脑与认知科学
2022/9/11 9:28 这门课完完全全就是照本宣科按照教科书上的来，所以真的就是只需要看书《认知神经科学》整理知识点即可，最后考试是开卷考试；
2022/9/12 15:50 我来说一下读书最致命的缺陷，就是书上的内容非常的多并且晦涩，尽管全是中文但是根本就摸不清楚主要脉络，所以看书看的一头雾水，现在只能看看有没有比较好的可以解决的方法（明天上课结合教材再尝试听一下看能不能听懂）；
2022/9/12 16:08 这里找到唯一与教材对应的视频课程，供参考认知神经科学 1_哔哩哔哩_bilibili，但是说实话这个视频简直太催眠了…尽量还是上课听讲或者看PPT吧；
“人类的科学事业所面临的挑战之一就是认识意识与物质或心灵（智慧）与大脑的关系”
绪论
（绪论部分主要介绍一下认知神经科学的相关知识点，起一个引导作用，因为书上部分是直接开始从历史介绍，参考自带你入门跨学科领域——认知神经科学 - 知乎 (zhihu.com)）
认知神经科学作为一门跨学科的新兴领域，横跨众多领域如生理心理学、神经科学、认知心理学等；
认知神经科学（Cognitive neuroscience）是关于心智认知过程的生物学。其学科术语来自“认知”和“神经科学”两个概念，是一门结合了认知心理学和神经科学的交叉学科：
- 神经科学主要研究在生物体中负责对组织器官与外部环境进行调节的控制系统即神经系统，尤其作为中枢控制系统的脑神经系统。它关注的是有机体内部活动和行为控制的生物基础；
- 认知心理学是基于认知主义科学范式的心理学，关注大脑对外部世界基于各种线索和表征的心智建模与信息处理过程，将心智看做是一个基于离散符号处理的序列加工系统；
因此，由神经科学提供生物基础和实验方法，认知心理学提供了对各种心理活动信息操作过程的概念和解释，二者联姻的产物就是认知神经科学：通过结合心理活动与大脑结构的研究，具体研究感知、运动、情绪、学习、记忆、语言、注意与意识、认知控制以及社会认知等诸多心理过程，从而提供对“有形大脑的功能如何产生无形的心智”最完美的描述。
1.研究方法
认知神经科学主要采用神经科学、认知心理学、计算建模、以及神经病学（Neurology）等学科基本方法研究。这些学科关注角度不尽相同，各有侧重，认知神经科学的长处则在于对不同方法综合运用以全面回答心脑与行为之间的关系问题。对认知神经科学研究，这些学科基本知识储备是必不可少的；
2.实验技术与工具
认知神经科学所涉及每一学科都有独特的方法与技术工具，它们的应用范围可以按照空间和时间分辨率两个坐标来划分：
- 时间敏感性：绘在 x 轴，表示得到特定的测量结果所需的时间尺度。它可以从单细胞的毫秒级活动到病人卒中后数年观察到的行为改变；
- 空间敏感性：绘在 y 轴，表示该方法的定位能力。例如，可以利用膜片钳实时检测分离的树突区域的膜电位变化，它提供了极好的时间和空间分辨率。相反，自然发生的损伤破坏了大片皮质区域，则可以用 MRI 检测出来；
上图简单展示了两个坐标下采用的技术工具：
- 单细胞记录与多细胞记录：单细胞记录使得神经生理学家能够记录动物大脑约单个神经元，从而理解与某个感受和行为刺激相关的神经元活动是如何增加或减少的。而通过多细胞记录，数百个细胞的活动可以同时记录。
- 经颅磁刺激（TMS）：利用磁脉冲暂时改变局部脑生理特性。
- 脑电图（EEG）：测量大脑的电活动。EEG 信号包括电活动的内源性变化，以及由特定事件（例如刺激或运动）诱发的变化。
- 事件相关电位（ERP）：是与特定事件（如刺激呈现或反应出现）时间锁定的电活动变化。当事件重复多次，这些事件所诱发的相对小的神经活动变化就可以通过 EEG 信号的叠加平均而观察得到。通过这样的方法，EEG 信号中的背景波动能被去除，从而以非常好的时间分辨率展现事件相关信号。
- 脑磁图（MEG）：测量大脑产生的磁信号。神经细胞的电活动同样产生小的磁场，磁场可以像 EG 测量表面电活动一样，通过置于头皮的敏感的磁探测器所测量。MEG 可以采用与 ERP 类似的事件相关方式，并且具有相似的时间分辨率。MEG 的空间分辨率更优，这是因为磁信号很少受到脑或颅骨等有机组织的影响而失真。
