大腦信息處理.ppt
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第十五講腦信息處理機(jī)制 一 視覺(jué)信息處理機(jī)制二 學(xué)習(xí)與記憶機(jī)制三 腦科學(xué)簡(jiǎn)介 一 視覺(jué)信息處理機(jī)制 1 視覺(jué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 視網(wǎng)膜 外膝體 視皮層 2 視覺(jué)系統(tǒng)各部分的信息處理 關(guān)于視知覺(jué)的三條基本的評(píng)論 1 欺騙性2 模棱兩可3 建構(gòu)過(guò)程 視網(wǎng)膜 外膝體 視皮層 視皮層 上丘 丘腦枕 人類(lèi)視覺(jué)通路示意圖 基本的視覺(jué)信息 1 亮度 380 780nm 是一種外界輻射的物理量在我們視覺(jué)中反映出來(lái)的心理物理量 2 形狀 由物體在視覺(jué)空間上的亮度分布 顏色分布或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同而顯示出來(lái) 對(duì)比度 方位3 運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)方向和速度 4 顏色 主觀感覺(jué) 5 立體 或深度 視覺(jué) 感受野 receptorfield 視通路中任一神經(jīng)元都有其各自的視野或在視網(wǎng)膜上有一個(gè)代表區(qū)域 這個(gè)對(duì)應(yīng)區(qū)域就是該細(xì)胞的視覺(jué)感受野 視覺(jué)感受野的研究是單細(xì)胞視覺(jué)功能的鑰匙 視網(wǎng)膜細(xì)胞 視網(wǎng)膜細(xì)胞 感受器細(xì)胞 感光細(xì)胞 視錐細(xì)胞 視桿細(xì)胞 給出分級(jí)的超極化電位 不產(chǎn)生動(dòng)作電位雙極細(xì)胞 只能給出分級(jí)電位 不產(chǎn)生動(dòng)作電位 同心圓拮抗方式神經(jīng)節(jié)細(xì)胞 ganglioncell GC 同心圓拮抗式感受野 光信號(hào)轉(zhuǎn)換成神經(jīng)沖動(dòng) 感光細(xì)胞的作用 視色素 視蛋白 順式視黃醛光照 順式視黃醛 全反式視黃醛激活轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白激活磷酸二酯酶 PDE cGMP GMPcGMP含量的下降 造成了Na 不能再流入細(xì)胞內(nèi) 引起超極化 神經(jīng)節(jié)細(xì)胞 MachBand現(xiàn)象的神經(jīng)生物學(xué)解釋 外膝體 lateralgeniculatenucleus 中繼細(xì)胞 投射細(xì)胞 P細(xì)胞 中間神經(jīng)元 I細(xì)胞 25 視皮層 視皮層 現(xiàn)知與視覺(jué)有關(guān)的大腦皮層多達(dá)35個(gè) 猴 自皮層表面到白質(zhì)分成6層 外膝狀體核處理后的視覺(jué)信息首先傳到皮層17區(qū) I區(qū)或紋狀體區(qū) 外膝狀體細(xì)胞軸突末梢終止于第4層內(nèi) 然而再與2 3層細(xì)胞 第5 6層細(xì)胞建立突觸聯(lián)系 星形細(xì)胞 stellatecell 和錐體細(xì)胞 pyramidalcell 簡(jiǎn)單細(xì)胞的感受野及其特點(diǎn) 超柱 既平行又分級(jí)串行的信息處理機(jī)制 腦工作原理 1 主教細(xì)胞 假說(shuō) 1 組合爆炸 2 信息的集成問(wèn)題2 細(xì)胞群假設(shè) 由一群細(xì)胞的時(shí)空發(fā)放模式來(lái)反映刺激的類(lèi)型 1 重疊災(zāi)難 2 難以表達(dá) 等級(jí)結(jié)構(gòu) 3 特征捆綁問(wèn)題3 時(shí)空編碼理論 動(dòng)態(tài)細(xì)胞群 根本問(wèn)題 1 腦的各部分越來(lái)越趨向于分工處理各種各樣的視覺(jué)特征 然后我們的視覺(jué)卻把各種視覺(jué)特征綜合成一個(gè)完整的視覺(jué)實(shí)體 2 視覺(jué)圖像如何在腦中貯存和利用 二 學(xué)習(xí)與記憶機(jī)制 1 