这份应该是最后一版了,感谢提出错误和修正的同学以及老师,祝大家考试顺利(๑•.•๑)。

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主要修正的点:

  • 部分重点的加粗
  • 绪论中的从脑科学研究史上两对重要的主张分别是什么?当前研究的观点是什么?
  • 2.神经科学方法有哪些?中的脑损伤研究法属于电生理学
  • 添加了例题
  • 补充了点图片

自然智能 vs 人工智能

人工智能的目标:核心在智能 —— 自然智能与人工智能

  • 神经系统 vs 人工神经网络
  • 感知觉 vs 传感器
  • 物体识别 vs 图像识别
    • 多层次表示 vs 表示学习(representation learning)
    • 面孔识别 vs 人脸识别
  • 运动控制 vs 脑机接口
  • 学习与记忆 vs 记忆网络 (memory network)
  • 情绪 vs 情感识别
  • 语音 vs 自然语言处理
  • 注意与意识 vs 注意力机制(attention)

知识点复习

绪论

1.脑与认知科学的核心问题是什么? (物质的脑)如何产生(精神的)心智:脑心关系(序列 P23)

Note

脑和认知是基础,脑心关系是核心

2.从脑科学研究史上两对重要的主张分别是什么?当前研究的观点是什么?

  • 局部论(定位论)与整体论
    • 现代脑科学研究倾向于将功能特异性(局部)与分布式网络整合(整体)相结合。这意味着虽然特定脑区与特定功能紧密相关,但认知任务往往由多个相互连接的脑区组成的复杂网络来完成。例如,语言加工虽然主要集中在左半球脑侧裂,且布洛卡区和韦尼克区至关重要,但语言理解和生成涉及由多个区域组成的复杂神经网络。情绪研究也表明,情绪不再被认为只有一个神经回路,而是根据不同的情绪任务或情境,有不同的神经系统参与。
  • 行为注意与认知科学
    • 当前的“脑与认知科学”领域正是行为主义局限的反动和认知科学的兴起的产物。其核心目标是研究脑-心关系,即物质的“脑”如何产生精神的“心智”。研究自然智能被视为启发和创造人工智能的关键。这种对智能的模拟和创造,必然要求对内部心理过程进行深入的理解和建模,这与纯粹的行为主义立场截然不同

PS:老师上课其实讲的是定位论,但是我在 PPT 上只找到了局部论,顺便贴张老师的回复 老师的回复 1.jpg

3.布罗德曼如何对大脑进行分区?

采用组织染色法看清不同脑区的细胞类型,并基于皮质细胞结构的差别进行分区。最终划分出 52个不同的脑区,形成了著名的“Brodmann 52脑区图”

4.卡哈尔使用什么办法观察到了单个神经元?神经元学说的主要观点是?

  • 卡哈尔 (Santiago Ramón y Cajal) 使用了高尔基 (Camillo Golgi) 的银染色法,在光学显微镜下观察到了神经元的基本结构,从而发现了神经元的单一性
  • 神经元学说的主要观点是:神经系统是由大量解剖学、遗传学上独立的神经元组成的

5.行为主义是什么?

行为主义 (Behaviorism) 是一种心理学流派,其主要关注点是可观察的刺激与行为之间的关系。它忽视了内部心理过程,认为内部心智活动无法直接研究。斯金纳 (Skinner) 的刺激-反应理论是其代表性观点。

6.米勒证明人能够在短时间内保持的信息量的容量是什么?

乔治·米勒 (George Miller) 证明人能够在短时间内保持的信息量容量是 7+2个工作记忆容量

7.什么成为认知科学的重要理论基础?

数字计算机的诞生以及“信息加工观” 成为认知科学的重要理论基础。这一理论基础推动了认知科学的兴起,并在1956年达特茅斯研讨会上正式确定了“人工智能”概念,并提出了“信息加工模型”。

研究方法

1.实验心理学的方法是什么?

实验心理学方法是指在实验室控制条件下进行的心理学研究方法。

a) 主要有哪些步骤

实验心理学方法的主要步骤包括

  • 提出假设
  • 设计实验 (包括提出与假设有关的变量,如自变量、因变量和额外变量;选择合适的方​​法获取变量的值)
  • 实施实验
  • 统计分析
  • 验证假设

b) 主要有哪些代表性方法,分别用于什么实验,得出了什么结论?

  • 反应时法 (Reaction Time Method)
    • 定义:指从刺激呈现后,到受试者做出相应反应所需的时间
    • 包括:减法反应时加因素法
    • 减法反应时法:当两个信息加工过程具有包含和被包含关系时,这两个信息加工需要的时间差就是独特的信息加工过程所需要的时间 期末复习-减法反应时法.png
    • 加因素法:依据加法原则,完成一个作业所需要的时间是一系列信息加工阶段分别需要时间的总和
      • 代表性实验:斯腾伯格短时记忆实验。该实验假设短时记忆提取的基本操作是编码、比较、决定、反应,并研究这些操作是并行还是串行
      • 结论:实验结果支持串行加工
    • 冲突效应 (Conflict Effect):指文字的含义与文字的特征存在不一致,即从不同维度或特征所获取的信息相冲突,从而对受试者造成干扰。Stroop效应是反应时实验的一个经典实验范式
    • 内隐联想测验 (Implicit Association Test, IAT):一种计算机化的分类任务,以反应时差异为指标来测量概念间内在的联系强度,从而间接反映个体的内隐心理倾向。其基础是启动效应。(检测种族歧视)
  • 口语报告分析法 (Verbal Report Analysis Method):出声思考发,是一种由被试大声地报告自己在进行某项操作时的想法来探讨其内部认知过程的方法。要求被试如实报告操作时自己思考的详细内容,使内部的思维过程外部言语化,但不要求解释情景或思维过程。
  • 眼动分析法 (Eye-tracking Analysis Method):通过记录眼球运动(注视、眼跳和追随运动)来反映信息选择和注意。常用于揭示信息加工的内部机制。常用参数包括眼动轨迹、注视时间、眼动方向和距离以及瞳孔大小与眨眼。
  • 计算建模方法 (Computational Modeling Method):利用计算机(机器)来模拟人的认知加工过程。它是检验认知理论的重要工具,可以解决复杂问题,如感觉、记忆、语言、运动控制等,并能模拟脑损伤对行为表现的影响
    • 代表性模型:McCulloch-Pitts人工神经元模型
    • 局限:相对于生物神经系统过于简化,可迁移性差

2.神经科学方法有哪些?

神经科学方法可分为电生理学方法、脑成像方法

a)哪些是无创的方法?哪些是有创的方法?

无创方法:

  • 脑电图 (EEG)
  • 事件相关电位 (ERP)
  • 脑磁图 (MEG)
  • 经颅磁刺激 (TMS)
  • 计算机断层扫描 (CT)
  • 正电子发射断层扫描 (PET)
  • 磁共振成像 (MRI)
  • 功能磁共振成像 (fMRI),包括扩散加权成像 (DWI) 和扩散张量成像 (DTI)

有创方法:

  • 膜片钳技术 (Patch Clamp Technique)
  • 细胞记录法 (包括单细胞记录法和多细胞记录法)
  • 脑损伤研究法 (包括自然脑损伤和动物实验中的控制损伤)
  • 皮质电图 (ECoG)

b)不同方法的基本原理是?

电生理学方法:

  • 膜片钳技术:用玻璃微电极吸管把细胞膜通过负压吸引封接起来,测量被嵌膜片内开放所产生的电流,以记录离子通道的离子电流来反映细胞膜单一通道活动
  • 单细胞记录法:将微电极插入动物大脑以获得细胞膜外电位记录
  • 多细胞记录法
  • 多维(阵列)电极记录法
  • 其他:手术法、冷却法、药物法等

脑损伤研究法:通过研究脑部损伤(无论是自然损伤还是控制性动物损伤)对行为和认知功能的影响来推断脑区功能。

脑成像方法:

  • 计算机断层扫描 (CT):利用X射线旋转照射大脑,通过不同脑组织对X射线的吸收能力不同来构建大脑断层面的影像。结构成像技术,无法观察动态功能;分辨率不高。
  • 正电子发射断层扫描 (PET):受试者服用被放射性示踪剂标记的显影剂,示踪剂释放正电子,与生物体的电子湮灭产生伽马射线,被PET扫描器捕获,测量血流量,从而间接反映脑区激活。脑区激活的时候,血流量增加,哪里血流大,哪里的伽马射线多。
  • 磁共振成像 (MRI):利用氢原子的磁特性,用电磁波照射改变氢原子旋转排列方向,不同脑组织中氢原子的密度不同形成不同对比度。结构成像技术,分辨率高<1mm
  • 功能磁共振成像 (fMRI):利用大脑脑区神经元兴奋时,血流中氧合与去氧血红蛋白的比例改变引起局部磁场信号改变的原理(BOLD效应),间接反映大脑神经元活动的位置及强度
    • 扩散加权成像 (DWI):通过测量施加扩散敏感梯度场前后组织发生的信号强度变化,检测组织中水分子的扩散状态,间接反映微观结构
    • 扩散张量成像 (DTI):基于DWI发展而来,追踪脑白质纤维,反映其解剖连通性,通过水分子移动方向制图。
  • 脑电图 (EEG):测量大脑在活动时,大量神经元同步发生的突触后电位经总和后形成的脑电波
  • 事件相关电位 (ERP):与特定刺激或事件相关联的脑电活动,通过将多次重复刺激诱发的脑电进行叠加来获取
  • 皮质电图 (ECoG):通过神经外科直接在脑皮质上插入电极,更直接地记录脑皮质电波
  • 脑磁图 (MEG):直接测量脑内神经电流发出的极其微弱的生物磁场信号。
  • 经颅磁刺激 (TMS):通过线圈放出强大电流产生磁场,无创地在大脑中产生局部刺激,可用于激发或引发短暂的功能丧失。

c)哪些方法具有高时间分辨率?哪些具备高空间分辨率?

高时间分辨率:

  • EEG:极高,几乎达到实时
  • ERP:ms级
  • MEG:极高,可达到毫秒级甚至亚毫秒级

高空间分辨率:

  • fMRI:mm级
  • MRI:高,小于1mm
  • MEG:空间定位精度可达2mm范围内
  • PET:较好,5mm

细胞机制与认知

1. 神经元

1) 神经元组成神经系统遵循的基本原理是什么?

神经元是神经系统组成的基本单元。神经元组成神经系统时遵循两个基本原理:

  • 神经元相互独立,连接具有特异性。
  • 接收和发出功能性两极分化。

2) 神经细胞的主要结构和功能是什么?

神经元的基本结构包括细胞体、树突和轴突:

  • 细胞体:包含维持神经元新陈代谢的细胞器,其细胞膜是双层脂质绝缘膜。
  • 树突:是神经元的输入和接收成分,负责接收信息,并含有棘的特异性突起。
  • 轴突:是神经元的信号传送或传导成分,负责传出信息,通常裹着髓鞘。
  • 突触:负责神经元之间的信息传递,通常位于树突棘上。轴突终末是神经元的输出。

3) 神经元细胞的形态上有什么特点?

