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第一章 脑是复杂的信息处理系统 1

1.1 脑的复杂的系统结构 2

1.2 信息处理是脑的主要功能 8

1.3 综合研究是脑科学深入发展的迫切要求 12

1.4 建模和仿真是脑的综合研究的最有效的方法 14

1.5 脑模型研究的重要意义 17

参考文献 19

第二章 脑的基本结构和功能 20

2.1 脑的基本结构 20

2.1.1 脑的大体解剖结构和功能 20

2.1.1.1 脊髓 21

2.1.1.2 脑干 24

2.1.1.3 间脑(丘脑) 27

2.1.1.4 大脑皮层 30

2.1.1.5 小脑 33

2.1.1.6 基底核 35

2.1.1.7 边缘系统 36

2.1.1.8 多级递阶结构和离中控制 39

2.1.2 神经元及其模型 41

2.1.2.1 神经元 41

2.1.2.2 突触 44

2.1.2.3 突触可塑性 50

2.1.2.4 神经元以下水平的研究 53

2.1.2.5 神经元模型 55

2.2 脑的功能系统 59

2.2.1 脑的三个基本功能系统 59

2.2.1.1 调节紧张度和觉醒状态的功能系统 60

2.2.1.2 接受、加工和存贮信息的功能系统 62

2.2.1.3 规划、调节和控制的功能系统 66

2.2.2 实现基本功能的神经网络 69

2.2.2.1 侧抑制网络 69

2.2.2.2 反馈抑制网络 71

2.2.3 脑的信息处理与人工神经网络 73

2.2.3.1 感知机 73

2.2.3.2 多层前向网络及BP算法 77

2.2.3.3 联想记忆模型 78

2.3 大脑皮层 83

2.3.1 皮层分类及功能柱 83

2.3.2 皮层主要区域划分及其功能 88

2.3.2.1 枕叶 88

2.3.2.2 顶叶 89

2.3.2.3 颞叶 91

2.3.2.4 额叶 93

2.3.3 皮层之间的联系 94

2.3.3.1 大脑皮层的联系纤维 95

2.3.4 皮层基本线路及其组织原则 97

2.2.5 大脑皮层神经元形态及有关定量数据 100

2.3.6 大脑两半球功能的分化 105

参考文献 107

第三章 神经信息的编码和观测 109

3.1 神经信息的编码 109

3.1.1 感觉器中的编码 110

3.1.2 中枢神经系统中的信息编码 112

3.1.3 时间编码问题 116

3.1.4 神经元同步振荡的意义 119

3.2 对脑活动的观测 127

3.2.1 脑活动的有损伤观测 129

3.2.2 脑电图观测的意义 130

3.2.3 诱发电位，事件相关电位和脑磁图 133

3.2.4 脑图像方法 140

3.2.4.1 正电子发射断层技术(PET) 141

3.2.4.2 功能性核磁共振成像(fMRI) 143

3.2.4.3 脑图像在高级功能研究中的应用 145

3.2.5 脑功能观测方法的发展 153

参考文献 156

第四章 记忆功能的神经网络 157

4.1 人类的记忆系统 157

4.2 短时记忆 164

4.2.1 短时记忆的心理学研究 164

4.2.2 短时记忆的脑机制研究 167

4.2.3 短时记忆基本神经网络模型 173

4.2.4 具有竞争指针的短时记忆神经网络模型 177

4.2.5 短时记忆模型的讨论 183

4.3 海马记忆功能模型 184

4.3.1 海马的记忆功能 185

4.3.2 海马的解剖和生理的特点 190

4.3.3 海马记忆功能神经网络模型 194

4.3.4 记忆巩固假说 202

4.3.5 海马记忆功能的其他神经网络模型 205

4.4 记忆的组织 208

参考文献 212

第五章 思维过程的神经网络模型 215

5.1 思维的模型 215

5.2 有意识和无意识的神经活动 219

5.3 思维过程的基本神经网络 223

5.3.1 两级联想记忆神经网络模型 224

5.3.1.1 基本模型及其运算 225

5.3.1.2 TLAM的计算机仿真 228

5.3.1.3 在TLAM上思维过程的仿真 230

5.3.2 条件联想记忆神经网络模型 233

5.3.2.1 模型的基本结构和运算 234

5.3.2.2 CAM的计算机仿真 236

5.4 思维过程的神经网络 238

5.5 意识与思维 242

5.5.1 意识的科学研究 243

5.5.2 意识的性质 246

5.5.3 意识在脑内信息处理中的作用 249

5.6 思维过程的调节和控制 252

5.5.4 小结 252

5.6.1 思维过程的调控方式 253

5.6.2 评估的作用 254

5.6.3 主动控制的机制和模型 255

5.6.4 思维过程神经活动的动态情景 257

5.7 创造性思维的模型 259

5.7.1 直觉思维的神经网络模型 259

5.7.2 顿悟和灵感 263

参考文献 265

第六章 展望 266

6.1 需要继续深入研究的问题 266

6.2 脑活动的启发性规律 272

6.3 脑模型研究的重要课题 274

参考文献 281