Brain-Machine Interface Engineering pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Morgan & Claypool

作者:Principe, Jose/ Sanchez, Justin C./ Enderle, John (EDT)

出品人:

页数:234

译者:

出版时间:2007-10

价格:$ 56.50

装帧:Pap

isbn号码:9781598290349

丛书系列:

图书标签:

脑机接口
生物工程
神经工程
信号处理
机器学习
康复工程
神经科学
人工智能
医疗器械
人机交互

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具体描述

Neural interfaces are one of the most exciting emerging technologies to impact bioengineering and neuroscience because they enable an alternate communication channel linking directly the nervous system with man-made devices. This book reveals the essential engineering principles and signal processing tools for deriving control commands from bioelectric signals in large ensembles of neurons. The topics featured include analysis techniques for determining neural representation, modeling in motor systems, computing with neural spikes, and hardware implementation of neural interfaces. Beginning with an exploration of the historical developments that have led to the decoding of information from neural interfaces, this book compares the theory and performance of new neural engineering approaches for BMIs.

好的，以下是根据您的要求撰写的一份图书简介，该书名为《认知神经科学前沿：心智的解码与重塑》。 --- 书名：《认知神经科学前沿：心智的解码与重塑》作者：[此处填写作者姓名] 出版社：[此处填写出版社名称] 出版日期：[此处填写出版日期] 图书简介人类对自身心智的探索，无疑是科学史上最宏大也最具挑战性的事业之一。从笛卡尔的“我思故我在”到现代神经科学对大脑结构与功能的精细描摹，《认知神经科学前沿：心智的解码与重塑》旨在引领读者深入当代认知神经科学最激动人心的交叉领域，探讨我们如何理解、测量和可能干预人类心智的运行机制。本书并非聚焦于某一单一技术分支，而是横跨认知心理学、计算神经科学、神经影像学、以及新兴的分子神经生物学等多个维度，构建一个理解“心智如何从物质中涌现”的综合框架。它拒绝将意识、记忆、情感或决策等复杂认知功能视为不可逾越的黑箱，而是以一种严谨且富有洞察力的方式，揭示这些功能背后的神经基础和计算原理。第一部分：心智的计算蓝图与神经基础本部分首先确立了认知神经科学的理论基石。我们将探讨经典联结主义模型如何演化为更具生物学合理性的深度学习框架，以及这些框架如何帮助我们模拟和预测大脑的皮层活动。重点讨论内容包括：表征的神经编码：神经元如何编码感官信息、概念和目标？我们深入研究了稀疏编码、分布式表征与受限玻尔兹曼机（RBMs）在理解视觉皮层和听觉皮层信息处理中的作用。并非所有信息都以等量方式存储，信息压缩与冗余消除是高效认知的第一步。工作记忆的动态循环：传统上被认为是“临时存储”的工作记忆，在现代研究中被视为一种持续的、动态的神经回路活动。本书详细解析了前额叶皮层（PFC）中持续性神经元放电的机制，以及如何利用基于时间的动态系统理论来建模信息在短期维持过程中的稳定性和可塑性。情景记忆的巩固与提取：记忆并非静态的档案，而是不断被重塑的过程。我们检视了海马体在记忆编码中的核心作用，特别是“模式分离”和“模式完成”机制。同时，本书也讨论了睡眠周期中，如慢波睡眠期间，记忆从海马体向新皮层转移的“再激活”过程，以及这种巩固如何影响后续的提取准确性。第二部分：解码复杂认知：决策、意识与情感心智的“前沿”在于其最高级的运作——我们如何做出选择，如何体验自我，以及如何感受世界。这部分着重于阐释这些主观体验背后的客观神经活动。决策的量化模型：决策过程被解构为一系列连续的证据累积过程。我们详述了累积证据模型（Drift-Diffusion Model, DDM）在预测反应时间和决策准确性上的应用。此外，本书探讨了基底神经节与眶额皮层（OFC）在评估风险、奖励预估与价值编码中的相互作用，解释了为何面对相似的外部刺激，不同个体却会做出截然不同的选择。意识的神经关联物（NCCs）：意识的“难题”依然存在，但研究已锁定了一些关键的神经关联物。我们对比了全局神经工作空间理论（GNWT）与整合信息理论（IIT）的预测差异。通过分析P3b成分在意识报告中的角色，以及不同频率的神经振荡（如Gamma波的同步性）如何与主观体验的产生相关联，本书试图在信息整合与信息区分的维度上描绘意识的边界。情感的回路与调控：情感不仅仅是杏仁核的反应。本书分析了杏仁核、腹内侧前额叶皮层（vmPFC）和岛叶皮层构成的复杂回路，这些回路共同塑造了我们的恐惧、快乐与厌恶。特别关注了“情绪再评估”策略的神经机制，展示了高级认知控制（PFC）如何有效地调控早期边缘系统的情感反应。第三部分：心智的重塑与未来挑战认知科学的最终目标之一，是理解并潜在地改善受损或异常的心智功能。本部分探讨了当前最先进的技术手段如何应用于理解和干预认知过程。神经可塑性与学习机制：我们探讨了突触强度改变的分子基础——长时程增强（LTP）和长时程抑制（LTD）。更进一步，本书关注了经验依赖性可塑性的宏观体现，例如镜像神经元系统在模仿学习和社会认知中的作用，以及学习新技能时皮层表征的动态重组。非侵入性神经调控技术的潜力与局限：尽管本书不侧重于工程实现，但我们必须审视当前用于探索心智的工具。我们详细评估了经颅磁刺激（TMS）和经颅直流电刺激（tDCS）在暂时性抑制或增强特定脑区功能时，对认知任务表现的具体影响。讨论了这些技术如何揭示特定脑区的功能特异性，以及当前存在的跨个体变异性问题。认知障碍的计算视角：精神分裂症、阿尔茨海默病和重度抑郁症等疾病，正被从信息处理故障的角度重新审视。例如，抑郁症可能与奖赏预测误差处理的失调有关，而自闭症谱系障碍可能与局部高连接性和全局整合不足的失衡有关。本书强调了连接组学（Connectomics）研究如何提供新的疾病分类和干预靶点。《认知神经科学前沿：心智的解码与重塑》是一本面向高级本科生、研究生以及跨学科研究人员的深度参考书。它要求读者具备一定的神经科学和计算模型基础，但其清晰的逻辑架构和对前沿文献的精炼总结，确保了阅读体验的连贯性和启发性。它不是一本技术手册，而是一幅关于人类心智复杂性的全景图，邀请我们一同迎接下一轮认知革命的挑战。 ---