认知神经科学研究方法课件

《认知神经科学研究方法课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、认知神经科学研究方法周治金认知神经科学研究方法诞生的历史背景其学科分支基本观点具体研究方法研究热点对心理学的影响一.认知神经科学诞生的历史背景发端于70年代的两大领域，即认知科学和神经科学在80年代逐渐合二而一，形成了九十年代新兴的认知神经科学，它将是21世纪最富有发展前景的前沿科学领域。认知神经科学不仅符合高科技发展的需求，也符合提高人口素质和发展教育事业的社会需求。因此。它又是21世纪最富生命力的科学领域。1.认知科学70年代，人工智能发展面对许多难题，传统物理符号论难以解决。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

2、(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，即离散的物理符号计算无法表达人类智能活动的真谛。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

3、Gibson著作再度风行于世,都为智能新概念奠定了科学基础。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

4、能本质的新认识。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。这显然不能满足研究者们的要求。脑是心理活动的物质本体，仅从行为水平探讨人脑的心理功能当然是不够的。2.神经科学70年代，精神药理学、神经生物学、神经免疫学的兴起和CT断层扫描技术的运用，极大地扩展了神经生理学和神经解剖学的传统分支学科，形成了多层次跨学科脑研究的综合领域—神经科学，在数以百计的神经科学研究

5、课题中，沿着两大研究方向获得了迅速的发展。（1）一方面，神经信息传递、编码和加工的研究，在70～80年代阐明了神经细胞之间信息传递的化学机制，80～90年代，发掘出细胞内信号转导的多种机制,，90年代则在细胞核内发现了与神经信息存贮相关的基因调节蛋白，揭示了神经信息和遗传信息的内在联系纽带。（2）另一大方向的研究，则发端于70年代的CT技术和脑局部代谢测定技术的结合。80年代初，利用13F脱氧葡萄糖的正电子发射效应，采用检测双光子的计算机控制的断层扫描技术，开创了无创性脑功能成像研究的新领域。单光子检测对区域性脑血流(rCBF)的测定也相随而行，不仅用于

6、许多疾病的鉴别诊断，而且也为简单心理活动(如视觉、听觉、语言等)的研究提供了无创性脑功能探测的新手段。尽管1977年在理论上已论证出功能性核磁共振技术的可行性，但经过15年的艰苦努力才于1992～1994年间真正实现了fMRI技术，从而带动了脑磁源和高分辨率脑电成像技术，以及PET等多种无创性脑功能成像研究领域的全面发展，为认知神经科学的迅速发展打下了坚实的方法学基础。3.人类疾病研究的实际需要疾病始终困扰着人类，一些疾病直接影响人的脑功能，包括脑肿瘤、老年痴呆、脑血管疾病、癫痫、毒品成瘾、精神分裂症等等。对这些疾病进行早期诊断，是预防疾病发生的重要措施

7、。早期诊断的一个重要内容是测查脑认知功能，除进行神经心理测查外，还设计一些精细的实验，采用ERP、PET和fMRI等技术研究病人执行某一认知任务时的脑功能图像，可以对脑结构损伤或脑功能性失调给予相当满意的诊断，有利于及时进行对症治疗。显然，对威胁人类脑功能疾病的研究和治疗成为推动认知神经科学产生和发展的强大现实动力。二.认知神经科学的学科分支认知神经科学是认知科学与神经科学相结合的产物，它建立在现代认知心理学和现代神经科学的基础上，具有高度的跨学科性、学科交叉性。在认知神经科学研究中，从实验设计、任务操作到数据处理，都面临着多方面的问题，它要求来自不同领

8、域，特别是实验与认知心理学、神经生理学、神经解剖学、计算机、统计学以及物理学等领