知神经科学研究范式的困境与出路，专论 • 李雅，认知神经科学新进展评述，赤峰学院学报 • 徐俊霞 胡俊丽，认知神经科学新进展对科学发展的启示，呼伦贝尔学院学报 • 刘昌，认知神经科学：其特点及对心理科学的影响，心理科学 • 孟维杰，认知神经科学范式检讨与文化反思，阴山学刊 •Байду номын сангаас金志成，在认知神经科学中所应用的功能性磁共振成像技术，华南师范大学学报 • 刘文艳，PET设备的成像原理、现状及展望，中国医学设备
认知神经科学
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1、脑的研究
•古希腊时期，希波克拉底天才般的提出脑是心理的器官 •我国医学家李时珍指出“脑为元神之府”。
• 19世纪初德国医学家伽尔和 他的学生斯普茨海姆首先对 脑和心理的关系进行了了解， 提出“颅相学”，认为头骨 的外形与脑的形状相对应， 人的不同心理功能，如记忆、 野心、谨慎、仁慈等，分别 存于大脑特定部位，因此， 根据颅骨的外形可以推知人 的各种心理特征，他假设特 定区域的隆凸或凹陷对应于 大脑相关功能区域的发展情 况。
认知神经科学
参考书目
• 沈政 方方 杨炯炯著，认知神经科学导论，北京大学出版社
• 郭本禹著，当代心理学的新进展，山东教育出版社
• 莲蓉主编，认知心理学，高等教育出版社
• Howard Eichenbaum著，记忆的认知神经科学—导论，北京师范大学出版社 • 沈政 杨炯炯，当代认知神经科学，科技前沿与学术评论 • 陈巍，从颅相学到认知神经科学，科技评论 • 王晓东 张立春 肖鑫雨，大脑学习密探—认知神经科学研究进展，开放教育研究
认知神经科学
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• 法国生理学家弗洛伦斯采用脑局部切除法损毁动物（主要 是鸟类）的脑不同部分，观察动物行为的变化，提出“大 脑机能统一说”，认为脑的机能具有整体性。后来美国心 理学家拉 什里用类似方法研究大鼠脑损伤程度对大鼠学习 和记忆的影 响，发现大鼠记忆障碍的严重程度与脑损伤的
部位无关，而是依赖于脑损毁的面积大小，提出“大脑皮 层机能等势说”，认为大脑皮层不同部位的机能是相同的。
认知神经科学
2
Contents
认知神经科学的起源 理论及其研究方法 神经系统的基本知识 在记忆、注意、思维、情绪方面的研究
反思
认知神经科学
3
一、起源
Michael S. Gazzaniga
George A. Miller
•认知神经科学这一术语最早于20世纪70年代末由美国著名的心理学家
Michael S. Gazzaniga和George A. Miller共同提出。是一门在认知科学和 神经科学的基础上发展起来的一门新生学科。
•认知神经科学（Cognitive Neuroscience）：一门研究人脑高级功能的学 科。认知神经科学的研究目的在于阐明认知活动的脑机制（Gazzaniga， 2000）
•认知神经科学诞生至今有着近20年的历史，80年代开始走入人们的视野， 与90年代成为一门受国际学术界公认的新兴学科，被认为是21世纪最有发 展前景的自然科学前沿研究领域。
说话，常常答非所问。即认言知神语经科听学 觉中枢。
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Paul Broca
认知神经科学
7
• 加拿大神经外科医生潘菲尔德采用点刺激法对 病人大脑的感觉与运动功能进行了研究，发现 人身体不同部位的感觉和运动在大脑皮层均可 找到相对应的部位
• 后来一系列研究表明，人类感觉，运动，语言， 记忆等机能均与特定脑区有关，且语言功能更 与左半球有密切关系，这是所谓“大脑皮层机 能定位说”
• 智能与计算的命题再次扩展开来，它包括离散物理符号计算，连续(模拟的 ) 神经计算(PDP) ，自组织自适应计算、模糊计算和模糊推理等。智能新 概念不仅体现在其算法多样性与综合性，更体现于智能活动源于生态环境 ，又归结为生态环境。它不是每个头脑作为孤立系统的内部运动过程，而 是体现于制约着生态环境又作用于生态环境的个体高效目的行为。因此， 智能实体(自然脑或人工脑) 在特定环境下完成高效目的行为的过程及其内 部机制，就成为新智能理论的基本命题，它的目标不仅在于运用当代各种 图灵计算原理，还在于试图突破图灵计算，追求智能本质的新认识。
符号计算无法表达人类智能活动的真谛。
认知神经科学
9
• 十几年后，认知科学家们终于在生物脑中概括出并行分布式(PDP) 的神 经计算原理,1986～1996 年的十年间,风起云涌的人工神经网络研究积累 了大量科学事实,冲破了智能的传统概念。1993 年认知科学杂志上人工智 能研究创始人之一Simon 和五位青年学者展开的智能本质论战,1994 年已 故生态心理学家Gibson 著作再度风行于世,都为智能新概念奠定了科学基 础
• 法国神经病学家布罗卡描述了一则表达性失语症，病人能
听懂他人说话，且喉，舍，唇肌肉正常，但除了“Tan”的
声音外不能说话，对其尸检发现病人左半球额下回后部约
1/3处有一鸡蛋大的损伤，脑组织退化，认为该区域是言语
运动中枢。德国学者威尔尼克则发现听觉性失语症病人左
半球颞上回后部受损，其听觉正常，却听不懂他人和自己
• ps.布赖恩·伯勒尔
认知神经科学
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2、认知科学的发展
•认知科学（Cognitive Science）：是研究人、动物和机器的 智能的本质和规律的科学。认知心理学和人工智能是认知科学 的核心学科（Wiles & Dartnall, 1999）。
• 70 年代，人工智能发展面对许多难题，传统物理符