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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