第一章 概述和简史

什么是认知神经科学

“认知”即直觉和认识的过程，而“神经科学”则是研究神经系统的学科，因此，认知神经科学描述了“有形大脑的功能如何产生无形心智的思维和想法”。

颅相学

颅相学宣称大脑有35个左右的特异性功能，这些功能由特异性脑区负责，从语言、颜色到希望和自尊。
经常应用某些能力会导致大脑相应部分长大，进而导致头骨的突起，因而根据头颅形状可以描述人格，这被称为解剖人格学。
并非所有人都赞成“定位主义”，生理学家Flourens研究鸟类，发现不管损伤哪个部位，鸟都可以恢复。他发展了“聚集场理论”：大脑作为一个整体参与行为。（1824）

布洛卡区和威尔尼克区

1861年，法国的Paul Broca的著名案例——表达性失语症。卒中的病人可以听懂别人说话，唇、舌、喉都正常，但除了“tan”音之外无法正常说话。解剖发现其左侧额叶下部有损伤，后来被称为Broca区。
1876年，德国的Carl Wernicke报告了 听觉性失语症。病人可以讲话，但他听不懂别人和自己的讲话，也不能理解书面语言。其大脑在左半球颞上回后部受损。这就是Wernicke区。

第一章小结

• Willis 在17世纪提出了这样一种观点: 脑损伤会影响行为,并且大脑皮质可能确实是使我们成其为人的物质基础。

• 颅相学家拓展了这种观点，并且发展出定位主义观点。

• 后来, Broca和 Wernicke所治疗的那类病人支持了特定脑区对人类行为（如语言）有重要作用这一观点。

• Cajal、Brodmann等人发现的不同脑区的微观生神经结构支持定位主义观点,但这些区域是相互连接的。很快,科学家开始意识到,大脑神经网络的整合才可能产生心智。

第二章 细胞机制与认知

神经系统的细胞

神经系统由两种细胞构成：神经元和神经胶质细胞

• 神经元：神经信息传递和信息加工（电学、化学）
• 胶质细胞：框架、绝缘、清理、屏障，复杂的智能，具体如下：
  形成支持神经元分布的框架；
  在脑的发育过程中找到自己适当的位置；
  促进或直接参与神经纤维髓鞘的形成，在神经信息传导中其绝缘作用，提高传递速度；
  清洁，吸收过量的神经递质并清理受损或者死亡的神经元；
  形成血脑屏障，使毒物和其他有害物质不能进入脑内；
  影响信息传递的离子浓度；
  与神经元之间可能存在多时间尺度的信息交流并行网络，参与复杂的智能活动；

神经元

神经元是基本的信号处理单位。
神经元接收信息，遵循某些相当简单的规律作出“决定”，然后改变自己的活动水平，最后将信息传递给其他神经元。这些功能与神经元的形态或结构的特异性密切相关。

神经元的组成成分之一是细胞体，细胞体内有维持神经元新陈代谢的细胞器，包括细胞核，内质网，核糖体，线粒体，高尔基器等，这些结构被神经元的双层脂质细胞膜包围，悬浮在细胞质中。

树突：大树样突起，接受来自其他神经元的传入信息，具体接收部位被称为“突触”。对信息流而言，树突是位于突触后面的结构，又被称为突触后。
轴突：远离胞体的突起，是神经元的输出端。位于突触前面的结构，被称为突触前。

