认知科学期末复习笔记
目錄
認知心理學
認知心理學的基本常識，常見心理學派代表人物及思想
感覺與知覺
感覺與知覺課堂作業
注意與意識
人類學習的原理
學習部分課堂作業
人類記憶的產生和過程
記憶部分課堂作業
情緒與調控原理、手段和方法
情緒課堂作業
語言、思維與表征
語言
思維與表征
認知神經學
神經元的形成、結構、放電過程、及感知機算法
神經系統的結構
腦的節律與睡眠
感覺與運動系統
主要的運動、情緒、語言、記憶等認知障礙疾病
腦機接口技術
腦電信號基本特征及常見的腦電信號預處理技術
腦電信號基本處理
腦機接口系統組成及腦機接口系統分類
腦機接口系統中常見的特征提取算法及分類器設計
ssvep腦電信號
p300腦電信號
認知心理學
認知心理學的基本常識，常見心理學派代表人物及思想
心理學的學派：
結構主義 ：
代表人物：馮特、鐵欽納
思想：讓受試者 以內省（自我觀察）而得到人的經驗，經驗構成意識，意識之 內包括三種元素：一為感覺性的，屬知覺之元素； 二為 想象性的，屬觀念之元素；三為情感性的， 屬情緒之元素
功能主義：
代表人物：詹姆斯、杜威
思想：主張心理學的目的應該是研究個體適應 環境時的心理或意識的功能，而不能像結 構主義那樣只求分析意識之元素。
行為主義(1913)：
代表人物：華生
思想：
1 ） 強 調 科 學 心 理 學 研 究 ， 只 是 能 夠 由 別 人 客 觀觀察和測量的外顯行為；
2）構成行為基礎者是個體的反應，集多個反應即可知行為 的整體；
3）個體行為不是與生俱來的，不是由遺傳決定的，而是受環境因素的影響被動學習的；
4）經由對動物或兒童實驗研究所得到的行為的原理原則， 即可推論解釋一般人的同類行為。
完形心理學(1912)又名格式塔心理學：
代表人物：韋特海默
思想：強調知覺經驗 雖得自外在刺激，各個刺激可能是分離零散的， 由之所得知覺卻是有組織的。
部分之合不等于整體，而 是整體大于部分之合。原因是在集知覺而成意識 時，多了一層心理組織。
精神分析論(1896)：
代表人物：弗洛伊德
思想：
1）人格動力觀：潛意識、欲力、生死之本能解釋人 類行為的內在動力
2）人格發展觀：解釋個體心理發展的歷程
3）人格結構觀：用本我、自我、超我三者解釋個體 的人格結構，以沖突、焦慮以及各種防衛機制等觀 念解釋人格結構中的三 個“我”之間的復雜關系。
人本心理學(20世紀60年代)：
代表人物：馬斯洛、羅杰斯
思想：
1）以人的需要出發去研究人性；
2）把心理學的純科學色彩沖淡了；
人本心理學的理論方向是正確的，但從事實際的研究時，在方法上卻很困難。
認知心理學：
受多種因素逐漸演變而成，對 “知之歷程”的研究。
思想：
廣義 ： 凡 是 以 記 憶 、 理解 、 想像 、 思考等 行為與心理歷程為研究題材者，即泛稱認知論。
狹義：僅限于解釋憑感覺接收訊息、貯存信息以及運用信息的歷程，信息處理心理學
感覺與知覺
感覺和知覺的概念：
感覺（Sensation）：覺察到刺激的存在，并立 即分辨出刺激的屬性，在心理學上，稱此一層次 為感覺。
知覺(Perception) ：不僅覺察到刺激的存在及 其重要屬性，而且知道該刺激所代表的意義，在 心理學上，稱此一層次為知覺。
知覺另外一種定義：知覺是人腦對直接作用于感覺器官的客觀事物的各個部分和屬性的整體的反映。
感覺與知覺的區別：
①感覺是生理與心理之間的過程，知覺是純粹的心理過程； ②感覺是對事物個別屬性的反應，知覺是對整體的反應；
感覺和知覺的關系：
1）感覺和知覺之間是連續的，知覺以感覺為 基礎；
2）感覺是以生理作用為基礎的簡單心理歷程，而知覺則純屬復雜的心理歷程；
3）感覺是普遍現象（眼睛正常者均有視覺），而知覺則有很大的個別差異。
五種感覺：
視覺、聽覺、嗅覺、味覺、膚覺 （觸 覺、痛覺、溫覺、冷覺）。
感知、認知皮層的位置以及各系統神經通路：
聽覺皮層：
位置：上顳葉
神經通路：聲源→耳廓（收集聲波）→外耳道(傳導聲波）→鼓膜（將聲波轉換成振動）→耳蝸（將振動轉換成神經沖動）→聽神經（ 傳遞沖動）→ 大腦聽覺中樞（形成聽覺）。
嗅覺皮層：
位置：眶額葉
神經通路(嗅覺通路是唯一不向丘腦輸送信息的感官通路)：
嗅覺感受器與著嗅劑相互作用，隨后發送信息到嗅球內的嗅小體，其軸突形成了嗅神經并將信息中繼轉給初級嗅皮質，最后到 達次級嗅覺皮層。框額皮層被認為時一個次級嗅覺加工區域
味覺皮層：
位置：眶額葉
神經通路：味覺分子進入含有味覺細胞的味蕾，味覺細胞的軸突形成的鼓索神經與面神經連接到腦干中的孤束核，然后投射到位于丘腦 的腹側后內側核的初級味覺皮層，最終投射到位于眶額葉的次級味覺皮層
觸覺、本體感受：
位置：軀體感覺細胞位于中央后回，頂葉的最前部。
視覺皮層：
位置：枕葉
知覺的理解
①知覺是事物直接作用于感官而產生的。 ②知覺以感覺為基礎, 但不是后者的簡單相加. ③知覺包含了覺察﹑分辨和確認等一系列過程
知覺的類型
根據知覺對象，可分為社會知覺和物體知覺
