一、 项目背景
早在20世纪90年代,美国首先提出“脑的十年计划”,欧盟相继成立了“欧洲脑的十年”委员会。近年来,我国也把脑科学与认知科学列入《国家中长期科学和技术发展规划纲要》的八大前沿科学问题之一。推进脑科学投资已经成为全球共识,脑科学的时代已经到来。要想建立通用的人工智能,开发人类智力的最大潜能,治疗大脑障碍疾病,又或是想更好地认识人类自我,我们都需要了解和学习脑科学与认知神经科学。在前沿的科学基本问题里,大脑可谓是最神秘和复杂的。在生活的方方面面,我们也都能找到脑科学的运用,比如电影场景的拍摄,神经卷积网络的发明,情绪的调节技巧,科学的记忆秘诀,少儿智力开发等等。本课程将精选认知神经科学中有趣与实用的基本知识,内容包括与生活息息相关的感知觉、注意与意识、运动、记忆、情绪、社会认知等。课程中将穿插科学前沿的研究方法和成果,帮助学员挖掘自己感兴趣的题目,启发学员感悟生活,学以致用。
二、 导师介绍
CZM
美国加州大学伯克利分校 心理与认知神经科学 全额奖学金博士
美国加州大学伯克利分校 研究生讲师
北京大学 心理与认知神经科学学士,经济学辅修学位
加拿大约克大学本科交换生
获得北京大学优秀本科生,莙政学者奖学金,优衣库奖学金,廖凯原奖学金,及中国留学基金委海外交换奖学金
累计发表一作学术文章4篇
国际视觉科学大会学术演讲2次
三、 项目意义
对申请、深造的帮助:
学科就业方向以及项目对就业的帮助:
四、 一句话介绍项目
学习有趣又实用的脑科学知识,了解认知神经科学领域的最新进展,更深入地分析和了解人类的行为与生活
五、 项目基本信息(由ViaX填写,导师无需填写)
开课日期:
报名截止日期:
上课时间及时长:
招生人数:
上课方式:
六、 项目产出
学习认知神经科学基本知识
了解基本的研究方法和范式
从日常生活细节中分析和发现大脑运作机制
认识研究领域的现状和前沿成果
项目学习知识技能产出
导师签发的课程证明
1500字中英文个人研究提案(Research Proposal)
凡Workshop期间产出高质量论文的学员,可获得论文发表机会。
七、 适合人群
适合人群
适用于申请心理学/认知神经科学及相关学科的本科生/研究生,或者所有脑科学好奇的学生。
无背景和先修课程要求。
八、 课程要求
· 每周上课前按时阅读相关资料并完成相关作业。
· 大作业必须在规定时限内完成。
· 1500字左右的research proposal需要在week2之前决定,并在week5之前提交
· 课上积极参与讨论、交流。
· 每周课后预计需要2-4小时时间完成相关阅读和作业任务。
· 请假须知:晚交作业、上课请假等必须提前1日通知班主任和导师。
九、 项目安排 (10课时)
WEEK1
Introduction to Cognitive Neuroscience 认知神经科学简介
Summary:
第一节课旨在建立对认知神经科学领域的核心价值,重要基本问题,和研究方法的认识。
课程提纲:
· 认知神经科学总览
· 大脑的生理结构——从神经元,大脑功能分区到左右脑分工
· 研究的基本方法和具体案例
通过行为实验认识大脑的表征和运算(案例:简单的字母记忆实验)
分析脑损伤案例 (e.g. 阿茲海默症, 帕金森氏症)
脑成像技术(e.g. 单细胞记录,脑电图,功能核磁共振成像)
脑功能干预技术(e.g. 光遗传学,经颅磁刺激)
阅读材料
· Gazzaniga, M., Ivry, R., & Mangun, G. (2014). Cognitive neuroscience: the biology of the mind, 4th ed. Chapter 2 & 3.
· Sejnowski, T. J., Churchland, P. S., & Movshon, J. A. (2014). Putting big data to good use in neuroscience. Nature neuroscience, 17(11), 1440-1441.
WEEK2
Sensation and perception 感觉与知觉
Summary:
感知觉是大脑获取信息以及与外界沟通最重要的方式,其中视觉系统及相关区域占据了大脑表面将近一半的面积。本节将以视觉为主,结合各种有趣的视错觉现象和案例,讲述大脑如果完成对多彩立体世界的表征。
课程提纲:
· 视觉处理的基本单元(Dr.Hubel & Dr.Wiesel 诺贝尔生理学或医学奖获奖成果,感受野 & 功能柱)
· 视觉处理通路( What & Where 通路)
· 大脑如何认识“多姿多彩”的世界
人脸识别(e.g. 祖母细胞,脸盲症)
颜色知觉(e.g. 色盲症, 颜色恒常性,对立过程理论)
深度知觉(e.g. Emmert‘s law, Ames Room, 3D电影原理)
· 研究热点:“Mind reading”,Encoding & decoding brain signals
阅读材料
· Gazzaniga, M., Ivry, R., & Mangun, G. (2014). Cognitive neuroscience: the biology of the mind, 4th ed. Chapter 5 & 6.