神经元的形态多样,主要分为:

  • 单极神经元:仅有一个远离胞体的突起,能分支成树突和轴突末梢,常见于无脊椎动物。
  • 双极神经元:有两个突起,即一个树突和一个轴突,主要负责感觉信息传递与加工,如视觉、听觉、嗅觉。
  • 假单极神经元:源于双极感觉神经元树突和轴突的融合,将躯体感觉信息传递到中枢神经系统。
  • 多极神经元:有一个轴突和多个树突,是脑内神经元的主要形态,参与运动和感觉信息加工。
  • 物以类聚性:形态学相似的神经元倾向于集中在神经系统的某一特有区域。

4) 神经元的功能与神经元结构的关联如何?

神经元根据其功能可以划分为不同的类型,这些类型与神经元的结构(形态)相关联:

  • 感觉神经元(传入神经元):多为假单极神经元,胞体多位于脑脊神经节内,其末梢分布在皮肤和肌肉处,接受刺激并传向中枢。
  • 运动神经元(传出神经元):多为多极神经元,胞体位于脑、脊髓和自主神经节内,把神经冲动传给肌肉或腺体。
  • 中间神经元:介于感觉神经元和运动神经元之间,多为多极神经元。它们在动物进化中数量逐渐增多,在人类中约占99%。

5) 胶质细胞的类型以及每种类型细胞的特点和功能是什么?

胶质细胞的数量是神经元的10倍,主要类型和功能包括:

  • 星形胶质细胞:位于中枢神经系统,围绕着神经元与脑血管连接,控制离子浓度,并形成血脑屏障,作为血液和神经系统之间的特异性通道。
  • 少突胶质细胞:位于中枢神经系统,构成髓鞘,在轴突周围形成绝缘体,保证动作电位的传递。
  • 小胶质细胞:位于中枢神经系统,主要功能是清除和修复受损细胞。
  • 许旺氏细胞:位于外周神经系统,同样构成髓鞘。

2. 神经信号传导

1)细胞内神经信号传导的具体过程是怎样的?(PPT 有图)

期末复习-神经信号传递1.png 细胞内神经信号传导(电流传递)的具体过程包括:

  1. 突触传入:神经元首先接收到突触传入的信息。
  2. 突触电流:这些传入信息产生突触电流。
  3. 被动传导(电紧张传导):突触电流在细胞内发生被动传导。这种传导是衰减的,其传导距离取决于起始电流幅度、细胞膜电阻电容和细胞液导电性,通常只能在短距离(如1mm)内发挥作用。
  4. 动作电位:当被动电流引起的去极化达到阈值时,会激发动作电位。动作电位是一种可传递的电位变化过程,它维持电流长距离传导,不衰减。

2) 什么是膜电位?

膜电位是指神经元细胞膜两侧存在的电位差。

  • 存在许多离子通道,通过选择性渗透和主动跨膜转运,使得细胞内外离子(如Na+、K+、Cl-)分布不均衡。
  • 通常情况下,细胞外正内负,膜电位在-40mV至-90mV之间。
  • 细胞内外离子的运动会改变膜电位
  • 去极化是膜电位差减小(负电位减小),超极化是膜电位变得更负。

细胞膜

  • 磷脂双分子层
  • 分割细胞内外
  • 存在许多离子通道

3) 分级电位和动作电位的特点和区别是什么?

  • 分级电位(被动电流/电紧张传导)的特点是:
    • 幅度随距离衰减,只能在短距离内(约1mm)发挥作用。
    • 非脉冲式产生(虽然来源中没有直接说明“非脉冲式”,但相对于动作电位的“脉冲式”可以推断)。
  • 动作电位(主动电流)的特点是:
    • 由被动电流激发,但幅度恒定,不衰减性传导,能够进行长距离传导。
    • 脉冲式产生。
    • 需要去极化达到阈值才能产生。
  • 区别:分级电位是衰减的、短距离的信号,而动作电位是幅度恒定、非衰减的、长距离的脉冲信号。动作电位是神经信号长距离传导的基础。

4) 动作电位的产生过程是什么?

动作电位的产生过程遵循Hodgkin-Huxley循环,主要包括三个阶段:

  1. 去极化(上升阶段):当膜去极化达到阈值时,电压控制的Na+通道开放,Na+大量内流,导致细胞内电位急剧上升,形成锋电位上升阶段。
  2. 复极化(下降阶段):膜电位达到Na+平衡电位后,Na+停止内流,同时K+通道快速外流,使细胞内电位下降,恢复到负电位水平,形成锋电位下降阶段。
  3. 后电位:Na+-K+泵活动,使膜两侧离子分布恢复到兴奋前的非均衡状态。
  • 不应期:在此过程中,神经元会经历一个不应期,在此期间无法再次产生动作电位或需要更强的刺激才能产生(来源中提及“不应期”,但未详细解释其过程)。

静息电位去极化达到阈值是产生动作电位的必要条件。

5) 神经递质是如何传递的?神经递质有哪些类型?

神经递质主要通过化学突触传递信息,过程如下:

  1. 动作电位到达突触前末梢:突触电流汇总引起动作电位,该动作电位引起突触前末梢的去极化。
  2. 神经递质释放:去极化引起Ca2+内流,Ca2+浓度升高,导致含有神经递质的囊泡与突触膜融合,释放神经递质到突触间隙。
  3. 神经递质与受体结合:神经递质穿过突触间隙,与突触后膜的特异性受体结合。
  4. 引起突触后电位:神经递质与受体结合后,会引起突触后神经元的兴奋性或抑制性突触后电位。

神经递质的类型有100种以上,主要分为:

  • 兴奋性递质:例如乙酰胆碱、谷氨酸、5-羟色胺。
  • 抑制性递质:例如GABA、甘氨酸。
  • 药物可以通过影响神经递质的作用(如模拟神经递质活动、增加释放或阻止重摄取、降低结合)来影响神经活动。

神经解剖和发展

神经系统

1)神经系统的两大组成部分以及相应功能是什么?

神经系统主要由两大组成部分构成:中枢神经系统(CNS)和周围神经系统(PNS)

  • 中枢神经系统(CNS):
    • 组成:包括脑和脊髓。
    • 功能:是进行命令和控制的部分。脑负责信息处理和存储,脊髓则负责信息传递。中枢神经系统整合从全身收集到的感觉信息,并通过协调有意识和无意识的行为来做出反应。
  • 周围神经系统(PNS):
    • 组成:包括脑神经(12对)、脊髓神经(31对)和内脏神经。
    • 功能:连接人体其余部位,传递信息。内脏神经还负责调节内脏和血管平滑肌、心肌和腺体的活动。

2)周围神经系统的组成、功能是什么?

周围神经系统(PNS)连接人体其余部位,负责传递信息。它主要由以下部分组成:

  • 脑神经:有12对。
  • 脊髓神经:有31对。
  • 内脏神经:主要调节内脏、血管平滑肌、心肌和腺体的活动。 周围神经系统还包括传入神经和传出神经(其中传出神经包含自主神经)。

3)观察脑的视图、位置描述?

观察脑的结构时,常用的视图包括:

  • 矢状视图(SAG):显示左右切面。
  • 水平视图(HOR):显示上下切面。
  • 冠状视图(COR):显示前后切面。 期末复习-脑的视图.png 4)脑的结构组成?

脑的结构主要由以下几个部分组成:

  • 前脑:
    • 端脑(大脑):主要指皮质。
    • 间脑:包括丘脑和下丘脑。
  • 脑干:包括中脑、脑桥和延髓(延脑)。
  • 小脑。

5)从皮质结构来看大脑有哪些组成?

从皮质结构来看,大脑皮质的组成和特点包括:

  • 褶皱:皮质表面有大量褶皱,这有助于节省空间并增大表面积,其中2/3的皮质是折叠的。
  • 三维联系:皮质内部存在复杂的三维联系。
  • 左右半球。
  • 皮质(灰质):由多层细胞构成,平均厚度约为3毫米,是神经元胞体及其树突集聚的区域。
  • 皮质下神经纤维集聚处(白质):主要由轴突或长的树突以及包裹在外面的髓鞘组成。

根据皮质结构和细胞形态的不同,大脑皮质可以分为:

  • 新皮质(Neocortex):占大脑皮质的90%,由6层细胞构成,包括感觉皮质、运动皮质和联合皮质。
  • 中间皮质:也由6层细胞构成,包括扣带回、海马旁回等边缘系统部分。
  • 异质皮质:由1-4层细胞构成,包括海马、初级嗅皮质等。
  • Brodmann分区:根据皮质细胞结构的差别进行的划分,共52个分区。

6)新皮质分为哪几个区,主要有哪些功能?

新皮质是大脑皮质的90%,依据脑回、脑沟、脑裂以及颅骨命名,划分为不同的脑叶:

  • 额叶:
    • 包含初级运动皮质、运动前区、辅助运动区等,主要负责运动。初级运动皮质位于额叶后部。
    • 前额叶皮质:负责计划、执行、集中注意和抑制行为。前额叶包括背外侧前额叶、眶额皮层和内侧额叶。
  • 顶叶:
    • 主要包含躯体感觉区,位于中央沟的后部(Brodmann 1, 2, 3区)。
    • 功能:接受来自丘脑的输入,包括触觉、痛觉、温度感觉以及本体感觉。
  • 枕叶:
    • 主要包含视觉皮质。
    • 初级视觉皮质(V1区或BA17):负责对颜色、亮度、空间频率、朝向及运动等信息进行编码和加工。
    • 纹外皮质(BA18, BA19):负责更高级的视觉加工。
  • 颞叶:
    • 主要包含听觉皮质。
    • 声音信息通过耳蜗、丘脑的内侧膝状体到达上颞叶的听觉皮质(初级听觉皮质和听觉联合区域),经信息加工后形成对声音的感觉。
  • 联合皮质:
    • 指新皮质中不能被划为感觉或运动的部分,占人类大脑约75%的区域。
    • 功能:接受来自许多皮质区域的输入,负责更高级的心理加工,例如视觉联合皮质在心理表象过程中激活。

7)脊髓的组成、功能是什么?

脊髓上端连接延髓,下端延伸到脊椎底部的马尾,两旁发出成对的神经,分布到四肢、体壁和内脏。

  • 功能:
    • 传导功能:传导脑的运动神经信号。
    • 反射功能:直接控制一些简单运动,如膝跳反射。
  • 结构:
    • 脊髓灰质:呈蝴蝶形(H型),中心有中央管。每半由前角和后角组成。
      • 前角:含有运动细胞,其轴突组成前根。
      • 后角:含有感觉细胞,包括痛觉和温度觉的第二级神经元细胞,以及小脑本体感觉径路的第二级神经元。
    • 脊髓白质:主要由上行(感觉)和下行(运动)神经纤维组成,分为前索、侧索和后索。
      • 前索:主要为下行纤维束。
      • 侧索:有上行和下行传导束。
      • 后索:主要为上行传导束,包括本体感觉和一部分精细触觉。

8)神经元是如何迁移的?