根據起主導作用的感官，簡單知覺可分為：視覺、聽覺、味覺、嗅覺、皮膚覺等五種
根據人腦認識事物的特征，復雜知覺可分為空間知覺、時間知覺和運動知覺
根據知覺反映的正確程度，可分為正確知覺與錯覺
空間知覺 含義：物體的空間特性在人腦中的反映。 種類： ① 形狀知覺 ② 大小知覺 ③ 方位知覺 ④ 深度知覺
時間知覺
含義：客觀事物的延（連）續性和順序性在人腦中的反映。
表現形式： a.對時間的分辨。 b.對時間的確認。 c.對時間的估量。 d.對時間的預測。
時間知覺與空間知覺相比有如下特點: 時間知覺并非由固定的刺激所引起。 b.時間知覺沒有提供信息的感覺器官
c. 時間知覺在多數情況下，是在時間進行之后才作出反應的。而且由于時間具有不可逆的性質
影響時間知覺的主要因素
a. 時間間隔的長短——1秒鐘作用的時間估計得最準。 b. 一段時間內發生事件的數量與性質 c. 感覺通道性質：依次為聽覺、觸覺、視覺. d. 人們的興趣、期待與情緒（心理因素） e. 人們的知識經驗，職業及訓練。 f. 年齡差異
運動知覺
含義：物體的運動特性（空間位移）在人腦中的反映
意義：運動知覺對動物和人的適應性行為具有重要意義
類型： a.真動知覺 b.似動知覺
知覺的心理特征
A 知覺的相對性：物體周圍其他刺激的性質與兩者之間的關系，勢必影響我們對該物體所獲得的知覺經驗
在一般情形下，我們不能以該物體孤立的作為引起知覺的刺激，而必須同時也看到物體周圍所存在的其他刺激
形象與背景：形象是指視覺所見的具體刺激物，背景是指 與具體刺激相關連的其他刺激物。形象與背景是主副關系；形象是主題，背 景是襯托
知覺對比：指兩種具相對性質的刺激同時出現或相繼出現時，由于彼此影響，致使兩刺激所引起的知覺上的差異特別明顯的現象
B、知覺的選擇性：有選擇地將知覺對象從背景中區分出來的特性，叫做知覺的選擇性
影響因素：
（1）客觀因素 ①對象與背景的差別 ②對象的活動性 ③熟悉的對象 （2）主觀因素 ①動機、需要與興趣 ②情緒狀態 ③期待與心理傾向
C、知覺的整體性：指超越部分刺激相加之總和所產生的一種整體知覺經驗
影響因素： （1）知識經驗 （2）客觀事物各部分的作用 （3）客觀事物各部分的關系
D、知覺的恒常性：外在刺激因環境影響使其特征改變，而在知覺經 驗上卻維持不變的心理傾向，稱之為知覺恒常性
影響因素：
（1）客觀參照
（2）人的知識經驗
分類：亮度恒常性 形狀恒常性 方向恒常性 大小恒常性 顏色恒常性
E、知覺的組織性：構成知覺經驗的感覺性資料均系根據客觀的事實，但在轉化為心理性的知覺經驗時，是對感覺得來的資料經過一番主 觀的選擇處理由感覺轉化到知覺的選擇處理歷程
①：相似法則
②：接近法則
③：閉合法則
④：連續法則
知覺歷程
A . 空間知覺：以感覺為基礎，對自身所在空間與自身 周圍空間中各事物之間關系綜合了解的心理 歷程
分類
視空間知覺：指的是深度知覺，亦即平常所說的立體知覺或遠近知覺
聽空間知覺
B . 時間知覺
C. 移動知覺：對環境中所見物體是否移動，以及對該物體移動快慢、方向等所作的解釋與判斷，稱為移動知覺
D. 錯覺現象：在知覺心理學上，對完全不符合刺激本身特征的失真的或扭曲事實的知覺經驗，稱為錯覺
影響知覺的心理因素
A. 學習與經驗的影響 復雜的知覺要靠學習與經驗。 B. 知覺的觀點差異 “客觀的主觀”是心理學的特征之一。
C. 知覺中的動機因素 面對同一刺激，具有不同動機的觀點者所得知經驗是很不相同的
感覺與知覺課堂作業
什么是感覺和知覺，二者有什么聯系？
答：見感覺與知覺概念。見感覺與知覺的關系。
知覺的心理特征
答：見上
知覺歷程
答：見上
影響知覺的因素
答：見上
注意與意識
注意的概念：是心理活動對一定事物的指 向與集中。其中，心理活動的指向性是由腦對信息的 選擇或過濾功能實現的，是一種有意識地 只對某種信息進行加工而阻止其他無用信息進入意識加工的能力
注意的集中性：是注意的保持能力，是保證意識加工不被中斷的功能，是一種在意識加工過程中阻止無用信息進入意識的能力
注意的分類：
①：有意注意:作為一種自上而下的、目標驅動的影響，對應我們有意地注意一些東西的能力。
②：反射性注意:是一種自下而上的、刺激驅動的影響，描述一個感覺事件捕獲了我們的注意
選擇性注意：是指在注意的同時有意識 地對非注意對象進行抑制，使之不致進 入意識的心理功能，沒有抑制非注意對象的注意不是 選擇性注意。
注意力機制的幾種模型及其基本思想：
瓶頸理論
早選擇理論：
模型：Broadbent選擇性注意模型（1958）
思想：一個門控機制決定哪些限定容量的信息會被傳遞到更進一步的分析中。這里的門控機制采用了較高層級的執行過程控制向下 對早期神經過程施加影響的形式。
衰減理論：
模型：由于非注意耳的信 息并沒有被過濾器完全阻止，Treisman(1969) 對Broadbent(1958)的理論作了修正，提出了衰減模型。
