《脑与认知科学概论（第2版）》课件ch5 认知科学基础知识20220212.ppt

1、感知感知5.1注意注意5.2记忆记忆5.3知识的构建与表征知识的构建与表征5.4第五章第五章 认知科学基础知识认知科学基础知识5.1、感知、感知感觉感觉知觉知觉模式识别模式识别Add your textAdd your textAdd your text感觉的定义感觉的阈值知觉的定义知觉恒常性知觉信息加工过程模式识别的过程5.1、感知、感知客观事物属性、特征的直接反应客观事物属性、特征的直接反应察觉获取信息的重要渠道察觉获取信息的重要渠道知识的源泉知识的源泉被人类生理特点所制约被人类生理特点所制约受到客观事物本身的影响受到客观事物本身的影响5.1、感知、感知种类种类感受器感受器皮层中枢皮层中枢

2、适宜刺激适宜刺激外部感觉视觉视锥细胞、视杆细胞枕叶380-780nm的电磁波听觉毛状细胞颞叶16-20000Hz的声波嗅觉嗅细胞边缘系统挥发性物质味觉味蕾中央后回最下部溶解于水、唾液和脂类的化学物质肤觉毛发的篮状末梢和游离神经末梢、迈斯纳斯触觉小体、巴西尼氏环层小体、罗佛尼氏小体、克劳斯氏球中央后回机械性和温度性刺激物内 部 感 觉运动觉肌梭、肌腱和关节小体中央前回骨骼肌运动、身体四肢位置状态平衡觉内耳前庭器官中的纤毛前外学氏回头部运动的速率和方向机体觉内脏器官及组织深处的神经末梢下丘脑、第二感觉区和边缘系统机体内部各器官的运动和变化表表5-1 5-1 感觉种类、感受器及皮层中枢分布情况感觉种

3、类、感受器及皮层中枢分布情况5.1、感知、感知如果我们把声音提高两倍，人们并不会认为响度也扩大了两倍。也许我们需要把音响的音量提高近十倍才能让听众感觉响度扩大了两倍，这是为什么？思考思考音响中的声音如果过小，虽然声音的确存在，但是人却听不到又是为什么呢？5.1、感知、感知把一个刺激的连续体把一个刺激的连续体分为两个等级分为两个等级阈值是一个统计概念阈值是一个统计概念截面另一侧任何截面另一侧任何刺激机体都会刺激机体都会发生反应发生反应感觉的阈值感觉的阈值截面一侧任何截面一侧任何刺激机体都刺激机体都不会发生反应不会发生反应重要类别重要类别绝对阈限绝对阈限视觉晴朗的夜空中可以见到30英里外的烛光听觉

4、安静条件下可以听见20英尺外手表的滴答声味觉一茶匙糖溶于2加仑水中可以辨别出甜味嗅觉一滴香水扩散到三个房间的套房触觉一只蜜蜂翅膀从1厘米的高处落在你的面颊温冷觉皮肤表面温度有摄氏1度之差即可察觉表表5-25-2 人类重要感觉的绝对阈限人类重要感觉的绝对阈限5.1、感知、感知5.1、感知、感知客观事物属性、关系的综合反应客观事物属性、关系的综合反应把环境中的信息转化为经验把环境中的信息转化为经验5.1、感知、感知感知觉直接刺激的个别属性的反映，是是未经整合的具体信息感觉经过整合组织后的信息知觉5.1、感知、感知颜色颜色明度明度大小大小形状形状距离距离知觉恒常性知觉恒常性个体能够在一定范围内不随知

5、觉条件改变而保持对客观事物相对稳定特性的组织加工的过程 5.1、感知、感知大小大小形状形状颜色颜色明度明度距离距离物体与个体的距离发生变化时，个体感知到的距离有保持原来距离的趋势在不同照明条件下，个体感知到的明度不因物体的实际亮度的改变而变化，对物体表面亮度的感知倾向于不变个体对物体的知觉大小不完全随视像的大小而变化，而是趋向于保持物体的实际大小 个体观察物体的角度不同，物体在视网膜上的投射位置随之变化，但个体仍然按照物体原来的形状感知个体通常可以正确地反映事物本身固有颜色，而不受照明条件的影响知觉恒常性的定义知觉恒常性的定义个体能够在一定范围内不随知觉条件改变而保持对客观事物相对稳定特性的组