在神经系统的发育过程中,神经元的迁移是细胞增殖后的一个重要步骤。神经元或胶质细胞由前体细胞形成。在有丝分裂后,这些神经元会沿着放射型胶质细胞往外迁移到正在发育的皮质。细胞类型形成的关键似乎是细胞产生的时间,而非开始迁移的时间。

9)神经系统可塑性的证据和机制有哪些?

神经系统的可塑性是指大脑根据经验改变自身结构和功能的能力。这在出生后的大脑发育中体现为突触生成、髓鞘生成和突触削减等过程。脑体积会先增加至青少年期开始减小,这与髓鞘增加和胶质细胞增多有关。

神经系统可塑性的证据包括:

  • 有损的例子:
    • 猴子的实验:将猴子手部的两根手指缝合在一起,使其一同运动。几个月后,其皮质图谱发生变化,原本明显分界的区域变得模糊。这表明皮质对身体的表征关系(皮质拓扑地形图)是可塑的。
    • 人的幻肢感觉:被截肢的年轻人,在截肢后四周,当棉签轻轻滑过他的脸时,他报告说感到自己被截去的手被触摸了。这暗示了大脑皮质对身体部位的表征可以发生重组。
  • 无损的例子:
    • 体感表征可塑性:小提琴手控制左手按弦的右脑区域比一般人更大。这说明长期训练可以导致特定身体部位在皮质上的表征区域扩大。
    • 运动系统可塑性:在手指敲击特定顺序的训练后,被试者对应顺序运动能力的运动皮质的血流量变化比未训练者更大。
    • 视觉系统可塑性:失明被试在进行触觉区分任务时,其初级和次级视觉皮质的血流量增加。这些皮质在正常情况下只对视觉刺激起反应。这可能意味着执行视觉功能的脑区可能变成躯体感觉皮质的一部分,以弥补视觉的丧失。 这些证据表明,神经系统具有显著的可塑性,能够根据经验和损伤进行结构和功能的调整,以适应环境或弥补功能缺陷。

感觉和知觉

1.听觉

听觉的物理信号、感受器、神经通路是什么?

听觉的物理信号、感受器和神经通路如下:

  • 物理信号:听觉的物理信号是声波。声音是机械波,由振动产生。声音的特性由频率和振幅决定:频率决定音调高低,振幅决定声音大小。听觉系统必须能够捕捉声音的频率和振幅。
  • 感受器:声波首先进入外耳(包括耳廓、外耳道和鼓膜)。然后通过中耳(包含听小骨)。最终到达内耳(包含液体和耳蜗)。在耳蜗内部,有基底膜(纤维)和毛细胞,其中高频声音对应短纤维,低频声音对应长纤维,毛细胞编码声音频率的感受野。
  • 神经通路:声音信息从感受器(外耳、中耳、内耳、耳蜗)开始。接着传递到脑干(耳蜗核、下丘)。然后到达丘脑(内侧膝状体)。最终信息到达颞叶的初级听皮质。

1)听神经元加工的基本特点是什么?

听神经元加工具有以下基本特点:

  • 调谐特异性:不同的听觉细胞响应的声音频率不同。例如,松鼠猴听觉神经中的一个细胞对1600Hz最敏感,对更低或更高的频率敏感性会下降。
    • 保持频率拓扑结构:在初级听皮质(A1区),喙侧对应低频,尾侧对应高频,保持了频率的拓扑结构。
    • 特异性随着加工进程越发精细:从耳蜗神经元到听皮质神经元,方差越来越小的正态分布表明这种精细化。
  • 多神经元信息整合:单个细胞不能给出精确的频率信息,仅提供粗略编码。听知觉是具有不同感受野的细胞的神经元信息整合的结果。

2)听神经的计算目标是什么? (P15)

听神经的计算目标包括识别“是什么”(What)和“在哪里”(Where):

  • What:识别声刺激的内容。
  • Where:识别声刺激的方位。

3)仓鹗的听觉系统有什么特点,其定位模型是什么? (P16-P17)

仓鹗(仓鸮)的听觉系统特点及其定位模型如下:

  • 听觉系统特点:仓鹗具有不对称的双耳。其听觉通路在脑干处有二分路(耳蜗核二分路):
    • 大细胞核团处理双耳时间差信息
    • 角细胞核团处理双耳强度差信息。
  • 定位线索:仓鹗利用耳间时间差来提供水平线索,利用耳间强度差来提供竖直线索。
  • Mark Konishi 定位模型:此模型指出声源位置需要通过整合来自两耳的信号来计算。
    • 水平位置的编码通过同步探测器、AND神经元和外侧丘系核前部完成。
    • 竖直位置的编码基于发放频率的强度神经编码,发生在外侧丘系核后部。
    • 三维空间会聚则在外侧壳(脑干核团)完成。
    • 这个模型表明,定位问题在脑干水平就能得到解决。

2. 嗅觉

嗅觉的物理信号、感受器、神经通路是什么?

嗅觉的物理信号、感受器和神经通路如下:

  • 物理信号:嗅觉是一种化学感觉。物理信号是气味分子(着嗅剂),它们以气态状态进入鼻道内的化学感受器。
  • 感受器:气味从鼻腔进入,到达嗅上皮,其中包含嗅感觉双极神经元。
  • 神经通路:嗅上皮的嗅感觉双极神经元将信号传递到嗅球中的嗅小体。接着到僧帽细胞。然后到达初级嗅皮质。最终传输到眶额皮质。嗅觉通路有一个独特之处是:大多数嗅神经束纤维连接到同侧皮质,并且嗅神经不经过丘脑直接到达初级嗅皮质。同时,嗅觉与丘脑、下丘脑、海马和杏仁核连接,因此对情感和记忆功能影响明显。

1)初级和次级嗅皮质的作用有什么不同? (P23)

根据Noam Sobel的实验,初级和次级嗅皮质在嗅觉加工中的作用存在差异:

  • 初级嗅皮质:气味本身不能在其产生稳定的fMRI信号增强,但无论是否有气味,吸气闻时其fMRI信号会增强,这表明它更可能是嗅运动系统的一部分。初级嗅皮质容易产生适应,因此对探测外界气味变化具有重要作用。
  • 次级嗅皮质:当气味出现时,次级嗅皮质会产生稳定的fMRI信号增强。它负责分辨气味本身

3. 味觉

味觉的物理信号、感受器、神经通路是什么?(P26)

味觉的物理信号、感受器和神经通路如下:

  • 物理信号:味觉是一种化学感知,通过味觉细胞感受食物中的化学物质。
  • 感受器:味觉的感受器是味觉细胞和基底细胞,它们都位于味蕾中。
  • 神经通路:信号从味觉细胞发出。传递到味觉核团(延髓)。接着到达丘脑腹后内侧核(VPM)。然后到初级味觉皮层(脑岛和岛盖)。最后到达次级味觉加工区(眶额皮质)。小鼠初级味皮质的不同区域对不同的基本味道(苦、甜、咸、鲜)有响应,并通过整合这些基本味道形成对更复杂味道的知觉。

1)味蕾中主要包含哪两种类型的细胞?各自的作用是什么?

味蕾中主要包含两种类型的细胞:

  • 味觉细胞:负责尝味道,每个细胞只对五种基本味觉(咸、甜、酸、苦、鲜)中的一种敏感。
  • 基底细胞:负责替换损伤的味觉细胞。

4. 躯体知觉

躯体知觉的物理信号、感受器、神经通路是什么?

躯体知觉的物理信号、感受器和神经通路如下:

  • 物理信号:躯体知觉是对四肢位置(本体感受)、温度、疼痛等的感觉,而非简单的触觉。物理信号包括机械压力、温度变化以及有害刺激(如热、机械性损伤和化学物质)。
  • 感受器:
    • 触觉感受器:包括微小体(梅克尔体,感受一般接触;迈斯纳小体,感受轻微接触)、环层小体(感受较强接触)和微小体(鲁菲尼小体,感受温度)。
    • 疼痛感受器:是多模态感受器,对冷热、强烈机械性刺激以及各种有害刺激做出反应。
    • 本体感受器:是特化细胞,感受四肢位置。
  • 神经通路:信号从躯体感觉感受器发出。传输到脊髓。接着到达脑干并进行交叉。然后到达丘脑。最后信号传输到初级躯体感觉皮质(S1区)和次级躯体感觉皮质(S2区)。部分信号还会进入小脑。

5. 视觉

视觉的物理信号、感受器、神经通路是什么?

视觉的物理信号、感受器和神经通路如下:

  • 物理信号:视觉的物理信号是光。光是电磁波。频率决定色调,振幅决定亮度。一般人的眼睛可以感知的电磁波频率在380-750THz之间,对应波长在400nm-780nm之间,对555nm左右最敏感。
  • 感受器:在视网膜上,包含感光细胞,这些细胞含有光敏感分子,分解后会产生电流。主要的感光细胞是视杆细胞和视锥细胞。视网膜还包含中间层,包括双极神经元、节神经元和胶质细胞。视网膜上存在盲点。
  • 神经通路:光信号从视网膜发出。通过视神经传输。到达丘脑的外侧膝状体(部分会传递到枕核和上丘)。最终信息到达枕叶的初级视皮质(V1区,也称纹状皮质或BA17)。然后信息进一步加工到高级视觉皮质(纹外皮质,如V2、V3等,它们是多输入多输出的)。

1)视杆细胞和视锥细胞的区别是什么?

视杆细胞和视锥细胞的区别在于它们在视网膜上的位置以及对光照强度的敏感性:

  • 视杆细胞:位于视网膜边缘。对低强度的刺激敏感,主要负责夜间视觉。
  • 视锥细胞:位于视网膜中央。对高强度的刺激敏感,主要负责白天视觉。

2)猴子的视皮质特点有哪些?

猴子的视皮质具有以下特点:

  • 视野差异:越靠后的视觉皮质区域视野越大。
  • 等级结构假设:每个视觉区域对较早区域生成的表征作进一步的精细加工,并以特殊方式表征刺激。
  • 专门化(解析过程)假设:某一区域的神经元编码特定的物体属性。例如,V5区的神经元对颜色不敏感,但对运动和运动方向十分敏感。

3)颜色和运动分别激活人的视觉区域是什么?

根据Semir Zeki使用PET技术设计的减法实验结果,颜色和运动分别激活人的不同视觉区域:

  • 颜色:主要激活V4区。
  • 运动:主要激活V5区(人类的MT区)。
  • 值得注意的是,两种刺激都会激活初级视皮质。

6. 多通道感知

多通道感知指的是什么?

多通道感知指的是多感觉区的存在

  • 这意味着单个细胞可以对多种刺激响应。例如,猴子颞上沟(STS)的200个细胞中,有20%是多通道或三通道的。
  • 上丘能够整合多感觉通道信息,其对视、听、躯体感觉的空间表征存在重叠。单个细胞对联合了视觉、听觉和躯体感觉的刺激的反应会更大。

1)什么是联觉?

