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出版者:Addison-Wesley

作者:Lerner, Jacqueline (EDT)/ Alberts, Amy E. (EDT)

出品人:

页数:192

译者:

出版时间:2007-6

价格:38

装帧:Pap

isbn号码:9780205579594

丛书系列:

图书标签:

• 发展心理学
• 心理学
• 儿童发展
• 认知发展
• 社会性发展
• 情绪发展
• 神经科学
• 研究方法
• 理论
• 前沿

当代认知神经科学前沿：从分子到行为的整合视角 作者：[虚构作者姓名A] & [虚构作者姓名B] 出版社：[虚构出版社名称] 字数：约1500字 --- 内容提要：跨越尺度的探索与整合 本书《当代认知神经科学前沿：从分子到行为的整合视角》并非聚焦于发展心理学，而是将目光投向了生命科学与心理学交汇处最活跃的领域——认知神经科学。本书旨在提供一个全面且深入的框架，用以理解心智的运作机制，核心在于如何将微观的分子与细胞过程，无缝地桥接到宏观的行为与认知功能上。 我们生活在一个信息爆炸的时代，神经科学的研究工具正以前所未有的速度发展，从高分辨率的在体成像技术到精准的基因编辑技术，都为我们揭示大脑的奥秘提供了新的可能性。本书系统性地梳理了近年来该领域取得的突破性进展，并着重强调了跨学科整合研究的必要性。 全书共分为六大部分，每一部分都致力于解决认知神经科学中的一个核心问题，并展示当前最尖端的实验范式和理论模型。 第一部分：神经回路的构建与可塑性：动态的蓝图 本部分深入探讨了大脑结构是如何从基因蓝图开始，在环境的持续影响下，动态地构建和重塑其功能性回路的。 1. 早期神经发生与迁移的精确调控： 我们首先考察了分子信号通路（如Wnt、Notch通路）如何精确控制神经干细胞的命运决定与新生神经元的迁移路径。重点讨论了在胚胎发育早期，微环境中的细胞外基质和生长因子梯度如何指导复杂的皮层分层结构形成。 2. 突触发生的分子机制与成熟： 突触是信息传递的基本单位。本章细致分析了突触前后的分子机器，包括囊泡释放机制、受体亚基的组装与定位（如NMDA和AMPA受体的比例变化）。特别关注了主动区（Active Zone）的精细结构，以及其对神经递质释放效率的决定性影响。 3. 经验依赖性可塑性（E-LTP/LTD）： 探讨了学习和记忆的细胞基础。超越经典的Heebian学习规则，我们引入了突触权重维持（Synaptic Homeostasis Hypothesis, SHY）理论，解释了大脑如何在持续的经验输入下，维持其动态范围和信号敏感性。此外，还讨论了轴突和树突修剪在成年大脑功能优化中的关键作用。 第二部分：信息编码的神经元动力学：时空代码的破译 本部分聚焦于神经元群体如何以时间和空间模式来表征外部世界和内部状态。 1. 速率编码与时间编码的权衡： 分析了不同脑区（如初级感觉皮层与高级联络区）在信息传递中对信号频率（速率）和信号时序（时间戳）的不同侧重。结合钙成像数据，展示了高频振荡在整合信息中的作用。 2. 稀疏表征与高效编码： 探讨了大脑如何利用最小的神经元集合来代表复杂信息。讨论了独立成分分析（ICA）在揭示感知信息中基础基元（如视觉皮层的Gabor滤波器）中的应用，强调了稀疏性作为一种计算效率策略的优势。 3. 记忆痕迹的细胞集合表征（Ensemble Coding）： 深入研究了记忆是如何被编码在特定的神经元群体中的。通过光遗传学和化学遗传学工具，追踪了特定情景记忆（如海马体的“位置细胞”）的激活模式，并分析了这些集合在记忆提取过程中的重激活动态。 第三部分：前额叶皮层的功能架构：执行控制的神经基础 执行功能是人类高级认知能力的基石。本部分集中于前额叶皮层（PFC）在工作记忆、认知灵活性和决策制定中的核心作用。 