《中枢神经与认知过程》课件

中枢神经与认知过程本课程将带您深入了解中枢神经系统，探索其如何支撑人类的认知能力，并揭示认知功能背后的神经机制课程大纲中枢神经系统概述神经元的结构与功能神经递质的种类与作用介绍中枢神经系统的组成与功能讲解神经元的结构，以及神经元如何传探索各种神经递质，以及它们对认知功导信息能的影响中枢神经系统概述中枢神经系统概述大脑脊髓中枢神经系统是人体神经系统的主体，大脑是中枢神经系统的最高级部分，负脊髓是中枢神经系统的次级部分，连接包括大脑和脊髓它是控制和协调人体责思考、学习、记忆、语言、情绪等高大脑与身体其他部分，传递神经信息所有活动的关键器官级认知功能神经元的结构与功能神经元结构功能神经元是神经系统的基本单元，负责传神经元主要由细胞体、轴突和树突组神经元通过电信号和化学信号传递信导信息成细胞体是神经元的主体，包含细胞息电信号沿着轴突传递，化学信号通核和其他细胞器轴突是神经元传出信过神经递质在神经元之间传递息的细长突起，树突是神经元接收信息的短而分支的突起神经递质的种类与作用乙酰胆碱与肌肉收缩、记忆和学习有关多巴胺与愉悦、动机和运动控制有关去甲肾上腺素与警觉、情绪和注意力有关血清素与情绪、睡眠和食欲有关神经冲动的产生与传递静息电位1神经元处于静息状态时的电位差，约为-70毫伏动作电位2神经元被刺激后，膜电位发生快速变化，形成动作电位，它是神经冲动的基本形式突触传递3动作电位到达轴突末梢时，释放神经递质，与下一个神经元的受体结合，引发新的电位变化，从而实现信息传递大脑皮质的结构与功能大脑皮质结构功能大脑皮质是大脑最外层，是负责高级认大脑皮质分为四个叶额叶、顶叶、颞额叶负责计划、决策、语言、运动控制知功能的区域叶和枕叶每个叶都负责特定的功能等功能顶叶负责触觉、温度、痛觉、压力等感觉信息的处理颞叶负责听觉、记忆、语言理解等功能枕叶负责视觉信息的处理感觉皮质与知觉过程感觉皮质知觉过程例子感觉皮质是负责接收和处理感觉信息的知觉是感觉信息的解释和理解过程它例如，当我们看到一张图片时，视觉皮大脑区域涉及将感觉信息与过去的经验和知识整层接收到的只是光线强度的变化但合，形成对世界的理解是，我们的知觉系统会将这些信息与我们过去的经验结合，形成对图片的理解，例如，我们能辨认出图片中的物体感觉通路与整合处理感觉通路感觉通路是指感觉信息从感觉器官传递到大脑皮质的路径每种感觉都有自己的感觉通路整合处理感觉信息在传递过程中，会经过多个脑区进行整合处理，例如，视觉信息会被整合到听觉信息、触觉信息和其他感觉信息，形成完整的感知例子例如，当我们看到一辆汽车向我们驶来时，视觉皮层接收到的只是光线强度的变化但是，我们的听觉系统会听到汽车的引擎声，触觉系统可能会感觉到汽车的震动，这些信息都会被整合到一起，形成对汽车的完整感知知觉的主观性与选择性知觉的主观性知觉的选择性例子知觉是主观的，不同的个体对同一事物我们的知觉系统只关注对我们当前目标例如，在人山人海的火车站，我们只关可能会有不同的感知或兴趣相关的刺激，而忽略其他刺激注我们的家人朋友，而忽略了其他乘这被称为知觉的选择性客这说明我们的知觉系统是有选择性的，它会根据我们的目标选择性地关注某些刺激大脑的功能分区与局限性功能分区局限性例子大脑的各个区域负责不同的功能，例大脑的功能分区也意味着它在处理复杂例如，我们无法同时专心开车和打电如，语言、记忆、运动、感觉等问题时存在局限性例如，大脑在同一话，因为大脑在同一时间内只能处理一时间内只能处理有限数量的信息，它也个主要任务这也说明大脑的功能分区无法同时完成多个复杂任务并非完全独立，各个区域之间存在相互联系和协作注意力的特点与分类特点分类例子注意力是一种有限的资源，它只能集中在有限注意力可以分为多种类型，例如，选择性注意选择性注意力是指集中在某个刺激