联觉是指不同感觉通道(或同一通道的不同特征)之间存在关联。当一个通道(或特征)受刺激后,会导致另一个通道(或特征)的同时激活,从而产生在该通道(或特征)的某种虚拟感觉。

  • 其中,引起联觉的刺激称为诱发物,由联觉产生的虚拟感觉称为并发物。
  • 联觉具有个体特异性。
  • 例如,词汇(听觉)-味觉的联觉(如J.W.可以尝到单词的味道,像“精确的-酸奶”,“接受-鸡蛋”)以及颜色(视觉:颜色)-字形(视觉:形状)的联觉。

2)多通道整合中皮层的可塑性有哪些证据?

多通道整合中皮层可塑性的证据主要体现在对盲人视觉皮质的研究中:

  • 盲人的视知觉加工脑区会发生变化。
  • Sadato在1996年的一项实验中,让失明和正常被试进行触觉区分任务。
    • 正常人在执行该任务时,其初级视皮质的活跃度下降。
    • 而失明被试的初级和次级视觉皮质的血流量都增加了,这些皮质在正常情况下只会对视觉刺激起反应。
  • 这可能意味着执行视觉功能的脑区可能变成躯体感觉皮质的一部分,以弥补视觉的丧失。也有人认为,视觉的丧失会通过提高指尖的敏感性来弥补。

物体识别

1. 视觉信息分通路加工的特性

1)两条通路是什么?

视知觉存在两条皮质通路,它们是:

  • 背侧(枕顶)通路:主要负责空间知觉。
  • 腹侧(枕颞)通路:主要负责物体知觉和识别。

2)二者之间的差异有哪些?

这两条通路在加工内容、加工区域和神经元表征上存在差异:

  • 加工内容:
    • 腹侧通路(What通路):关注物体知觉和识别,即“是什么”。
    • 背侧通路(Where通路):关注空间知觉,即“在哪里”。
  • 加工区域:
    • 腹侧通路:与颞叶激活相关,通常涉及双侧输入。例如,物体任务会激活颞叶。
    • 背侧通路:与顶叶激活相关,通常在单侧半球内加工。例如,位置任务会激活顶叶。
  • 表征(神经元特点):
    • 顶叶神经元(Where通路):感受野非中心化,适合检测刺激的出现;非选择性,大小视觉刺激均可激活。
    • 颞叶神经元(What通路):感受野中心化,适合识别“是什么”;选择性,特定视觉对象可激活。
  • 胼胝体的重要性:胼胝体对“What”加工更重要。

2. 物体识别的计算问题(P13)

1)基本假设:物体识别主要依赖于对视觉刺激的什么属性?

物体知觉主要依赖于对视觉刺激的形状分析

2)基于该属性的物体识别基本问题是什么?

基于形状识别的两个基本问题是:

  • 形状是如何被内在表征的? 即我们如何区分不同的形状(如三角形和正方形)或物体(如猴子和人)。
  • 形状是如何被加工的? 即我们如何从无限多的角度看待物体,而识别系统不受此影响。

3)解决基本问题面临的挑战是什么?

解决物体识别问题面临的挑战是感觉信息的变异性,即观看位置、光照度或场景不同都会导致感觉信息的变化。然而,物体识别系统既要克服这些变异性,又要能够识别真正的变异,这涉及物体恒常性的问题。

4)基本理论中视角依赖理论和视角不变理论各指的是什么?

  • 视角依赖理论
    • 观点:认为知觉依赖于从特定视角识别物体。记忆中存储有丰富的特异性表征,识别就是将输入与存储进行匹配。
    • 问题:知觉记忆负担重,存储量和匹配操作量大。
    • 改进版本提出部分存储,并通过内插法选择最优匹配。
  • 视角不变理论
    • 知觉不仅依赖于刺激信息,而是感觉输入定义了基本特征,物体的其他特征再由这些基本特征定义。这些基本特征与视角无关,保持恒定。
    • 该理论认为不能仅靠分析刺激信息,视觉的主体是重构物体。
    • D. Marr的视觉计算理论就是其代表,包括低层视觉(构成“要素图”)、中层视觉(构成2.5维描述)和高层视觉(以物体为中心,从2.5维描述得到完整三维描述)。

5)形状信息中那些部分被编码了?

形状编码涉及层级表征:

  • 低水平层级:编码相似特征。
  • 高水平层级:编码特征组合。
  • 具体来说,被加工的信息是最凸显的特征,即急剧的变化点。

6)在神经水平上,物体识别的两种假说分别是什么?

在神经水平上,物体识别的两种假说包括:

  • 祖母细胞理论:假设对一个物体的最终知觉是由单个细胞编码的。
    • 问题:这种理论被认为太脆弱(如果单个知识单元丢失,就无法识别)、无法解释新异物体的知觉、泛化能力差,且可研究记录的细胞数量有限。
  • 集群理论:认为物体识别是通过多个相关神经元的集体激活最终产生对特定对象的知觉。
    • 优势:符合视觉信息分布式处理的神经机制;能解释视觉上相似物体容易混淆;噪声小、反脆弱,有利于对象识别的鲁棒性;泛化能力强,可以适应对象的不断变化,识别新异物体依赖与已有物体的相似性。
    • 证据:颞叶细胞激活的选择性是相对的

3. 物体识别障碍

1)什么是失认症?失认与失忆的区别是什么?

  • 失认症(agnosia):指物体识别障碍。
  • 失认症与失忆的区别:失认症患者的感觉功能正常,视觉信息可以在皮质水平被激活。他们不是记忆缺失,单凭视觉不能识别,但在其他通道的帮助下可以识别。

2)统觉性失认症和联络性失认症的特点:(P27)

症状、损伤部位。

  • 统觉性失认症:
    • 症状:知觉加工中的物体识别问题。例如,难以识别不完整图形(如不完整字母或线条图)。亮度、颜色、视敏度等个别属性认知基本正常,形状辨别任务正常,但在识别线条图或物体照片时犯错。
    • 损伤部位:右半球后部损伤导致的统觉性失认症比左半球受损更明显。Warrington认为,这与右半球后部存在一种与物体恒常性推理有关的认知缺陷有关。
  • 联络性失认症:
    • 症状:视觉表征正常,但不能与物体联系起来。患者能够识别形状,但不能把形状和名称关联起来。他们无法将视觉对象与意义、功能关联起来。
    • 损伤部位:通常与左侧后部脑动脉梗塞有关。

3)基于神经病理学的Warrington物体识别两阶段模型是怎样解释两类失认症的?这个解释有什么问题?

Warrington物体识别两阶段模型:该模型认为早期视觉加工涉及两侧枕叶,而认知操作分为两个阶段:

  • 知觉分类操作(前语义阶段):
    • 知觉输入与存储的物体表征进行匹配,主要由右半球负责(不需要命名)。
    • 两侧大脑半球的腹侧通路协同形成物体的视觉表征,然后在右侧大脑半球中与记忆中储存的物体表征进行匹配并产生物体知觉。
    • 对统觉性失认症的解释:这种失认症是由于知觉分类操作障碍,即无法识别物体。
  • 语义分类阶段:
    • 视觉输入与有关该输入的名称和功能的知识相联系,主要由左半球负责。
    • 在左侧大脑半球中将物体知觉与记忆存储的物体名称、功能等知识进行联系。
    • 对联络性失认症的解释:这种失认症是由于语义分类阶段障碍,即患者能识别出单独呈现的物体,但不能将其在功能上联系起来。

问题:并不是存在面孔识别系统和其他识别系统,而是存在整体分析系统和部分分析系统(与后续的 Farah 形成对比)

4. 面孔知觉

1)面孔识别与一般物体识别是否涉及生理上不一样的机制? 关于面孔识别与一般物体识别是否涉及生理上不一样的机制,存在两种对立的观点:

  • 不同机制:认为面孔识别是特异性的,可能基于进化论的论证(面部动作帮助区分情绪、友好/敌对等)。
  • 相同机制:认为基于经济性原则,一套系统可以具有多个功能。

2)这两系统是否功能独立?没有一个的情况下,另一个可否正常工作? 有证据表明面孔识别系统和一般物体识别系统是功能独立的,在一个系统受损的情况下,另一个系统可以正常工作:

  • C.K.病例:患者面孔识别正常,但物体识别障碍。
  • W.J.病例:患者是牧羊人,有面孔失认症,但物体识别正常。

3)Farah物体识别的双系统模型是指什么?有什么依据?

Farah物体识别的双系统模型:该模型认为,大脑中存在整体视觉信息处理系统和局部视觉信息处理系统,而不是单一的“面孔识别系统”和其他识别系统。

  • 面孔识别:主要依赖整体分析系统。
  • 单词识别:主要依赖局部分析系统。
  • 其他对象识别:则处于整体和局部视觉信息处理双系统之间。

依据:该模型基于大量患者数据,尤其是面孔失认症和获得性失读症的对比。

  • 患者可能只有面孔失认症、物体失认症,但没有失读症。
  • 患者可能只有失读症、物体失认症,但没有面孔失认症。
  • 例如,在T. Landis的测试中,面孔失认症患者可以识别单词但不能识别笔迹,而失读症患者可以识别笔迹但不能识别单词,这表明单词识别依赖局部分析,笔迹识别依赖整体加工。这些分离现象支持了面孔识别主要依赖整体分析,而单词识别主要依赖部分分析的观点。

