什么是认知神经科学

• 认知神经科学=认知心理学+神经科学

• 对神经科学和认知心理学之间关系的研究，尤其是涉及记忆、感觉和知觉、问题解决、语言加工、运动功能和认知活动的那些关于心灵的理论。

• 认知心理学和神经科学互相支持

中枢神经系统

• 中枢神经系统包括脑和脊髓

• 神经元
• 基本单位
• 基本结构



• 动作电位





• 如何编码刺激强度
• 不同神经元的钠通道电压敏感性不同，从而造成阈值差异：强刺激导致高阈值神经元放电，激发更多的神经元
• 单个神经元——动作电位的发放频率
• 绝对不应期：1毫秒左右，钠离子通道在动作电位结束时失活
• 相对不应期：只有大于阈值的刺激才能激发下一个动作电位➡刺激越强，神经元再次放电越早
• 突触
• 突触间隙：树突和轴突之间并非紧密相连，而是留有间隙
• 轴突释放神经递质，改变树突的极性或者电位，产生兴奋或者抑制的作用
• 单个神经元的输出并不足以引起或阻止一个突触后神经元放电
• 一个兴奋性神经元仅使突触后神经元细胞膜去极化02-0.4毫伏
• 而触发动作电位需要去极化10毫伏左右
• 一个典型神经元接收来自大约1000个其他神经元的输入
• 大脑的大部分神经元都有10000个突触连接，小脑神经元的突触连接多达100000个
• 时间与空间的整合
• 突触活动的调节
1. 神经调节
2. 体液调节（反馈调节）
• 神经递质
 

• 脑的解剖结构



💡
知道什么叫横断面，失状面，冠状面



• 胼胝体：在左右脑之间传递消息
• 中脑：网状激活系统，睡眠与觉醒
• 桥脑：大脑与小脑之间传递消息
• 丘脑：将感觉传递至大脑皮层
• 延髓：具有心血管中枢及呼吸中枢等重要维生中枢的结构及感应器，能借此维持体内平衡。

• 言语功能区



• 布洛卡区
• 十九世纪60年代，法国神经病学家布洛卡(Pierre Paul Broca)对失语症患者的脑部进行死后检查发现有一个脑区受损
• 患者说话短促，不合语法
• 威尔尼克区
• 1876年，德国神经病学家威尔尼克(Karl Wernicke) 描述了一种新型的失语症
• 患者说得相当符合语法，但却几乎没有意义

• general conclusion
• Many mental functions seem to be localized to specific regions or constellations in the brain (e.g. motor regions and sensory terminals). However, further processing appears to take place in different sites.
• Many higher-order mental functions (thinking, learning and memory, among others) seem to involve several different areas of the cerebral cortex. Neural processing of this class of information is redundant in the sense that it is distributed throughout the brain and processed in parallel at many locations.
• Damage to the brain does not always lead to a diminution of cognitive performance.
• The damage may be to parts of the brain that are related to performance in subtle ways or in areas of the brain that perform redundant functions.
• The intact connections can take over the original function or the intact connections can be rearranged in a way that allows them to accomplish the primary task.

神经生理学探测技术

• 相关性神经成像方法
• EEG & ERP
• Electroencephalography 脑电图
• 记录头皮上的电位
• 当一大群神经元激活时，它们的电活动会在头皮上产生独特的电位模式
• 有很高的时间分辨率
• 空间分辨率较差
• Event-related potential 事件相关电位

• PET Scans
• Positron emission tomography正电子发射计算机断层显像
• 将一种放射性示踪物质注射至人体的血流中，然后被试在PET设备中完成实验任务
• 大脑越活跃的区域新陈代谢消耗越大
• 通过探测正电子湮灭释放的成对光子，得到大脑不同区域的新陈代谢情况
• 空间分辨率较高
• 时间分辨率较低
• MRI & fMRI
• （functional） magnetic resonance imaging（功能性）磁共振成像
• 磁共振成像（MRI）——结构
• 功能性磁共振成像（fMRI）——功能
• 比PET更佳的空间分辨率，更低的倾入性
• 时间分辨率较低
• 原理：神经活动越活跃的区域，氧合血红蛋白越多（身体对工作脑区的过度补偿）
• 机器发射的电磁波穿过大脑，使得血红蛋白中的铁产生局域磁场，该磁场可用安置在头部周围的磁传感器探测到
• MEG
• Magnetoencephalography 脑磁图
• EEG的变体：记录神经电活动所产生的磁场，提供了更好的空间分辨率
• fNIRS
• functional near-infrared spectroscopy功能性近红外光谱技术
• 对比

• 因果性神经成像方法
• TMS – Transcranial magnetic stimulation 经颅磁刺激
• 将一个线圈置于头部的特定位置并将磁脉冲传送到这个区域，使得线圈下的脑区的功能受到干扰
• 单脉冲；重复TMS（rTMS）
• 缺点：
1. 刺激一个脑区产生的影响可能会扩散到其他脑区，这样就难以推断到底哪个脑区应该对观察到的效应负责
2. 如果不按照安全指导使用，rTMS可能引发癫痫
3. 只能影响大脑皮层，而且是那些直接位于颅骨下方的皮质部分
4. 当TMS作用于额部时，前额两侧的肌肉会出现令人不适的抽动