大腦認知科學楊政達

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大腦認知科學楊政達

  1. 1. 大腦與認知科學 成功大學心理學系 楊政達
  2. 2. Funny MRI prank http://www.youtube.com/watch?v= vOX7nUlqK0Y
  3. 3. 什麼是心理學? 算命、占卜、星座、心理治療? 研究人類行為的科學
  4. 4. 心理學的演變
  5. 5. 心智?? • 古希臘哲學家: – 心靈與心智歷程 – 自由意志 • 「醫學之父」Hippocrates – 身體與行為 – 大腦如何控制身體的器官?
  6. 6. • Wilhelm Wundt 在1879 年於德國萊比錫大 學創立第一個心理學實驗室 – 內省法(introspection) – 物理刺激與心理感受的關係 科學心理學
  7. 7. 結構主義 • E. B. Titchener和Wilhelm Wundt 1879 – 將心智予以分析,好比將化合物(分子)分析 成元素(原子) – 心智的最小單位
  8. 8. 功能主義 • William James(美國心理學之父) – The principles of psychology – 著重於了解心智的功能層面
  9. 9. 行為主義 • 1920 年之後… – John B. Watson & B. F. Skinner – 心智不可以被量測、行為可以被量測 – 刺激和反應的關係(制約反應) – Ivan Pavlov
  10. 10. • Watson’s “Little Albert” Experiment • Rat pressing the lever • Pigeon turning
  11. 11. 心理動力論(Psychodynamic Theory) • Sigmund Freud – 心智由意識和潛意識兩個部分組成 – 行為都受到潛意識的影響 – 精神分析:自由聯想
  12. 12. 認知心理學 • 1960…認知革命 – Alan Newell & Herbert Simon – 在MIT召開了第一次人工智慧大會 – 以電腦類比心智運作過程 • 受其他領域影響 – 人因工程、語言學、電腦科學、神經科學
  13. 13. 認知科學 • 認知科學(Cognitive Science) 是一門研究訊息如何在大腦中 形成與轉錄過程的跨領域學科 • 其研究領域包括心理學、哲學、 人工智慧、神經科學、數學、 語言學、人類學、社會學和教 育學
  14. 14. 研究領域範圍 • 目前為止認知科學具體的研究範圍包括 – 訊息和知識在大腦中如何儲存和體現 – 人們如何理解語言並用語言表達思想和情感 – 如何產生意識與思維 – 產生情感,轉變情感 – 學習新知識,推理判斷,解決問題 – ……
  15. 15. • 認知科學是一個不容易被完整界定的學科 • 其涉及的範圍也不是在每個單一學科領域 內能夠實現的研究
  16. 16. • 大腦是目前已知的最複雜、最先進、最強 而有力的資訊處理裝置
  17. 17. • 認知科學的最終目的之一便是實現透過機 器的運作表現出人的全部智慧
  18. 18. 會下棋的電腦 • 深藍電腦 – 1997年5月擊敗西洋棋世界冠軍 • 可搜尋及估計隨後的12步棋 – 人類僅能估計隨後的10步棋
  19. 19. • 懂你的搜尋引擎(Google) – 未來搜尋引擎提供的不只是關鍵字搜尋,搜尋 引擎甚至會「明白」你到底想要什麼
  20. 20. • 近日,一個由日本和德國的研究人員組成的團隊使 用超級電腦,成功模擬了史上最長的人腦神經活動 • 持續 1 秒 • 為了模擬這 1 秒的活動,動用了 82944 個處理器和 1024 TB的記憶體,且花了 40 分鐘
  21. 21. • 研究人員Markus Diesmann 表示: – 「今天1024 TB的超級電腦已經能夠模擬人腦 1% 的神 經活動,那至少我們離模擬整個人腦活動的一天已經 不再遙遠」 • 計算結果顯示,模擬 1 秒鐘整個大腦的神經活動大 概需要兩天半的時間 • 所以,電腦真的能夠取代人腦嗎?
  22. 22. 還記得魔鬼終結者嗎? • 既然電腦已經可以擊敗人腦,那麼是否能 把一切都交給電腦呢?
  23. 23. 機械公敵 • 電腦究竟能不能模擬人類的大腦?電腦有 意識嗎?
  24. 24. 大腦的結構與功能
  25. 25. 腦中的小鬼
  26. 26. 大腦的結構 • 枕葉 (Occipital lobes) • 顳葉 (Temporal lobes) • 頂葉 (Parietal lobes) • 額葉 (Frontal lobes)
  27. 27. 胼胝體 (corpus callosum) • 由200~250萬條神經纖維所組成 • 聯絡左右半腦的訊息