6、织加工的过程5.1、感知、感知把某事物的属性把某事物的属性与另一事物的属与另一事物的属性区别开来性区别开来发现某事物信息发现某事物信息的存在，但并不的存在，但并不知道是什么知道是什么利用已有知识利用已有知识经验和当前信经验和当前信息进行比较，息进行比较，在人脑中确定在人脑中确定知觉对象，为知觉对象，为其命名，并将其命名，并将其纳入某个范其纳入某个范畴畴觉察觉察辨别辨别确认确认知觉信息加工过程知觉信息加工过程5.1、感知、感知自下而上加工自下而上加工始于外部刺激信息的加工，强调了感觉器中滞留的刺激信息在知觉中的作用知觉（直接、间接）知觉（直接、间接）自上而下加工自上而下加工个体运用已有知识经验和

7、概念来加工处理当前刺激信息5.1、感知、感知模式识别的定义模式识别的定义 模式的定义模式的定义模式模式 人把模式的信息与长时记忆中的信人把模式的信息与长时记忆中的信息进行匹配，并辨认出该刺激属于息进行匹配，并辨认出该刺激属于 什么范畴的过程。是一个再认知的什么范畴的过程。是一个再认知的过程，也是一个再整合再归类的过过程，也是一个再整合再归类的过程程指由若干元素或成分按一定关系集合指由若干元素或成分按一定关系集合而成的某种刺激结构或刺激的组合而成的某种刺激结构或刺激的组合模式识别模式识别Text5.1、感知、感知模式识别过程需要感觉登记和长时记忆的参与。感觉登记是对感觉信息进行输入并且短暂存储。

8、长时记忆是存储着个体在过去获得的知识与经验等，在模式识别过程中与输入的感觉信息进行比较匹配。5.1、感知、感知 分析分析 比较比较 决策决策感觉登记中短暂滞留的感觉信息，将会根据自己的物理感觉登记中短暂滞留的感觉信息，将会根据自己的物理特征与属性，被抽取并分解特征与属性，被抽取并分解对刺激信息模式与哪一种记忆信息编码最为匹配作出判断，进对刺激信息模式与哪一种记忆信息编码最为匹配作出判断，进而了解模式的意义并且赋予模式名称，使得刺激信息模式得到而了解模式的意义并且赋予模式名称，使得刺激信息模式得到识别识别模式识别的过程模式识别的过程在分析阶段取得的成分信息，与长时记忆中已存储的信在分析阶段取得的

9、成分信息，与长时记忆中已存储的信息进行比较息进行比较模式识别的研究成果应用模式识别的研究成果应用 字符识别系统的模式识别字符识别系统的模式识别医疗诊断中的模式识别医疗诊断中的模式识别生物特征的模式识别生物特征的模式识别 遥感方面的模式识别遥感方面的模式识别5.2、注意、注意5.2、注意、注意注意注意 非常重要的心理机制，它揭示了人具有主动加 工刺激信息的本质特性注意的含义注意的特征注意的功能 人的心理活动对一定对象的指向与集中 核心在于对刺激的选择性加工分析 根据注意的意识水平，可将注意分为无意注意、有意注意、有意后注意三种。选择性 持续性 转移性 定向控制 指导搜索 保持警觉Add your

10、 textAdd your textAdd your text5.3、记忆、记忆瞬时记忆瞬时记忆短时记忆短时记忆长时记忆长时记忆 瞬时记忆概述短时记忆概述短时记忆信息编码长时记忆含义长时记忆类型长时记忆模型5.3、记忆、记忆把编码阶段加工把编码阶段加工处理后的信息，处理后的信息，以一定的形式保以一定的形式保存在记忆系统中存在记忆系统中的过程的过程人的记忆在对刺人的记忆在对刺激信息进行某种激信息进行某种方式的转换与编方式的转换与编码，在这个过程码，在这个过程中，人利用各种中，人利用各种方法加工处理自方法加工处理自己所要记忆的刺己所要记忆的刺激信息激信息个体在一定情个体在一定情境下，从记忆境下，从

11、记忆系统中查找出系统中查找出已存储信息，已存储信息，重现并运用的重现并运用的过程过程编码编码存储存储提取提取记忆的涵义：学习过后，信息保持一段时间，并在一些特定记忆的涵义：学习过后，信息保持一段时间，并在一些特定的情境中提取出它们并加以运用。的情境中提取出它们并加以运用。5.3、记忆、记忆短时记忆瞬时记忆概述长时记忆瞬时记忆短时记忆概述短时记忆信息编码长时记忆涵义长时记忆类型长时记忆模型5.3、记忆、记忆特点特点刺激信息完全依据其物理信息进行编码刺激信息完全依据其物理信息进行编码刺激信息保持时间很短刺激信息保持时间很短记忆容量由感受器的解剖生理特点决定记忆容量由感受器的解剖生理特点决定 瞬时记