思想：從感覺記憶中輸出的信息所經歷 的下一步加工并不像Broadbent的理論那樣是全或 無式的過濾，而是進入一個衰減器。在 衰減器中 非注意信息只是受到衰減而不是受到完全阻斷。 注意信息與非注意信息都進入覺察器，不過由于 后者受到了衰 減，一般不被覺知，這就是注意的選擇作用。
晚期選擇理論：
模型：Deutsch J. 和 Deutsch D.(1963)提出
思想：所有輸入的信息都以并行的方式進入覺察器被進行知覺加工和覺知。注意的功能僅在于選擇對什么信息進行反應。選擇的標 準是信息的相對重要性，只有最重要的信息才可以被選擇。而這種重要性是由上述信息的性質和任務的需要決定的。該理論 認為注意是在知覺之后發生的
前三種理論都認為注意的選擇只能發生在信息加工的某個特定階段上。從信息加工過程的自身表現考慮注意的選擇功能的
多階段選擇理論：
模型：Jonston和Heinz（1978）提出了多階段選擇模型
思想：認為注意的選擇可以根據任務的不同發生在信息加工的不同階段。
信息加工的早選擇與晚選擇：注意的早選擇機制會影響知覺分析完成前對感覺輸入的加工。注意的晚選擇機制在完成了對感覺輸入的 知覺分析后才會出現
資源分配理論
模型：Kahneman(1973) 提出的資源分配模型
思想：資源總量主要決定于覺醒水平，是有限的，從此總資源中分得的資源多寡則決定著各信息被注意的程度。資源的分配方案便成 了注意的選擇性的關鍵
視覺特征受控抑制模型
模型：Treisman和Gelade提出
思想：把知覺對象分解為特征(feature)的客體。這些特征在客觀上是作為一個客體存在的，它在開始輸入時未被分析，全部特征是以 結合(conjoined)在一起的狀態被輸入的。在輸入后隨即分為空間特征與非空間特征。兩者分別沿腦的what與where兩條通道 并行地到達不同的部位。此時空間特征與非空間特征間仍 具有聯系,它們所在的部位在主客觀因素的作用下 有的被抑制，有的 被不同程度地激活。處于最高 激活水平的部位的諸特征被選擇而得到注意。這些特征再結合在一起形成客體的整合表征。
注意與自動加工
模型：Shiffrin和Schneider于1977年提出了自動加工和受控加工的雙加工理論
思想：人類的認 知加工可以分為兩類，一是受意識控制的加工，簡稱受控加工，一是自動加工。
自動加工：不占用注意資源，無需意識發動，加工過程和加工結果也可以意識不到
受控加工：必須注意資源，加工一般比自動加工精確。
視覺注意：指大腦對一定視覺信息的指向和集中
行為研究的特點：反對意識研究，反對內省，而十分推崇“刺激－反應”的行為實驗研究。
特征整合理論
模型：Treisman(1964,1988)的特征整合理論
思想：將客體知 覺過程分為前注意階段和特征整合階段。前者以并行 方式對客體的局部特征進行自動加工，它是無需注意的 自下而 上的刺激 驅 動 式加工。在第二階段，通過集中注意將多個局部特征加以整合，是自上而下的加工。
整體優先理論
模型：與特征整合理論相對的是以色列心理學家Navon等提出的整體優先理論。
拓撲知覺理論的核心思想：以拓樸性質為基礎的各個層次的幾何不變性質是視覺信息的基本表達。
意識的研究歷程：結構主義（以內省法研究意識之始）------> 行為主義（以客觀的方法處理客觀的資料，自然也反對將意識當作心理學研 究的主題）------> 人本心理學（重視主觀經驗，意識的研究）
意識的定義：是一個包括多種概 念的集合名詞，其含義系指個人運用感覺、知覺、思考、記憶等心理活動，對自己的身心狀態（內 在 的）與環境中人、事、物變化（外在的）綜合覺察與認識。
焦點意識：指個人全神貫注于某事物時所得到的清 楚明確的意識經驗。
邊意識：對注意范圍邊緣刺激物所獲得的模糊不清 的意識。
半意識（或下意識）：指在不注意或只略微注意的 情形下所得到的意識。
無意識：指個人對其內在（ 身心狀態 ）或外在（ 一 切事物）環境中一切變化無所知與無所感的情形。
潛意識：指潛隱在意識層面之下的感情、欲望、恐懼等 復雜經驗，因受意識的控制與壓抑，致使個人不自覺 知的意識。
前意識：兩種解釋：
1）精神分析論認為意識是介于意 識與潛意識之間的一種意識層面；
2）認知心理學指 以前貯存在長期記憶中的訊息。
人類學習的原理
現代心理學中的學習界說
學習是因經驗而使行為或行為潛勢產生較為持久改變的歷程。
學習的四個概念說明：
1）行為或行為潛勢改變：
行 為：外顯 ? 行為潛勢：已產生學習而未能在行為上表現于外的現象。
2）較為持久的改變：相對的，因為存在遺忘
3）學習因經驗而生：
a、有計劃的練習或訓練 ? b、經驗活動未必是有計劃的，可能只是在生活中的偶然情境中發生
4）學習有多種類型
學習部分課堂作業
現代心理學對學習的定義？
答：學習是因經驗而使行為或行為潛勢產生較為持久改變的歷程。
操作條件作用的一般現象及原則
答：一般現象：a.類化與辨別現象；b.削弱與自發恢復現象；c.二層條件作用；d.行為塑造
原則：a.強化是操作條件作用學習的重要概念；b.由強化物而產生強化作用；c.在操作條件作用歷程中，強化物的安排顯然也是 ? 影響學習效果的重要因素