上，而忽略的范围内注意力具有选择性，它可以集中在力、持续注意力、分配注意力等其他刺激例如，在嘈杂的环境中，我们能够某个刺激上，而忽略其他刺激注意力还具有集中精力听某个人说话，而忽略其他声音持可分配性，它可以根据需要分配到不同的刺激续注意力是指长时间集中精力在某个刺激上上例如，在阅读时，我们能够长时间集中注意力在书本上，而不会被其他事物分散注意力分配注意力是指将注意力分配到多个刺激上例如，在开车时，我们能够同时注意路况、车速和车道，这需要将注意力分配到多个刺激上选择性注意力的神经机制神经机制例子研究方法选择性注意力是由大脑中的多个脑区共例如，当我们在嘈杂的环境中集中精力脑电图、功能性磁共振成像等技术可以同完成的例如，前额叶皮层负责控制听某个人说话时，前额叶皮层会抑制其用来研究选择性注意力的神经机制注意力，顶叶皮层负责空间注意，丘脑他声音的干扰，顶叶皮层会将注意力集负责过滤感觉信息中在说话人的位置，丘脑会过滤掉其他声音，只将说话人的声音传递到听觉皮层持续注意力的神经基础神经基础前额叶皮层顶叶皮层丘脑持续注意力是由大脑中的多负责保持对目标的关注，抑负责空间注意，维持对目标负责过滤感觉信息，只将与个脑区共同完成的，包括前制干扰的定位目标相关的信号传递到大脑额叶皮层、顶叶皮层、丘脑皮层和网状结构工作记忆的概念与特点概念特点例子工作记忆是指我们用来暂时存储和处理工作记忆容量有限，只能同时存储和处例如，当我们阅读文章时，工作记忆会信息的系统，它是认知活动的核心理有限的信息工作记忆具有动态性，暂时存储我们已经读过的信息，以便我它可以不断更新和修改存储的信息工们理解接下来的内容工作记忆还会不作记忆与其他认知功能密切相关，例断更新我们对文章的理解，例如，当我如，注意力、学习和语言们遇到新的信息时，工作记忆会将新信息与之前的信息整合，形成对文章的整体理解工作记忆的神经机制神经机制前额叶皮层顶叶皮层海马体工作记忆是由大脑中的多个负责保持对信息的关注，抑负责空间工作记忆，存储和负责将工作记忆中的信息转脑区共同完成的，包括前额制干扰处理空间信息移到长期记忆中叶皮层、顶叶皮层、海马体和杏仁核长期记忆的种类与形成种类形成例子长期记忆可以分为显性记忆和隐性记长期记忆的形成需要通过学习和练习来例如，当我们学习一个新单词时，我们忆显性记忆是指我们能够有意识地回巩固当我们不断重复学习某项信息或需要不断重复朗读和默写，才能将这个忆起来的信息，例如，我们学习的历史技能时，该信息或技能就会逐渐从工作单词记住当我们练习骑自行车时，需事件、数学公式等隐性记忆是指我们记忆转移到长期记忆中要反复练习，才能掌握骑自行车的技无法有意识地回忆起来的信息，例如，能骑自行车、游泳等技能记忆的编码、存储与提取编码1编码是指将信息转化为大脑可以存储的形式的过程例如，我们将一个新的单词转化为声音、图像、意义等形式存储2存储是指将编码后的信息保存到大脑中的过程例如，我们将一个新的单词存储到我们的语义记忆中提取3提取是指从大脑中检索存储的信息的过程例如，当我们想要回忆一个单词时，我们会从我们的语义记忆中提取该单词记忆的生理基础神经元之间的连接突触可塑性海马体长期记忆的形成与神经元之间的连接强突触可塑性是指突触连接强度的变化能海马体是形成新记忆的关键脑区海马度有关当我们重复学习某项信息时，力长期记忆的形成依赖于突触可塑体损伤会导致严重的记忆障碍神经元之间的连接会变得更加牢固，从性，即神经元之间的连接强度发生持续而更容易提取该信息的变化长期增强作为记忆的机制长期增强过程意义长期增强是一种突触可塑性现象，是指当两个神经元同时被激活时，它们的连长期增强表明神经元之间的连接强度可突触连接强度长期增强的现象它被认接强度会增加，这种增加可以持续数小以随着学习和经验而改变，这为长期记为是长期记忆形成的关键机