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第一章1.智能科学与技术是由脑科学（brain science）、认知科学（cognition science）、人工智能（artificial intelligence）等学科组成的交叉学科。
2.NBIC会聚技术：纳米科技（Nano-technology）、生物科技（包括生物制药和基因工程）（biotechnology）、信息科技（包括先进计算机与通信）（informational technology）、认知科学（包括认知神经科学）（cognition science）。
其简化英文的联式为（Nano-Bio-Info-Cogintion），缩写NBIC。
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生命质量，提升和扩展人的技能。
（名词解释）3.脑科学是研究人脑的结构与功能的综合性学科。
4.现代脑科学的研究有两个大的潮流：一是从细胞乃至分子的水平入手，由基础向上，把功能与结构研究结合起来，即所谓的bottom-up，二是从整体入手，用系统的观点，在整体水平以及整体各部分之间的相互联系和相互作用中，逐渐向下深入，逼近脑研究的答案，称为top-bottom。
（什么是自上而下驱动？什么是自下而上驱动？）5.脑与认知科学的研究实验方法：（简答题）（1）脑电图与脑功能成像技术（EEG）通过在头皮表面记录大脑内部的电活动情况而获得脑电图（治疗脑血管）（2）功能性磁共振成像技术（FMRI）局部神经元兴奋将引进该区域的血流量的增加，而血液中含有氧和葡萄糖，FMRI能检测到大脑的功能性氧的消耗变化情况，清晰地显示高活动量区域的三维图像（空间分辨率1mm、实时跟踪信号的改变、时间分辨率1s）（3）正电子发射断层摄影技术（PET）根据正电子的检测而获得有关大脑活动的信息的实验技术（肿瘤、冠心病）（4）脑磁图（MEG）运用一个超导量子干扰装置来测量闹电活动的磁场变化（5）事件相关电位（ERP）是与实际刺激或预期刺激有固定时间关系的脑反应所形成的一系列脑电波，利用ERP的固定时间关系，经过计算机的叠加处理，提取ERP成分，在评估某些认知活动的时间特点上尤为有效。
神经科学研究中的大脑认知机制随着科技的进步和人类对身体和大脑的理解逐渐深入，神经科学成为了一个备受瞩目的领域。
在神经科学研究中，人们对大脑认知机制的探索成为了一个关键的方向。
本文将探讨神经科学研究中的大脑认知机制，从神经元到大脑网络的层次逐步展开。
首先，我们来了解一下神经元在认知过程中的作用。
神经元是大脑的基本单位，负责接收、处理和传递信息。
当外界刺激到达人体感觉器官时，神经元会将信息传递到大脑中进行处理。
大脑中的神经元之间相互连接，并形成了一个复杂的神经网络。
这个网络充当了信息处理的平台，也是大脑认知机制的基础。
在大脑中，神经元的活动主要通过电化学信号进行传递。
当神经元受到刺激时，其内部电位会发生改变，形成一个电脉冲。
这个电脉冲会沿着神经元的轴突传播，并在突触处释放化学物质（神经递质），进而影响到下一个神经元。
这种电化学信号的传递是大脑认知机制的基础，也是神经科学研究中的关键。
神经科学研究的一个重要问题是如何理解大脑中的信息处理过程。
神经网络的结构和功能对认知行为起到了重要作用。
通过对大脑中神经元之间连接的研究，科学家们发现了许多关键的认知神经回路。
这些神经回路在人类认知过程中发挥着重要的作用，如决策、学习和记忆等。
例如，在学习和记忆过程中，海马体是一个重要的神经结构。
科学家们发现，当一个人学习新知识时，海马体的神经元会发生改变，形成新的连接。
这些新的连接在记忆过程中起到了重要的作用，帮助人们记住所学的内容。