試列舉并簡要說明3種以上的學習方法
答：①：聯結式學習；經練習使刺激與反應間聯結養成習慣的 學習理論，只能用來解釋較為簡單的學習。在個體的復雜行為中，除 了行動之外， 另有“知”的一面；
②：頓悟學習；頓悟式學習是不必靠練習或經驗的，只要個體 理解到整個情境中各刺激之間的關系，頓悟就會發生。但頓悟不 能憑空發生， 需要相關知識經驗；頓悟只限于理解性的問 題。
③：方位學習；學習乃是經由認知而非經由刺激與反應聯結的歷程。
④：觀察學習；超越 了被動的獎與懲的外在控制，而改以主動求知向 善的方式學得，這就是觀察學習。
⑤：潛在學習；個體在某情境中產生了學習，但隱而不顯，直 到在有必要的時候才在行為上顯現出來的現象
試比較桑代克的效果律、斯金納的操作條件作用理論
答：桑代克的效果率和斯金納的操作條件作用理論都屬于操作性條件作用說，桑代克的理論認為學習的實質是形成聯結，需要通過一 定的試誤來建立，還未系統提出“強化”的概念，而斯金納則認為是強化導致的。
人類記憶的產生和過程
記憶的分類
（1）感覺記憶：指個體憑視、聽、味、嗅等感覺器官， 感應到刺激時所引起的短暫記憶。感覺記憶只留存在感官層面
特征：
1，記憶非常短暫，每次能接受的信息有限； ? 2，以直接的方式對信息進行編碼；
編碼：將感覺器官所收錄刺激的原來物理特征轉化為心理性的信息
（2）短期記憶：指感覺記憶中經注意而能保存到20秒以下的記憶
特征：
1.信息保持的時間為15-30秒；
2.如果得不到復述，短時記憶中的信息會被迅速遺忘
3.只要短時記憶識記的項目數量不變，識記材料性質的改變對短時記憶的遺忘沒有明顯的影響。
（3）長期記憶：指記憶中能夠長期甚至永久保存者
特征：記憶可以長期保存
編碼：
長期記憶的編碼以義碼為主，但心理學家派主張語言信息的處理以義碼為主，非語言信息的處理以形碼為主，而在心理表征上， 則是互為表里的連接運作
貯存：
（1）程序性記憶：對具有先后順序的活動的一類記憶
（2）陳述性記憶：對事實性資料的記憶，比如人名、定理等記憶
檢索：迄今還缺少最有效的檢索方 法能將長期記憶中貯存的任何一件信息取出應用
記憶的測量方法
（1）回憶法：是測量記憶最常用的一種方法，分為兩種： ? 自由回憶法：對所回憶的資料在次序上不加限制。
依序回憶法：規定按一定程序回憶學得的資料
（2）再認法：指把識記過的材料（舊材料）與未識記過的材料（新材料）混合在一起，要求被試區分，對前者作肯定判斷，對后者作 否定判斷，將認對舊材料的百分比減去認錯新材料的百分比，即為再認保持量。
（3）再學習法：重新學習以前學 過的材料，而達到初次學到時同樣熟練的 程度。
記憶的歷程
（1）編碼：指個體在信息處理時，經由心理運作， 將外在刺激的物理性特征轉換成另一種抽象的形式，以便 在記憶中貯存并備供以后 取用的心理表征 ? （2）存儲：將編碼的信息留存在記憶中，以備必要時可供檢索之用 ? （3）檢索（提取）：指在必要時將貯存在記憶中的信息取出 應用的心理歷程
影響記憶的因素
（1）序位效應：指在多個項目連貫出現的情境下，各項目因其在序列中的位置不同，而影響到學習后的記憶 ? （2）閃光燈效應：指引人震撼的事件容易使人留下深刻的記憶。 ? （3）萊斯托夫效應：指學習材料中最為特殊的事件容易記憶
記憶部分課堂作業
簡述并說明記憶處理歷程的三個階段
答：見記憶的歷程
簡述感覺記憶、短期記憶和長期記憶的聯系及區別
答：聯系：感覺記憶是極為短暫的記憶，而感覺記憶經過處理可成為短期記憶，而短期記憶通過不斷的鞏固可以成為長期記憶。
區別：感覺記憶不存在編碼，貯存，檢索三個歷程，而短期記憶和長期記憶存在這三個歷程；
三種記憶的存在時間逐漸增加。
記憶的測量方法及影響記憶效果的因素有哪些？
答：見上面記憶的測量方法和影響記憶的因素
簡述程序記憶、情景記憶和語義記憶的要點
答：程序性記憶：與技能有關；有熟練程度之分；需要練習；自動執行；信息提取方式為內隱
情景記憶：個體在一定時間和地點所發生事件的記憶。
特點：意識覺知
語義記憶：關于世界基本事實和知識的記憶，語義記憶的信息具有抽象性和概括性特征
情緒與調控原理、手段和方法
情緒的性質
所謂情緒，是指個體受到某種刺激所產生的一 種身心激動狀態；是對客觀事物是否符合個人需要而產生的態度體驗及相應的行為反 應。
情緒由刺激引起，刺激以需要為中介而引起情緒，情緒通過態度體現及相應的行為反應表現出來，情緒是主觀意識經驗，情緒狀態不易 自我控制，情緒與動機有連帶關系
情緒表達
情緒表達是指個體將其情緒經驗經由行為活 動表露于外，從而顯現其心理感受，并藉以達到 與外在溝通的目的
情緒的表達以面部的肌肉活動為主
悲哀情緒顯現在眼睛， ? 快樂與厭惡表現在嘴部， ? 驚愕的表情由前額顯示， ? 憤怒的情緒則表現在面孔全部
情緒經驗的形成
情緒表達的方式是天生的，而情緒表達的時機則與后天學習有關
常見情緒領域基本思想
1）詹郎二氏情緒論（詹姆斯，1884年）