运动控制

1. 运动系统结构包括哪些部分?各部分的功能和特点

运动系统主要由效应器、α运动神经元、脊髓、皮质下运动结构和大脑皮质运动结构组成。

  • 效应器:
    • 功能:由传出神经纤维末梢或运动神经末梢及其所支配的肌肉或腺体组成,是身体进行机械运动的部分。
    • 效应器中一个或一组肌肉状态的变化形成运动
    • 肌肉通过改变长度和张力与骨骼在关节处相连,通常组成拮抗对(如肱二头肌和肱三头肌),实现收缩或伸展。
  • α运动神经元:
    • 功能:连接运动神经和肌肉,将神经信号转化为机械运动。运动实施和运动控制(脊髓)间的作用部分。
    • 特点:源于脊髓,通过脊髓腹根,终于肌肉纤维,输出动作电位,释放神经递质(乙酰胆碱)导致肌肉收缩。它还接收来自肌肉伸展的感觉纤维信号(通过脊髓背根,如膝跳反射)以及来自皮质和皮质下结构的下行纤维信号。
  • 脊髓:
    • 功能:
      • 直接控制简单运动:如膝跳反射。
      • 传导脑运动神经信号:包含脑和脊髓的两条下行传导通路。
    • 特点:
      • 锥体系:运动皮质的锥体细胞投射的神经束,通过延髓锥体交叉进入脊髓对侧。
      • 锥体外系:脑干直接投射的神经束,不通过延髓锥体进入脊髓对侧或同侧。
  • 皮质下运动结构:
    • 小脑:
      • 特点:拥有密集的神经元,皮质有褶皱。
      • 功能:接收感觉输入和辅助运动皮质的信号。其输出始于深层核团,上行传至丘脑影响大脑皮质,或传向脑干核团影响传送至脊髓的下行投射。小脑不直接控制运动,而是整合身体和运动指令信息,调整运动使其变得流畅协调。它还负责维持姿态和行走。分为前庭小脑、脊髓小脑、新小脑。
    • 基底神经节:
      • 特点:是皮质下一系列神经组织的集合,包括苍白球、尾状核、壳核等。
      • 功能:主要调节运动控制。纹状体(尾状核+壳核)接收来自皮质和丘脑的输入。其输出主要通过苍白球内侧和部分黑质。
      • 双通路:包括直接通路(纹状体→苍白球内侧/黑质网状结构→丘脑→皮质)和间接通路(纹状体→苍白球外侧→丘脑底核→苍白球内侧/黑质网状结构→丘脑→皮质)。
  • 大脑皮质运动结构:
    • 功能:可直接或间接地控制脊髓神经元。
    • 相关区域:
      • 初级运动皮质 (BA4)。
      • 次级运动皮质 (BA6):包括辅助运动区(SMA)和运动前区(PMC)。
      • 其他联合区域:如BA8(额叶眼区,控制眼动)、Broca区(言语动作)、S1感觉区、后顶叶BA5/BA7(动作计划与控制)、下顶叶BA40/BA39(动作协调)。
    • 运动皮质的组织原则:
      • 躯体拓扑表征:运动皮质具有躯体特定区的拓扑表征(“侏儒图”),表征效应器的皮质区域大小反映了效应器在运动中的重要性和运动的精细程度。
      • 对侧控制:大脑皮质控制身体的对侧。
      • 层级组织:运动区域之间存在层级联系,从脊髓(低级)到运动皮质、联合区(高级)。低级区域负责简单的反射运动,高级区域加工基于知觉、经验、目标的运动计划。
  • 整个运动控制系统进行运动控制的特点:
    • 层级控制:在小脑和基底神经节的帮助下,运动皮质和脑干结构将运动指令转化为运动。高级层面可以调节低级层面。

2.层级低层:

  • 自动运动模式是什么?:
    • 中枢模式产生器。部分脊髓的神经元可以在没有任何外部反馈信号的情况下产生完整的动作序列。脊髓切断实验也表明了这种能力。
  • 该模式表征特点是什么?:
    • 运动并非完全依赖于周围的感觉反馈,这表明运动模式具有内在表征。例如,切断脊髓背根神经纤维(感觉)的猴子仍能使用肢体,以及严重感觉障碍的人群仍能做出复杂动作。
    • 运动计划的核心表征可以看作是从一个姿势状态转换到另一种状态。

3.层级高层:

1)运动皮质神经元编码了哪些内容?

运动皮质细胞编码运动方向。例如,“离开中心”任务实验显示,猴子运动皮质细胞在朝向自身身体方向时激活最大,且与起始位置无关。朝特定方向的运动需要激活相应的细胞。

2)动作理解依赖于什么系统?

动作理解依赖于知觉与运动不分离的原则。理解他人动作需要自我参照。 镜像系统是其生理基础。例如,猴子运动前区腹侧的一些神经元在观察他人动作时会激活。

3)什么是场向量?

场向量是用来描述运动皮质细胞如何编码方向信息的理论假设。它认为,朝一个方向运动的指令会传给所有与该肢体运动相关的细胞,每个细胞做出的反应是目标方向和其优选方向的差值函数。最终,多个神经元活动的综合形成了精确的运动方向编码。

4)脑机接口的基本原理是什么?

脑机接口(BMI)的基本原理是利用神经编码直接驱动机器动作。研究表明,场向量在运动出发前即可预测运动方向,这为脑机接口提供了理论基础。

4. 运动障碍

1)和基底神经节损伤的疾病有哪些?各自的症状、病因是什么?

  • 帕金森氏症:
    • 症状:主要表现为肌肉僵直、身体姿势及自主运动出现障碍。
    • 病因:在四个人因吸食假海洛因出现类似帕金森症状后,发现人工合成物质MPTP对多巴胺能细胞具有选择性毒性,从而创造出帕金森动物模型,并找到了治疗人类帕金森的方法。这表明其与多巴胺能细胞的损伤密切相关。
  • 亨廷顿氏舞蹈症:
    • 病症:最初发作不明显,精神状态逐渐改变,易怒,神志不清,对日常活动失去兴趣;一年后运动异常:笨拙,平衡有问题,不停地非自主运动;非自主运动支配正常的运动功能,病人的手臂、躯干和头可能不断地扭曲运动。
    • 病因:
      • 纹状体细胞死亡率 90%,皮质、皮质下大量病变
      • 可能是抑制通路输出减少导致运动亢进

2)亨廷顿氏舞蹈症和帕金森氏症在基底神经节通路损伤中的区别是什么? 这两种疾病在基底神经节-皮质通路的激活模式上表现出相反的差异:

  • 亨廷顿氏舞蹈症:表现为间接通道(纹状体→苍白球外侧→丘脑底核→苍白球内侧/黑质网状结构→丘脑→皮质)的弱化,使得皮质的活动“弱→强→弱→强”。
  • 帕金森氏症:表现为直接通道(纹状体→苍白球内侧/黑质网状结构→丘脑→皮质)的弱化,使得皮质的活动“弱→强→弱”。 下图更加清晰地展示出这两者的区别 基地神经节-皮质通道对比分析.png

学习与记忆

1. 心理水平

1) 按记忆维持的长度来看,记忆可以分为几种,分别维持的长度有多长?

按记忆维持的长度来看,记忆可以分为感觉记忆(超短记忆/瞬时记忆)、短时记忆和长时记忆。

  • 感觉记忆:是对感觉刺激效果的短时间保持。
    • 听觉-声像记忆:持续约 10秒。
    • 视觉-图像记忆:保持 300-500毫秒。
  • 短时记忆:其时长通常为几秒到几分钟。
  • 长时记忆:被储存相当长时间的信息。

2) 记忆模块模型的主要观点是什么?

记忆模块模型 (Atkinson-Shiffrin, 1968) 假设短时记忆是长时记忆的必要基础。

3) 对短时记忆是长时的必要条件这一点有什么反例?

有病例表明短时记忆和长时记忆是分离的,对“短时记忆是长时记忆的必要条件”提出了反例:

  • K.F. 病例:因左侧外侧裂周区皮质损伤,其短时记忆的数字广度低于正常人,但具有形成新的长时记忆能力。
  • E.E. 病例:因下顶叶和后上颞叶皮质损伤,其短时记忆低于正常水平,但具有形成新的长时记忆能力。
  • H.M. 病例:因内侧颞叶损伤,具有正常短时记忆,但丧失形成新的长时记忆能力。

4) 何谓工作记忆?有什么特点?

工作记忆代表一种容量有限的、在短时间内保存信息(维持)并对这些信息进行心理处理(操作)的过程。

  • 特点:
    • 时长:几秒到几分钟。
    • 容量:大约是 7±2个项目,可以通过“组块”来扩大容量。
    • 内容可以来源于感觉记忆的感觉输入,也可以从长时记忆中提取获得。

5) Baddeley&Hitch工作记忆模型是什么?

Alan Baddeley 的工作记忆系统模型包含中央执行系统和两个子系统:视觉空间板和语音环路。

  • 语音环路:主要对声学信息进行编码。
  • 视觉空间板:负责视觉空间任务。
  • 这两个子系统被认为是独立的,例如视觉空间任务不影响声学信息编码。

6 ) 长时记忆依据其存储信息的内容特征,可进一步分如何分类?

长时记忆依据其存储信息的内容特征,可进一步分为陈述性记忆(外显记忆)和非陈述性记忆(内隐记忆)。

7) 情节记忆和语义记忆的异同?

情节记忆和语义记忆都属于陈述性记忆。

  • 情节记忆:
    • 内容:个体体验。
    • 组织方式:按特定时间组织。
    • 特点:容易忘记,情景相关的。
  • 语义记忆:
    • 内容:事实性世界知识,和他人在知识参考点上有共同之处。
    • 组织方式:不是按特定时间进行组织的。
    • 特点:比情节记忆稍难忘,相对独立于情景。

8) 非陈述性记忆有哪些类型?

非陈述性记忆是难以(或无法)通过有意识的方式获得的记忆,在外显记忆不存在的情况下也可以被学习和保存。它包括:

  • 程序性记忆:各种自动化了的技能和认知技能学习。
  • 经典条件反射。
  • 知觉表征系统:先前经验引起的启动效应。
  • 非联想性学习:重复刺激引起的反应增高或降低(如习惯化和敏感化)。

2. 脑区水平

1) 学习和记忆相关的主要脑区有哪些?

学习与记忆相关的脑结构主要包括:

  • 新皮质:是存储完全获得巩固的长时记忆的关键区域。
  • 内侧颞叶(MTL):包括杏仁核、海马、内嗅皮质、海马旁回皮质和嗅周皮质等。它是长期记忆接收、绑定并分类信息的理想场所,与视、听、躯体感觉、情绪、运动等区域存在广泛的双向神经连接。海马对形成新的长时记忆非常重要。
  • 前额叶:主要控制、操作、提取工作记忆,不负责存储。它使记忆被有目的地利用,并对内隐记忆和学习也有贡献,尤其当需要搜索、组织、排序等操作时。

2) 酒精性科尔萨科夫综合症损伤的脑区是哪里?

酒精性科尔萨科夫综合症是长期酗酒造成的间脑退化引发的遗忘症。具体损伤的脑区是丘脑背内侧核团、乳头体,或两者皆有。这可能是间脑中线结构和内侧颞叶之间的连接被破坏,进而损害海马环路。

3) 阿尔茨海默症的病因是什么?

阿尔茨海默症的病因是内侧颞叶萎缩,以及乙酰胆碱细胞大量死亡,造成海马与前额叶皮质间的功能性连接障碍。

4) 顺行性遗忘和逆行性遗忘损伤的脑区分别是哪里?

  • 顺行性遗忘:通常是内侧颞叶(如海马、海马旁回等)的损伤直接导致无法学习新信息。间脑退化导致丘脑和内侧颞叶连接问题也可能导致顺行性遗忘。
  • 逆行性遗忘:主要是新皮质损伤直接导致已有记忆的缺失,因为记忆是分布式存储在新皮质中。颞叶前部外侧皮质可能与记忆提取有关,其损伤也会造成严重的逆行性遗忘。

3. 细胞水平

1) 短时连接的形成:Hebb定律的内容是什么?

Hebb定律指出:当突触前神经元重复持续地使突触后神经元被激活,突触效能将被加强。这一现象被称为Hebbian Learning。记忆被认为是神经网络中神经元间突触接触强度变化的结果。

2) 长期连接的形成:LTP长时程增强效应在学习与记忆中的作用是什么?

