台湾清华大学脑与心智第一讲(焦传金教授)

当代认知神经科学：脑与心智ContemporaryCognitiveNeuroscience:BrainandMind(通识课程,LS114300,Fall2012)Instructor:焦传金Contactinfo:生科二馆646,03-5742464,[e-mail]:生科二馆华生厅Classtime:T78Coursematerials:数位学习网站:刘翼鸣,[e-mail]:CognitiveNeuroscience:TheBiologyoftheMind(ThirdEdition)byMichaelS.Gazzaniga,RichardB.Ivry,andGeorgeR.Mangun(2008,W.W.Norton&Company)Gradingpolicy:期中&期末报告各占35%，随堂心得报告占30%（从16次中选最佳13次计算）2012/9/181WeekTopicNote1脑与心智简介2感觉&知觉I3感觉&知觉II4感觉&知觉III5学习&记忆6睡眠&梦7报偿&成瘾8沟通&语言9[影片欣赏&讨论]缴交期中报告10理性&感性11选择&决策12同理心13智力&创造力14发育&可塑性15老化&疾病16脑科学&科技&社会17意识&自由意志18[影片欣赏&讨论]缴交期末报告2012/9/1822012/9/183BBCbrainstoryAllinthemind2012/9/184CognitiveNeuroscience:brainthatenablesmindCognitionisdefinedastheprocessofknowing,includingbothawarenessandjudgment我思故我在2012/9/185认知神经科学（CognitiveNeuroscience）是一门科学学门，旨在探讨认知历程的生物学基础。主要的目标为阐明心理历程的神经机制，也就是大脑的运作如何造就心理或认知功能。认知神经科学为心理学(psychology)和神经科学(neuroscience)的分支，并且横跨众多领域，如生理心理学(physiologicalpsychology)、神经生物学(neurobiology)、认知心理学(cognitivepsychology)和神经心理学(neuropsychology)。由于其跨领域的特性，认知神经科学家的背景除了上述提到的学科之外，还有来自精神病学(psychiatry)、神经学(neurology)、物理学(physics)、语言学(linguistics)、哲学(philosophy)和数学(mathematics)等学门。认知神经科学采用的研究方法，包括来自心理物理学(psychophysics)、认知心理学、功能性神经造影(functionalneuroimaging)、电生理学(electrophysiology)、认知基因体学(cognitivegenomics)和行为遗传学(behavioralgenetics)的实验方式。另外一部分重要的研究方向来自于脑伤病人的研究。脑部损伤所造成的认知功能受损，提供认知神经科学许多重要的证据。而理论的发展则来自计算神经科学(computationalneuroscience)和认知心理学。(adaptedfrom维基百科)Themagicofthemind2012/9/1862012/9/187H15M3554G353RV357OPR0V3H0W0URM1ND5C4ND04M4Z1NG7H1NG5!1MPR3551V37H1NG5!1N7H3B3G1NN1NG17WA5H4RDBU7N0W,0N7H15LIN3Y0URM1ND1SR34D1NG174U70M471C4LLYW17H0U73V3N7H1NK1NG4B0U717,B3PROUD!0NLYC3R741NP30PL3C4NR3AD7H15.PL3453F0RW4RD1FUC4NR34D7H15.Hint0,O1,I3,E4,A5,S7,T7CognitivepsychologyisallabouthowwemanipulaterepresentationsLetter-matchingtask(a)Inthisversionofthetask,thesubjectresponds“same”whenbothlettersareeithervowelsorconsonants,and“different”whentheyarefromdifferentcategories.(b)Thereactiontimevaryfordifferentconditions.Multiplerepresentationsofstimuli1.Physicalrepresentation2.Phoneticrepresentation3.Categoryrepresentation2012/9/188TheinternalrepresentationofthefirstletteristransformedduringtheintervalLetter-matchingtask(a)Aninterval(stimulusonsetasynchrony)separatesthepresentationofthetwoletters(b)Asthisintervalislengthened,thedifferenceinthereactiontimetothephysical-identityandphonetic-identityconditionsbecomessmaller,suggestingatransformationoftherepresentationintoamoreabstractcode