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认知神经科学

认知神经科学的研究旨在阐明认知活动的脑机制,即人类大脑如何调用其各层次上的组件,包括分子、细胞、脑组织区和全脑去实现各种认知活动。

中文名:认知神经学

领域:神经学

核心分支:认知心理学等

性质:名词

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简介

学科解说

八、九十年代,心理学研究者无不关注两个蓬勃发展的点击查看图片认知神经科学边沿交叉学科的研究,即认知神经科学和认知行为遗传学。这两个学科吸收了认知科学和行为发展科学的理论与神经科学和遗传学的新技术,共同向智能的本质和意识的起源这一基本的重大理论问题发起冲击,将心理学的研究推向了一个新的发展水平,已经并且势必继续对心理学的研究产生重大影响。

认知神经科学的研究旨在阐明认知活动的脑机制,即人类大脑如何调用其各层次上的组件,包括分子、细胞、脑组织区和全脑去实现各种认知活动。传统神经科学的某些分支,例如神经心理学、心理生理学、生理心理学、神经生物学和行为药理学等,吸收了认知科学的理论和神经科学的新技术,逐渐形成了认知神经心理学、认知心理生理学、认知生理心理学、认知神经生物学和计算神经科学等认知神经科学的各个分支。自八十年代后期发端以来,认知神经科学的研究在短短时间内取得了令人注目的进展,对传统认知心理学和发展心理学的理论建构和各内容领域的研究有着巨大影响。认知发展研究自然也不例外,由于认知发展心理学和发展神经科学科学对许多共同问题感兴趣,由此衍生出来的发展认知神经科学正得到越来越多人的关注,成为当前最热门的交叉研究领域之一。

学科分支

认知科点击查看图片认知神经科学学的核心学科分支——认知心理学、心理语言学、人工智能和人工神经网络的研究都取得了重要进展,但又都发现在自己的研究领域内出现许多难点,必须在人脑认知活动机制中需求答案。例如,认知心理学和心理语言学研究中,信息加工的并行和串行方式,外显机制和内隐机制,基于经验和知识的认知活动和靠灵感、顿悟的认知活动,其脑机制有何异同?在人工智能和人工神经网络的研究中,物理符号的离散表征和运算原理,与亚符号连续运算原理之间存在何种关系?人工神经网络的学习机制为何需要千万次训练,而人类的观察模仿学习则一看就会?这些问题都尖锐提到认知科学各个分支学科发展面前。人类社会发展对智能信息系统越来越高的要求和技术难题之间的矛盾,使认知科学迫切希望有一个新生儿来继承自己未竟的事业。 生物医学构像技术特别是近年功能性磁共振成像可以用于对于人类认知活动的研究;脑事件相关电位、脑磁图和高分辨脑成像等生理学方法,可以为人脑认知功能研究提供许多新的数据;分子神经生物学和细胞神经科学,为人脑认知障碍和动物认知行为提供脑内机制的许多科学数据,包括动物的学习障碍和某些基因序列的关系。这些都使神经科学有资格孕育一个径直研究认知活动脑机制的新学科。传统神经科学的某些分支,吸收了认知科学的理论和神经科学的新技术,就可以成为新学科分支的组成部分。神经心理学、心理生理学、生理心理学、神经生物学、行为药理学等都是这些传统神经科学的分支。一经吸收了认知科学和神经科学新理论和新技术,这些传统学科得到新生,于是,认知神经心理学、认知生理心理学、认知心理生理学、认知神经生物学、计算神经科学等逐渐形成。

虽然认知科学和神经科学的兴起只有20 多年的短暂历史,由于其高度跨学科性与高新技术发展的密切相关,两者又结合在一起,形成了新的交叉领域———认知神经科学。在世纪之交,可以预见这一领域的发展将会带动整个科学的发展,并能顺应发展教育事业的理论需求。下列研究已经形成或正在形成国际前沿。

实验内容

脑的认知功能包括知觉、注意、记忆、语言和思维以及智能和意识点击查看图片认知神经科学等心理功能。一百多年来,神经生理学家和解剖学家一直按机能定位的指导思想试图寻找各种认知功能的特异脑中枢。60 年代在治疗顽固癫痫的脑手术病人中,发现了大脑两半认知风格的差异和海马的记忆功能,曾极大地鼓舞了高级功能定位论的研究,认为海马是特异的记忆中枢,左半球负责抽象思维,右半球负责形象思维等。然而,即使这类研究的奠基人和大脑半分工说的创始人,也很快陷入迷惘之中。因为总是存在大量矛盾的科学事实。还在70 年代中期,我们就试图以“功能模块”的概念取代定位论或分工说。经过十多年的努力,神经病学家和心理学家们终于采用双分离方法学原则,发现了人脑功能模块性或多重功能系统,主要突破表现在多重记忆模块和复杂的认知功能系统。神经生理学家在猴等动物的实验研究中,也积累了大量科学事实,证明视觉功能存在着背、腹侧系统,至少是枕、顶、颞、额的30 多个脑皮层区动态活动。目前,物体真实运动和似动知觉之间、幻觉和真实知觉之间、外界引起和主动性选择注意之间的脑功能模块的异同是引起普遍关注的研究课题。点击查看图片认知神经科学

意识与无意识的脑机制
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第1个回答  2015-05-28
  有关儿童科学概念学习的研究在心理科学领域已经有近百年的历史。自上世纪50年代认知科学兴起以后,对儿童科学概念学习的研究在认知科学领域也是关注的重点。近几十年来,由于科学技术的进步,特别是脑成像技术的发明和发展,使得科学家可以在线研究活体状态下人的精神状态和活动过程,使我们对儿童科学概念的形成和发展有了进一步的了解。学生科学概念的学习,也成为新出现的学习科学(Learning Science, 或神经教育学,Neuro-Education,)的研究重点。下面介绍两个例子。

  (一)为什么学生对一些科学概念的掌握十分不易?

