面向具身智能的网格细胞群表征空间认知方法

与基于结构化场景建模的传统导航算法不同,哺乳动物通过内嗅皮层和海马体中多种神经细胞的分工协作构建认知地图,实现了适用于非结构化场景且具有强鲁棒性、泛化性的导航.随着认知神经科学、人工智能等领域的发展,类脑导航在近年来受到了广泛的关注,成为实现“具身智能”中机器人环境认知与导航功能的可行方案.本文结合大脑空间认知机理以及同时定位与地图构建算法,提出了一种基于网格细胞群表征模型的移动机器人认知地图构建系统.在该系统中,网格细胞模型与位置细胞模型协同配合完成了位置表征、路径积分的功能.基于公开真实数据集的实验,验证了该系统在认知地图构建任务中的有效性与网格细胞群表征模型的度量特性.此外,这种脑启发式的认知地图构建系统为进一步揭示人脑的空间认知机理提供了有效的实验环境.     

彩色显像管、等离子显示板及荧光灯发光效率的探讨

CPT(彩色显像管)的发光效率一般为5～7Lm/W,而彩色PDP(等离子显示板)的发光效率为1Lm/W,FL(荧光灯)的发光效率为80～100Lm/W.本文重点说明了三者发光效率差异的原因,并提出了提高PDP的发光效率到5Lm/W的途径和方法.     

注意对朝向和颜色检测的不同影响

“注意”在大脑认知活动中的作用非常重要,它的机制如何,已成为认知心理学中的一个重要问题.人们基于实验事实,提出了一些关于视觉注意的模型,如基于空间的(space-based)、基于物体的(object-based)和基于(特征)分辨的(discrimination-based)等模型.虽然这些模型分别强调了空间位置、图形单元(物体)和图形特征分辨对注意分配的影响,但它们都认为注意最终提高了分析处理某一空间位置上或某一物体的性质的效率.在以上模型中,一     

欺骗的认知神经网络模型

欺骗是一种当事人有意试图让他人相信某种错误信念,从而为自己或他人获取利益或规避损失的心理过程.已有的研究为揭示欺骗的神经机制提供了启示,但欺骗这一复杂行为中大规模脑网络的整体性作用尚未得到足够的关注.本文总结了欺骗的相关理论和研究,以及欺骗行为涉及的认知和情感加工过程,并在此基础上提出了欺骗的认知神经网络模型.该模型中,欺骗行为产生于动力系统、情感系统、认知系统和执行系统之间的动态交互过程,而奖赏网络、突显网络、中央执行网络和默认网络的激活和相互作用是其背后的神经基础.模型建立了欺骗相关的研究和理论、心理过程、心理功能、脑区与神经网络之间的联系,并有望对欺骗行为及其神经机制作出更为整体性、系统化的解释.     

驾驶经验与横向控制的ACT-R认知体系结构建模

ACT-R(adaptive control of thought-rational)是一种认知体系结构的理论和计算模型.本研究使用模拟汽车驾驶比较了新驾驶员与熟练驾驶员横向控制绩效的差别,并运用基于ACT-R的驾驶员绩效模型对2类驾驶员的横向控制行为建立计算仿真模型,分析其心理机制,得到以下主要结论:(1)新驾驶员的横向控制技能不足,表现为横向偏差显著地大于熟练驾驶员,同时这一不足在弯路时比直路时更明显,新驾驶员弯路行驶时显著地偏向弯道外侧,而熟练驾驶员不发生外侧偏移;(2)使用认知体系结构建模的方法,以较近和较远的视觉注意点远点距离,可以模拟仿真出2组驾驶员弯路行驶外侧偏移的差异.本研究的方法和结果可以为改进驾驶培训和开发智能驾驶辅助系统提供认知心理学上的理论支持,也能为以ACT-R为代表的计算认知模型应用提供样例和经验.     

语义-语法认知模型与软件开发

计算机软件的使用和开发,都离不开人的因素,《语义-语法认知模型与软件开发》一文用心理学中的认知模型分析了人是怎样理解和应用软件的,从而指出了更合适的软件开发方式。     

地理综合研究方法的发展与思考

地理系统是一个复杂巨系统,地理综合研究是整体性认知与理解地理系统的重要途径.随着地理学的发展演进,地理综合成为新时期地理学创新与突破的根本任务;发展地理综合的理论方法,成为防止地理学空心化,建立地理学核心理论的重要途径.然而,传统地理综合方法多采用"先分后综"的思路,导致"易分难综",地理综合方法体系亟待进一步探索.本文总结了现有地理综合相关研究及方法,分析了阻碍地理综合研究方法发展的根结所在,提出了发展基于地理模态的地理综合研究方法新构想.地理模态作为地理系统规律性认知的描述形式与表达机制,是比地理要素与地理过程更高层次的抽象载体;以多层次地理模态的有机聚合、有序迭代形成地理系统的整体性、系统性认知,有望指导后期地理系统的综合研究与模型重构.基于地理模态的地理综合研究方法将试图打通片段地理认知到综合地理认知的双向通道,构建地理数据到地理规律再到综合地理认知的模型方法,推动地理综合研究在理论和方法上的协同演进,促进地理综合研究的发展.     