  28. 28. 大腦半球特化 • 左半球(理性) – 語言功能 – 邏輯推理 • 右半球(感性) – 空間關係 – 節奏知覺 – 物體判斷 http://www.youtube.com/watch?v=ZMLzP1VC ANo
  29. 29. 大腦會改變?
  30. 30. 大腦會改變?
  31. 31. 如何觀察大腦??
  32. 32. 觀察神經元傳遞所造成的變化 – 腦電圖 Electroencephalograph (EEG) – 磁電圖 (MEG) – 單細胞記錄 (Single-cell recording) EEG MEG
  33. 33. 神經回饋訓練 • 運動訓練 – https://www.youtube.com/watch?feature=play er_embedded&v=a6f0JQrf9eE#at=252
  34. 34. 觀察腦的結構 • 電腦斷層掃描 (CT scan) • 磁共振造影 (MRI) CT scan MRI MRI image
  35. 35. 觀察腦的功能 • 正子放射造影(PET) • 功能性磁振造影 functional magnetic resonance imaging (fMRI) PET fMRI fMRI image
  36. 36. 讀腦術 Vision construction
  37. 37. 科學辦案??
  38. 38. 關鍵報告
  39. 39. 思考? • 透過腦造影技術能得知犯罪者的腦部結構 • 是否可以藉此在犯罪發生前就逮捕嫌犯?
  40. 40. 認知心理學還關心的研究題目
  41. 41. 注意力 • 為何需要注意力? – Wilkin James:注意力是通往意識的大門 – 選擇 – 分心
  42. 42. 錯覺
  43. 43. 說說看你看到了什麼? 一個少女? 一個老太太?
  44. 44. 藍色的線和綠色的線互相平行?
  45. 45. • Dragon optical illusion • Ames room
  46. 46. 尋找自己的盲點 方法:閉上右眼並凝視著右邊的黑色十字。前後移 動,當左方的圓點消失時表示它正落於您的盲點上。 (通常在相距20公分左右時會出現)
  47. 47. 盯住20秒
  48. 48. Motion aftereffect • Waterfall illusion
  49. 49. Face distortion effect • Ugly face illusion
  50. 50. 你看到誰?
  51. 51. • 我們能不能不去注意無關的東西? – Stroop effect (1935) 小實驗 – 待會會出現許多有顏色的字,請念出字的顏色 – 準備好了嗎?要開始囉~
  52. 52. 很簡單吧~再試一次?
  53. 53. 覺得很難嗎?試試看韓文如何?
  54. 54. 又變簡單了?那換成英文呢?
  55. 55. • 我視力沒問題,但是……… • 不注意視盲(inattentional blindness) – http://www.youtube.com/watch?v=vJG698U2M vo • 改變視盲(change blindness) – http://www.youtube.com/watch?v=vBPG_OBg TWg
  56. 56. 圖形、文字辨識
  57. 57. 記憶
  58. 58. 沒有記憶的日子會變成什麼模樣? 你想像得到嗎…  Clive Wearing ─ The man with a 30 second memory
  59. 59. STEPHEN WILTSHIRE draws Rome from memory
  60. 60. 記憶提取失敗的例子 • 舌尖現象(tip-of-the-tongue): – Ex:話到嘴邊卻說不出來 – Ex:想不起來某個人的名字
  61. 61. 如何成為記憶高手 大腦奧秘--記憶力可以鍛鍊 Train Your Brain Like a Champ
  62. 62. 心理學在設計上的應用
  63. 63. Usability Testing and User Experience • 消費者行為:選擇和偏好 • Web design • APP design • …
  64. 64. 認知 文化 科技 創新
  65. 65. 認知科學目前研究和發展的狀況 • 認知科學迄今為止所從事的研究和已取得 的發展是與各學科的發展緊密聯繫的 • 各種認知神經科學研究方法和技術 – EEG 、 ERP 、 PET 、 MEG 、 TMS 、 MRI、 fMRI
  66. 66. 認知科學面臨的問題 • 由於認知系統的複雜性,認知科學需要運用多 門學科所使用的工具和方法對它進行多維度的 研究 • 然而認知科學是一門年輕的跨學科領域,研究 方法的並用和兼用尚未成熟,各學科參與進來 的部分也尚未得到足夠的整合
  67. 67. 歡迎大家投入認知科學研究 Q & A

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