12、忆瞬时记忆 是刺激信息通过感觉器官时，根据刺激信息原是刺激信息通过感觉器官时，根据刺激信息原本的样子，以感觉痕迹的形式在人脑中被暂留的一个过程。本的样子，以感觉痕迹的形式在人脑中被暂留的一个过程。5.3、记忆、记忆长时记忆短时记忆概述短时记忆信息编码瞬时记忆短时记忆长时记忆涵义长时记忆类型长时记忆模型瞬时记忆概述5.3、记忆、记忆短时记忆短时记忆的作用的作用 使个体了解自己正在接受、加工和处理的是什么刺激信息。使个体了解自己正在接受、加工和处理的是什么刺激信息。使得各个感觉通道获得的刺激信息能够被整合并且构成完整使得各个感觉通道获得的刺激信息能够被整合并且构成完整的信息图像的信息图像 在加工处

13、理过程中充当暂时寄存器。在加工处理过程中充当暂时寄存器。保留个体对当前加工处理的刺激信息的策略与意愿。保留个体对当前加工处理的刺激信息的策略与意愿。瞬时记忆中经过编码之后的刺激信息，会在短时记忆中经过进一步加工瞬时记忆中经过编码之后的刺激信息，会在短时记忆中经过进一步加工处理，然后进入长时记忆。处理，然后进入长时记忆。5.3、记忆、记忆直接记忆直接记忆仅仅在脑中短暂存储，仅仅在脑中短暂存储，没有经过进一步加工编没有经过进一步加工编码的刺激信息，其信息码的刺激信息，其信息容量非常有限。容量非常有限。短时记忆短时记忆工作记忆工作记忆对刺激信息的再处理与对刺激信息的再处理与编码，使得信息容量扩编码，

14、使得信息容量扩大，并且在与长时记忆大，并且在与长时记忆中的信息的相互作用中，中的信息的相互作用中，已经产生了比较广泛的已经产生了比较广泛的联系，因而能够进入长联系，因而能够进入长时记忆中永久保存。时记忆中永久保存。5.3、记忆、记忆瞬时记忆长时记忆涵义长时记忆类型长时记忆模型短时记忆长时记忆瞬时记忆概述短时记忆概述短时记忆信息编码5.3、记忆、记忆庞大庞大复杂复杂信息库信息库5.3、记忆、记忆过程记忆过程记忆保持有关操作的技能保持有关操作的技能，其主要组成部分是，其主要组成部分是知觉运动技能和认知知觉运动技能和认知技能。技能。长时记忆长时记忆命题记忆命题记忆存储用符号表示的知存储用符号表示的知

15、识，反映事物本质识，反映事物本质。5.3、记忆、记忆相同点相同点它们都反映了某它们都反映了某个人现在的经验个人现在的经验和行动受到以前和行动受到以前的经验和行动的的经验和行动的影响。影响。不同点不同点 表示方法表示方法 真与假真与假 记忆获得方法记忆获得方法 记忆的表达记忆的表达过程记忆过程记忆命题记忆命题记忆5.3、记忆、记忆This is an example text.Go ahead an replace it with your own text.激活激活扩扩散模型散模型放弃概念的层次结构，转而利用语义联系或语义相似性将概念组织起来。层层次网次网络络模型模型长时记忆的基本单元是概念，

16、所有的概念在记忆系统相互练习，形成一个有层次的网络。长时记忆模型长时记忆模型集理集理论论模型模型每个概念由一集信息或要素来表征，信息集分为样例级和属性级。特征比特征比较较模型模型一个概念的所有语义特征分为定义性特征和特异性特征，前者是对概念起到定义作用的重要特征，而后者则是具有一定描述功能但并不必要的特征。5.4、知识的建构与表征、知识的建构与表征Add your textAdd your textAdd your text知识的获得知识的获得知识的建构知识的建构知识的表征知识的表征 知识获得的特点知识建构过程概述知识表征的涵义知识表征的模型5.4、知识的建构与表征、知识的建构与表征人类的知识