制时甚至数天忆的形成提供了神经生物学基础语言功能的神经基础语言脑区布罗卡区韦尼克区其他区域语言功能主要由大脑的左半负责语言的产生，即说话或负责语言的理解，即理解他除了布罗卡区和韦尼克区之球控制，包括布罗卡区、韦写作人的语言外，其他脑区也参与语言功尼克区等能，例如，前额叶皮层负责语言的计划和控制，颞叶皮层负责词汇记忆和语义理解语言的理解与产生过程理解产生例子语言理解过程涉及多个步骤，包括语音语言产生过程也涉及多个步骤，包括语例如，当我们听到一句话时，我们会先识别、词义理解、语法分析和语义整言计划、语言编码和语音输出识别出这句话的语音，然后理解每个词合的意义，再分析句子的语法结构，最后将句子整合到我们已有的知识体系中，从而理解这句话的含义当我们想要表达一句话时，我们会先在脑海中构思这句话，然后将它编码为语言符号，最后通过语音或文字表达出来思维的概念与特点概念特点例子思维是指人脑对客观事物间接的、概括思维具有抽象性、概括性、逻辑性、间例如，当我们看到一只猫时，我们可以的反映它是人类认识世界和解决问题接性和目的性等特点抽象出“猫”的概念，并将其概括到“动的重要手段物”的类别中我们也可以通过逻辑推理，得出“猫是哺乳动物”的结论这些都体现了思维的抽象性、概括性和逻辑性抽象思维的神经基础神经基础前额叶皮层顶叶皮层海马体抽象思维是由大脑中的多个负责抽象思维的控制和执负责空间认知和抽象概念的负责记忆和联想，为抽象思脑区共同完成的，包括前额行处理维提供经验基础叶皮层、顶叶皮层、海马体和杏仁核推理思维的神经机制神经机制前额叶皮层顶叶皮层海马体推理思维是由大脑中的多个负责推理过程的控制和执负责空间认知和逻辑推理负责记忆和联想，为推理思脑区共同完成的，包括前额行维提供经验基础叶皮层、顶叶皮层、海马体和杏仁核创造性思维的神经基础神经基础前额叶皮层顶叶皮层海马体创造性思维是由大脑中的多负责创造性思维的控制和执负责空间认知和联想，为创负责记忆和联想，为创造性个脑区共同完成的，包括前行造性思维提供素材思维提供经验基础额叶皮层、顶叶皮层、海马体和杏仁核决策制定的心理学过程信息收集1决策者收集与决策相关的信息，例如，可能的选项、风险和收益选项评估2决策者评估每个选项的利弊，并预测每个选项可能带来的后果选择3决策者根据评估结果，选择最佳的选项行动4决策者采取行动，实施所选择的选项决策过程的神经机制神经机制前额叶皮层顶叶皮层海马体决策过程是由大脑中的多个负责决策过程的控制和执负责空间认知和决策信息整负责记忆和联想，为决策提脑区共同完成的，包括前额行合供经验基础叶皮层、顶叶皮层、海马体和杏仁核情绪的种类与特点种类特点例子情绪可以分为多种类型，例如，快乐、情绪具有主观性、生理唤醒性、行为表例如，当我们感到快乐时，我们会感到悲伤、愤怒、恐惧、厌恶、惊讶等达性和认知评价性等特点情绪可以影轻松愉快，身体会分泌多巴胺，我们会响我们的认知过程，例如，情绪可以影更容易做出积极的决策当我们感到悲响我们的注意力、记忆和决策伤时，我们会感到低落，身体会分泌皮质醇，我们会更容易做出消极的决策情绪与神经系统的关系关系脑区神经递质情绪与神经系统密切相关情绪的产情绪主要由大脑的边缘系统控制，包括情绪也与神经递质有关例如，多巴胺生、体验和表达都离不开神经系统的参杏仁核、海马体、下丘脑和脑垂体等与快乐情绪有关，去甲肾上腺素与愤怒与情绪有关，血清素与悲伤情绪有关情绪调节的神经基础神经基础前额叶皮层杏仁核海马体情绪调节是由大脑中的多个负责情绪调节的控制和执负责情绪的产生和处理负责记忆和联想，影响情绪脑区共同完成的，包括前额行的调节方式叶皮层、杏仁核、海马体和丘脑社会认知的概念与特点概念特点例子社会认知是指我们如何理解他人，以及社会认知具有多种特点，例如，社会认例如，当我们看到一个人在哭泣时，我如何