- 正电子发射断层扫描（PET）：通过监测放射性示踪剂的分布来测量脑的新陈代谢活动。PET 扫描仪测量示踪剂衰变时产生的光子。常用的示踪剂是 O，因为它衰减迅速，并且氧会更多地分配到活动的神经区城。
- 功能性磁共振成像（MRI）：利用 MRI 追踪脑血流变化，脑血流变化与神经活动的局部变化相关。
3.主题研究
3.1 感知觉与物体识别
Q：感觉和知觉的关系？
A：“感觉和知觉是不可分割相互联系的。感觉是知觉的有机组成部分，是知觉产生的前提和基础；由于感觉和知觉的密不可分，因此，常将两者统称为感知；
为处理外部环境的光刺激 、化学刺激、机械刺激与能量刺激，人类具有五种基本的感觉系统，听觉、嗅觉、味觉、躯体感觉以及视觉，使人可以解释周围的环境；
每一种感觉系统都包含了独特的通路和加工，以将外部刺激转化为可以被大脑解释的神经信号，如在躯体感觉中包括了触碰、温度、疼痛等五种不同感受器；
在每种感觉系统内，专门化的感觉机制被发展出来解决计算问题以促进和增强我们的知觉能力；
在人的感觉系统中，五种感觉也不是孤立工作的，而是一致行动以构建一个对世界的丰富的解释，正是这一整合成为许多人类认知的基础，并且使人类在一个多感觉的世界中生存并兴旺发展（多通道知觉、联觉）；
3.2 注意与意识
注意指的是将觉知集中于一个刺激、思想或行为上，同时忽略其他不相关的刺激、思想或行为的能力；
注意分为两大类：
- 主动注意（voluntary attention）：自上而下、目标驱动。有意进行注意目标的能力，常被想象为一个注意的“聚光灯”；
- 反射性注意（reflexive attention）：自下而上的、刺激驱动，被某个感觉事件捕获注意。会出现返回抑制现象中，刚被反射性注意关注的位置经过一定的时间后被抑制，会导致对此处出现的刺激的反应变慢；
意识包含多种含义，和觉知的概念在很多层面相互重合。如现象意识（phenomenal awareness，包括觉知、感觉与感受现象下一切神经过程），与通达意识（access awareness，或称取用意识，可以对意识内容进行报告）。前者可能包括无意识与阈下觉知过程，而相对的自我意识就是一种通达意识。
3.3 运动控制
在大脑中有很多皮质区域涉及运动控制，甚至在某种意义上说整个大脑都在进行运动控制；
3.4 学习与记忆
学习（learning）是获取新信息的过程，其结果便是记忆（memory）：
- 某些学习可能会在信息的单次呈现后，也可能是在信息的重复呈现后；
- 记忆则必须是能够在一段时期内维持的；
学习与记忆可以假设为三个主要的阶段：编码（encoding，包括获取acquisition与巩固consolidation）、存储（storage）与提取（retrieval）；
3.5 情绪
因为很难对情绪做出准确定义以及通过操作实验进行科学测量，对情绪的研究充满挑战。早期情绪研究倾向于将情绪与认知分离，但随着有关情绪的神经科学研究发展，科学家们越来越清晰地认识到，情绪不能被视为独立于其他更“认知”的能力。情绪和其他认知功能的神经系统是相互依存、相互作用的；
3.6 语言
对于大脑是如何通过处理口头和书面输人来获取意义这个问题，核心在于研究单词在大脑中是如何表征的；
除了上述主题研究方向外，认知神经科学与其他领域的交叉研究也很多，如社会认知科学、神经经济学、计算神经科学、认知神经动力学等；
第一章 认知神经科学简史
1.历史的视角
认知神经科学于19世纪70年代被提出，当时的科学家致力于研究大脑如何产生心智，这门学科后来被命名为认知神经科学；
认知神经科学源自：
- 认知：知觉和认识的过程，即那些产生意识、感知和推理的东西；
- 神经科学：研究神经系统的学科；
“认知神经科学”这一术语描述了“有形大脑的功能如何产生无形心智的思维和想法”；
2.大脑的故事
中心议题：心智是由整个大脑以整体方式工作而产生的还是由大脑各特异性部分相互独立（至少部分地）工作而产生的？
- Willis 和 Gall：不同的大脑功能存在于分立的脑区；
- Flourens:鸟特定脑区的损伤并不引起特定的行为缺陷，鸟可以恢复（聚集场理论，大脑作为一个整体参与行为）；
- Jackson：大脑皮质的拓扑地形图观点，一幅与身体相对应的图在大脑皮质特定区域表征。同时他认为大脑的许多区域都参与到一项行为中；