基本思想：情緒并非由外在刺激所引起，情緒是由身體上生理變化所引起 ? 2）坎巴二氏情緒論（坎農 、 及其弟子 巴德，1927 ～ 1938） ? 基本思想：強調情緒經驗非起于身體生理變化， 情緒經驗起于對刺激情境的覺知 ? 3）斯辛二氏情緒論 ? 基本思想：情緒經驗起于個體對兩方 面信息的認知：一方面是對刺激情境性質的認知；另一方面是對自己身體 生理變化的認知 ? 4）情緒相對歷程論（所羅門，1974）
基本思想：假定大腦中管理情緒的部位，可能存在某種組織，該組織在情緒狀態時，會發生與此狀態 反向的相對作用
情緒課堂作業
情緒的性質
答：見上
情緒的表達
答：見上
情緒經驗的生成
答：情緒表達的方式是天生的，而情緒表達的時機則與后天學習有關
常見情緒領域基本思想
語言、思維與表征
語言
定義：是人類建立的關于這些事物的信息的記號系統，是人們關于世界萬物、信息、知識的一種表示系統
語言的兩種基本形式：口語和文字，都稱為自然語言
心理語言學：以心理科學的觀 點與方法研究人類如何使用語言。換言之，是探討語言理 解與語言表達兩方面的問題
語言的三大特征：語音、語義與語 句
語言的雙向處理特征：
從語言的溝通功能看：語言理解（自底向上）與語言表達（自上而下）二者，有時是單向的（只聆聽）， 有時是雙向的（如對話）
從語言學習的歷程來看：語言理解在前，語言表達在后
語言的主動處理特征：在處理語言信息時，在認知活動上是主動的
認知語言學：
認知語言學把語言看作是一種認知活動
認知語言學研究內容：
（1）語言概念形成中的認知，即人是怎樣運用符號對事物進行概念化的
（2）語言使用和理解的認知過程，即人是怎樣運用語言結構實現交際功能的
認知語言學的三個基本特征：
（1）語義在語言分析中的首要地位 ? （2）語義的普遍一致性 ? （3）語義的經驗性
認知語言學基本觀點：
（1）語言是對客觀世界認知的結果，是對現實進行概念化后的符號表達
（2）認知語言學以意義為中心
（3）用有規則的認知方式和有組織的詞語來描述世界紛繁的事物
（4）追求對語言現象以及語言與認知的關系做出統一解釋
（5）對語言的解釋必須參照人的一般認知規律
口頭和書面語言理解圖示
人類語言的發展與學習
語言理解的最基本方式是聽力辨別
解釋人類語言學習的兩種理論
（1）經驗論 認為人類的語言是后天環境學得的經驗。 a.操作學習論：依據斯金納的操作條件作用原理。 b.社會學習論：以班都拉的觀察學習理論為依據 （2）天賦論
認為人生而具有學習語言的能力
思維與表征
什么是信息
信息不是物質，也不是能量； ? 信息有內容（總是關于什么）； ? 信息有意義（能夠被其使用者所理解）； ? 信息的編碼（系統性地表達足夠復雜的內容）； ? 信息的物理實現（對信息的存儲、加工和傳遞需要物質載體和能量）
心理表征：世界在我心
認知是對信息的處理和加工過程
感知：從環境中攝取信息； ? 記憶：對信息的存儲和加工； ? 思維：對信息進行加工和處理，形成判斷和決策； ? 行為：根據形成的判斷和決策做出行動
心-腦是信息處理與加工的裝置
心理表征的特點
心理表征有內容（總是關于什么的）； ? 心理表征有結構（能夠支持復雜的操作）； ? 心理表征有載體（以某種具體的方式在心-腦中得以實現）
語言是一種典型的表征系統（有結構、有內容、有載體）
在心-腦之中具有類似于語言的心理表征
最強有力的處理和加工信息的方式：計算
為什么人會有某種認知或者智能行為？
答：1.在人的心-腦之中有心理表征；2.在心-腦之中有在這些表征上進行操作的算法程序；3.這些程序，運用到表征上，產生出智能行 為。
思維的定義：借助語言、表象或動作實現的對客觀事物概括的和間接的認識，是認識的高級形式
推理的定義：在最廣泛的意義上，即為有理性的思維
概念與思考
概念分為簡單概念（原子概念）與復合概念
概念通過連接詞而構成命題（語句）
為什么語言具有人與人之間互相溝通的功能？
答：因為語言中所使用的聲音（字音）與符號能夠代表共同理解的意義（語義）
概念的定義
廣 義 ： 個 體 對 具 同 類 屬 性 事 物 獲 得 的 概 括 性 的 單 一經驗。
狹義：以單一概括性的名稱或符號用以代表具有共 同屬性的一類事物的全體時，此名稱或符號所代表的 即為概念
屬性：可以辨識的特征
概念是人認識事物及分類 事物的心理基礎
在認知心理學上，有時將概念形成與分類視為同義詞；都用以指通過事物屬性的辨識而獲得認知的心理歷程
概念形成的心理歷程
由寬面孔實驗得到的兩點認識
1）概念必須靠其屬 性來界定；沒有屬性的事物無法獲得概念
2）概念的屬性愈少，其所概的范圍就越大，其所指涉 的事物就愈不肯定；概念的屬性愈多，其所“概”的范圍就愈小，其所指的事 物就愈肯定
概念的形成不但受屬性所限，而且因邏輯法則的 不同而有各類概念
連言概念：指概念中的屬性可用相連的方式來說明
選言概念：指概念中屬性的組合，可以二者選一 或兩者兼具的情形
條件概念：指將屬性用作條件來說明語意的情形