除了神经元之间的连接，大脑认知机制还与神经元之间的同步活动密切相关。
神经科学家通过研究大脑中神经活动的时空特性，发现了神经元之间的同步现象。
当神经元在特定的频率下同步活动时，它们的信息处理效率会增加，从而提升认知能力。
在光学将介入神经科学研究后，神经科学家们利用一系列高新技术手段，如功能磁共振成像（fMRI）和脑电图（EEG），可以捕捉到大脑活动的时空特征。
这些技术方法为神经科学研究提供了更多的线索，并帮助科学家们进一步探索大脑认知机制的奥秘。
一、名词解释NBIC：即汇聚技术，是指当前四个迅速发展的科学技术领域的协同和融合。
N纳米科技B生物科技I信息技术C认知科学。
智能：智慧能力的简称，是指：在给定问题、约束、目标的条件下，有针对性地获取相关信息、从中提取必要的知识、生成正确的策略、成功地解决问题、满足给定约束、达到预定目的的能力。
自然智能：又叫人类智能，它是指人的智力和能力的总和。
主要包含3个方面，感知能力、思维能力、行为能力神经系统：包括中枢神经系统和周围神经系统，是机体内起主导作用的系统，它在维持机体内环境稳态、保持机体完整统一性及其与外环境的协调平衡中起着主导作用。
学习：是由日常生活经验引起的相对持久的行为变化，但这个定义不包括因为动机、疲劳、成熟、疾病、受伤或者药物产生的暂时性的行为变化。
意识：使人们对自身以及周围世界觉知的心理现象。
人的意识总是处于不同的状态，意识具有不同的层面：焦点意识、边缘意识、下意识、潜意识、非意识。
快速眼动睡眠：在睡眠过程中有一段时间，脑电波频率变快，振幅变低，同时还表现出心率加快、血压升高、肌肉松弛、阴茎勃起，最奇怪的是眼球不停地左右摆动。
为此科学家们把这一阶段的睡眠，称为快速眼动睡眠失语症: 位于左侧额叶的布洛卡区和位于左侧颞叶的威尔尼克区两个部分中的任何一个受损都会使语言能力受损导致失语症。
人工大脑：人类以高超的智慧，通过科学技术造出类似于人脑的智能机器脑袋。
人工器官：使用人工材料制成，能部分或全部代替人体自然器官功能的机械装置。
海马区：海马在记忆过程中起着相当重要的作用，它是大脑半球内侧的一个神经结构，由于外形与海马相似而得名。
Hopfield神经网络：是一种神经动力学系统，具有稳定的平横状态，即存在着吸引子，因而Hopfield网络具有联想记忆功能。
认知：是人们推测和判断客观事物的心理过程，是在过去的经验及对有关线索进行分析的基础上形成的对信息的理解、分类、归纳、演绎和计算。
认知活动包括思维、语言、定向和意识4部分。
心理学中的认知神经科学知识点心理学与神经科学是两个密切相关的学科，它们共同研究人类思维、行为以及与大脑功能相关的各种现象。
认知神经科学则是心理学和神经科学的交叉领域，专注于了解认知过程是如何与神经系统相互作用的。
本文将介绍心理学中的一些重要的认知神经科学知识点。
一、知觉与感知1. 感知加工过程感知加工是指人类对外界刺激进行感知和解释的过程。
在大脑中，感觉信息会经过一系列加工步骤，包括感觉器官接收信息、传递到大脑皮层、整合、意识化等过程。
2. 神经可塑性神经可塑性是指大脑神经元之间的连接可以发生改变的能力。
学习和记忆是神经可塑性的重要表现形式之一。
通过不断的学习和训练，人类可以改变大脑神经元之间的连接，从而提升认知能力。
二、注意与工作记忆1. 注意注意是指个体对外界特定信息的有意识的集中与选择。
在大脑中，前额叶皮质和顶叶皮质是与注意相关的重要脑区。
与注意相关的现象包括分神、持续性注意力和选择性注意力等。
2. 工作记忆工作记忆是指短期存储和操作信息的能力。
它在学习、解决问题和决策等认知任务中起着关键作用。
前额叶皮质和侧颞叶皮质是与工作记忆相关的重要脑区。
三、语言和沟通1. 语言理解语言理解是指个体对语言输入进行理解、解码和组织的过程。