學(xué)習(xí)與記憶的類(lèi)型2 學(xué)習(xí)與記憶機(jī)制 1 海馬 2 LTP 腦的學(xué)習(xí)和記憶 學(xué)習(xí) 指人或動(dòng)物通過(guò)神經(jīng)系統(tǒng)接受外界信息而影響自身行為的過(guò)程行為學(xué) 引起個(gè)體對(duì)特殊環(huán)境條件所產(chǎn)生的適應(yīng)性行為的全部過(guò)程記憶 獲得的信息或經(jīng)驗(yàn)在腦內(nèi)儲(chǔ)存和提取 再現(xiàn) 的神經(jīng)活動(dòng)過(guò)程心理學(xué) 記憶是一種心理過(guò)程 由識(shí)記 保持 再認(rèn)或回憶所組成學(xué)習(xí)和記憶的基本過(guò)程 獲得 鞏固 再現(xiàn)獲得 是感知外界事物或接受外界信息 外界信息 的階段 也就是通過(guò)感覺(jué)系統(tǒng)向腦內(nèi)輸入訊號(hào)的階段 學(xué)習(xí)階段 識(shí)記或登錄 注意力對(duì)獲得的信息影響很大 鞏固 獲得的信息在腦內(nèi)編碼貯存和保持的階段 保存時(shí)間的長(zhǎng)短和鞏固程度的強(qiáng)弱與該信息對(duì)個(gè)體的意義以及是否反復(fù)應(yīng)用有關(guān) 再現(xiàn) 將貯存于腦內(nèi)的信息提取出來(lái)使之再現(xiàn)于意識(shí)中的過(guò)程 回憶 學(xué)習(xí)的類(lèi)型 1 簡(jiǎn)單學(xué)習(xí) 某種刺激重復(fù)作用的結(jié)果 1 習(xí)慣化 在反復(fù)刺激的過(guò)程中 因刺激而引起的行為反應(yīng)減弱 海兔的縮鰓反射 2 敏感化 在某種刺激 通常是強(qiáng)刺激 后 對(duì)該種刺激反應(yīng)明顯增強(qiáng) 2 聯(lián)合型學(xué)習(xí) 1 經(jīng)典的條件反射 指一個(gè)條件刺激和一個(gè)非條件刺激所分別引起的兩種行為反應(yīng)之間可建立起聯(lián)系 2 操作式條件反射 包含著反應(yīng)與刺激聯(lián)系的形成 讓動(dòng)物操作物體來(lái)學(xué)習(xí)解決問(wèn)題 并得到獎(jiǎng)賞或避開(kāi)懲罰 習(xí)慣化 海兔縮腮反射敏感化的突觸前易化機(jī)制 經(jīng)典條件反射過(guò)程中突觸傳遞變化的示意圖 記憶 瞬時(shí)記憶 當(dāng)外界的刺激作用于人們的感覺(jué)系統(tǒng) 其信息會(huì)保持很短的時(shí)間短期記憶 幾分鐘 長(zhǎng)期記憶 數(shù)分鐘 幾年 心理學(xué) 形象記憶 以事物形象為內(nèi)容的記憶邏輯記憶 關(guān)于事物的意義 性質(zhì) 變化規(guī)律等內(nèi)容情感記憶 涉及某些情感體驗(yàn)及情緒變化為內(nèi)容的記憶運(yùn)動(dòng)記憶 技巧和技能性的操作和運(yùn)動(dòng)或習(xí)慣化動(dòng)作等方面 多重記憶系統(tǒng) 1 陳述性記憶 外顯性記憶 explicitmemory 進(jìn)入意識(shí)系統(tǒng) 比較具體 可以清楚的描述涉及邊緣系統(tǒng)的腦結(jié)構(gòu) 依賴于大腦皮層和某些特異性腦區(qū)需要Hebb突觸模式 即突觸前神經(jīng)元與突觸后神經(jīng)元同時(shí)興奮的聯(lián)合機(jī)制2 程序性記憶 內(nèi)隱式記憶 implicitmemory 沒(méi)有意識(shí)成分參與 只涉及刺激順序的相互關(guān)系 貯存各個(gè)事物之間相關(guān)聯(lián)的信息 只有通過(guò)順序性的操作過(guò)程才體現(xiàn)出來(lái) 運(yùn)動(dòng)技巧 基底神經(jīng)節(jié)為主要環(huán)節(jié)只需即或與該項(xiàng)學(xué)習(xí)記憶有關(guān)的感覺(jué)系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)只需突觸前易化作用機(jī)制 即突觸前神經(jīng)元和有關(guān)的調(diào)制神經(jīng)元的聯(lián)合機(jī)制 工作記憶 workingmemory 屬程序性記憶 短時(shí)記憶依賴于大腦前額葉皮層神經(jīng)環(huán)路的功能 