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第1篇 总论 3

第1章 绪论 3

1.1 脑与认知科学的研究意义 3

1.1.1 智能的概念 3

1.1.2 21世纪是智能科学与技术的世纪 5

1.1.3 智能科学与技术的生物基础——脑科学 7

1.1.4 智能科学与技术的中间件——认知科学 7

1.2 脑科学概述 8

1.2.1 脑科学的研究现状 9

1.2.2 脑科学的研究内容 12

1.2.3 脑科学的研究方法 13

1.3 认知科学概述 14

1.3.1 认知科学的研究现状 15

1.3.2 认知科学的研究内容 18

1.3.3 认知科学的研究方法 19

1.4 脑与认知科学的研究前景 20

本章小结 22

习题与思考 22

参考文献 22

第2篇 脑科学 27

第2章 脑科学基础知识 27

2.1 脑的基本构造 27

2.1.1 大脑的组成 28

2.1.2 人脑的三位一体学说 29

2.1.3 左脑与右脑 31

2.1.4 男脑与女脑 37

2.2 脑的工作原理 40

2.3 神经系统概述 41

2.4 脑科学的研究技术 44

2.4.1 脑科学的基本研究手段 44

2.4.2 事件相关脑电位技术 46

本章小结 50

习题与思考 50

参考文献 50

第3章 脑科学知识的应用 51

3.1 脑与学习 51

3.1.1 学习 51

3.1.2 脑的开发 60

3.2 脑与意识 67

3.2.1 意识 67

3.2.2 睡眠 76

3.3 脑与行为 81

3.3.1 脑损伤 81

3.3.2 利他行为 83

3.3.3 神经经济学 84

3.4 大脑的保养 91

本章小结 94

习题与思考 94

参考文献 94

第4章 人工大脑 96

4.1 人工大脑概述 96

4.1.1 人工大脑的基本概念 96

4.1.2 人工大脑的分类 98

4.2 人工大脑相关数学模型 99

4.2.1 大脑的统一模型 100

4.2.2 神经元模型 102

4.2.3 感知模型 104

4.2.4 记忆模型 105

4.2.5 学习模型 109

4.2.6 思维模型 110

4.2.7 情感模型 112

4.3 人工大脑实现技术 118

4.3.1 脑机接口技术 118

4.3.2 神经机器接口技术 127

4.3.3 赛博格技术 130

4.4 人工大脑简单记忆功能的电路设计 133

4.4.1 Hopfield神经网络 133

4.4.2 电路设计 136

4.5 互联网与神经学的交叉对比研究 137

4.5.1 互联网的新定义 137

4.5.2 互联网类神经元现象 138

4.5.3 互联网虚拟大脑的结构组成 139

4.5.4 互联网虚拟神经元 141

4.5.5 互联网虚拟神经系统 141

4.5.6 互联网与人脑功能结构对比 144

本章小结 144

习题与思考 145

参考文献 145

第3篇 认知科学 149

第5章 认知科学基础知识 149

5.1 感知 149

5.1.1 感觉 149

5.1.2 知觉 150

5.1.3 模式识别 152

5.2 注意 153

5.3 记忆 155

5.3.1 记忆概述 155

5.3.2 瞬时记忆 156

5.3.3 短时记忆 156

5.3.4 长时记忆 158

5.4 知识的建构和表征 161

5.4.1 知识的获得 162

5.4.2 知识的建构过程 162

5.4.3 知识的表征 163

本章小结 168

习题与思考 168

参考文献 169

第6章 认知计算 170

6.1 认知模型 170

6.2 机器学习 175

6.2.1 机器学习概述及方法分类 175

6.2.2 机器学习应用现状 176

6.3 听觉信息认知计算 177

6.3.1 听觉信息的中枢处理 177

6.3.2 语音编码 180

6.3.3 语音识别 182

6.3.4 语音合成 184

6.3.5 自然语言理解 191

6.4 视觉信息的认知计算 201

6.4.1 视觉的生理机制 202

6.4.2 视觉信息处理 203

6.4.3 Marr视觉计算理论 205

6.4.4 计算机视觉 206

本章小结 208

习题与思考 208

参考文献 208

第7章 智能认知系统实例 211

7.1 仿人机器人 211

7.1.1 仿人机器人概述 211

7.1.2 仿人机器人的关键技术 216

7.1.3 仿人机器人的应用前景 217

7.1.4 结论与展望 220

7.2 无人驾驶汽车 220

7.2.1 无人驾驶汽车研究现状 221

7.2.2 无人驾驶汽车的设计原理 224

7.3 认知计算机 226

7.3.1 认知计算机概述 226

7.3.2 认知科学与计算机 227

7.3.3 人脑与认知计算机 229

本章小结 229

习题与思考 230

参考文献 230

第4篇 实践 235

第8章 脑与认知实验 235

8.1 脑与认知实验教学说明 235

8.1.1 脑与认知实验的教学任务 235

8.1.2 脑与认知实验的要求 235

8.1.3 脑与认知实验的规则 236

8.1.4 脑与认知实验报告基本格式 236

8.2 大脑模型认知实验 236

8.2.1 实验目的 236

8.2.2 实验环境 236

8.2.3 实验步骤 237

8.2.4 思考题 238

8.3 核磁共振成像体验实验 238

8.3.1 实验目的 238

8.3.2 实验环境 238

8.3.3 实验原理 239

8.3.4 实验步骤 241

8.3.5 思考题 241

8.4 脑波检测与信息处理体验实验 241

8.4.1 实验目的 241

8.4.2 实验环境 241

8.4.3 实验原理 241

8.4.4 实验步骤 243

8.4.5 思考题 244

8.5 人工大脑简单记忆功能的电路设计与实现 245

8.5.1 实验目的 245

8.5.2 实验环境 245

8.5.3 实验原理 245

8.5.4 实验步骤 247

8.5.5 实验结果 249

8.5.6 思考题 250

8.5.7 程序附录 250

8.6 智能车的设计与实现 260

8.6.1 实验目的 260

8.6.2 实验环境 261

8.6.3 实验原理 261

8.6.4 实验步骤 263

8.6.5 思考题 265

缩略语 266