在大脑中，布洛卡区、双侧颞叶区和颞顶交界区是与语言理解密切相关的脑区。
2. 语言产生语言产生是指个体将思维和意图转化为语言输出的过程。
在大脑中，布洛卡区和额叶皮质是与语言产生密切相关的脑区。
四、学习与记忆1. 学习过程学习是指通过经验和训练获取新知识和技能的过程。
在大脑中，海马体和大脑皮层是与学习过程密切相关的区域。
学习可以引起神经元之间的连接和突触增强，从而形成长期记忆。
2. 记忆分类记忆可以分为工作记忆、长期记忆和自传体记忆等不同类型。
不同类型的记忆在大脑中有不同的形成和储存机制。
五、决策与推理决策和推理是指个体基于现有信息做出选择和判断的过程。
在大脑中，前额叶皮质和杏仁核等区域是与决策和推理密切相关的脑区。
大脑的认知和行为功能研究大脑是人体最为神奇的器官之一，它控制着我们的认知和行为。
近年来，随着科学技术的不断进步，大脑的认知和行为功能研究取得了显著的进展，让我们更好地了解人类的思维和行为。
大脑认知功能主要包括感受、知觉、记忆、思维、情绪等方面。
这些功能组成了人类的思维世界，使我们能够感知和理解不同的信息，并做出不同的反应。
感受是认知的起点，也是刺激信息被大脑接收的第一步。
感官器官接受各种不同的刺激信息，如光线、声音、味道、气味、触觉等，然后将这些信息转化成神经信号，传输到大脑皮层进行处理。
知觉则是对感官信息的理解和解释。
在接收到各种刺激信息之后，大脑先进行预处理，识别有用信息，去掉噪音，然后将信息整合成有意义的数据，形成理解，这就是知觉。
记忆是大脑功能的重要组成部分，它可以存储和检索各种信息。
大脑的记忆分为短期记忆和长期记忆两种。
短期记忆主要指的是能够在几秒钟内保持的信息，而长期记忆则是指能够持久保存和检索的信息，这种记忆涉及到海马体、杏仁核、前额叶和颞叶等多个部分。
思维是人类思维活动的核心，它是大脑进行信息处理、分析和推理的能力。
思维分为许多不同的类型，例如形象思维、概念思维、逻辑思维、创造性思维等等。
情绪是随着认知过程而产生的情感反应，它可以影响人类的决策和行为。
情绪涉及到大脑的杏仁核、皮层回路以及下丘脑等不同的部位，它们共同组成了情绪处理的神经网络。
除了大脑认知功能之外，行为功能也是大脑活动的重要组成部分。
行为功能包括了运动、语言和沟通、社交互动等方面。
运动是人类生存不可或缺的行为之一，而运动行为是由大脑的运动皮层控制的，它通过背神经根、脊髓、下丘脑和脑干逐级调节运动神经元，控制人类的肌肉活动，保持身体平衡。
语言和沟通是人类社交互动的重要表现形式。
语言产生于人类大脑的左半球，它涉及到多个不同的区域，例如布洛卡区和温克尔区等。
这些区域通过共同的脑神经回路来协同工作，实现人类语言的产生和理解。
《脑与认知科学基础》教学大纲一、课程说明脑与认知科学是智能科学与技术专业的一门重要的专业基础课程，是现代脑科学、认知科学、心理学、神经科学、数学、语言学、信息科学、人类学乃至自然哲学等学科交叉发展的结果，是一门以脑科学为核心的多学科交叉的研究型课程。
本课程针对计算机类、信息类、控制类学科门类下智能类专业开设的《脑与认知科学基础》，利用神经科学和信息科学等跨学科知识，理解脑与认知，目标是学习利用先进技术和工具，从量子、分子、细胞、系统、全脑和行为等不同层次上理解脑与认知的基本概念和现象，分析、处理、整合、建模、仿真与虚拟脑与认知。
通过对这本课程的学习，学生可以理解人类如何通过脑与神经系统认知周围的世界、理解来自外界和自身的信息是如何在脑和神经系统中被处理的，掌握脑与认知科学的基本概念、基本理论、科学研究方法，促进学生对脑与认知的脑功能与结构以及系统构成、认知现象、神经机理、认知模型的理解，领悟脑科学、认知科学、人工智能及计算机和信息科学等多学科领域交叉的特点，形成较为全面系统的知识框架，对已有成果展开分析与讨论，给智能设计、计算模式与方法及其实践带来新的启示，为进一步学习后续专业课程打下良好的基础。