与他人互动知是主观的，不同的个体对同一件事物们会根据我们的经验和知识来解释这个的理解可能不同社会认知是动态的，人的行为，并推断出他的情绪状态我它会随着时间和经验而改变社会认知们会根据这个人的情绪状态来调整我们是复杂的，它涉及多种认知过程，例的行为，例如，我们可能会安慰他或帮如，注意、记忆、推理、语言和情绪助他社会认知的神经机制神经机制前额叶皮层颞叶皮层杏仁核社会认知是由大脑中的多个负责社会认知的控制和执负责脸部识别和社会信息的负责情绪处理，影响社会认脑区共同完成的，包括前额行处理知的效率叶皮层、颞叶皮层、杏仁核和梭状回心智理论的神经基础心智理论神经基础前额叶皮层颞叶皮层心智理论是指我们理解他人心智理论是由大脑中的多个负责心智理论的控制和执负责脸部识别和社会信息的心理状态的能力，例如，他脑区共同完成的，包括前额行处理人的信念、愿望、情绪和意叶皮层、颞叶皮层、杏仁核图和梭状回共情的概念与作用概念作用例子共情是指我们理解和分享他人情绪的能共情在社会交往中起着重要的作用它例如，当我们看到一个朋友悲伤时，我力能够促进人际关系的和谐，帮助我们理们会理解他的感受，并分享他的悲伤情解他人，并建立更深的联系绪这种共情可以帮助我们建立更深的友谊，并提供必要的支持共情的神经机制神经机制前额叶皮层杏仁核海马体共情是由大脑中的多个脑区负责共情过程的控制和执负责情绪处理，影响共情的负责记忆和联想，影响共情共同完成的，包括前额叶皮行效率的强度层、杏仁核、海马体和岛叶自我意识的神经基础自我意识神经基础前额叶皮层内侧前额叶皮层自我意识是指我们对自己存自我意识是由大脑中的多个负责自我意识的控制和执负责自我反思和自我评价在的认识，包括对自己的身脑区共同完成的，包括前额行体、思想、情绪和行为的认叶皮层、内侧前额叶皮层、识后顶叶皮层和内侧颞叶皮层大脑发育与认知过程大脑发育1大脑发育是一个持续的过程，从出生前就开始，一直持续到成年认知过程2大脑发育会影响认知过程，例如，语言、记忆、注意力、推理和情绪等关键期3大脑发育存在一些关键期，例如，语言发育的关键期为出生后前几年，在这个阶段，语言学习最为容易环境4环境因素也会影响大脑发育，例如，早期教育、社会交往和文化环境等大脑损伤与认知缺陷大脑损伤类型后果大脑损伤会导致各种认知缺陷，例如，大脑损伤的类型多种多样，例如，脑卒大脑损伤的后果取决于损伤的部位、程记忆障碍、语言障碍、注意力障碍、推中、脑外伤、脑肿瘤等度和类型一些损伤会导致轻微的认知理障碍和情绪障碍等障碍，而另一些损伤会导致严重的认知缺陷，甚至导致丧失意识临床评估与认知康复评估康复目标临床评估是指评估认知功能是否正常，认知康复是指通过训练和干预来改善认认知康复的目标是帮助患者恢复或改善以及是否存在认知障碍知功能，例如，记忆训练、语言训练、他们的认知功能，提高他们的生活质注意力训练等量生物心理学的研究方法方法脑成像技术神经生理学方法遗传学方法生物心理学的研究方法主要例如，功能性磁共振成像例如，电生理记录、脑刺激例如，基因分析技术可以用包括脑成像技术、神经生理fMRI、脑电图EEG和正技术等方法可以用来研究神来研究遗传因素对认知功能学方法、遗传学方法和药理电子发射断层扫描PET等经元的活动的影响学方法技术可以用来研究大脑活动认知神经科学的前景前景应用未来认知神经科学是一个快速发展的领域，认知神经科学的应用领域非常广泛，例未来，认知神经科学将继续发展，例它为我们理解认知功能提供了新的视如，在教育、医疗、法律和心理学等领如，新的脑成像技术将出现，新的神经角未来，认知神经科学将继续推动我域都具有重要的应用价值机制将被发现，新的认知理论将被提们对大脑和认知过程的理解，并为解决出，这将为我们理解大脑和认知过程提认知障碍、促进认知能力的提升等方面供更深入的洞察提供新的思路和方法。