一般情况下，大多数神经元都同时既是突触前又是突触后：当它们的轴突与其他神经元建立连接时，它们是突触前；当其他神经元与它的树突建立连接时，它又是突触后。

神经元活动涉及电位改变，但神经元间突触的传递信号通常是化学信号，少数情况下，神经元彼此间传递信号为电信号。

突触

神经元细胞之间的通信是通过突触完成的。
突触是指一个神经元的冲动传到另一个神经元或传到另一细胞间的相互接触的结构。

突触的类型

突触可以分为：

• 轴-体突触
• 轴-轴突触
• 轴-树突触
• 树-树突触

神经系统的构成

• 中枢神经系统：
  星形细胞形成血脑屏障；
  少突胶质细胞形成髓鞘（一个细胞形成多个髓鞘）；
  小胶质细胞修补或清理损伤神经元。

• 外周神经系统：
  失望细胞形成髓鞘（一个细胞形成一个髓鞘）

星形细胞

星形胶质细胞是一种呈圆形或放射对称形状的大细胞，它们围绕着神经元并与脑血管紧密连接。

星形胶质细胞与脑血管的接触部位特化为终足,该结构既允许离子进出血管壁又在中枢神经系统的组织与血液之间构建了一道屏障。这种神经组织与血液之间的星形胶质细胞屏障被称为血脑屏障(lood–brain barrier, BBB)。

该屏障能阻挡某些血液传播的病原或过度影响神经活性的化学物质的进入,从而在保护中枢神经系统中发挥至关重要的作用

许多药物不能穿过BBB，某些神经激活因子如多巴胺和去甲肾上腺素一旦位于血液中，也不能通过BBB。

神经元信息交流

神经元是构成神经系统的完整的功能单位。 每个神经元通常通过位于树突或胞体的突触来实现与其他神经元的信息交流。传出信息是通过轴突末梢的突触实现的。神经元加工信息的目的是接受信息，评估信息，然后将型号传递给其他神经元，由此构成局部或长程神经环路。

神经元的一种典型的信号加工过程

1. 神经元接收信号，包括化学的（神经递质），物理的（皮肤触感，眼睛接受光线）
2. 信号引起突触后神经元细胞膜的变化，导致电流流入或流出
3. 电流在神经元内发挥信号左右，并影响远离传入突触位点的神经元膜
4. 电流由离子流传到，被整合后成为动作电位，最终沿轴突下行传播到轴突末梢，引起突触神经递质的释放。

细胞膜内外电位差

在-40至-90mV

！！！神经元信号传导概述！！！

考主观题。

当细胞从突触接受到刺激之后，会打开细胞膜上面的离子通道，让钠离子流入，造成去极化 (depolarization)，也就是细胞里面的电位有些微的上升，被称为兴奋性突触后电位。
也可能产生超极化（hyperpolarization），将使细胞内电位下降，更趋负性。

跳跃式传导和髓鞘的作用

突触传递

神经信号的最终作用是实现神经元间或者神经元与肌肉的信息交流。为实现这一作用，神经元必须要传递信号，这就是突触传递。
突触有两种类型：化学突触和电突触
化学传递的步骤：
首先，一个动作电位到达突触所在的轴突末梢，引起末梢的去极化，引起Ca2+内流
Ca2+浓度的增高导致含有神经递质的小囊泡与突触膜融合，并将神经递质释放至突触间隙
神经递质扩散至突触后膜，与嵌在突触后膜的蛋白质分子（受体）结合，启动突触后膜的变化

第三章 神经解剖和发展

解剖学分区

布罗德曼分区

Brodmann 分区的编号意味着Brodmann分离出这个脑区的编号，但在一些区域中，编号系统与功能相关的脑区之间存在粗略的对应关系。比如17,18和19区都与视觉功能相关。

同一区域可能有一个Brodmann分区名、一个细胞结构学的命名、一个大体解剖学的命名或者一个功能命名。比如Brodmann分区的17区（BA17），细胞结构学的命名为纹状皮层，大体解剖学上叫做距状裂皮质，从功能角度叫做初级视皮层。在对猴子视觉的研究中，将其命名为V1区（visual area 1）。