雙條件概念：指概念中的屬性類似于“若P則Q，若 Q則P的形式者”
概念是經由什么樣的歷程 學到的？
行為主義：概念是經過刺 激與反應的聯結式學習的歷程學到的
認知心理：概念形成是認知的學習歷程，是個體對情境有所理解之后所做的假設驗證；假設驗證獲得肯定結果，就是概念的形成
概念的組織特征：層級結構、網狀結構（聯想關系）
概念的來源：
經驗論：所有概念皆來自于經驗學習（梨子的味道） ? 唯理論：許多基本概念是與生俱來的
當代認知科學的看法：部分概念確實是與生俱來的（道德，社會公平）
思考的定義：思考被視為較高層次的認知活 動，是憑記憶與想像以處理抽象事物，從而理解其 意義的心理歷程
思考的性質與類別：根據性質的不同，思考分為不同類型
1）按思考的方向分類
指個人眼前并無固定待解決的問題，但卻在內心中不停地思考。此類無 固定方向的思考稱為聯想思考
2）按思考的結果分類
思考分為復制性思考與創作性思考
3）按思考的運作分類（按吉爾福德的理論）
①：聚斂性思考：指個人憑思考解決問題時，總是以 已有知識與經驗為根據，循邏輯規則去尋求唯一 的正確答案，而不能拋棄 舊經驗的束縛從另外的 觀點看問題
②：擴散性思考（創造性能力）：指個人在解決問題時，同時會想到數個可能解決的方向，而不局限于單一答案或 鉆牛角尖式 的探求
擴散性思考的四種因素：
（1）流暢性
（2）變通性
（3）獨創性
（4）精密性
4）按思考的過程分類
合于科學原則的 按部就班的思考過程，稱為定程思考
與定程思考過程相對者為直觀推斷思考：根據以往處 理同類問題成敗的經驗，不完全遵循一定的程序與步驟去思考推理；而是 靠經驗法則，以抄捷徑的方式達到解決問題的目的
推理與問題求解
推理的定義：推理也稱邏輯推理。推理是以某種原則為基礎， 由已知之事件推未知之結果，其間經過的心理活動就 是思考
推理的類型：
①：演繹推理（程序法則）：演繹推理也稱演繹，是根據一個普遍承認的原則（或定理定律）為前提，從而推演到特定的事例，最后 得到一個肯定結論的思考方法
②：歸納推理（概率法則）：歸納推理，簡稱歸納，是以觀察到的多個事例 所獲經驗為根據，從而歸結出一個概括性的原則， 用以 推論解釋觀察到的事件并作成判斷的一種思 考方法
分為完全歸納與不完全歸納
③：直觀推斷推理（經驗法則）：個人根 據以往解決類似問題的經驗中累積的訣竅去推理思 考的方法，則稱為直觀推斷推理
經驗法則：指個人在實地經驗中體驗出 來的一些思考方法或訣竅
直觀推斷 法的最大特征是不按邏輯程序去思考，不按常理去 看問題。
問題求解的定義：指在問題的情境下，經由 思考與推理而達到目的的心理歷程
構成問題的條件：能否構成研究的問題，關鍵在于問題情境。 所謂問題情境，指個人自己覺察到的一種“有目 的但不知如何達到”的心 理困境
影響問題求解的心理因素（從經驗方面來看）
1）心向作用：指因當事人的心向所產生的 作用
通俗來說：對于一件事的做法，如 屢屢采用同一種方法去做，久之成為習慣，以后 每一遇及類似情境時即不假思索地 以同樣方式去 處理
2）功能固著：指解決問題時，因個人在知覺上受情境中 條件（或因素）既有功能的影響，致使問題不易 解決的情形 ? 3）認知結構：指個人對事物的一種基本看法
認知神經學
神經元的形成、結構、放電過程、及感知機算法
典型的神經元：
神經元由胞體、樹突和軸突幾個部分組成。神經元內外由神經元膜隔開
神經元特有的結構：軸突（負責神經系統內信息的傳遞）
非神經元特有的結構：胞體、細胞器、膜和細胞骨架
突觸：軸突終末和其他神經元的樹突或胞體形成突觸
神經沖動的傳遞：神經沖動到達突觸前軸突終末，神經遞質分子就從突觸囊泡釋放到突觸間隙，然后結合于特定的受體蛋白，使突觸后 細胞產生電信號或化學信號
神經元的分類：
1）按神經突起數目分類
單極神經元：常見于無脊椎動物
雙極神經元：主要參與感覺信息加工
多極神經元：參與運動和感覺信息加工
2）按樹突分類
形狀：錐體細胞、星形細胞
是否有棘：棘狀神經元、無棘神經元
3）按連接分類
初級感覺神經元：有神經突起伸到身體感官的表面，比如皮膚和眼的視網膜。 ? 運動神經元：神經元有軸突和肌肉形成突觸并支 配運動。 ? 中間神經元：只和其他神經元建立連接的神經元
4）按軸突長度分類
高爾基Ⅰ型神經元：軸突很長，能從大腦的一個區域延伸到另一個區域。 ? 高爾基Ⅱ型神經元：軸突較短，只延伸到胞體附近
5）按神經遞質分類：根據神經元的化學特性分類
神經膠質細胞
神經膠質細胞對大腦的作 用主要是支持神經元
分類：
1）星形膠質細胞（腦內最多）
作用：調節細胞外空間的化學物質。嚴格控制一些物質的細胞外濃度。
2）成髓膠質細胞
作用：提供一層層的膜以隔離軸 突，螺旋狀圍繞著腦中的軸突
3）其他非神經元細胞
舉例：室管膜細胞，起著指導細胞遷移的作用；小膠質細胞，作為吞噬由死細胞或退化的神 經元及神經膠質細胞留下的殘渣
神經元放電過程