17、是通过建构而获得的人类的知识是通过建构而获得的1人类对知识的获得、包含着重构过程人类对知识的获得、包含着重构过程2人类对知识的获得具有制约性人类对知识的获得具有制约性3人类大多数知识是逐领域获得的人类大多数知识是逐领域获得的45.4、知识的建构与表征、知识的建构与表征 人类的知识建构，分为两个部分，词汇的和概念的，两者之间有区别，也有着紧密的联系。心理词典：个体能够辨认、识别并读出语音、文字及大量的词汇，这说明在大脑当中有着一部心理词典。认知心理学上，把心理词典所使用的，外在刺激信息进入心理词典的过程，称作词汇触接。词汇触接有两个途径，其一是直接词汇触接，就是外在的符号、字或词汇等，无须任何媒

18、介，直接触及心理词典，对该符号、字或词汇产生意义信息。其二是间接词汇触接，外在的符号、字或词汇等，必须转换为语音信息，进而通过语音信息，触接到心理词典，对该符号、字或词汇产生意义信息。5.4、知识的建构与表征、知识的建构与表征 语义启动：刺激并且促进与外在信息相关联的符号、字或词汇的触接过程。由于刺激信息的呈现，进而导致个体对这个刺激信息的识别和觉察能力有所提高，这被称为语义启动效应。个体加工处理了某一个刺激信息，引起了个体对这个刺激信息的表征，随后该刺激信息相对于其他未出现过的刺激信息来说，就更容易被提取。5.4、知识的建构与表征、知识的建构与表征联结取向联结取向认为大脑中知识的存储与组认为

19、大脑中知识的存储与组织形式是大脑以某种神经活织形式是大脑以某种神经活动方式的计算结果。动方式的计算结果。符号取向符号取向认为知识是大脑对具有符号性认为知识是大脑对具有符号性质的信息进行加工处理的结果质的信息进行加工处理的结果，并且以某种抽象的、概括的，并且以某种抽象的、概括的形式存储在大脑中。形式存储在大脑中。知识的表征：知识的表征：知识在大脑中存储和组织知识在大脑中存储和组织的形式或者呈现方式的形式或者呈现方式5.4、知识的建构与表征、知识的建构与表征大脑中知识的存储、组织和呈现，都是以类节点和连线的形式，大脑中知识的存储、组织和呈现，都是以类节点和连线的形式，在符号网络节点之间进行检索的。

20、在符号网络节点之间进行检索的。符号符号-网络模型网络模型语义知识可以表征为一种由相互联结的概念组成的网络。语义知识可以表征为一种由相互联结的概念组成的网络。层次语义网络模型层次语义网络模型个体大脑中的知识，是一种组织巨大的概念网络，而联结各个概个体大脑中的知识，是一种组织巨大的概念网络，而联结各个概念的，并非是层次语义网络中孤立的词汇或概念，而是概念以及念的，并非是层次语义网络中孤立的词汇或概念，而是概念以及概念之间的关系。概念之间的关系。激活扩散模型激活扩散模型命题是知识表征的基本单位。单个命题由一小集联想观念构成，命题是知识表征的基本单位。单个命题由一小集联想观念构成，每个联想又将两个概念

21、联结在一起。每个联想又将两个概念联结在一起。联想记忆模型联想记忆模型脚本即个体从事某些典型活动，并按照先后次序所做的有组织的脚本即个体从事某些典型活动，并按照先后次序所做的有组织的认知。认知。脚本模型脚本模型一个产生式具有两部分：如果（一个产生式具有两部分：如果（IF）部分和那么）部分和那么(THEN)部分。部分。产生式规则模型产生式规则模型本章小结 本章学习了感知觉、模式识别、注意、记忆等基本概念，理解了瞬时记忆、短时记忆、长时记忆的区别，学习了知识获取的特点，了解了知识的构建过程，以及知识的表征模型等内容，掌握了使用联想记忆模型、脚本模型和产生式系统来等工具来表征知识。习题与思考 5-1.

22、5-1.简述感觉和知觉的概念，并简单谈一谈它们简述感觉和知觉的概念，并简单谈一谈它们的区别的区别 5-2.5-2.简述模式识别的过程简述模式识别的过程 5-3.5-3.简述注意的含义及其基本特征简述注意的含义及其基本特征 5-4.5-4.简述记忆的分类并且分述各类记忆的特点简述记忆的分类并且分述各类记忆的特点 5-5.5-5.尝试画出人类的记忆结构模型尝试画出人类的记忆结构模型 5-6.5-6.总结人类对知识的获得的几个特点总结人类对知识的获得的几个特点 5-7.5-7.试总结知识表征的模型都有哪些试总结知识表征的模型都有哪些 5-8.5-8.简述注意的分类并且分别叙述各类注意之间简述注意的分类并且分别叙述各类注意之间的区别与联系的区别与联系