大脑是如何建立道德观念的:道德的认知神经机制研究进展与展望

道德认知神经科学研究为"大脑是如何建立道德观念的"(Science125个科学前沿问题的第93个问题)这一难题给出了初步回答.这些研究主要集中在3个方面,即道德判断的脑机制、道德情绪的脑机制和道德的整合性脑机制模型.道德判断的脑区涉及背外侧前额叶、颞叶前部和颞顶连接处等与认知加工相关的部位,以及腹内侧前额叶、眶前额叶、前扣带回和杏仁核等与情绪加工相关的部位.移情、内疚和钦佩等道德情绪能够激活腹内侧前额叶、前扣带回和前脑岛等部位.代表性的整合性脑机制模型有道德判断的双加工理论、事件-特征-情绪复合模型理论、三重脑理论,以及合作与利他惩罚的脑机制模型.未来的研究应整合已有研究成果,逐步提高生态效度,综合采用多种方法和丰富拓展研究视角.     

抑郁易感性因素的神经机制

抑郁症是一种常见的精神类疾病,导致其发病的影响因素众多,但其神经机制尚不清楚.本文首先回顾了与抑郁易感性有关的认知理论,包括Beck提出的认知模型理论以及Abramson提出的抑郁无望理论模型.其次,从遗传因素、外部环境因素以及个体心理因素3个方面阐述了易感性因素对抑郁影响及其作用的神经机制.最后,基于认知神经科学的现状和局限性并结合抑郁研究现状,提出了抑郁研究可能面临的挑战和对未来研究展望.具体而言,未来研究应从统计建模的角度出发,整合基因-脑影像-行为大数据,先从横向研究角度比较探讨和分析抑郁形成的各种影响因素,建立有效的因素模型;再从纵向跟踪的角度探明各种易感因素在抑郁发生中的作用机制,建立抑郁的预测模型;最终实现基于基因-脑影像-行为大数据的融合,从而对抑郁的发生和发展进行有效的预测和早期干预,降低抑郁症的发病率.     

焦虑的脑科学研究与临床应用进展

焦虑障碍是我国患病率最高的精神障碍,也是全球第六大致残原因.如何建立精准有效的个体化预防-诊断-治疗体系,成为当前亟须攻克的难题.焦虑障碍主要包括广泛性焦虑障碍(GAD)、惊恐障碍(PD)和社交焦虑障碍(SAD)的亚型;其发病机制和分型机制尚不清楚.本文系统综述了近年来临床焦虑障碍和亚临床焦虑的研究进展,特别是本团队的研究进展,重点从神经认知机制的理论模型和临床应用方面寻求新的见解和研究线索.基于经典认知模型、杏仁核和脑岛中心神经模型,以及静态脑网络模型,我们提出了动态焦虑脑网络模型:强调突显网络、执行控制网络、默认网络和感知网络之间的动态相互作用,这是情绪和认知控制交互作用的基础;网络间的神经振荡负责资源转换和信号同步;去甲肾上腺素系统,特别是蓝斑(LC)-去甲肾上腺素(NE)系统,通过神经递质调节上述过程.本文还总结了焦虑的诊断和预测指标,包括遗传特征、认知特征和神经生物标志物,特别强调了特异频段的神经振荡模式,以及动态脑网络连接,以预测个体化焦虑症状和其他精神疾病.通过在体脑成像、神经环路示踪技术、单细胞组学等技术,全面精准解析焦虑障碍的多维度发病机制,揭示国家一类创新药物GW1...     

音乐句法的加工

音乐句法是指将离散的音符元素结合成层级结构的原则.现有研究对句法加工机制产生了较多争议."认知主义"提出整合句法需要借助基于长时记忆的图式驱动,"物理主义"则认为加工句法更多只需借助基于短时记忆的知觉驱动.两者从理论模型、行为研究和认知神经层面论证了各自的观点.未来研究有必要进一步探讨大尺度层级句法结构的加工能力及加工机制、分离知觉驱动与图式驱动的机制效应、增强脑电和脑成像技术的应用以及关注句法结构与情绪的关系.对音乐句法加工的探索有助于揭示人类高级认知智慧的特性,同时,具有重要的临床意义.     

词汇阅读中情绪调节的神经机制

基于已有的阅读模型和近年来在该领域的研究, 初步提出了一个整合了情绪调节作用的词汇阅读模型. 模型包含4个基本假设, 即优势激活区假设、情绪调节假设、注意水平假设和交互作用假设. 模型的现有实验证据来自4个方面: (ⅰ) 阅读的认知神经机制研究(即关于阅读的神经网络的研究); (ⅱ) 情绪对词汇阅读影响的研究; (ⅲ) 注意的两种水平对词汇阅读影响的研究; (ⅳ) 不同注意水平下阅读的情绪调节作用. 上述假设为今后的系统化研究指明了方向, 也是建立更加具体、精细的词汇阅读模型的重要基础.     