长时程增强 (Long-Term Potentiation, LTP) 是指短暂高频刺激突触前神经元,使细胞突触间的兴奋性连接增强并长期保持的现象。它在学习与记忆中起到强化神经连接的作用,被认为是记忆的细胞机制。例如,在大鼠海马中观测到的LTP可以使孔状通路突触强度增高,引发更高的突触后反应,且在活体动物中可持续几天甚至几周。

3) LTP产生的机制? LTP的产生依赖于NMDA受体。

  • 当NMDA受体接受兴奋性输入并去极化后,它会释放镁离子,并允许钙离子内流。
  • 钙离子的内流会改变影响突触强度的酶(如谷氨酸)的活动,从而增强突触。
  • LTP的维持可能不依赖于NMDA受体。

情绪

4.对情绪进行分类的方式有哪几种?分别是什么?

对情绪进行分类的方式主要有:

  • 按基本情绪分类:认为存在基本的、具有文化普遍性或面部表情普遍性的人类情绪,例如愤怒、高兴、厌恶、惊讶、悲伤和恐惧。
  • 按情绪维度分类:
    • 效价:区分高兴和不高兴(极性)。
    • 唤起程度:区分情绪的高低程度。
    • 按引发的行动和目标:区分远离或进入某个场景。

5.脑内是否存在一个神经回路或区域加工各种不同的情绪?

根据现代情绪研究的观点,脑内不再认为情绪只有一个神经回路。早期的研究曾提出Papez回路(涉及下丘脑、前丘脑、扣带回、海马)和MacLean扩展的边缘系统(Papez回路加上杏仁核、眶额皮质和部分基底神经节),但这些观点并未得到持续支持,例如海马已被认为在记忆中发挥更主要的作用。现在认为,依据情绪任务或情境的不同,会有不同的神经系统加入。

6.恐惧系统的功能、组成分别是什么?

  • 功能:恐惧系统是一个使主体避免伤痛的神经系统。它对疼痛和威胁进行响应,导致逃避、争斗或惊吓行为。
  • 组成:包括杏仁核、周边神经核,以及相连的内侧下丘脑、中脑的背侧导水管周围灰质。

1)在处理恐惧情绪时,其功能、输入、输出分别是什么? 在处理恐惧情绪时,杏仁核的功能、输入和输出如下:

  • 功能:避免伤痛的神经系统,对疼痛和威胁进行响应,导致逃避、争斗或惊吓行为。它对恐惧的感知是强制的,独立于意识,并存在无意识的恐惧感知。
  • 输入:
    • 接收对无条件刺激 (US) 的响应,如大声、逼近的影像、突然的运动、疼痛的刺激、可怕的脸。
    • 接收对条件刺激 (CS) 的反应,如经典的条件危险信号、记忆、图像。
    • 低通道 (Low Road):感受器直接将粗略信息传递给丘脑,再到杏仁核,这条通路快速而粗略,只对低空间分辨率的刺激响应(如简单刺激或复杂刺激的总体轮廓),产生对潜在危险刺激轮廓的自动化、无意识反应。
    • 高通道 (High Road):感受器将信息传递给丘脑,再到皮层,最后到杏仁核。这条通路时间稍长,对复杂的情景化刺激进行响应,是有意识、有目的的加工,更多地受社会和个人决策过程影响。
  • 输出:将反馈信号传出到丘脑等位置,以按情绪指定的方式来调整感受器处理。

2)什么是内隐情绪学习? 内隐情绪学习是指在没有意识参与的情况下,通过经典条件反射等方式形成的情绪反应。例如,恐惧性条件反射的形成,即一个无条件刺激 (US) 能够引起无条件反应 (UR),当无条件刺激与一个中性条件刺激 (CS) 配对呈现后,条件刺激也能引起条件反应 (CR)。

3)以杏仁核核心的恐惧情绪处理系统包含哪两个通道,各有什么特点? 以杏仁核为核心的恐惧情绪处理系统包含低通道 (Low Road) 和高通道 (High Road) 两个独立通道。

  • 低通道:
    • 路径:感受器 → 丘脑 → 杏仁核。
    • 特点:快速而粗略。只对低空间分辨率(简单刺激或复杂刺激总量)的刺激响应。产生对潜在危险刺激轮廓的自动化、无意识反应。
  • 高通道:
    • 路径:感受器 → 丘脑 → 皮层 → 杏仁核。
    • 特点:时间稍长,对复杂的情景化刺激进行响应。是有意识的、有目的的加工,更多地受社会、个人决策过程影响,反映文化相关的情绪反应。

4)恐惧条件反射的形成与杏仁核的关系是什么? 恐惧条件反射的形成与杏仁核的关系密切,主要体现在杏仁核对内隐情绪学习的必要性:

  • 双侧杏仁核损伤但海马正常的病人S.P.的病例:她不能形成内隐性恐怖情绪(生理反应),但知道CS与US之间的联系(即能够陈述二者相关),这表明杏仁核对感官刺激与恐惧的耦合是必要的,但对恐惧生理反应的产生并非必要的。
  • 相反的病人(海马损伤但双侧杏仁核正常):这类病人能形成内隐性恐怖情绪(生理反应),但不记得CS(即无法陈述二者相关)。
  • 结论:这些案例表明,杏仁核是形成情绪学习内隐表达的必要条件,但对外显情绪学习不是必要的,而海马对外显情绪学习是必要的。

5)什么是外显情绪学习? 外显情绪学习是指通过有意识的方式获得的、可以被陈述的关于情绪的知识。例如,通过指导式恐惧(有人告知某种狗会咬人)而产生的恐惧,而非亲身经历被咬。

6)指导式恐惧的形成与杏仁核的关系是什么? 指导式恐惧的形成仍然依赖于杏仁核。实验结果显示,杏仁核损伤的病人在指导式恐惧实验中没有出现惊吓反应。这说明,虽然学习蓝色方块的情绪属性依赖于海马记忆系统,但对蓝色方块的恐惧反应本身仍依赖于杏仁核。因此,杏仁核在外显性情绪学习中仍然起着不可或缺的重要作用。

7.杏仁核对各种认知活动的影响

1)杏仁核对学习记忆有什么影响? 杏仁核对学习记忆有显著影响:

  • 促进陈述性记忆存储:情绪唤醒可以影响陈述性记忆的存储能力,而杏仁核切除可以阻止唤醒对记忆的促进作用。
  • 调节记忆巩固:唤醒的调节效应可以发生在任务编码之后,即发生在记忆保持的过程中。杏仁核在多个阶段调节基于海马的陈述性记忆。
  • 保护性作用:杏仁核的调节作用具有保护性,帮助我们在没有亲身经历的情况下,外显地学习环境中刺激与潜在的厌恶性结果之间的联系,并记住重要的情绪性事件,以保证身体对威胁性事件做出适当且适应性的反应。
  • 影响遗忘速度:右侧杏仁核对于提取负性且高唤醒的自传情绪记忆有重要作用。唤醒可以改变遗忘的速度,唤醒性事件的遗忘速度会更慢。但极度唤醒也会损伤记忆系统能力。

2)杏仁核对社会行为有什么影响? 杏仁核参与情绪和社会性刺激的加工:

  • 面孔表情加工:杏仁核参与恐惧面部表情的加工。
  • 对眼睛的反应:对恐惧面部表情的加工依赖于眼睛,杏仁核对表示恐惧的眼白反应更大。

3)杏仁核对社会群体评价有什么影响? 杏仁核在社会群体评价中发挥作用:

  • 内隐偏见:在内隐联想测验 (IAT) 中,白人被试看到不熟悉的黑人面孔时,杏仁核会激活。在IAT中表现出较高种族偏见的人,在看到黑人面孔时的杏仁核有较高激活。
  • 辨别种族:杏仁核可能在辨别“同种族”还是“异种族”中起作用。
  • 加工速度:在快速呈现不同种族面孔时(30ms),右侧杏仁核对黑人面孔激活更大。这表明社会评价过程存在自动加工和控制加工两个不同的系统。

4)杏仁核对感知和注意有什么影响? 杏仁核对感知和注意有影响:

  • 情绪性Stroop效应:在情绪性Stroop实验中,退伍老兵对战争相关词的反应比其他词快,但对颜色的命名则慢。杏仁核受损的患者没有出现这类情形。
  • 与皮层的连接:杏仁核与皮层有直接或非直接的连接通路,因此可以对感知或注意产生影响。

8. 愤怒、悲伤、厌恶三种情绪相关的脑区分别是哪里?各有什么作用?

  • 愤怒:
    • 相关脑区:右侧眶额皮质和扣带前回皮质。
    • 作用:眶额皮质的激活随观测到的愤怒表情强度的增加而增强,听到愤怒的声音时也会激活。表明愤怒情绪可能与违反社会准则有关。
  • 悲伤:
    • 相关脑区:左侧杏仁核和右侧颞叶。
    • 作用:悲伤表情可以激活左侧杏仁核和右侧颞叶。右侧杏仁核受损可能导致更严重的悲伤面孔失认。悲伤情绪可能与退缩行为有关。
  • 厌恶:
    • 相关脑区:前脑岛和扣带前回皮质。
    • 作用:前脑岛对厌恶情绪的检测和体验都至关重要。在看到别人厌恶或自己闻到臭味时,前脑岛的相同部分会激活。厌恶情绪可能与规避行为有关。

语言

1.语言理解有哪些层次?

语言理解的早期阶段包括口头输入和书面输入,这两者在早期加工步骤不同,但在后期加工步骤相同。这些层次复杂,但熟练的说话者在加工时基本不受意识控制,能在很短时间内完成。

2.语言输入的知觉分析:听、看

1)什么是音素?音素产生的物理机制是什么?

  • 音素(phoneme)是有意义的最小语音单元。
  • 音素产生的物理机制是运用发声器官(如声带是否振动决定清浊,发音位置如唇、口腔,发音方式如气流是否受阻)来产生不同的音素。

2)口语输入时单词加工的重要脑区域有哪些?

口语输入时单词加工的重要脑区域包括:

  • 颞上皮质:是声音激活区,但不特异于语言。
  • 颞上沟内或附近(主要是左半球):是语音激活区,负责区分语音和非语音声音,但不涉及词形和词义的加工。

3)书面输入有哪些识别模型?

书面输入(阅读单词)的识别模型有:

  • 字母识别的鬼蜮模型:感觉输入被图像鬼暂存为图像记忆,特征鬼检测字母的图像表征,认知鬼激活所有带有这些特征的字母表征,决策鬼选择最符合输入的表征字母。
  • 字母识别的联结主义模型:包含单词字母特征层、字母层和单词表征层三层表征,具有双向交互和并行加工(自下而上和自上而下)。该模型解释了词优效应,即字母在单词中呈现比单独呈现时识别效果更好。

4)书面输入时单词加工的重要脑区域有哪些?

书面输入时单词加工的重要脑区域是颞枕沟的一个区域。该区域对字母串的出现有反应,其损伤会导致纯失读症(语言其他方面正常,但不能阅读单词)。

5)什么是心理词典?