尤其是谷氨酸神經(jīng)元與多巴胺神經(jīng)元之間的平衡 是一短暫時(shí)刻的知覺(jué) 是一系列操作過(guò)程中的前后連接關(guān)系 后一項(xiàng)活動(dòng)需要前項(xiàng)活動(dòng)為參照 對(duì)腦高級(jí)功能的意義 通常是在過(guò)去的經(jīng)歷與當(dāng)前的行動(dòng)之間提供時(shí)間和空間的連續(xù)性 對(duì)于思維運(yùn)算 下棋 彈鋼琴以及無(wú)準(zhǔn)備的即席演講等都是十分重要的 腦是怎樣進(jìn)行記憶的 記憶的物質(zhì)基礎(chǔ)是什么 信息是通過(guò)什么方式寫(xiě)入 又以什么方式回憶和重現(xiàn) 海馬齒狀回是大腦皮質(zhì)中唯一的只與大腦皮質(zhì)內(nèi)部發(fā)生聯(lián)系 而不與皮質(zhì)下中樞發(fā)生聯(lián)系的結(jié)構(gòu) 它接受來(lái)自內(nèi)嗅區(qū)的穿通纖維 發(fā)出的軸索 形成苔狀纖維 止于CA3區(qū)錐體細(xì)胞主干樹(shù)突基部 苔狀纖維的突觸結(jié)構(gòu)比較特殊 內(nèi)含密集的圓形透明囊泡和少量實(shí)心的囊泡 且與好幾個(gè)樹(shù)突棘形成突觸復(fù)合體 苔狀纖維突觸集群 這一結(jié)構(gòu)只在海馬和小腦中才有 它被認(rèn)為可能是腦信息的存儲(chǔ)載體 海馬LTP可能是學(xué)習(xí)記憶的分子基礎(chǔ)1973年Bliss及其合作者 電刺激麻醉兔的內(nèi)嗅皮層 使海馬表層的穿通纖維興奮 可在齒狀回記錄到場(chǎng)電位 先用高頻電刺激幾秒鐘后 再用單個(gè)電刺激 記錄到的部分場(chǎng)電位幅度大大超過(guò)原先記錄的對(duì)照值 并可持續(xù)幾小時(shí) 幾天 這一現(xiàn)象稱為長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)效應(yīng) LTP 1983年發(fā)現(xiàn)NMDA N 甲基 D 門(mén)冬氨酸 受體通道復(fù)合體在LTP過(guò)程中起重要作用 進(jìn)一步深化了對(duì)LTP在大腦學(xué)習(xí)記憶中作用的理解 LTP定義 給突觸前纖維一個(gè)短暫的高頻刺激后 突觸傳遞效率和強(qiáng)度增加幾倍且能持續(xù)數(shù)小時(shí)至幾天保持這種增強(qiáng)的現(xiàn)象 LTP和學(xué)習(xí) 記憶的聯(lián)系吸引子假說(shuō)LTP有三個(gè)基本特征 協(xié)同性 Cooperativity 誘導(dǎo)LTP需要很多纖維同時(shí)被激活聯(lián)合性 Associativity 有關(guān)的纖維和突觸后神經(jīng)元需要以聯(lián)合的形式一起活動(dòng)特異性 Input Specificity 所誘導(dǎo)的LTP對(duì)被激活的通路是特異的 在其他通路上不產(chǎn)生LTP LTP的時(shí)程和分類(lèi) 時(shí)程 PTP強(qiáng)直后增強(qiáng) 一般5分鐘后衰減STP短時(shí)程增強(qiáng) 持續(xù)半小時(shí)左右 LTP長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng) 持續(xù)一小時(shí)以上 學(xué)習(xí)和記憶過(guò)程的調(diào)制 膽堿能受體阻斷劑 阻斷學(xué)習(xí)膽堿酯酶抑制劑 增強(qiáng)學(xué)習(xí)腎上腺素 增強(qiáng)記憶加壓素全身注射腎上腺素受體激動(dòng)劑或阿片受體拮抗劑和GABA受體拮抗劑均能增強(qiáng)記憶保持 促智藥物 nootropicdrugs 促智藥對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物和人體具有行為促進(jìn)效應(yīng)和某些生理生化效應(yīng)而沒(méi)有其他精神藥物 如安眠藥 鎮(zhèn)靜藥 的副作用 包括膽堿能藥物 鈣拮抗劑 神經(jīng)肽 神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子等 Ca2 起著多功能信使的作用 水平過(guò)高和過(guò)低都會(huì)影響動(dòng)物的記憶保持能力 