在大脑的很多区域，不同命名法代表的区域并不相同。

大脑皮质——功能分区

大脑皮质的各叶在神经加工过程中发挥着多方面的作用，虽然主要的功能系统一般都可以定位在某个脑叶中，但是也有很多系统是跨脑叶的。

大脑中的认知系统通常有不同的神经网络组成，这些组成成分位于皮质的不同区域。

脑的大部分功能都需要皮质和皮质下结构的共同作用，不论是感觉、运动还是认知功能都是如此。

几个重要的分区：运动、躯体感觉、视觉加工、听觉加工、联合皮质。

额叶中的运动区

额叶既包括运动区，也包括更高级的联合皮质，例如前额叶与执行功能、记忆及其他认知加工过程有关。

顶叶中的躯体感觉区

皮质拓扑地形图

枕叶中的视觉加工区域

颞叶中的听觉加工区域

神经系统的发育

新神经元的产生

在啮齿类动物中,已有研究发现成年个体海马齿状回中的干细胞可以产生新的神经元,它们还可以迁移至已在发生作用的相似神经元所在的海马区域。重要的是,这些新神经元可以沿这一海马区域神经元所应有的路径形成树突和发出轴突,并显示出正常的突触活动。这些发现很有意思,因为新神经元的数目与学习和经验的丰富程度(物理环境中更多的社会接触与挑战)成正相关,而与压力(如居住在过于拥挤的环境中)成负相关。并且,新神经元的数目还与依赖于海马的记忆有关(Shors，2004)

出生后大脑的发育

另有实验表明成人大脑中也有新神经元的产生,而且我们的大脑一生都在自我更新,并达到我们以往认为不可能的程度。

神经元发育的一个重要方向是突触生成。突触生成从受孕的27周开始，到出生后的15个月才达到顶峰​

同时，大脑中的神经元的树突分支在增加，轴突延长并产生髓鞘。

随之而来的是突触削减，会持续十多年时间。

突触削减是神经系统对连接进行微调的方式，一般认为会清除那些多余的或者不起作用的连接。

对于不同的皮质区域，突触的生成与削减的时间进程不同，即人类大脑的不同区域在不同时期达到成熟。

对突触的数量的测量

• 用磷钨酸法来染色蛋白质，计算听皮质和前额叶皮质的突触数量，标本从孕28周到59岁。结果发现听皮质早于联合皮质约3个月达到顶峰。

葡萄糖代谢量的测量

• 用 PET测量，结果发现葡萄糖代谢量在新生儿时期快速增加，在青少年时期减少。

第四章 认知神经科学研究方法1

我们对刺激存在多重表征

动物实验技术

单细胞技术、损伤、遗传控制、新基因组学

单细胞记录

在神经科学中，最重要的一项技术就是在动物中记录单个神经元的活动的方法。单细胞记录使得研究者能够描述单个元素的反应特性
在单细胞记录中，一个微电极插入动物的脑中，如果电极在一个细胞的旁边，就可以测量到细胞电活动
在经典的神经生理学实验中，研究者从感兴趣的目标区域中选择一系列细胞进行记录
没有刺激时，神经元有自己的基线活动。不同位置的神经元的自发放电活动各不相同
研究者试图通过建立细胞活动与特定刺激模式或行为之间的相关来确定单个神经元的反应特性
视觉细胞的感受野大小有所不同。初级视皮质最小，在联合视觉区域中变的更大。因此，只有当刺激处于视觉世界中一个非常限定的区域中时，该刺激才会引起初级视皮质细胞增加放电频率，该刺激在一个很大的距离范围内移动，都可能会引起颞叶视觉敏感细胞的放电频率增加
相邻的细胞至少有一部分重叠的感受野（防止有细胞坏了）。由于在一个区域中视觉反应细胞是横向排列的，因此这些细胞的感受野属性与外部视觉存在有序的关系。外部空间是以连续的方式在皮质表面进行表征的。即细胞群形成一个拓扑地形表征。在视觉中，被称为视网膜区域定位。
如果光落在视网膜某一点，则感受野包含这一区域的细胞就被激活，如果光线移动然后落在视网膜的另外一个区域，这些细胞活动就会停止。这样，视觉区域为刺激的位置提供了表征。

耳蜗区域定位

损伤

神经生理学中一个长期使用的方法：通过选择性的去除一个或多个结构来研究行为会发生怎样的改变。这在动物研究中很常见。比如诺贝尔奖获得者Sherrington在20世纪初引入损伤法在狗身上研究反馈在肢体运动中的重要性
损伤一个神经结构可以消除该结构的作用，但也可能强迫动物改变它们的正常行为，以及改变未收损伤结构的功能。与损伤区域连接的神经区域的功能可能会改变。损伤也可能会使动物发展出代偿的策略。
代偿：有个实验，去掉猴子对左手的知觉，猴子用右手；去掉双手的知觉，反而开始轮流使用双手。