當神經元處于靜息狀態的時候，膜內外存在不同的電位，稱為膜電位（外負內正）。當神經元興奮，會把細胞膜的鈉離子通道打 開，大量鈉離子從膜外進入膜內，使原來“內負外正”的靜息電位發生升高。這個電位變化以負波形式（稱為動作電位）沿軸突傳 播，呈不衰減性和絕緣性。大約 1ms后，去極化的細胞膜部位被快速復極化：鉀離子通道開放，大量的鉀離子外流，使細胞內的 正離子減少，大約在幾毫秒之內恢復細胞膜“內負外正”的極性
去極化：細胞膜內電位由負向正變化的短暫趨勢
超極化：抑制性過程，即細胞膜的“內負外正”電位梯度暫時性地強化（比如達到-80mv），使神經元更難以去極化和產生動作電位
感知機算法：見ppt腦與神經系統
脈沖神經元基本原理，常見名詞
Hodgkin-Huxley（ HH）模型
HH模型是一組描述神經元細胞膜的電生理現象的非線性微分方程，直接反映了細胞膜上離子通道的開閉情況。
神經元的行為與輸入的時間特性密切相關，一組脈沖如果在短時間內連續到達，可以觸發神經元的脈沖；但是同樣數量的一組脈沖 如果在較長時間內分散到達，那么膜電壓的漏電效應便不會產生脈沖
常見名詞
不應期：根據神經科學理論，神經元在放電之后的短暫時間內存在不應期，即對輸入信號不響應。為了在脈沖序列中模擬這個過 程，在神經元放電之后的不應期內將瞬時放電頻率置為0。在不應期結束之后，瞬時放電頻率 在限定時間內逐漸回到原始 值
涌現：神經元在某個時刻會集中性的放電，稱為涌現現象
神經系統的結構
?
神經系統的作用 1，協調內部各器官的功能活動，保證內部的協調一致。 2，調整人體功能活動，使之與外界相適應。 3，保障人腦的思維功能，能動地認識與改造世界。
腦的節律與睡眠
腦的節律
記 錄腦節律的經典方法：腦電圖
EEG信號的振幅主要取決于電極下面神經元活動的同步性(synchronous)而不是活動強度
同步節律的產生：同步節 律可以由一個起博器引導，或由所有成員的集體行為引起
EEG節律：高頻低幅的節律通常表示警覺和覺醒，但也可能正在做夢。 而低頻高幅的節律則與無夢狀態下的睡眠和病理狀態 下的昏 迷有關
癲癇發作：是同步化腦活動的一種最極端的 形式
睡眠：與清醒相對
睡眠并非完全失去意識，睡眠只是意識的一種狀態
睡眠的階段
快速眼動睡眠：EEG看上去像覺醒狀態，軀體（除眼 肌外）處于靜止狀態，可出現做夢狀態和幻覺
非快速眼動睡眠：腦在這種狀態下通常不產生復雜的夢，大而慢的EEG節律占主導，因此也稱為慢波睡眠。
睡眠的神經機制：睡眠是一個需要許多腦區參與的主動過程。大腦 皮層實際上是由位于其深部的少數神經元控制著
控制原則
①：控制睡眠和覺醒的最關鍵的神經元屬于彌散性調制神 經系統的一部分
②：腦干去甲腎上腺素(NE)能和5－羥色胺(5-HT)能調制性 神經元在覺醒時發放，以提高覺醒狀態。部分膽堿(ACh) 能神經元可以增 加關鍵性REM事件，而另一些膽堿能神 經元則在覺醒狀態時變得活躍；
③：彌散性調制系統控制丘腦的節律行為，進而控制大腦 皮層的各EEG節律
④：睡眠還與彌散性調制系統的下行投射纖維的活動有關
為什么我們不能使夢付諸行動呢？
答：這是因為與控制前腦睡眠過程相同的深部腦干系統也有效地抑制著脊髓運動神經元的活動，以阻止使下行的運動性神經活動變成實 際的運動
各種節律普遍存在于哺乳動物的中樞神經系統中
睡眠的基本特征
睡眠的普遍性：睡眠是一種普遍現象
睡眠的必要性：
1、生物鐘與時辰節律：個體生活上呈現周期性的活動 ? 2、恢復論與保養論：恢復疲勞、恢復精力 ? 3、演化論：人缺少夜行能力
睡眠障礙：指個人無法自主或控制自己的睡眠，想 睡時偏偏無法入睡，不想睡時卻又無法維持清醒
a 失眠 b 突發性睡眠癥 c 窒息性失眠 d 夢游與夢話 e 夜驚與夢魘
感覺與運動系統
運動系統
①：上運動神經元（錐體系統）
②：下運動神經元
③：錐體外運動
④：小腦
運動是在接受感覺沖動后產生
運動系統任何部分損害都會引起運動障礙
感覺系統
定義：感覺系統是神經系統中處理感覺信息的一部分。感覺系統包括感受器、神經通路以及大腦中和感覺知覺有關的部分。通常而言 感覺系統包括那些和視覺、聽覺、觸覺、味覺以及嗅覺相關的系統
主要的運動、情緒、語言、記憶等認知障礙疾病
運動：性舞蹈病、帕金森、手足徐動癥、小舞蹈癥，精神分裂癥。
情緒：包括抑郁癥、雙相情感障礙，主要表現為情感高漲或低落，伴有相應的認知和行為改變。
語言：語言障礙，也通常稱為失語癥，指神經損傷導致語言理解和產生方面的整體缺陷。主要包括Broca失語癥和Wernicke失語癥
Broca區一般限于左半球腹外側額葉，包括對應的灰質，腦皮質和基底神經節
Wernicke區在顳上回的后三分之一部分
失語癥也能由弓形束損傷引起。傳導性失語癥就是由這種損傷導致。這種失語癥病人在產生自發口語和復述口語時有困難
記憶：記憶障礙是指由于病理生理性的或情景性的原因出現記憶力增強、減退、遺忘、虛構、錯構等癥狀，引起的永久性或暫時性的記憶障礙，屬于精神障礙之一。
阿爾茨海默病：是一種起病隱匿的進行性發展的神經系統退行性疾病
路易體癡呆
血管性癡呆
記憶強度過高
記憶缺陷
記憶錯誤