1. 工作记忆的持续活动模型： 检视了PFC中神经元维持特定信息表征的机制。对比了持续放电模型与动态网络重组模型，并引入了皮层间连接强度对记忆负荷的调节作用。 2. 认知冲突监测与错误检测： 分析了内侧前额叶皮层（mPFC）和扣带回（ACC）在识别行为冲突和更新目标导向行为中的作用。讨论了负性误差信号如何通过基底神经节和多巴胺系统反馈至PFC，以指导行为修正。 3. 决策制定的概率框架： 将决策过程视为一个贝叶斯推理过程。探讨了PFC如何整合先验信息（Prior Beliefs）和当前证据（Likelihood），并在感觉运动接口（如顶叶皮层）中汇集，以产生最优动作选择。 第四部分：奖赏、动机与学习的神经回路：多巴胺的调控 多巴胺系统在驱动探索行为、价值评估和强化学习中扮演着核心角色。 1. 多巴胺能神经元的编码特性： 详细分析了中脑多巴胺（DA）神经元如何编码预测误差（Reward Prediction Error, RPE），并将其作为学习信号传递给纹状体。讨论了DA信号在奖励出现、缺失或意外增加时的精确反应模式。 2. 纹状体回路的竞争与选择： 区分了腹侧纹状体（与价值评估相关）和背侧纹状体（与习惯形成相关）的功能差异。重点分析了“直接通路”和“间接通路”之间的动态平衡，如何决定动作的执行或抑制。 3. 习惯形成与去适应化： 研究了当环境条件改变时，行为如何从依赖于价值判断（快系统）转变为僵化的习惯反应（慢系统）。讨论了Dopamine D1/D2受体的差异性激活如何固化或削弱特定的行为序列。 第五部分：感知整合与具身认知：身体在心智中的角色 本部分超越了纯粹的皮层计算，强调了感觉运动系统与高级认知的紧密耦合。 1. 感觉皮层的表征层次： 从初级感觉区到高级联络区，分析了信息是如何被抽象和整合的。特别是视觉系统的“What”和“Where”通路如何协同工作，以实现对环境的全面理解。 2. 镜像神经元系统与共情： 探讨了镜像神经元系统在理解他人意图和情感状态中的作用。引入了模拟理论（Simulation Theory），认为我们通过在自身运动和情感系统中“重演”他人的行为来产生共情理解。 3. 本体感觉与自我空间： 研究了体感皮层、小脑和顶叶如何共同构建身体的边界和位置感。讨论了在截肢或感觉剥夺情况下，大脑皮层如何重新分配资源，实现对身体图式的重塑（例如幻肢痛的神经基础）。 第六部分：计算模型的构建与验证：理解复杂性的工具 最后一部分探讨了如何利用数学和计算方法来检验和生成关于大脑功能的理论假设。 1. 神经动力学系统理论： 介绍如何使用低维或高维动态系统（如Hopfield网络、循环神经网络RNN）来建模神经元群体的状态转换，尤其是在注意力和决策过程中的“吸引子状态”。 2. 贝叶斯推断与概率编程： 阐述了如何将认知任务构建为概率模型，并使用计算方法来推断大脑可能采用的推理策略。讨论了“预测编码”（Predictive Coding）理论如何统一感知、运动和注意力的计算框架。 3. 因果性推断的新方法： 批判性地评估了当前神经科学研究中对相关性的过度依赖。详细介绍了双向激活（Bidirectional Activation）和扰动驱动的建模在建立真正因果关系中的优势，为未来的实验设计指明方向。 --- 目标读者： 本书面向神经科学、认知科学、计算生物学、心理学及相关领域的高年级本科生、研究生和研究人员。阅读本书要求具备基本的神经解剖学和生理学知识，以及对复杂系统理论有基本的兴趣。 本书的独特性在于： 它坚决反对将认知过程碎片化为孤立的模块，而是致力于展示一个统一的、跨越尺度的计算框架，用以解释生命体如何从化学反应中涌现出心智行为。它提供的不是对既有知识的简单回顾，而是对下一代整合性研究范式的展望。

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