心理词典是关于词的信息的心理存储,包括语义信息、句法信息和词形信息。

  • 心理词典的心理模型有哪些? 心理词典的心理模型主要是语义网络模型。该模型认为单词间的意义关系是根据单词间的意义关系组织起来的,节点间的连接强度和距离由单词之间的语义或相关关系决定。实验(如语义启动任务)表明,相关条件下的判断更快更准,说明激活可以从一个节点延伸到另一个节点,距离越近获益越大。
  • 渐进性语义痴呆有哪些症状? 渐进性语义痴呆的症状表现为颞叶受损,导致概念系统损害和语义归类困难。例如,将“马”归类为“动物”,将“知更鸟”归类为“鸟”会遇到困难。这种疾病会保留其他心理和语言能力。

3.单词识别

1)单词识别包括哪些过程? 单词识别包括以下过程:

  • 词汇通达:知觉分析的输出结果激活心理词典中的词形表征(包括语义和句法属性)的过程。对于不同的知觉形式(语音和文字),激活通路和方式不同。
  • 词汇选择:在被激活的词形表征中选择最符合语言理解要求的那个。
  • 词汇整合:各个单词通常不是单独被加工的,为了理解语境中的单词意义,需要整合已识别的单词。

2)单词识别中语境有什么作用?

语境在单词识别中的作用体现在:

  • 模块模型(独立模型)认为各个单词在词汇通达、词汇选择时独立工作,之后语境才发挥作用。
  • 交互模型认为各个单词在词汇通达之前的知觉开始,语境就开始发挥作用。
  • 混合观点认为词汇通达是自动化的,与语境无关,而语境在词汇选择期间开始提供约束信息。

3)句子中单词识别对应的神经活动有哪些?

句子中单词识别对应的神经活动有:

  • 语义加工和N400波:违反世界知识和语义知识都会产生N400波。研究表明,句子知识不正确和语义不正常所花的时间差不多,MEG和fMRI研究表明左颞叶可能是N400的来源。
  • 句法加工和P600波:P600波(也称句法正漂移)通常在与预期句法结构不一致的单词出现后约600ms时出现。但P600也可以在没有任何句法违反的情况下由语义违反激发。现代脑成像研究支持句法加工发生在由左侧下额叶和上颞叶区域组成的网络中。

4.句子加工

1)怎么加工获得句子的结构?结构和意义的关系是什么?

句子的结构通过句法分析获得。句法分析可以揭示句子结构,即使在没有实际意义的情况下也可以进行(例如“小个子老妇人咬了那条大狗”)。大脑中不存储对整个句子的表征,而是对句子进行句法分析,为句子中的单词指定一个句法结构。

2)神经系统在处理违反语义和违反客观世界知识时的反应是什么?

  • 在处理违反世界知识和语义知识时,神经系统会产生N400波。左颞叶可能是N400的来源。
  • 在处理违反句法结构时,神经系统会产生P600波(或句法正漂移),主要与左侧下额叶和上颞叶区域组成的网络相关。

3)口语理解的网络模型是什么?

口语理解的网络模型是Friederici (2012) 的口语句子理解网络模型。该模型包含:

  • 两条腹侧通路:连接颞叶后部与颞叶前部和额叶岛盖,对于理解词汇很重要。
  • 两条背侧通路:连接颞叶后部和额叶,其中一条与运动前区相连,参与发音准备;另一条连接布洛卡区和颞上回、颞上沟,对句法加工很重要。

5.言语产生

1)Levelt语言产生模型是什么? Levelt语言产生模型是模块化顺序理论。

2)Dell的交互模型是什么? Dell的交互模型认为单词语义、句法信息与语音激活过程在时间上是有重合的,单词语义、句法信息允许语音激活过程的反馈。

3)语言产生的相关脑区有哪些?

语言产生的相关脑区有:

  • 左半球颞叶底部和左半球岛盖(Broca区)在看图命名阶段激活。
  • 运动皮质、辅助运动区以及脑岛双侧激活。
  • 总的来说,一个广泛分布在左半球的网络参与言语产生过程。

6.语言障碍

1)Broca失语症:主要症状?由哪里损伤导致?

  • 主要症状:口语产生困难。
  • 损伤导致:Broca区(BA44,BA45)的损伤,以及Broca区下面的结构,可能还包括脑岛皮质以及部分基底神经节。

2)Wernicke失语症:主要症状?由哪里损伤导致?

  • 主要症状:语言理解障碍。
  • 损伤导致:颞上回后部三分之一区域的损伤。只有当Wernicke区以及颞叶后部周围皮质或连接颞叶语言区和其他脑区的白质受损时,才能确定出极端和持续的Wernicke失语症。

3)传导性失语症:主要症状?由哪里损伤导致?

  • 主要症状:自发性口语和口语重复错误,患者能听出错误但不能纠正。
  • 损伤导致:连接Broca区和Wernicke区的弓形束损伤,以及与Broca失语症和Wernicke失语症症状更相关的那些脑区的连接。

4)脑区损伤导致失语症的机制是什么? 脑区损伤导致失语症的机制不再简单被认为是“知识的缺失”,而是语言加工过程受到损害。研究表明,失语症患者并非完全丧失语法或语义知识,而是信息加工能力受损,不能以正常速度工作,也不能在正常时间压力下工作。

注意与意识

7.什么是注意?

注意是指认知加工过程留意一些东西的同时忽略另一些东西的能力。

1)为什么需要注意?

需要注意的原因在于注意的资源是有限的。通过对输入信息的选择或过滤,注意系统能让具有高优先性的信息通过瓶颈,从而克服资源有限的问题。

2) 注意在信息加工的哪个阶段发挥作用?各自有什么证据?

注意在信息加工中作用的阶段有以下几种假说:

  • 早选择模型:认为注意在知觉分析阶段发挥作用,如同一个“门控机关”。证据包括听觉实验中的N1波(刺激呈现后90ms内出现的大负波)波幅变大效应、P20-50效应和M20-50注意效应,这些都表明注意在听觉早期就产生了调控。视觉方面,P1效应也支持早期加工。
  • 晚选择模型:认为注意在语义分析阶段才发挥作用。例如,在双耳分听实验中,即使被试不注意某只耳朵,当听到自己的名字时,他们通常也能报告出来。
  • 改进模型:承认非注意通道的信息也可能达到较高加工阶段,但信号会大大减弱。

3) 根据注意的因素可以将注意分为哪两类?各自的特点和作用是什么?

注意可以分为有意注意和反射性注意:

  • 有意注意:
    • 特点:自上而下,目标驱动,受目标、期望、奖赏等内源性线索影响。
    • 作用:提高效率。
  • 反射性注意:
    • 特点:自下而上,刺激驱动,受感觉事件等外源性线索影响。
    • 作用:捕获异常。

4)线索化实验指的是什么?

线索化实验是指通过提示信息来引导注意的实验范式。其核心发现是,当目标位置与提示所给预期一致时,被试的反应时间会更短。

5) 什么是返回抑制效应?

返回抑制效应是指在反射性线索化范式中,当提示性闪光与目标刺激之间的时间间隔较大时,被试的反应时间反而会变长,这有助于避免持续地被身边发生的事情干扰。

6)注意在视觉搜索中有什么作用?

在复杂场景中搜索特定目标时,注意的作用体现在“注意的聚光灯”效应。当分心物与目标有共同特征时,寻找联合目标需要更长时间,因为注意需要以序列的方式调配到刺激集中的每个项目上,以分析和识别目标。

8.注意的神经机制

1)N1波、P20-50、M20-50指的是什么?

  • N1波:脑电波信号中,刺激呈现后90ms以内出现的第一个大的负波。在听觉有意注意实验中,N1波的波幅变大支持了注意的早选择模型。
  • P20-50:指EEG(脑电图)研究中,注意引发的听觉早期电生理调控效应。
  • M20-50:指MEG(脑磁图)研究中,刺激呈现后20到50ms之间磁场发生的明显变化,是与听觉早期注意调控相关的磁场信号,可在颞上平面的颞横回内听觉皮质观察到。

2) P1指的是什么? P1是ERP(事件相关电位)波形中,在视觉刺激呈现后约70ms在枕叶出现的一个正向波。在有意注意和反射性注意中,P1波幅都会因注意而增大。

9.注意的病症

1)单侧空间忽视症有什么症状?视觉消失是什么?

  • 单侧空间忽视症:患者忽视一半的空间,通常与右顶叶和额叶皮质损伤相关。
  • 视觉消失:当同时在视野两侧呈现刺激时,患者无法感知或反映损伤区对侧的刺激。

2) 有哪些解释右半球损伤更容易产生忽视的模型?

主要有两种模型解释右半球损伤更容易产生忽视:

  • 表征模型:认为右半球包含左右半空间的注意表征,而左半球只包含右半空间的注意表征。因此,左半球损伤时,右半球可以弥补;但右半球损伤时,左半空间无法被表征,导致忽视。
  • 注意偏向模型:认为左半球更强烈地偏向右半空间,右半球对左半空间的偏向较弱。正常情况下两半球相互制衡;右半球受损时,左半球的偏向效应增强,导致对左侧空间的忽视。

3)忽视涉及哪些皮质区域?

研究表明,忽视主要涉及右下顶叶和颞顶联合区。也有研究发现,同侧颞上回后部(颞上回、脑岛和基底神经节)与忽视最为相关。

4) 对于忽视的信息,加工程度如何?

即使被忽视,信息仍能得到程度很高的加工。例如,忽视患者在视觉消失症状下,仍能分辨被忽视视野中的物体是否与另一侧的物体相同。

10.注意与意识的关系模型是什么?

意识被定义为人们可以清楚报告的事件。注意与意识并非完全等同,因为有些事件是有意识的但没有被注意到,且大部分信息加工是无意识的。 Stanislas三成分模型解释了注意与意识的关系,包括:

  • 阈下加工:刺激产生的大脑活动低于觉知阈限,信息无法到达觉知。
  • 前意识加工:刺激驱动的活动足以产生明显的感觉加工,但因缺乏自上而下的注意放大信号,信息无法到达觉知。
  • 有意识加工:刺激足够显著,且信号被注意放大,才能超过觉知的阈限,进入意识层面。

社会认知

1.自我知觉

1)自我参照效应及其对应的脑区?

  • 自我参照效应:与自我相关联的加工导致记忆提升。
  • 对应的脑区:主要激活内侧前额叶皮质。在自我条件下,该区域会表现出明显的活动。

2) 自我判断与他人判断的区别?

  • 自我判断:依赖于对自身人格特质的概括,不依赖于回忆,即使失忆者仍能准确描述自己的人格。
  • 他人判断:依赖于对具体事件的记忆。

3) 人们倾向于积极还是消极的方式来看待自己?

人们倾向于用积极的方式来看待自己,例如在描述自己时会选择更多积极形容词。扣带前回的腹侧部分与积极自我评价有关。

2.理解他人

1)什么是心理理论?

心理理论是指推测他人当前心理状态的能力,这对于在广泛的社会行动中获得成功至关重要。它能帮助人们辨识他人的行为和线索不匹配的情况。

2) 理解他人心理状态和哪些脑区有关?又有哪些假说?

  • 相关脑区:内侧前额叶和右半球颞顶联合区。
  • 假说:
    • 一种假说认为右半球颞顶联合区专门负责推测他人心理状态,而内侧前额叶功能更广泛。
    • 另一种假说认为内侧前额叶支持对社会性任务进行推理,但右半球颞顶联合区对于将注意分配到社会性刺激上很重要。

3) 理解他人心理状态的非语言线索有哪些?

