脑与认知(自己总结)

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。 6.认知科学对于认知现象的研究，按方法论大体可以归结为三种：认知内在主义方法，认 知外在主义方法和认知语境主义方法。 第二章 1.脑和脊椎一样，是中枢神经系统的一部分，而脑又由端脑（大脑的基底神经节） 、间脑、 中脑、脑桥、延髓和小脑构成。脑干包括中脑、脑桥和延髓三部分。 2.人类大脑的三个组成部分：大脑皮层、大脑边缘系统、脑干。 3.左半脑主要具有语言、分析、计算、抽象、逻辑、对时间感觉等思维功能；右半脑具有 表象、综合、直观、音乐、对空间知觉和理解等思维功能。在思考方式上，左半球是垂直 的、连续的、因果式的；右半球是并行的、发散的、整体式的。 （简答题） 4.神经系统是由中枢神经系统和周围神经系统两部分组成。脑和脊髓构成中枢神经系统， 脑神经、脊神经和内脏系统（自主神经系统）组成周围神经系统。周围神经系统一端与脑 或脊髓相连，另一端通过各种末梢与身体各器官、系统相联系。 （名词解释） 5.事件相关脑电位技术（ERP）：凡是外加一种特定的刺激，作用于感觉系统或脑的某一部 位，在给予刺激或撤销刺激时，在脑区所引起的电位变化。这种电位变化是人类身体或心 理活动与时间相关的脑活动，可在头皮表面记录到，并以信号过滤和叠加的方式从脑电图 中分离出来。 （名词解释） 第三章 1.学习：人们通常习惯把读书、听讲、练习或进行实验等活动叫做学习。 2.反射分为两种：条件反射和无条件反射。无条件反射式动物和人生下来就具有的，在系 统发育过程中形成而遗传下来的，对外部生活条件特有的稳定的反应方式，其神经联系是 固定的。条件反射是动物和人后天获得的，是个体生活过程中适应环境变化并经过学习学 会的反射，其神经联系是暂时的。 3.注意分为有意注意、无意注意和两种注意并存。有意注意是通过一定的意志来完成或达 到某一目的的注意。无意注意事先没有一定的目的，也不需要一定的意志去发动，能够比 较自然地对某些事物产生注意反应的，叫做无意注意。 4.右脑开发的依据：“全脑模型”原理、大脑两半球分工协作原理、人脑潜能无限原理 5.丘觉的合成发放有两条途径，一是自由合成发放，另一条是样本点亮。丘觉平时处于潜 伏状态，当被样本点亮才能合成发放出来形成意识。 6.意识可以分为两大类：一类是自由意识，是具有个人特点的意识，体现了人与人思想的 差异；另一类是客观意识，是外界事物在脑中的反应，是不以人们的主管意志为转移的。 （意识与潜意识的相互转换图）意识：用来控制复杂的后天行为的心理活动；潜意识：唤 醒意识或维持一些本能反应。 7.大脑右半球的损伤会导致左侧躯体的瘫痪，而左半球的损伤会导致右侧躯体的瘫痪，右 半球的损伤还会产生一种奇怪的现象，叫做失视，但是左半球的损伤一般不会造成病人对 右侧空间的“失视” 。 8.大脑皮层中有两个对语言特别重要的部分，一个是位于左侧额叶的布洛卡区，另一个是 位于左侧颞叶的威尔尼克区。损坏这两个部分中的任何一个都会使语言能力受损，导致失 语。而且这两个区都位于语言区。 第四章 1.人工大脑的概述：人类以高超的智慧，通过将科学技术造出的类似于人脑的智能机器脑 袋。 2.人工大脑的分类：（1）按人工大脑的人造方法和技术可分为：生物人工脑，工程人工脑， 生物工程人工脑。生物工程人工脑的两类典型代表：计算机微芯片、生物电子人 （2）按人工大脑的工程实现方法可分为：基于神经工程的人工大脑、基于 AI 的人工大脑 和基于超级计算机的人工大脑。 3.M-P 神经元模型，该模型主要反映了神经元产生动作电位的性质，假定神经元只处于静 息和动作电位两种状态。