  学生对科学概念的学习不仅是重要的,而且是困难的。在有关学生科学概念学习的大量研究中,多次证明了这一点。如果参加过汉博教师培训中心组织的教师培训,教师们可能都观看过一部DVD电影“Private Universe”。.这是一部美国获奖的科教片,实地记录了学生对有关电回路和四季概念的学习过程。一些学生尽管很优秀,但是在改变他们的错误前概念时,同样是很困难的,哈佛大学的学生也不例外。长期以来,人们依据不同的学习理论,对这个问题进行解释,而且希望找到对某些核心科学概念的有效教学方法,但是结果仍然不能得到令人信服的结果。

  用不同方法来进行研究,都发现学生概念的发展和历史上人类概念的发展十分相似。人对概念的接受有两种情况.一种是在学习过程中概念的更改不大,只是在已有的概念结构上增加一些知识,增加的知识和原来学生持有的概念之间不存在冲突,这种微小的概念变化就比较容易被学生接受.不需要将原来的知识重新建构。第二种情况是需要概念发生根本性的移转。在这种情况下。需要重新建构概念。当学生需要发生根本性的概念转移时,就比较困难了,常常经过一、两节课的教学不能解决问题。

  所以在科学教育中需要知道那些概念学生转移有困难,为什么会发生这种困难,然后才能研究解决的办法。

  现在,由于科学技术的发展,我们可以用脑成像的方法,在活体的情况下,在线检测不同的学习过程中,脑不同区域的激活情况。虽然,脑是一个十分复杂的动态系统,并不能找到一个简单的脑区或是脑中的回路,与完成某一项学习功能完全相对应,但是,大量的研究已经揭示了与某些学习过程有关的脑区激活情况。如在基底节的激活和传统的学习过程相关《1》;位于边缘系统的海马区和副海马区激活表示明晰性记忆发生《2》;当需要监测误差和冲突时,前扣带回会激活《3》等等。神经科学已经得到了许多和记忆、学习、注意、推理过程与脑激活区域的关系,因此,为我们在脑、心智和教育的交叉学科领域里研究这些问题提供了基础,现在可以用神经科学的研究方法,得到有关学生学习科学概念过程的脑图像,从而说明学生持有的某些科学概念难以改变的原因。

  Dunbar 博士的一个实验是这样进行的《4》。在物理领域里,有一个重要的核心概念--自由落体运动问题。在人类历史上,从亚里斯多德提出有关自由落体的观点以后,他的错误的观点维持了两千年,直到伽利略用实验和推理才给出了正确的答案,可见关于自由落体运动的物理概念并不是自发地就可以建立的。Dunbar设计了一个电脑上运行的电影,让电脑的屏幕上依次显示不同的物体自由下落的过程。一种情况是两个同样的小球下落;另一种情况是两个大小不同的球下落。如果是在不存在摩擦力的情况下,要求受试者判断两个球下落的速度是否一样,它们是同时到达地面,还是一快一慢,一先一后到达地面。受试者由两组人组成,一组是至少在物理方面学过五级物理课程的物理系大学生,另一组是普通的没有受过大学物理教育的成年人,两组受试者的选择考虑了在SAT考试和性别上相类似的基础条件。实验时,要求被试者观看电脑的屏幕,看到认为是正确的答案时,按下手边的按钮,同时用功能核磁共振脑成像仪对受试者的脑部进行实时成像。

  研究结果显示,当实验结果和受试者的预期一致时,脑的核磁功能脑图像显示脑中的尾核和副海马回Caudate and Parahippocampal Gyrus)被激活;表示这两个脑区在运作;而当结果和受试者的预期不一致时,前扣带回和辅助运动区(Anterior Cingulate and Supplementary Motor Area) 激活增加,因为他们认为这种情况是和他们的理解冲突的。我们知道,尾核是基底节的一部分,它的激活表示学习过程发生,而副海马区是形成明晰性记忆的重要区域,前扣带回激活表示受试者有认知上的冲突。在不同大小的球以同样的速度下落时,学过物理的学生脑中的尾核和副海马区激活,说明他们已经接受了正确的有关自由落体的科学概念,学习过程发生。物理系的学生看到球落下的速度不一致时,不符合他们学过的物理理论,他们的前扣带回激活增加,表示了概念上的冲突。而普通的成年人显示的结果则相反,他们在观看大小不同的两追答

字比较多,你自己看着简写

追问

不好意思了,我实在没时间总结

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