小鼠實(shí)驗(yàn)證明海馬內(nèi)合適的Ca2 濃度是維持記憶功能的必要條件 各主要腦取得細(xì)胞內(nèi)Ca2 濃度升高是腦老化的重要特征之一 鈣通道拮抗劑能有效的阻斷細(xì)胞外Ca2 內(nèi)流及抑制細(xì)胞內(nèi)鈣的釋放 從而減輕細(xì)胞內(nèi)鈣負(fù)載 起著保護(hù)神經(jīng)細(xì)胞的作用 尼莫地平 是迄今在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中改善記憶作用最強(qiáng)的藥物 記憶的神經(jīng)基礎(chǔ)是突觸可塑性的改變和新的神經(jīng)回路的形成 一個(gè)良好的學(xué)習(xí)功能狀態(tài)應(yīng)該是 既能不斷的學(xué)習(xí)新的東西 又能記住已經(jīng)學(xué)會(huì)的東西 也就是既要不斷建立新的聯(lián)系 又要保持原來(lái)已形成的 對(duì)適應(yīng)生存有用的記憶 不斷強(qiáng)化要有輸入 還要有輸出 三 腦科學(xué)簡(jiǎn)介 1 基礎(chǔ)神經(jīng)科學(xué) 側(cè)重基礎(chǔ)理論神經(jīng)生物學(xué) 研究人和動(dòng)物的神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能 及其相互關(guān)系的科學(xué) 是在分子水平上 細(xì)胞水平上 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或回路水平上乃至系統(tǒng)和整體水平上闡明神經(jīng)系統(tǒng)特別是腦的物質(zhì)的 能量的 信息的基本活動(dòng)規(guī)律的科學(xué) 認(rèn)識(shí)腦 由六個(gè)研究分支 分子神經(jīng)生物學(xué) 化學(xué)物質(zhì) 細(xì)胞神經(jīng)生物學(xué) 細(xì)胞 亞細(xì)胞 系統(tǒng)神經(jīng)生物學(xué) 行為神經(jīng)生物學(xué) 學(xué)習(xí)記憶 情感 睡眠 覺(jué)醒等 發(fā)育神經(jīng)生物學(xué) 比較神經(jīng)生物學(xué)計(jì)算神經(jīng)科學(xué) 應(yīng)用數(shù)學(xué)理論和計(jì)算機(jī)模擬方法來(lái)研究腦功能的學(xué)科 創(chuàng)造腦 2 臨床神經(jīng)科學(xué) 側(cè)重醫(yī)學(xué)臨床應(yīng)用研究與神經(jīng)系統(tǒng)有關(guān)的疾病 及其診斷 治療方法 技術(shù)等 保護(hù)腦 腦科學(xué)的任務(wù) 最終目的 在于闡明人類(lèi)大腦的結(jié)構(gòu)與功能 以及人類(lèi)行為與心理活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ) 增進(jìn)人類(lèi)神經(jīng)活動(dòng)的效率 提高對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)疾患的預(yù)防 診斷 治療服務(wù)水平 基本目標(biāo) 1 揭示神經(jīng)元間各種不同的連接形式 為闡明行為的腦的機(jī)制奠定基礎(chǔ) 突觸 1014 2 在形態(tài)學(xué)和化學(xué)上鑒別神經(jīng)元間的差異 了解神經(jīng)元如何產(chǎn)生 傳導(dǎo)信號(hào) 以及這些信號(hào)如何改變靶細(xì)胞的活動(dòng) 3 闡明神經(jīng)元特殊的細(xì)胞和分子生物學(xué)特性 4 認(rèn)識(shí)實(shí)現(xiàn)腦的各種功能 包括高級(jí)功能 的神經(jīng)回路基礎(chǔ) 5 闡明神經(jīng)系統(tǒng)疾患的病因 機(jī)制 探索治療的新手段 神經(jīng)生物學(xué)處于生命科學(xué)發(fā)展前沿 著名學(xué)者高度評(píng)價(jià)神經(jīng)生物學(xué)的研究神經(jīng)生理學(xué)家 諾貝爾醫(yī)學(xué)生理學(xué)獎(jiǎng)獲得者Eccles預(yù)言 在30年內(nèi) 世界上大多數(shù)最偉大的科學(xué)家將都是在研究腦 諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者Crick指出 對(duì)于人類(lèi)來(lái)說(shuō) 沒(méi)有任何一種科學(xué)研究比研究人腦更重要 人約有十萬(wàn)多結(jié)構(gòu)基因 包括密碼結(jié)構(gòu)蛋白 密碼運(yùn)動(dòng)蛋白和密碼酶 其中60 以上在神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi) 其中目前已知的才幾十種 其他不是因研究神經(jīng)系統(tǒng)領(lǐng)域而獲諾貝爾獎(jiǎng)的人 如Waston Crick Nirenberg等 也已經(jīng)轉(zhuǎn)入神經(jīng)生物學(xué)研究領(lǐng)域 世界各國(guó)普遍重視神經(jīng)生物學(xué)研究美國(guó)101屆國(guó)會(huì)通過(guò)一個(gè)議案 命名1990年1月1日開(kāi)始的十年為腦的十年 1995年夏 國(guó)際腦研究組織IBRO在日本京都舉辦的第四屆世界神經(jīng)科學(xué)大會(huì)上提議把下一世紀(jì) 21世紀(jì) 稱為 腦的世紀(jì) 歐共體成立了 歐洲腦的十年委員會(huì) 及腦研究聯(lián)盟日本推出了 腦科學(xué)時(shí)代 計(jì)劃綱要中國(guó)提出了 腦功能及其細(xì)胞和分子基礎(chǔ) 的研究項(xiàng)目 并列入了國(guó)家的 攀登計(jì)劃 1969年美國(guó)神經(jīng)科學(xué)學(xué)會(huì)成 當(dāng)時(shí)僅數(shù)百名會(huì)員 1989年會(huì)員已達(dá)18000多名 成為生命科學(xué)方面最大的學(xué)會(huì) 1995年增加到24000多名 腦科學(xué)新進(jìn)展 1 分子和細(xì)胞水平的神經(jīng)科學(xué)發(fā)展迅猛2 感覺(jué)信息加工的重大突破 視覺(jué)的腦機(jī)制3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究進(jìn)入新的高潮4 發(fā)育神經(jīng)生物學(xué)的崛起5 神經(jīng)和精神疾病的研究進(jìn)展驚人6 整體的和無(wú)創(chuàng)傷條件下的研究 日本腦科學(xué)研究中的一些熱點(diǎn) 神經(jīng)元功能的分子生物學(xué)研究研究控制產(chǎn)生特異性功能的分子和細(xì)胞機(jī)制 以及神經(jīng)回路中突觸聯(lián)系的可塑性變化的分子和細(xì)胞機(jī)制分子神經(jīng)病力學(xué)研究導(dǎo)致某些腦功能紊亂的神經(jīng)性疾病基因 Alzheimer腦功能成象無(wú)損傷的腦功能成象技術(shù)fMRI MEG 研究人的心智問(wèn)題人的信息處理機(jī)制和智能化人機(jī)界面的研究視覺(jué)信息處理 語(yǔ)音處理以及信息整合和產(chǎn)生 多模態(tài)通訊 腦通訊 發(fā)生和感知之間的相互作用類(lèi)腦機(jī)器和腦型計(jì)算機(jī)的研究大規(guī)模立體多層次神經(jīng)芯片的研制 智能機(jī)器人的研制動(dòng)態(tài)腦的研究腦活動(dòng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程以及研究它的動(dòng)力學(xué)性質(zhì) 日本的腦科學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略 1996年制定為期二十年的 腦科學(xué)時(shí)代 腦科學(xué)研究推進(jìn)計(jì)劃 1 了解腦 闡明腦功能闡明產(chǎn)生感知 情感和意識(shí)的腦區(qū)結(jié)構(gòu)和功能 功能定位 認(rèn)知 運(yùn)動(dòng) 情感 學(xué)習(xí) 思維 直覺(jué) 自我意識(shí) 闡明腦通訊功能 語(yǔ)言信息在腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中表達(dá)的機(jī)制 人類(lèi)獲得語(yǔ)言能力的過(guò)程 語(yǔ)言 思想和智力之間的關(guān)系 