《认知神经科学》课件.pptVIP

认知神经科学认知神经科学是一门探索人类思维与大脑关系的学科，结合了认知心理学、神经科学、计算机科学等多学科的研究方法和理论框架。它致力于揭示大脑如何产生我们的思想、情感和行为，以及这些认知过程的神经基础。这门课程将带领学生深入了解大脑结构与功能、认知过程的神经机制，以及各种研究方法和技术。通过系统学习，学生将能够理解认知功能如何在大脑中实现，以及认知神经科学在临床、教育和社会领域的广泛应用。

课程概述1课程目标掌握认知神经科学的基本概念、理论和研究方法，理解大脑与认知功能的关系，培养跨学科思维能力和批判性思考能力，为进一步研究或应用奠定基础。2学习内容包括认知神经科学的基础知识、研究方法、大脑结构与功能、感知觉、注意、记忆、语言、执行功能、决策、情绪、社会认知等内容，以及相关的临床应用和前沿发展。3考核方式平时表现（30%）：包括课堂参与、小组讨论和作业完成情况；期中考试（30%）：理论知识和研究方法的掌握程度；期末论文（40%）：选择特定主题进行深入研究和分析。

什么是认知神经科学？定义认知神经科学是研究认知功能与大脑神经活动关系的学科，旨在理解思维、情感和行为的神经生物学基础。它通过研究大脑活动如何产生和支持各种心理过程，揭示心智与大脑之间的关系。研究对象主要研究对象包括感知觉、注意、记忆、语言、执行功能、决策、情绪和社会认知等认知过程，以及这些过程如何在神经系统层面上实现。研究范围从单个神经元到整个大脑网络活动。学科交叉性认知神经科学是一门高度交叉的学科，结合了认知心理学、神经科学、生物学、物理学、计算机科学、语言学和哲学等多个领域的知识、理论和方法，形成了独特的研究视角和方法论体系。

认知神经科学的发展历史1早期研究19世纪，神经解剖学家开始通过脑损伤病例研究大脑功能定位。如布罗卡和韦尼克发现了语言相关的脑区，为认知功能的脑定位奠定了基础。这一时期，脑功能研究主要依赖于临床病例观察和动物实验。2关键突破20世纪中期，脑电图（EEG）技术的发展使科学家能够无创地记录大脑电活动。1970年代，认知心理学与神经科学开始融合，形成了认知神经科学这一新兴领域。波斯纳等人的先驱工作建立了将认知模型与神经数据结合的范式。3现代发展20世纪90年代，功能性磁共振成像（fMRI）等先进脑成像技术的出现，使科学家能够在健康人脑中观察认知过程的神经活动。21世纪以来，多模态技术整合和计算建模方法的发展，进一步推动了认知神经科学的快速发展。

认知神经科学的研究方法（一）：电生理技术脑电图（EEG）通过放置在头皮上的电极记录神经元集群产生的电活动，具有极高的时间分辨率（毫秒级），能够实时捕捉大脑活动。EEG设备相对便携且成本较低，适合研究需要高时间精度的认知过程。然而，其空间分辨率较低，难以精确定位信号来源。事件相关电位（ERP）通过对与特定认知事件相关的脑电信号进行时间锁定和平均，获得事件相关电位。ERP具有特定的波形成分（如P300、N400），反映不同的认知处理过程。这种技术被广泛应用于注意、记忆、语言等认知功能的研究，可提供关于认知处理时间进程的宝贵信息。

认知神经科学的研究方法（二）：脑成像技术功能磁共振成像（fMRI）基于血氧水平依赖（BOLD）信号，测量神经活动引起的血流变化，从而间接反映脑活动。fMRI具有优良的空间分辨率（2-3毫米），可精确定位大脑活动区域，适合全脑范围的功能定位研究。但其时间分辨率较低（秒级），且需要考虑血流动力学反应的延迟。正电子发射断层扫描（PET）通过注射放射性示踪剂，测量大脑中葡萄糖代谢或神经递质活动，提供大脑功能和生化信息。PET可以研究特定神经递质系统的活动，对了解各种认知功能的神经化学基础具有独特价值。然而，其辐射性、成本高和时空分辨率限制制约了其广泛应用。

认知神经科学的研究方法（三）：脑刺激技术经颅磁刺激（TMS）利用变化的磁场在大脑特定区域诱导电流，暂时改变或中断该区域的神经活动。TMS可作为因果性研究工具，通过暂时关闭某脑区功能，观察对认知任务表现的影响，从而确定该脑区在特定认知过程中的必要性。根据刺激参数不同，TMS可产生抑制或促进效应。经颅直流电刺激（tDCS）通过头皮施加微弱直流电，调节下方大脑皮层的兴奋性。阳极刺激通常增加神经元兴奋性，阴极刺激则降低兴奋性。tDCS设备轻便、成本低，可应用于各种认知功能的调节研究。与TMS相比，tDCS的空间精度较低，但可以长时间施加，适合研究持续性的调节效应。

认知神经科学的研究方法（四）：行为实验反应时测量记录被试对刺激做出反应所需的时间，反映认知加工的速度和效率。反应时可揭示不可直接观察的心理过程，是认知神经科学中最基本也最重要的行为指标之一。1准确率分析测量被试在认知任务中的正确反应比例，反映认知加工的精确度。准确率与反应时结合分析，可