认知科学与脑成像

课程编码：180085071006M3001H 英文名称：Cognitive Science and Brain Mapping 课时：40 学分：2.00 课程属性：专业课 主讲教师：周天罡等

目的：本课程是针对认知科学和神经科学研究方向的研究生开设的，旨在了解认知神经科学具有的大跨度学科交叉的特点，学习认知科学涉及认知和心理的不同层次，极为困难的问题，涉及心理科学研究人类认知与心理世界特有的、超越直觉的概念和研究范式。希望通过本课程的学习让学生能像认知科学家那样思考，为从事认知（神经）科学和研究做好准备。
要求：首先、通过学习“脑与认知科学”演化的历史，认识到认知神经科学作为一个新兴的独立学科，和生理心理学、神经科学、认知心理学，神经心理学等其它相关科学的相互交叉重叠的关系；同时，“脑与认知科学又有其独特的核心概念、基本原则和科学方法论。其次，学习了解认知功能的物质基础——神经系统的相关基础知识。进一步，学习掌握认知神经科学的研究方法，深刻体会：理论（计算）模型在认知科学中的重要性；认知科学研究对象和研究手段的多样性，以及多样性的研究手段各自的复杂性和相互之间的互补性。最后、以广阔的视野，全面系统地学习认知科学前沿的理论进展和实验证据。涉及的多层次的研究领域：从感觉、知觉，注意，记忆，学习，到情绪、语言和社会认知。

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第一章 什么是认知科学 4学时 王波
第1节 认知科学三大基石
第2节 挑战主流——“大范围首先”原创理论的诞生与发展
第二章 神经系统的结构与功能 3学时 王波
第1节 认知神经科学导论
第2节 神经元和神经系统的结构和功能
第三章 认知科学研究方法 3学时 王波
第1节 心理表征和转换的基本概念
第2节 认知神经科学研究方法
第3节 脑成像技术方法概述
第四章 大脑半球特异化 2学时 王波
第1节 研究历史和相关概念
第2节 视知觉大脑半球功能不对称性的主要假设
第五章 认知脑成像技术 6学时 周天罡
第1节 认知脑成像概述
第2节 脑电和脑磁图
第3节 近红外脑成像技术
第4节 可恢复性脑刺激技术
第5节 磁共振成像技术
第六章 感知觉和注意 3学时 周天罡
第1节 综述
第2节 感觉系统
第3节 知觉
第4节 注意
第七章 物体识别 2学时 周天罡
第1节 知觉组织
第2节 识别
第八章 学习与记忆 3学时 周天罡
第1节 记忆的结构
第2节 记忆的神经机制
第九章 感知和行动--两条通路 3学时 周天罡
第1节 视觉皮层两条通路：背侧通路和腹侧通路
第2节 物体再认
第3节 读心术
第十章 情绪认知 3学时 王波
第1节 情绪的定义和分类
第2节 情绪加工的神经机制
第3节 主要的情绪加工的理论假说
第4节 情绪知觉的发育发展
第十一章 上机实习 3学时 王波
第1节 3T MRI 系统平台
第2节 7T MRI 系统平台
第3节 MEG 系统平台
第十二章 认知行为测量实验设计和操作实践 2学时 王波
第1节 行为测量的基本功能结构
第2节 专业软件简介
第十三章 认知和计算的关系 3学时 周天罡
第1节 认知科学的诞生和统一
第2节 古典、联结主义和具身认知
第3节 大范围首先原理

陈霖，男，中国科学院大学、生物物理研究所研究员，北京磁共振脑成像中心（国家大型科学仪器中心）主任。合肥国家综合大科学中心人工智能研究院院长。2003年当选中国科学院院士，2009年当选发展中国家科学院院士。2011年创立中国认知科学学会任理事长。2019年中国医学科学院学部委员。1998年 "973" 计划实施以来连续任多项"973"项目首席科学家。曾任基金委重大项目、创新群体、重大研究计划负责人。2004年获香港求是科技基金会"杰出科学家奖"。1982年以唯一作者在Science发表论文，提出"大范围首先"的拓扑性质知觉理论，就"什么是认知基本单元"的基本问题，向半个多世纪以来世界上占统治地位的"局部首先"的理论路线提出挑战。四十年来全面系统地发展了"大范围首先"的认知基本单元的拓扑学模型。

周天罡：男，中科院生物物理研究所脑与认知科学国家重点实验室副研究员。本科毕业于中国科学技术大学计算机系。在国内首批开展 fMRI 研究，并首次实现“fMRI 和 ERP 的结合”。主要从事视觉通路和物体认知、知觉组织和注意、记忆与学习、视觉意识和自我意识等认知神经科学领域研究，研究手段以心理物理实验为基础，结合以 fMRI 为主的认知神经科学技术。因计算机科学和认知科学的双重背景，参加过多项认知和计算交叉的国家项目，有丰富的交叉学科合作经验。在 Science（2003）, PNAS (2007, 2010, 2015, 2016)等综合杂志，以及 Neuron 等专业期刊发表论文40 余篇。

王波：男，博士，中科院生物物理研究所脑与认知科学国家重点实验室副研究员；中国认知科学学会理事，副秘书长；中国科学院青年创新促进会首批会员。本科毕业于中国科学技术大学生物系。主要研究方向为视知觉大脑左右半球功能不对称性、大范围几何不变性质知觉与视野关系的行为学和神经表达（脑功能成像）研究。博士工作论文发表于《美国科学院院刊》并为当期“本期导读”推荐。作为核心成员参加了以国内首台科研专用的3T磁共振系统、国内首台人类全身7T磁共振系统为核心的，国内最早的脑成像研究平台（北京磁共振脑成像中心）的建设。自2005年开展转化医学合作研究至今，同天坛医院、同仁医院、宣武医院、华西医院等著名脑系科医院建立了密切的合作关系。为2009年“国家科技进步奖”二等奖第4获奖人；2007年“中华医学科技奖”一等奖获奖人；2012年度“中国科学院卢嘉锡青年人才奖”获得者。“科技部创新方法项目”项目负责人。