它是一个多输入单输出的阈值逻辑元件，其输入输出的关系可表 示( )以及 M-P 模型图 4.P109-P118 5.BCI 是通过戴在人头顶的测量电极获取人脑活动信号，经过预处理特征提取等过程，进行 分类，转化为控制信号，提交给外部设备或者反馈给本人。BCI 系统一般由输入、输出和 信号处理及转换等功能环节组成。BCI 应用实例：电信号刺激增强记忆力、模仿大脑的电 子线路神经计算机、脑控驾驶汽车模型。 （名词解释） 6.赛博格技术：即机器化生物，是无机物所构成的机器作为身体的一部分生物（包括人与 其他动物在内） ，通常这样做的目的是借由人工科技来增强或强化生物体的能力。俗称：机 械化人、改造人、生化人。大致有四中类型：恢复功能型、标准型、重新装配型、增强型。 （名词解释） 7.Hopfield 神经网络是一种神经力学系统，具有稳定的平衡状态，即存在着吸引子，因为 hopfield 网络具有联想记忆功能。 8.画出海马记忆功能神经网络图，并写出各个区突触连接变化的方程式？（简答题） 第五章 1.知觉恒常性指的是个体能够在一定范围内不随知觉条件改变而保持对客观事物相对稳定 特性的组织加工的过程。知觉恒常性又细分为：大小恒常性、形状恒常性、颜色恒常性、 距离恒常性、明度恒常性（主要是会区分是哪一种恒常性） 2.自下而上加工通常从较小知觉单元开始分析，不断转向较大的知觉单元，自上而下加工 指在知觉过程中，个体运用已有知识经验和概念来加工阶段输出的制约与影响。当个体收 到非感觉刺激信息较多，知识经验较多时，个体往往主要采用自上而下的加工过程，而当 非感觉的刺激信息较少时，所需的感觉信息较多时，主要采用自下而上的加工过程。 3.记忆是对输入信息的编码、存储，并在一定条件下进行检索和提取的过程，记忆的整个 过程包括三个阶段，它们分别是编码、存储和提取。 4.瞬时记忆、短时记忆和长时记忆的特点。 （简答题） 5人类对知识的获取有四个特点：人类的知识通过建构而获得的、人类对知识的获得包含 着重构过程、人类对知识的获得具有制约性、人类大多数知识是一个领域一个领域逐个获 得的 第六章 1认知是一个物理符号系统，计算机也是一个符号系统。 2.一个完整的型号系统：输入符号、输出符号、复制信号、存储信号、建立符号结构、条 件性转移 3.语音编码大致可以分为：波形编码、参量编码和混合编码。波形编码是将时间域信号直 接变换为数字代码进行传输，如：PCM 、APC、 ATC。参量编码是在信源信号频率或其他 正交域提取特征参量并将其变换为数，以及在接收端从数字代码中恢复特征参量，并由特 征参量重建语音信号的一种编码方式，如 LPC。混合编码的应用有：MPLPC、MPC、CELP 4声源定位技术是通过声学传感器装置接收声波，再利用电子装置将信号进行转化处理， 以此实现对声源位置进行探测、识别并对目标进行定位及跟踪的一门技术。语音参量编码 声码器应用：通道声码器、共振峰声码器、同态声码器以及广泛应用的线性预测（LPC）声 码器等 5视觉是人类与外部世界的一种交互方式，人类所获取的信息有 80%以上是通过视觉接受 得到的。 6.Marr 的视觉计算理论框架（简答题） 7.从信息处理系统的角度出发，Marr 认为对视觉系统的研究应分为三个层次，即计算理论 层次、表达与算法层次和硬件实现层次。从视觉计算理论出发，Marr 将视觉系统分为自上 而下的三个阶段，即二维“要素图” 、2.5 维描述和三维型表象。二维图像中的边缘点、直 线段、曲线、顶点、纹理等基本几何元素或特征组成；三维模型表象，是以物体本身为中 心。 8.整个人类视觉认知过程包含三个结构：感知过程、思维过程和认知过程。感知过程是信 息获取阶段，对应的图形处理过程；思维过程是信息处理阶段，对应的图像分析过程；认 知过程是信息再生和存储阶段，对应的图像理解过程（计算机视觉与人类视觉认知过程） 第七章 1.仿人机器人是具备人类的外形特征和行动能力的智