二、课程目标知识目标课程目标 1：学习脑与认知科学基础知识和基本理论知识，掌握大脑与神经元的结构、特性等基本知识，了解各种认知心理特质（感觉、知觉、运动、控制、学习、记忆、睡梦、成瘾、语言、情绪、社会认知、脑神经可塑性）的脑神经原理，具备调研、分析和判断各种脑与认知现象的脑神经原理与框架的知识储备；课程目标 2：掌握大脑与神经系统的组成要素与基本功能，了解脑与认知科学的研究现状和发展趋势，具备对已有成果展开分析与讨论并能针对存在问题提出前瞻性解决方案的知识储备；课程目标 3：掌握脑与认知科学研究中所使用的基本技术（脑功能成像、电生理、心理测评）的原理与方法，激发学生对人脑结构与人类基本认知能力的思索，激发学生对进一步研究智能形成机理和工作方式的强烈兴趣，培养学生追求创新的态度和意识；能力目标课程目标 4：在掌握基础知识的基础上，增强学生批判性思维和解决问题的能力，学会解决问题、分析问题的方法和手段，掌握信息的收集、检索、分析、评价利用的机能，提高合作技能，促进班级内学生的合作交流，开阔学生的综合素质，最终提高学生的创新能力；课程目标 5：培养学生的脑与认知科学数据分析处理能，使学生掌握脑与认知科学行为实验的设计方法，掌握各种脑功能成像实验（fMRI、EEG、ERP、PET、ECT）的设计、执行与数据分析方法，具有独立进行行为、脑成像和神经生理实验的能力；课程目标 6：培养学生的脑与认知科学实践研究能力，使学生掌握脑与认知相关联的脑机接口、智能系统、类脑系统设计方法，特别是学习非侵入式脑信号提取方法，通过硬件、软件设计，尝试实践意识控制、自主无人系统的能力。
大脑工作原理与结构是什么大脑是人类重要的神经器官，承担了感知、思维、记忆、情感和运动等众多功能，控制了人体的所有活动。
它具有复杂的结构和工作原理，是人类认知能力和行为的基础。
下文将详细介绍大脑的工作原理和结构。
大脑的工作原理主要涉及神经元的活动。
神经元是大脑的基本单位，它们通过突触连接起来，传递信息和形成神经网络。
大脑的工作过程可以分为感知、处理和反应三个阶段。
感知是指大脑接收外界的感觉信息，包括视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉等。
感知的过程涉及到感觉器官的接收和传递，信息通过神经元的电化学信号传递到大脑的感觉相关区域，被解码成可理解的信息。
例如，视觉信息会经过视觉皮层的处理，形成图像和形状。
处理是指大脑对接收到的信息进行分析和整合的过程。
大脑中有许多不同的区域，每个区域负责不同的功能。
例如，额叶负责决策和计划，颞叶负责记忆和语言，运动皮层负责控制身体的运动等。
大脑对信息进行分析和整合，形成对外界环境的认知和理解。
反应是指大脑对感知和处理的结果做出的行动或表达。
大脑通过对信息的加工和整合，产生认识、情感和意愿等内部体验，从而指导个体的行为。
反应可以是运动行为，也可以是语言、情绪或思维等内在表达。
大脑的结构非常复杂，主要包括脑干、小脑、边缘系统和大脑皮质等部分。
脑干位于大脑的下方，负责基本的生命维持功能，如呼吸、心跳和消化等。
脑干还与大脑其他部分进行信息交流，负责传递感觉信息和运动指令。
小脑位于大脑的后部，主要参与控制运动和平衡。
它通过与大脑和脊髓的连接，调节肌肉的收缩和放松，从而实现精细的运动控制。
边缘系统包括边缘回路和边缘结构，负责与自主神经系统的交流和情感的产生。
边缘系统通过与大脑的连接，调节心率、血压和呼吸等自主神经功能，并参与情绪和情感的调节。
大脑皮质是大脑最外层的区域，是人类高级认知功能的主要场所。
它包括了大脑的大部分表面积，分成两个半球。
大脑皮质的一些区域负责感觉、运动和语言等基本功能，在这些区域中发生的信息处理被视为局部化的功能。