最初的损伤是通过抽取神经组织来实现，或者用足够强的电流破坏组织。其问题是很难做到选择性。
较新的方法是神经化学损伤。

• 有时药物可以选择性的破坏那些使用特定神经递质的细胞。比如，全身注射MPTP会破坏黑质中的多巴胺能细胞，引起动物的帕金森症状。
• 其他化学损伤需要把药物使用到目标区域中。比如红藻氨酸，会破坏注射部位附近的神经元细胞体，但不会对轴突纤维产生影响。

遗传控制

研究者采用果蝇和老鼠来进行研究，采用基因敲除程序，培养转基因动物。敲除是指对特定基因进行处理，使其不再存在或表达
这些转基因动物可以进行研究，比如织布鼠，是敲除了小脑的主要细胞的品种
基因敲除程序被用于创造在特定脑区缺乏单一类型突触后受体但完整保留其他类型受体的物种。比如，改变海马一个亚区内的细胞，这种基因敲除鼠用于进行记忆任务研究

神经损伤的结构性成像

脑损伤可能由血管疾病、肿瘤、退行性病变和外伤等引起，神经病学家将脑结构可视化，进行诊断

计算机断层扫描（CT）

1983年实现商用，是X射线的升级版，传统X射线把三维物体压缩成二维，而CT则可以通过压缩的二维图像重构三维空间
CT的基本原理是生物物质的密度不同，对X射线的吸收能力与组织密度相关。高密度的物质，如骨头，吸收大量射线，而低密度物质，如空气或血液，吸收射线很少。神经组织介于两者之间。因此，CT扫描的软件提供的是介质组织不同吸收能力的图像
CT机包括两个部分：X射线源和射线探测器，两者位置相对。射线源和探测器可以旋转，直到在180°都投射过。计算机将得到的图像进行三维重建
CT的空间分辨率接近0.5-1厘米。由于皮质只有4毫米厚，因此无法分辨白质和灰质，但头骨是白色的，脑室是黑色的

磁共振成像MRI

MRI利用有机体组织的磁特性，某些特定原子核中的质子和中子数使得这些原子对磁力特别敏感。比如遍布于整个大脑和其它有机体组织的氢原子。
MRI扫描中的区域被称为体素。
MRI产生一个单位为特斯拉的强大磁场，典型的MRI为0.5T-1.5T。当一个人进入MRI的磁场中时，相当大部分的质子变得与磁力线方向平行排列。
无线电波穿过磁区域，当质子吸收了这些电波的能能量后，它们会指向一个可预测的方向。当无线电波关闭后，吸收的能量消散，质子重新朝向磁场方向。这种同步反弹产生的能量能被周围探测器接收。
通过系统地测量整个头部的三维信号，MRI系统可以建构反映组织中质子和其他磁性物质分布的图像。
MRI的图像比CT更清晰，灰质与白质可以区分。通过MRI，可以看到大脑皮质的各个沟回。MRI的分辨率小于1毫米，能清晰的看到上丘等皮质下结构。效果好而且辐射小。MRI可用于研究形成白质的轴突束的显微解剖结构。

弥散张量成像（DTI）

DTI测量的是轴突中水的密度，以及水的运动信息。DTI利用已知的水的扩散特性来确定大脑中限制水运动的边界。大脑中的水的扩散是各向异性的，原因是轴突细胞膜限制了水的扩散。水沿着轴突运动的可能性要大于垂直于轴突运动。
轴突中的各向异性最强。因为髓鞘形成了脂质边界，对水的限制比灰质或者脑脊液要大的多。通过这样的方法，可以对白质中轴突束的朝向进行成像。

退行性疾病和感染性疾病（神经系统）

神经退行性疾病与基因缺陷和环境因素有关，是由神经元和（或）其髓鞘的丧失所致，随着时间的推移而恶化，出现功能障碍。
感染性疾病是由于病人在治病期间，由于体质和抵抗病菌能力较差，而被感染其它疾病。像刚做过手术的人，不注意对刀口消毒和保护，容易被感染而不易愈合。还有的病人由于动了大手术，在愈合期间，引起肺炎，这叫感染性肺炎。像白求恩就是因为手上的刀口被细菌感染而不治身亡的。