2 保護(hù)腦 征服腦疾患控制腦發(fā)育和衰老過(guò)程 識(shí)別與發(fā)育及腦分化相關(guān)的基因家族 發(fā)展調(diào)節(jié)腦發(fā)育和分化的技術(shù)手段 促進(jìn)人類(lèi)大腦健康發(fā)育和防止發(fā)育異常 控制人腦衰老 神經(jīng)性精神性疾病的康復(fù)和預(yù)防 藥物成癮性 修復(fù)受損腦組織 單內(nèi)因性疾病的發(fā)病機(jī)制 神經(jīng)組織移植和基因療法 老年性癡呆 帕金森氏病 精神分裂癥的治療和預(yù)防的方法 3 創(chuàng)造腦 開(kāi)發(fā)腦型計(jì)算機(jī)發(fā)展腦型器件和結(jié)構(gòu) 具有學(xué)習(xí)和記憶能力的神經(jīng)元芯片 智力認(rèn)知功能 具有智力 情感和意識(shí)的腦型計(jì)算機(jī) 腦型信息產(chǎn)生和處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā) 支持人類(lèi)機(jī)能的機(jī)器人系統(tǒng) 腦功能及其細(xì)胞和分子基礎(chǔ)項(xiàng)目簡(jiǎn)介 神經(jīng)系統(tǒng)功能的一般細(xì)胞和分子基礎(chǔ)突觸傳遞及其調(diào)控 信號(hào)跨膜轉(zhuǎn)導(dǎo) 神經(jīng)免疫調(diào)節(jié)的細(xì)胞與分子基礎(chǔ)視覺(jué)信息加工視皮質(zhì)神經(jīng)元感受野外整合和皮質(zhì)內(nèi)視覺(jué)信息通道的研究 視網(wǎng)膜信息處理的細(xì)胞和分子基礎(chǔ) 外膝狀體的突觸傳遞及其調(diào)控痛覺(jué)和鎮(zhèn)痛阿片肽與抗阿片肽在受體 受體后和基因水平的相互作用 P物質(zhì)和谷氨酸在脊髓傷害性信息傳遞和調(diào)制中的作用感覺(jué)信息加工的神經(jīng)計(jì)算原理和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理視覺(jué)感知的神經(jīng)計(jì)算和自組織原理 靈長(zhǎng)類(lèi)視覺(jué)系統(tǒng)與復(fù)眼視覺(jué)系統(tǒng)對(duì)于視覺(jué)運(yùn)動(dòng)模式信息的加工與表達(dá) 高等哺乳動(dòng)物視皮質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能的自組織原理 感覺(jué)感知過(guò)程中的模式生成與模式識(shí)別的神經(jīng)動(dòng)力學(xué) 感覺(jué)信息加工的數(shù)字模型和計(jì)算機(jī)模擬 設(shè)計(jì)和編制具有不同類(lèi)型神經(jīng)元時(shí)空性質(zhì)和可隨意設(shè)置聯(lián)系方式的計(jì)算機(jī)軟件包 從理論上研究神經(jīng)系統(tǒng)功能單位和組織結(jié)構(gòu)形成的規(guī)律 提出基于神經(jīng)信息波的具有自學(xué)習(xí)能力的識(shí)別系統(tǒng)模型 發(fā)展感覺(jué)系統(tǒng)信息的編碼假設(shè)和理論 神經(jīng)科學(xué)的主要研究方法解剖學(xué)方法 采用通常的組織染色方法可以在光學(xué)顯微鏡下觀察神經(jīng)系統(tǒng)各種組織的細(xì)胞結(jié)構(gòu) 即神經(jīng)元的不同形態(tài) 以及它們間連接的一般情況 運(yùn)用電子顯微鏡可以進(jìn)一步了解神經(jīng)元和突觸的精細(xì)結(jié)構(gòu) 問(wèn)題 神經(jīng)系統(tǒng)是怎樣布線的 即個(gè)別的神經(jīng)細(xì)胞的突起如何排列 伸展得多遠(yuǎn) 那些突起和那些突起相連結(jié) 高爾基銀染法對(duì)神經(jīng)機(jī)制的認(rèn)識(shí)奠定了基礎(chǔ) 目前仍在廣泛使用 神經(jīng)活性物質(zhì)進(jìn)行染色 熒光 放射性標(biāo)記生理學(xué)方法運(yùn)用微電極細(xì)胞外記錄 細(xì)胞內(nèi)記錄技術(shù)對(duì)單個(gè)神經(jīng)元活動(dòng)分析 近年來(lái) 片膜鉗技術(shù)對(duì)離子通道進(jìn)行深入的研究 