面向脑电数据的知识建模和情感识别

心理科学研究依赖于对生理、心理数据的分析,情感是心理研究的重要内容.近年来随着认知神经科学研究技术的成熟,研究者利用脑电(electroencephalogram,EEG)等可以反映脑功能活动的生理信号,直接研究情感问题,如情感识别、情绪脑等.但是,生理信号将会产生TB级甚至PB级的数据量,认知研究和临床神经科学在过去几十年中已产生大量生理数据,对这些大数据的表示和情感知识挖掘需要更高级的工具.构建能够表示数据含义和情感相关知识的模型,能够给心理研究者提供一个知识共享平台,以便使用这些大数据进行情感方面的科学研究.本文构建一个可以表示EEG数据语义和被试者上下文信息的本体模型,并基于该模型使用推理引擎进行基于EEG生理信号数据的自动情感识别.实验结果表明,模型在e NTERFACE 2006数据集上能够以99.11%的平均准确率识别被试者的情感状态,并从实验结果分析发现基于EEG数据情感识别最关键的特征是Beta波与Theta波的绝对功率比.     

认知引擎功能架构设计与实现

认知无线网络最突出的特征是智能性,而实现智能性的关键在于构建在可重配置无线网络上的认知引擎,认知引擎的设计与实现是认知无线网络主动认知理论的重要研究内容.从对认知环路的研究出发,通过设计通用的认知引擎功能架构实现认知环路中的各种认知功能,并通过认知引擎原型系统对认知引擎的功能架构进行验证.     

计算机猫眼对认知的启示

计算机猫眼的工作为视觉认知提供了一种模型。这方面工作有启发性。文中提到的视觉神经机制请参考本刊近年视觉生理有关译文。     

认知的系统发生比较:演化心理学研究进展

认知的演化研究有助于揭示人类认知的独特性等相关问题,是人类心理研究的重要领域之一.目前,对认知演化问题的研究出现了一些新探索——认知演化的系统发生研究,即通过对某种认知能力进行跨多物种研究,并通过联系演化压力的相关因素进行分析.现有研究已经在一定程度上说明了认知能力演化的规律.本文从理论贡献、研究取向以及实践研究3个角度对认知演化的系统发生进行论述,旨在对认知能力的演化规律进行理论的探索和实践方法的扩充.     

认知心理学的理论和应用

认知心理学(cognitive psychology)成为一个新的学科分支,不过是近一二十年的事,美国心理学家希尔加德(E.Hilgard)认为,近年来认知心理学在实验心理学中已超过行为主义及其他有关刺激与反应的心理学而占着优势,实验心理学已经成为“认知的”了,另一位美国心理学家泰勒(L.Tyler)也认为当     

为注意机制提供有效输入的模拟初级视皮层的编码模型

当前的研究普遍认为初级视皮层神经元编码了自底向上的显著图,从而为选择性注意机制从复杂的场景中迅速分辨出显著目标提供了有效的输入.然而,对初级视皮层编码方式如何影响注意模型的显著性检测能力仍不清楚.为此,探讨了有利于自底向上的注意机制的信息处理的编码方式.构造了满足神经生物学约束的模拟初级视皮层的编码模型,通过改变编码模型的约束条件,在认知心理学的实验图像和自然图像集上进行测试,比较不同编码方式对注意模型的显著性检测的影响.几类实验的统计结果表明:对不变特征的编码和超完备基的表征更有利于自底向上的注意机制的显著性检测.     

正负面情绪刺激下自闭症谱系障碍儿童的脑电信号分析

自闭症谱系障碍(autism spectrum disorder, ASD,简称自闭症)是一种神经发育障碍,通过脑电活动研究可以对自闭症儿童脑功能发展进行客观评价.在个体社会发展中情绪认知能力十分重要,自闭症儿童的情绪认知缺陷对其社会互动能力造成了极大的影响,阻碍了自闭症儿童的社会性发展.本研究主要通过分析情绪视频诱发被试儿童产生正面与负面情绪过程中的额叶、颞叶、枕叶等脑区的脑电活动,并结合情绪性能指标和认知水平,探索自闭症儿童和典型发展儿童的各自表现以及其脑电差异性.实验共招募80名儿童(自闭症儿童组:40名;典型发展儿童组:40名),通过快速傅里叶变换方法对被试儿童脑电分脑区进行功率谱分析,并探索情绪组别间效应.发现自闭症儿童脑波总体呈现出低频(delta, theta)和高频(beta, gamma)功率过大而Alpha频段功率较低的特点,且不同脑区的差异程度不同.通过比较正负面两种情绪刺激下基于脑波功率得到的情绪性能指标与认知的问答情况发现,自闭症儿童在不同情绪刺激下的情绪变化远小于典型发展儿童,并在正面情绪下有更高的兴趣度与参与度.此外,其情绪认知、空间认知等6个方面的认知情况均低于典型发展儿童,认知问答正确率较负面情绪下高.本研究为提高自闭症儿童情绪认知干预训练提供了客观依据.     

试析英国浪漫主义的自然观

文章通过分析华兹华斯的诗作,试图从认知方式的角度研究英国浪漫主义,我们认为浪漫主义有其审美追求,更重要的是,英国浪漫主义作为一场认知方式革命,具有重要的哲学意义.