帕金森症，退行性疾病，主要与环境因素有关，多巴胺能神经元丧失导致。
帕金森氏症，可能与一种环境积累的未知毒素加速了多巴胺能神经元的死亡有关。
Pick病，退行性，额颞叶萎缩导致。

基因缺陷引起的疾病——亨廷顿氏舞蹈症
阿尔兹海默症，5%可能与基因有关。一个主流的假设，有机体组织内一种普遍存在的淀粉样蛋白质的生成发生了错误，从而导致在患者的大脑中发现特有的斑块。

小结——神经科学技术和工具

单细胞记录使得神经生理学家能够记录动大脑的单个神经元,从而理解与某个感受和行为刺激相关的神经元活动是如何增加或减少的
通过多细胞记录,数百个细胞的活动可以同时记录。
不管是自然发生(在人类中)还是实验引发(在动物中)的脑损伤,都能够使研究者可以检验有关脑损伤区域的功能的假设。
基因敲除技术使得科学家可以探索特定基因表达
计算机断层扫描(CT或CAT)采用X射线对脑结构进行成像。
磁共振成像(MRI) 利用大脑有机组织的磁特进行结构成像。MRI的空间分辨率比CT要好
弥散张量成像(DTI) 通过磁共振扫描仪进行,被用于测量脑内的白质通路。
血管造影术被用于评估脑循环系统。

第五章 认知神经科学研究方法2

经颅磁刺激TMS

是无创！是产生局部刺激！是好的！
TMS被用于探讨多个不同脑区的作用。如线圈置于运动皮质控制手活动的区域时，刺激会激活手腕和手指的肌肉这种方法可以评估运动通路的完整性。

TMS能探测运动骨皮质的兴奋性。TMS发现，在理解别人的姿势的过程中，观察他人的动作会激活运动系统。

TMS引起“虚拟损伤”：通过刺激，研究者选择性的干扰一个特定皮质区域的正常活动。

安全和无创性的，产生相对短暂的神经活动改变。

虚拟损伤用于刺激多个大脑区域。刺激视觉皮质会干扰个体辨认字母的能力（Corthout等，1999）

经颅磁刺激TMS的局限性

效应十分短暂。TMS刺激与感觉刺激事件或者运动紧密联系时，这一方法效果最好。
刺激只能激活皮质的有限区域。优势是可以将刺激限制在一个特定的区域内，劣势是无法探索不在大脑表层的皮质区域。
联合其他方法应用效果最好，比如磁共振成像MRI。

电信号-脑电图EEG

检测大群神经元共同活动产生的电位
优点：安全，方便，成本低
毫秒级的时间分辨率
厘米级的空间分辨率

正电子发射断层扫描（PET） 有损

PET测量的是与心理活动相关的局部脑血流变化。
需要向血流中注入示踪剂，即放射性元素（同位素）
同位素中，正电子会从原子核中发射出来，导致衰变，当正电子与一个箱子相撞时，会产生两个光子，即伽马射线。
PET——伽马射线探测器——检测到碰撞在哪里发生。重构的图像可以显示血流的分布

ERP事件相关电位

EEG重复几十上百次，叠加平均得到消去干扰的波形。
ERP电位图是反着的啊，就x轴上方是负的，下方是正的。

fMRI功能磁共振成像

过程：电波是氢原子的质子振动，检测器测量当质子回到外部磁场方向时所产生的局部能量场
fMRI成像关注血红蛋白的磁场特性。fMRI探测器测量氧合和脱氧血红蛋白的比率，这个比率被称为“血氧水平依赖效应”（BOLD）
在活动组织中，BOLD是上升还是下降？
直觉上，脱氧组织比例变大，但fMRI报告氧和对脱氧比率增加，原因是大脑区域激活时，流向该区域的血量增加。
虽然神经时间以毫秒为时间单位，但血流慢的多，在6-10秒达到峰值。

fMRI的特点

与PET相比，实验更加方便，医院几乎都有，PET设备需要更多人员
fMRI不需要注射放射性示踪剂，一个被试可以反复测试（无损）
fMRI的空间分辨率更高，达到3立方毫米，同时能提供高分辨率的解剖图像，定位更好。正电子发射断层扫描PET在对齐时会引入误差
fMRI可以用于提高时间分辨率。PET的实验任务需要至少40秒，然后这段时间内的活动被平均。fMRI信号改变同样要求对连续观察的平均。