細(xì)胞外記錄 30年代后期發(fā)展起來(lái)的 用金屬絲電極1 5微米記錄幅度較大的瞬間性動(dòng)作電位 對(duì)神經(jīng)元的功能起了重要作用 細(xì)胞內(nèi)記錄 0 1 0 5微米的玻璃電極 內(nèi)充高濃度氯化鉀或醋酸鉀以導(dǎo)電 能記錄動(dòng)作電位 小的分級(jí)電位 同時(shí)能監(jiān)視膜電位的變化 此外 能注入物質(zhì) 進(jìn)行形態(tài)學(xué)分析 缺點(diǎn)是造成細(xì)胞損傷 記錄時(shí)間 小細(xì)胞受限 片膜鉗技術(shù) 70年代后期 Neher和Sakmann發(fā)展了一種新的紀(jì)錄方法 可以用來(lái)記錄單個(gè)離子通道的活動(dòng) 分子生物學(xué)方法 重組DNA技術(shù) 分析離子通道蛋白的結(jié)構(gòu)和功能 生理特性應(yīng)用單克隆抗體和遺傳突變體 認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)和認(rèn)知科學(xué) 1987 1988年 五個(gè)歐洲認(rèn)知科學(xué)界倡導(dǎo)的研究領(lǐng)域 認(rèn)知心理學(xué) 邏輯和語(yǔ)言學(xué) 認(rèn)知神經(jīng)科學(xué) 人 機(jī)接口和人工智能 1989年美國(guó)發(fā)行 認(rèn)知神經(jīng)科學(xué) 專業(yè)期刊 認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的研究任務(wù)在于闡明認(rèn)知活動(dòng)的腦機(jī)制 研究感知覺(jué) 注意 記憶 語(yǔ)言 思維 意識(shí)等認(rèn)知過(guò)程 研究智能的本質(zhì)和起源 認(rèn)知神經(jīng)心理學(xué) 認(rèn)知心理生理學(xué) 認(rèn)知生理心理學(xué) 前額葉皮層功能 顳葉認(rèn)知功能和復(fù)雜視覺(jué)及運(yùn)動(dòng)功能 認(rèn)知神經(jīng)生物學(xué) 從生物物理學(xué)和生物化學(xué)的角度深入研究各種認(rèn)知過(guò)程的分子 細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ) 計(jì)算神經(jīng)科學(xué) 認(rèn)知科學(xué)定義為 智能實(shí)體與他們的環(huán)境相互作用的原理的研究 向兩個(gè)方向展開(kāi) 斯蒂靈等1987是研究人類(lèi)的認(rèn)知和智力的本質(zhì)和規(guī)律的科學(xué) 研究范圍包括知覺(jué) 注意 記憶 動(dòng)作 語(yǔ)言 推理和思考乃至意識(shí)在內(nèi)的各個(gè)層次和方面的人類(lèi)的認(rèn)知和智力活 外延 列舉了認(rèn)知科學(xué)的分支領(lǐng)域以及它們之間的交叉關(guān)系 計(jì)算機(jī)科學(xué) 心理學(xué) 哲學(xué) 語(yǔ)言學(xué) 人類(lèi)學(xué)和神經(jīng)科學(xué)內(nèi)涵 發(fā)現(xiàn)心智的表征和計(jì)算能力以及他們?cè)谌四X中的結(jié)構(gòu)和功能表示 試圖以心智能力的結(jié)構(gòu) 功能和內(nèi)容來(lái)抽象地描述此種能力 探索由物質(zhì)系統(tǒng)完成認(rèn)知功能的各種途徑 謀求表征生命系統(tǒng)中出現(xiàn)的心智過(guò)程 研究認(rèn)知所涉及的神經(jīng)機(jī)制 Interconnectivityofneurons 3 neuronP neuronQ receptivefield ofneuronQ receptivefield ofneuronP Wpi Wqj Receptivefieldandlocalconnection- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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- 關(guān) 鍵 詞:
- 大腦 信息處理
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