- Golgi：发明了一种向单个神经元注入银的染色法（暗反应法），他认为大脑是个合胞体，一团共用一个细胞膜的连续组织；
- Santiago：发现神经元是分立的个体，电传导是单向的，只能从树突传到轴突；
总结：尽管特定的神经区域负责某项独立的功能，但这些区域组成的网络以及它们之间的相互作用才是产生人类表现出的整体、综合行为的原因；
3.心理学的故事
联想主义心理学家认为经验的累计决定了一个人心理发展的进程；
脱胎于经验主义哲学理论的联想主义心理学认为，任何一个反应如果有奖赏跟随就会被保持，而这种联想是心智进行学习的基础，但联想主义不可能解释一切学习和心智活动，于是开始将大脑作为一个综合的整体去理解它如何运作——即理解大脑和心智的工作方式，后来成为新的领域“认知神经科学”；
4.总结
- Thomas Willis在17世纪提出了这样一种观点：脑损伤会影响行为，并且大脑皮质可能确实是使我们成其为人的物质基础。
- 颅相学家拓展了这种观点并且发展出定位主义观点。
- 后来，Broca和Wernicke所治疗的那类病人支持了特定脑区对人类行为（如语言）有重要作用这一观点。
- Ramon y Cajal、Sherrington和Brodmann等人发现的不同脑区的微观神经结构支持定位主义观点，但这些区域是相互连接的。
- 很快，科学家开始意识到，大脑神经网络的整合才可能产生心智。
在神经科学家探索大脑的同时，心理学家也在研究心智。脱胎于经验主义哲学理论的联想主义心理学认为，任何一个反应如果有奖赏跟随就会被保持，而这种联想是心智进行学习的基础。联想主义观点流行了很多年，直到Chomsky和Miller意识到这种观点不可能解释一切学习和心智活动。
神经科学家和心理学家都做出了这样的结论：大脑作为一个整体一定大于其部分之和，大脑一定能产生心智。但它是如何做到的呢？认知神经科学这一术语产生于20世纪70年代，因为那时神经科学和心理学又一次走到了一起。神经科学需要心理学关于心智的理论，而心理学则准备好对大脑的工作方式作更深入的了解。二者喜结良缘的结果就是认知神经科学。
5.知识要点
概要
Thomas Willis是率先将人类特定脑损伤与特定行为缺陷联系起来的科学家之一。
认知神经科学联合心理学、哲学和神经科学的方法帮助我们理解大脑是如何产生心智的。
认知神经科学的历史：大脑的故事
颅相学家相信，大脑特定区域特异性地负责某项官能；如果这些官能被频繁的使用，则相应脑区将长大并引起颅骨的隆起。通过解读一个人颅骨的隆起，他们相信能够认识这个人的技能和人格。
John Hughlings Jackson是第一个将科学的实验方法引入定位主义观点的科学家。
Paul Broca是第一个观察到左脑特定区域的损伤会引起语言产生能力丢失的科学家；Carl Wernicke后来发现，当左侧大脑一个特定脑区损伤之后，人会丧失语言理解能力（同时保留语言产生能力）。
Korbinian Brodmann 基于细胞结构学特征将大脑分成52个不同的区域。他对大脑解剖学分界的描述至今仍在使用。
Camillo Golgi发展了一套染色法，这使得科学家可以看到单个的神经元。使用Golgi染色法，Ramon y Cajal确证了神经元是独立的单元，并发展了神经元学说。
认知神经科学的历史：心理学的故事
联结主义者认为，一个人经历的总和决定其心理发展的轨迹。联结主义与行为主义紧密相连，后者认为环境和学习是心理发展的最重要的因素。
George A.Miller证明，能够在一个短时间内保持的信息的量有一个上限，即7±2个项目。
Noam Chomsky研究语言并认识到，联结主义和行为主义的原理不足以解释语言习得。
第二章 细胞机制与认知
第一章向读者描绘了一幅现代认知神经科学的历史画卷，阐述了心理学和生物学经过怎样的融合才诞生了这门新的交叉学科，本章将主要回顾一些神经科学的基本知识，为以后章节的学习奠定基础；
“脑内神经元间信息交流的“微妙的平衡关系”产生了认知，当这一平衡被某种损伤或疾病打破，则感觉、运动和思维就可能出现问题”
说明：这篇博客我得停止更新了…学习了一段时间发现自己真的对这个领域不感兴趣，同时网上能够学习的参考资料真的不多（特指中文教程）。想继续学下去的读者可以自己慢慢啃《认知神经科学》这本教材。