非语言线索包括面孔知觉以及眼睛注视方向。研究发现,颞上沟中一部分细胞对头部方位和注视方向有反应,并在解释眼睛注视和心理状态关系中起重要作用。共同注意(监控别人注意的能力)也是重要的非语言线索。

4) 孤独症患者的表现有哪些?其神经机制是什么?

  • 表现:
    • 难以理解他人心理和情绪状态。
    • 对与他人和社会交往毫无兴趣,更关注自身内在思想和无生命的外在刺激。
    • 非语言线索推测能力缺失,如难利用表情识别情绪,注意他人眼睛注视方向少。
    • 持续保持高水平自我参照加工。
  • 神经机制:患者的杏仁核较小,大脑功能下降和体积减小。

3.对自我和对他人知觉的联系是什么?

对自我和对他人知觉之间存在密切联系,主要体现在模仿理论和共情上。

  • 模仿理论:认为人们可能依靠自我表征来推测其他人的心理。
  • 共情:镜像神经元可能是共情的生理基础,它们通常位于情绪相关的脑区。例如,脑岛在自身体验厌恶和知觉他人厌恶时都会激活。

4.眶额皮质损伤对社会决策造成什么影响?

眶额皮质对于在特定情境下考虑恰当的准则非常重要。

  • 眶额皮质损伤的病人常常会有不切实际的积极的自我知觉。
  • 他们不会考虑情景因素,表现出极端依赖原型性反应的“应用行为”。
  • 他们不能利用社会知识来应用到社会交往中,不觉难堪,也不能利用社会知识来决策。在决策中,眶额皮质与理性决策相关,而损伤可能导致情绪(如杏仁核)在决策中占据主导。

例题

酒精性科尔萨科夫综合症是由( D )受损引发的?2. 脑区水平 A.内测颞叶 B.杏仁核 C.海马 D.间脑

前额叶主要是控制、操作工作记忆,不负责存储记忆

Q:有人说,工作记忆里就是使用短时记忆,因此,有了短时记忆的概念,不需要工作记忆的概念,用短时记忆替换工作记忆的概念就可以了,你认为这个观点是对的吗?为什么? A:我认为这个观点是不对的。将工作记忆简单地替换为短时记忆的概念是不准确的,因为两者虽然有重叠,但工作记忆具有更深层次的认知加工功能。

原因如下:

  • 传统短时记忆的局限性:在记忆模块模型中,短时记忆被假设为信息进入长时记忆的必要基础,主要强调在短时间内对感觉刺激效果的保持
  • 工作记忆的定义及其主动加工性
    • 工作记忆不仅仅是信息的短期保持,它更代表着一个容量有限的、在短时间内保存信息(维持)并对这些信息进行心理处理(操作)的过程
    • 这个定义强调了对信息的积极处理和操作,这是其与传统短时记忆概念的关键区别。工作记忆的内容可以来源于感觉记忆的感觉输入,也可以从长时记忆中提取获得。
  • 临床病例的证据
    • 来源中提到的K.F.和E.E.等病例显示,他们虽然短时记忆低于正常水平,但仍能形成新的长时记忆。这挑战了传统短时记忆是长时记忆必要基础的假设。
    • 另一个著名的H.M.病例则表现为短时记忆正常,但丧失了形成新的长时记忆的能力
    • 这些病例都表明,短时记忆与长时记忆之间可能存在分离,暗示了传统短时记忆概念的局限性,并为更强调主动加工的工作记忆概念提供了支持。
  • 工作记忆的子系统构成
    • Alan Baddeley提出的工作记忆系统模型进一步细化了工作记忆的结构,包括一个“中央执行系统”和两个独立的子系统:“视觉空间板”和“语音环路”。例如,语音环路负责编码声学信息,而视觉空间任务不会影响声学信息编码,这表明这些子系统是独立的,共同支持了信息的维持和操作。

综上所述,虽然工作记忆包含了短时记忆的“保持”功能,但它在此基础上增加了“操作”和“处理”的维度,使其成为一个更活跃、更复杂的认知系统。因此,工作记忆的概念是必要的,它比传统的短时记忆概念能更好地解释大脑如何主动地处理和利用短期信息。

Q:你独自低头走在路上,边走边想着刚才看的书里的内容,突然听到一个声音,是有人在叫你的名字,你循声转头一看,看见一个人正看着你,你稍一迟疑,认出他是你5年未见的朋友,张口也喊出了他的名字。试述在这整个过程中你进行了的主要认知活动,并估计在这个过程中不同脑区的先后激活程度。

解答:

  1. 独自低头走在路上,边走边想着书里的内容(内部专注状态)
    • 认知活动:此刻您的注意力主要集中在内部思维和记忆回溯(书本内容)上。大脑可能处于一种“默认模式”(default mode),即在没有外部特定任务时,大脑仍持续进行的心理加工。
    • 主要脑区:
      • 内侧前额叶皮质、后扣带皮质以及内侧和外侧顶叶等默认模式网络区域可能处于活跃状态,进行自我参照加工和其他内部心理活动。
      • 与书本内容相关的长时记忆的存储区域(主要在新皮质中)也会被激活,涉及记忆的提取和维持。
  2. 突然听到一个声音,是有人在叫您的名字(听觉刺激与反射性注意)
    • 认知活动:这是一个突发且具有高显著性(您的名字)的听觉刺激,会迅速触发您的反射性注意(自下而上,刺激驱动)。即使之前您的注意力未在此,但由于“鸡尾酒会效应”,像您的名字这类重要信息仍能被加工到语义层面,突破“瓶颈”。
    • 主要脑区:
      • 听觉通路会迅速激活:声音通过外耳、中耳、内耳到达耳蜗,然后信号传递到脑干的耳蜗核和下丘,再经丘脑内侧膝状体,最终到达颞叶的初级听皮质(A1区)。
      • 在听皮质,早期电生理响应如N1波(刺激呈现后90ms内)和M20-50(20-50ms)会因注意而被调控,其波幅或磁场变化支持注意的早选择模型,表明在听觉加工早期就受到了注意的调控。
      • 右半球可能在注意偏向中发挥作用,当右半球受损时,左半球对右半空间的偏向效应增强,反之亦然,提示右半球在处理两侧空间信息和注意转移中的作用。
  3. 循声转头一看(空间定位与运动控制)
    • 认知活动:根据听觉线索,您的大脑会迅速进行空间定位,并启动运动计划以执行头部和眼睛的转向动作,将视觉焦点导向声源。这是一种注意力的空间转移。
    • 主要脑区:
      • 顶叶(特别是后顶叶)在空间注意和空间定位中扮演关键角色。
      • 运动皮质(包括初级运动皮质BA4、辅助运动区SMA、运动前区PMC)以及脑干和小脑会协调并执行转头和眼动。额叶眼区(BA8)尤其参与眼球运动的控制。
      • 基底神经节也会参与运动的调节和控制。
  4. 看见一个人正看着您,稍一迟疑,认出他是您5年未见的朋友(视觉感知、面孔识别与记忆提取)
    • 认知活动:这是一个复杂的视觉识别和记忆提取过程。首先是对人脸的感知,然后是与记忆中存储的信息进行比对,最终实现识别。迟疑表明这不是一个简单的、自动化的识别过程,可能涉及更深层的记忆搜索。
    • 主要脑区:
      • 视觉通路激活:光线信息从视网膜传至丘脑外侧膝状体(LGN),再到达枕叶的初级视皮质(V1区)。早期的视觉电位P1波(约70ms)会在此处因注意而增强。
      • 信息随后沿着腹侧(枕颞)通路(“What”通路)进行高级视觉加工,负责物体和面孔的知觉与识别。其中,梭状回面孔区(FFA)在颞叶腹侧梭状回被特异性激活,负责面孔识别。
      • 颞上沟(STS)对头部方位和眼睛注视方向有反应,并在解释眼睛注视与心理状态的关系中起重要作用。
      • 记忆提取与识别:由于是5年未见的朋友,识别需要从长时记忆中提取相关信息。已巩固的长时记忆主要存储在新皮质中。这个过程会涉及到前额叶皮质(尤其是背外侧前额叶),它负责记忆的控制、操作和提取,可能在此处进行记忆搜索和选择。内侧颞叶(MTL),包括海马,虽然主要用于形成新长时记忆,但在提取一些旧记忆时也可能参与。
      • 社会认知与心理理论:识别为“朋友”并理解其看着您的意图,涉及推测他人心理状态的心理理论。这与内侧前额叶和右半球颞顶联合区的活动有关。
  5. 张口也喊出了他的名字(语言产出)
    • 认知活动:这是语言产出的过程,包括词汇的提取和言语的生成。
    • 主要脑区:
      • 词汇提取:需要从心理词典中找到朋友的名字。这主要涉及左半球颞叶底部和左颞极,它们与语义信息的存储和提取相关。
      • 言语产出:左半球的布洛卡区(Broca’s area,位于左侧额叶下回,BA44和BA45)在言语生成中起核心作用。
      • 言语运动执行:运动皮质、辅助运动区以及脑岛也会双侧激活,协调发音器官的运动,实现言语的最终输出。

脑区激活的估计顺序:

根据上述分析,脑区激活的先后顺序大致如下(从最早到最晚,同时考虑并行加工):

  1. 听觉通路早期激活(约20-90ms内):耳蜗 脑干 丘脑内侧膝状体 颞叶初级听皮质(A1区)。这是对刺激最快、最初步的响应,可能伴随N1波和M20-50的出现。
  2. 注意和运动准备(几乎与听觉早期激活同时或紧随其后):顶叶(空间定位和注意转移)、额叶眼区(眼动准备)、初级/次级运动皮质(运动准备)、基底神经节和小脑(运动协调)。
  3. 视觉通路早期激活(约70ms后):视网膜 丘脑外侧膝状体(LGN) 枕叶初级视皮质(V1区)。
  4. 高级视觉加工与初步识别(稍晚于早期视觉):腹侧(枕颞)通路的各个区域,特别是梭状回面孔区(FFA)进行面孔识别;颞上沟(STS)处理注视方向。
  5. 记忆提取与深度认知(需要更多时间进行比对和搜索):
    • 新皮质(存储长时记忆)。
    • 前额叶皮质(进行记忆的控制、搜索与决策)。
    • 内侧颞叶(海马)可能参与(如果记忆提取需要更深层的情节关联或重构)。
    • 内侧前额叶和右半球颞顶联合区(进行社会认知,理解朋友身份)。
  6. 语言产出(最终输出阶段):
    • 左半球颞叶底部/颞极(进行词汇的语义提取)。
    • 左侧额叶下回(布洛卡区)(进行言语规划)。
    • 运动皮质、辅助运动区、脑岛(进行言语的实际发音)。

在这个过程中,不同脑区并不是完全串联工作的,而是存在大量的并行处理和信息交互。例如,注意机制会贯穿整个感知和加工过程,并对感觉皮质的活动进行调控。

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