· Wolfe, J. M., Kluender, K. R., Levi, D. M., Bartoshuk, L. M., Herz, R. S., Klatzky, R. L., ... & Merfeld, D. M. (2017). Sensation & perception, 5th ed. Chapter 2 - 6.
WEEK3
Attention and awareness 注意与意识
Summary:
大千世界,纷繁复杂。我们大脑每时每刻接收庞大的信息量,但我们并不是对所有的信息都有所感知。也许因为信息并没有达到大脑意识层面,又或是我们走神了没有加以注意。本节将分别讲述关于注意和意识的基本知识,以及它们之间的互动,并穿插关于自由意识等伦理话题的讨论。
课程提纲:
· 注意的功能(e.g. 视觉空间忽略症)
· 注意的模型 (e.g. 内隐性注意, 鸡尾酒会效应,早期和晚期选择模型,空间线索化范式)
· 注意的分类(e.g. 注意如何改变神经元感受野特征,视觉搜索,特征注意)
· 什么是意识?自由意识存在吗?
· 意识与无意识(e.g. 盲视,双眼竞争,域下刺激)
· 注意与意识的关系
阅读材料
· Gazzaniga, M., Ivry, R., & Mangun, G. (2014). Cognitive neuroscience: the biology of the mind, 4th ed. Chapter 7 & 14.
· Koch, C. (2017). How to Make a Consciousness Meter? Scientific American, 317(5), 28-33.
· Dehaene, S., Lau, H., & Kouider, S. (2017). What is consciousness, and could machines have it? Science, 358(6362), 486-492.
WEEK4
Action and memory 运动与记忆
Summary:
清晨起来,手里握一杯香浓的咖啡,一边吃着早饭,一边回想昨天给今天安排好了的事情,这些看似琐碎的事情其实是复杂又精细的过程。本节将讨论大脑如果表征动作的过程和顺序,介绍帮助瘫痪及运动障碍病人恢复正常的医学最新进展。本节也将介绍大脑的记忆机制和分享一些科学的记忆技巧。
课程提纲:
· 运动的神经表征(案例:脑机交互)
· 运动的抑制与基底核(e.g. 亨丁顿舞蹈症,帕金森氏症,深脑刺激)
· 镜像神经元
· 记忆的分类
· 记忆的神经机制(e.g. 海马体, 细胞和分子基础,虚假记忆)
· 科学的记忆技巧
阅读材料
· Gazzaniga, M., Ivry, R., & Mangun, G. (2014). Cognitive neuroscience: the biology of the mind, 4th ed. Chapter 8 & 9.
· Ajiboye, A. B., Willett, F. R., Young, D. R., Memberg, W. D., Murphy, B. A., Miller, J. P., ... & Peckham, P. H. (2017). Restoration of reaching and grasping movements through brain-controlled muscle stimulation in a person with tetraplegia: a proof-of-concept demonstration. The Lancet, 389(10081), 1821-1830.
· De Hemptinne, C., Swann, N. C., Ostrem, J. L., Ryapolova-Webb, E. S., San Luciano, M., Galifianakis, N. B., & Starr, P. A. (2015). Therapeutic deep brain stimulation reduces cortical phase-amplitude coupling in Parkinson’s disease. Nature Neuroscience, 18(5), 779.
WEEK5
Emotion and social cognition 情绪与社会认知
Summary:
我们每天都在经历不同的情绪,也在与其他人进行各种各样的社会互动。本节我们将了解情绪与社会认知的大脑机制,认识到情绪如果产生,如何影响生活,我们又能如何进行调节,大脑如果表征他人的思想,这些知识将对我们的生活带来有益的指导作用。本节也将进行课程总结,与学生进行互动和问答。
课程提纲:
· 情绪的产生,分类和维度(情绪的变化是离散的还是连续的?人类的情绪是通用的吗?大脑有特定的情绪分区吗?)
· 情绪如何影响学习与行为(e.g. 内隐情绪学习)
· 情绪调节的方法
· 心理理论(案例:自闭症)
· 共情
· 总结,展望与提问
阅读材料
· Gazzaniga, M., Ivry, R., & Mangun, G. (2014). Cognitive neuroscience: the biology of the mind, 4th ed. Chapter 10 & 13.
· Cowen, A. S., & Keltner, D. (2017). Self-report captures 27 distinct categories of emotion bridged by continuous gradients. Proceedings of the National Academy of Sciences, 114(38), E7900-E7909.
· Lieberman, M. D. (2007). Social cognitive neuroscience: a review of core processes. Annu. Rev. Psychol., 58, 259-289.
注意:因为项目特殊性,成功报名后因个人原因无法参与项目不接受退费,学生可以选择观看课程录像。
参考文献
1. 必读:Gazzaniga, M., Ivry, R., & Mangun, G. (2014). Cognitive neuroscience: the biology of the mind, 4th ed.
2. 必读:Wolfe, J. M., Kluender, K. R., Levi, D. M., Bartoshuk, L. M., Herz, R. S., Klatzky, R. L., ... & Merfeld, D. M. (2017). Sensation & perception, 5th ed.
3. Hassabis, D., Kumaran, D., Summerfield, C., & Botvinick, M. (2017). Neuroscience-inspired artificial intelligence. Neuron, 95(2), 245-258.
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