新陈代谢信号

一张图小结

第六章 感觉和知觉

基底膜 毛细胞 耳蜗

内耳将声音转换为神经信号。到达耳朵的声波使耳鼓振动，振动在内耳液中产生小波，刺激排布于基底膜表面的细小的毛细胞
毛细胞是初级听觉感受器，基底膜的振荡引起毛细胞发生动作电位
基底膜和毛细胞位于耳蜗中
毛细胞具有编码声音频率的感受野，人耳的听觉范围20Hz-20000Hz，其中1000Hz-4000Hz最敏感
自然声音具有复杂的频率，会激活大范围的毛细胞

听觉的计算目标

声音的多重线索

眼睛结构

感光细胞有两种类型：视杆细胞和视锥细胞
视杆细胞对低强度的刺激敏感，在光能很少的晚上有用
视锥细胞活动需要强烈的光线，使用能快速再生的感光色素，在日间活动中最强
视锥细胞是颜色视觉的基础，可以分为红、绿或蓝三种，对不同可见光的敏感性不同

视杆细胞和视锥细胞在视网膜上并不是均匀分布的
视锥细胞在视网膜的中央最为集中，这一区域被称为“中央凹”
视杆细胞则在整个视网膜上都有分布

从眼睛到中枢神经系统

在进入大脑之前，每条视神经分成两部分。颞侧（外侧）的分支继续同侧传递，而内侧的分支则投射到对侧，形成视交叉
由于视交叉的存在，左视野的所有信息被投射到大脑右半球，右视野的所有信息被投射到左半球
进入大脑后，视神经终止于不同的皮质下结构
视网膜——外侧膝状体（LGN）——初级视皮质（90%的视神经轴突）
视网膜——丘脑枕核/上丘（10%，与视觉注意有关）
到达皮质的视觉信息至少被四类不同神经元加工过：感光细胞、双极细胞、神经节细胞和外侧膝状体细胞

第七章 物体识别

视知觉的两条皮质通路

背侧和腹侧通路的表征差异

颞叶和顶叶神经元的生理特性十分不同。 两个区域的神经元都具有大的感受野。
顶叶的神经元以非选择性方式反应。例如， 当刺激是一个局限于小范围的光点或者是一个占据了半个视野的大部分区域的大物体时， 清醒猴的顶叶神经元可能会被激活。
许多顶叶神经元对呈现于视野非中心位置的刺激有反应。

颞叶神经元的感受野总是包围着中央凹，大多数这些神经元可以被落入左或右视野的刺激激活
颞叶视觉区域的细胞有多种选择模式。
在采样的 151 个细胞中， 110 个至少对一种刺激有恒定反应。 这些细胞有 41% 与顶叶神经元类似： 它们可以被任何刺激激活， 并且它们的放电频率对于不同刺激来说都是类似的。
其余 59% 的细胞表现出一些选择性， 对复杂刺激的反应更活跃。

位置任务和物体任务

位置任务的激活局限于右半球
物体任务的激活则是双侧的

第八章 运动控制

肌肉、运动神经元和脊髓

α运动神经元
α运动神经元起源于脊髓，通过脊髓腹根，终止于肌肉纤维。
α运动神经元的动作电位使其释放神经递质，此处的神经递质是乙酰胆碱。神经递质的释放并不影响下游的神经元，而是使肌肉纤维收缩。
因此，α运动神经元提供了将神经信号转化为机械运动的生理基础。当α运动神经元改变肌肉的长度和张力时， 运动就产生了