.ChronometricmethodologyReactiontimeisaindependentvariable.2012/9/189Memorycomparisontask(thesubjectmustengagein4primarymentaloperations)1.Encode:Thesubjectmustidentifythevisibletarget.2.Compare:Thesubjectmustcomparethementalrepresentationofthetargetwiththerepresentationoftheitemsinmemory.3.Decide:Thesubjectmustdecidewhetherthetargetmatchesoneofthememorizeditems.4.Respond:ThesubjectmustrespondappropriatelyforthedecisionmadeinStep3.Thetargetlettermustbecomparedwiththememorysetsequentiallyratherthaninparallel.Exhaustivesearchvs.self-terminatingsearch2012/9/1810Wordsuperiorityeffect1.Wedonotneedtoidentifyallofthelettersofawordbeforewerecognizetheword.2.Letterandwordlevelsofrepresentationareactivatedinparallel.3.Performanceisfacilitatedbecausebothrepresentationscanprovideinformationastowhetherthetargetletterispresent.2012/9/1811TheStrooptaskTheStroopeffectdemonstratesthemultiplicityofmentalrepresentations.1.Thecolorofeachstimulus2.ThecolorconceptassociatedwiththewordsTheinterferencefromthewordsismarkedlyreducediftheresponserequiresakeypressratherthanavocalresponse.Dualtaskscanbeusedtoexamineconstraintsoninformationprocessing.“Judgethewordofanauditorystimulus”butnot“Judgethepitchofanauditorytone”interfereswiththeStrooptask.Practicecanhelp!2012/9/1812EEGandbrainimaging2012/9/18132012/9/1814bloodoxygenationleveldependent2012/9/18152012/9/18162012/9/18172012/9/1818脑细胞&神经网络NeuronisthebasicunitoftheneuralsystemSoma=10um,butaxonlength=1m(1,000,000um).Ratio=1:1000002012/9/18192012/9/18202012/9/1821Thehumanbraincontainsabout100billionneurons,organizedintocircuitsmorecomplexthanthemostpowerfulsupercomputers2012/9/18222012/9/18232012/9/18242012/9/18252012/9/18262012/9/18272012/9/18282012/9/18292012/9/18302012/9/18312012/9/18322012/9/18332012/9/18342012/9/18352012/9/18362012/9/18372012/9/18382012/9/1839好书分享2012/9/1840《大脑当家：灵活用脑12守则，学习工作更上层楼》(BrainRules)作者：JohnMedina译者：洪兰出版社：远流出版日期：2009年01月09日大脑守则1：运动增强脑力大脑守则2：大脑也是演化的产物大脑守则3：每一个大脑的配线都不相同大脑守则4：人们不会去注意无聊的东西大脑守则5：重复才记得大脑守则6：记得去重复大脑守则7：睡得好，记得清楚大脑守则8：承受压力的大脑不能如常的学习大脑守则9：刺激多重感官，反应更迅速大脑守则10：视觉凌驾所有感官大脑守则11：男性和女性的脑是不一样的大脑守则12：我们是不屈不挠的天生探索者2012/9/1841大脑开窍手册WelcometoYourBrain：WhyYouLoseYourCarKeysbutNeverForgetHowtoDriveandOtherPuzzlesofEverydayLife作者：SandraAamodt、SamWang译者：杨玉龄出版社：天下文化出版日期：2008年03月25日关于脑的盲点、迷思、误解，实在多得数不清：★我们只用了10%的脑力，还有90%的脑力未开发？……简直胡扯！★撞到头会失忆，再撞一次头，又能恢复记忆？……完全瞎掰！★放古典乐给肚子里的宝宝、刚出生的小婴儿听，可以增进他们的智力……毫无根据！★年纪大的人脑筋不好，是因为脑细胞死掉？……没这回事！★脑袋愈大愈聪明？脑褶愈多愈聪明？左撇子比较聪明？……全都是一派胡言！