腦機接口技術
腦電信號基本特征及常見的腦電信號預處理技術
基本特征
①：腦電信號幅度非常微弱，頻率范圍0.5~50Hz
②：腦電信號是一種隨機性很強的非平穩信號
③：腦電信號是非線性信號
預處理技術
①：去趨勢化
②：獨立成分分析（獨立分量分析）
③：帶通濾波去偽跡
④：陷波濾波
⑤：盲源分析
腦電信號基本處理
①：定位通道位置 ②：刪除無用通道 ③：濾波 ④：分段 ⑤：基線校正 ⑥：重參考 ⑦：降低采樣率 ⑧：插值壞導 ⑨：獨立主成分分析 ⑩：剔除壞段
腦機接口系統組成及腦機接口系統分類
組成
①：信號采集
②：特征提取
③：選擇分類
④：外部控制設備
分類
①：運動想象
特征：肢體運動的執行和想象會影響大腦特定區域感覺運動皮層的節律活動的變化。
應用：根據這些特征可以把運動想象轉化成輸出指令，用于BCI系統的控制
②：穩態視覺誘發
特征：穩態視覺誘發電位是由快速重復刺激誘發的腦電的穩定振蕩。
應用：當人眼注視閃爍的刺激源時，腦電的振蕩頻率會趨近于刺激源的閃爍頻率。用不同的閃爍頻率編碼不同的指令，我們就可 以通過注視不同頻率的刺激源發出不同的指令
③：事件相關電位
特征：當人腦受到一個特定的、少見的刺激時，會在刺激產生之后300毫秒產生一個比較大的正向電位峰，稱為P300。誘發 P300事件相關電位的特定事件稱為oddball范式（小概率刺激范式）。事件發生的概率越小，P300的峰值越高。
應用：聽覺P300和視覺P300
腦機接口系統中常見的特征提取算法及分類器設計
特征提取算法
①：Hjorth 參數特征：Hjorth 定義了信號在時域上的 Hjorth 參數特征 ，Activity 衡量信號波幅的偏離程度， Mobility 衡量坡度的變 化，Complexity 衡量一個振幅上有多少個標準的坡 (slope):
②：高階過零分析：用信號通過零點的次數來反映信號的振蕩程度.
③：分形維數：用來表示時域信號的復雜程度. Sevcik 方法 、分形布朗運 動 (fractal Brownian motion) 、計盒法 (box-counting) 、 Higuchi 算法 都可用來計算 FD, 而 Higuchi 算法的效果更好
④：功率譜密度：描述信號的功率隨頻率的變化情況
⑤：微分熵
⑥：時域與頻域結合的時頻域：劃分出若干時間窗, 各窗內的子信號近似平 穩, 將其變換至頻域得到一組頻域特征, 滑動時間窗可處理不 同時段, 從而同時獲取信號的時域和頻域信息, 提高對不穩定信號的處理能力, 可粗略計算情緒開始和持續的。通常使用短時傅里葉 變換 、小波變換 和小波包變換 或 Hilbert-Huang 方法來進行時頻域信號變換.
⑦：譜峰因子：是光譜特征中常用的特征
分類器設計
①：支持向量機（Support Vector Machine, SVM）：是一種二分類模型，它的基本模型是定義在特征空間上的間隔最大的線性分類 器，間隔最大使它有別于感知機；SVM還包括核技巧，這使它成為實質上的非線 性分類器。SVM的的學習策略就是間隔最大化，可形式化為一個求解凸二次規劃 的問題，也等價于正則化的合頁損失函數的最小化問題。SVM的的學習算法就是 求解凸二次規劃的最優化算法
常見的核函數： 多項式核（polynomial kernel） 徑向基函數核（RBF kernel） 拉普拉斯核（Laplacian kernel） Sigmoid核（Sigmoid kernel）
②：K最近鄰（KNN，K-NearestNeighbor）：鄰近算法，或者說K最近鄰（KNN，K-NearestNeighbor）分類算法是數據挖掘分類技術 中最簡單的方法之一。所謂K最近鄰，就是K個最近的鄰居的意思，說的是每個樣本都可以 用它最接近的K個鄰近值來代表。近鄰算法就是將數據集合中每一個記錄進行分類的方法
常見的距離函數： 歐式距離 曼哈頓距離
③：Fisher線性判別：把所有的樣本都投影到一維空間，使得在投影線上最易于分類 。 Fisher判別法是根據方差分析的思想建立起來的一 種能較好區分各個總體的線性判別法，是一種投影方法，把高維空間的點向低維空間投影。在原來的坐標系下，可 能很難把樣品分開，而投影后可能區別明顯。一般說，可以先投影到一維空間(直線)上，如果效果不理想，在投影 到另一條直線上(從而構成二維空間)，依此類推。每個投影可以建立一個判別函數
ssvep腦電信號
SSVEP是指當受到一個固定頻率的視覺刺激的時候，人的大腦視覺皮層會產生一個連續的與刺激頻率有關（刺激頻率的基頻或倍頻處）的響應
p300腦電信號
當人腦受到一個特定的、少見的刺激時，會在刺激產生之后300毫秒產生一個比較大的正向電位峰，稱為P300
總結
以上是生活随笔為你收集整理的认知科学期末复习笔记的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
- 上一篇： 认知机器人：相机校准
- 下一篇： Windows事件查看器_ID一览表