α神经元

α运动神经元也接受脊髓下行纤维和脊髓各部分间的中间神经元的输入。下行纤维起源于一些皮质和皮质下结构，发出的信号可能是兴奋性的或抑制性的，是自主运动的基础。
例如，激活二头肌的下行指令使肘关节弯曲，肘关节弯曲又使三头肌拉伸，如果不加抑制，拉伸反射会导致三头肌兴奋并移动肢体回到原先的位置。
要产生运动，传递给一个主动肌的兴奋性信号总伴随着经由中间神经元传递至其拮抗肌的抑制性信号。

皮质下运动结构

小脑和基底神经节

在运动控制中发挥关键作用的两个主要的皮质下结构： 小脑和基底神经节
小脑是一个规模较大的结构， 接受大量的感觉输入，包括躯体感觉、前庭觉、视觉和听觉各通道的信息。它还接受许多皮质联合区域的纤维传入。
小脑不直接将信息输出到其他部分，而是将信息传递至小脑深部的核团。
基底神经节 (basal ganglia) 是五个核团的总称。作为一个整体， 输入主要局限在组成纹状体的两个核团—尾状核和壳核内。输出几乎只通过苍白球的内侧部分和黑质的一部分。

场向量

场向量在运动发出之前即转向将要发出的运动的方向

脑机接口 BCI/BMI

对运动皮质细胞做记录， 厘清每个神经元活动的特点并产生实时的场向量，一旦建立这这些表征，就可以利用场向量直接控制机器设备。

脑机接口系统原理

运动想象

第九章 学习与记忆

学习与记忆的理论

学习与记忆之间的关系是什么？ 简单地说， 学习 (learning) 是获取新信息的过程， 其结果便是记忆（memory)。
学习与记忆可以假设为三个主要的阶段：

• 编码是对输入信息的处理与储存，它分为两个阶段 ：获取与巩固。 获取是对感觉通路和感觉分析阶段的输入信息进行登记，巩固是生成一个随时间的推移而增强的表征；
• 存储是获取和巩固的结果，代表了信息的长久记录；
• 提取是通过利用所储存的信息创建意识表征或执行习得的行为，如自动化动作。

感觉和短时记忆机制

记忆包含了时间成分。 我们可以在短时间或长时间内记住很多事情，可以描述为“精神的时间旅行“。
记忆的定义：我们能够在多长时间内保持感兴趣的信息。
根据信息维持的时间长短， 可以将记忆分为：

• 感觉记忆
• 短时记忆
• 长时记忆

短时记忆容量

人类记忆的假想结构图

第十章 情绪

六种基本情绪

情绪的维度

杏仁核

在通过恐惧性条件反射学习对厌恶的事件作出反应时， 杏仁核的作用被认为是内隐的。
使用内隐这个术语是因为学习过程是通过行为或是生理反应（如自主神经系统的唤醒或潜在惊吓） 间接表达出来的。

恐惧性条件反射通路

句法启动效应

事件相关电位ERP演示句法启动效应

第十一章 语言

脑与语言的关系（不完全正确）

第十二章 注意与意识

注意分为两类

有意的——有意注意作为一种自上而下的、目标驱动的影响，对应着我们有意地注意一些东西的能力
反射性的——反射性注意作为一种自下而上的、刺激驱动的影响，则描述了这样一种现象，即一个感觉事件捕获了我们的注意。

这两种注意形式在性质上有所不同，在神经机制上也许亦有不同。

ERP描述注意效应

通俗的解释是：注意力和刺激恰在同一区域时，事件相关电位的波幅会更大。

ERP描述返回抑制

返回抑制：一个感觉事件与之后的一个目标刺激紧随出现在同一位置时，反射性线索效应就可能出现。在这种条件下，对被提示位置的反应时间短于对非提示位置的反应，但这种情况只在线索和目标刺激间的时间间隔较短<250ms 的时候会出现；在时间间隔较长的情况下,这种效应会发生反转， 产生返回抑制。
返回抑制可以这样子理解：

• 你在打地鼠，有一个洞总是有地鼠，地鼠出现的时间间隔较短，那你注意这个洞是有利的；
• 你在学习，然后打雷了。打雷出现的时间间隔较长，而且打雷是你学习的干扰，那你注意这个雷就是不好的。