Computational Psychiatry

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出版者:the MIT Press
作者:A. David Redish
出品人:
页数:424
译者:
出版时间:2016-12-9
价格:USD 44.98
装帧:Hardcover
isbn号码:9780262035422
丛书系列:
图书标签:
  • 生物-生物数学
  • 数学-ComputationalNeuroscience
  • 找不到电子版
  • 计算精神病学
  • 精神病学
  • 计算神经科学
  • 机器学习
  • 深度学习
  • 神经建模
  • 生物信息学
  • 数据科学
  • 心理学
  • 人工智能
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具体描述

Psychiatrists and neuroscientists discuss the potential of computational approaches to address problems in psychiatry including diagnosis, treatment, and integration with neurobiology.

Modern psychiatry is at a crossroads, as it attempts to balance neurological analysis with psychological assessment. Computational neuroscience offers a new lens through which to view such thorny issues as diagnosis, treatment, and integration with neurobiology. In this volume, psychiatrists and theoretical and computational neuroscientists consider the potential of computational approaches to psychiatric issues.

This unique collaboration yields surprising results, innovative synergies, and novel open questions. The contributors consider mechanisms of psychiatric disorders, the use of computation and imaging to model psychiatric disorders, ways that computation can inform psychiatric nosology, and specific applications of the computational approach.

好的,这是一份关于一本名为《认知神经科学:从机制到心智》的图书简介,完全不涉及《计算精神病学》的内容。 --- 认知神经科学:从机制到心智 (Cognitive Neuroscience: From Mechanisms to Mind) 内容提要 《认知神经科学:从机制到心智》是一部全面、深入的学术专著,旨在构建现代认知神经科学的宏伟蓝图。本书不仅仅是对现有知识的简单罗列,更致力于阐释认知功能如何在大脑的结构、回路和动态活动中涌现出来。它以前所未有的广度和深度,整合了分子生物学、细胞生理学、系统神经科学、计算建模以及行为心理学等多个学科的最新发现,为读者提供了一个理解人类心智运作的统一框架。 本书的叙事主线围绕一个核心问题展开:我们的大脑是如何感知世界、做出决策并最终形成自我意识的? 为解答这一问题,作者巧妙地将研究视角从微观的神经元活动(机制层面)提升至宏观的认知过程(心智层面),清晰地描绘了从单个离子通道的变化到复杂情感体验形成的完整路径。 核心章节与主题 本书结构严谨,内容覆盖了认知神经科学的各个关键领域,主要分为六个相互关联的部分: 第一部分:基础架构与信号转导 本部分奠定了理解高级认知功能所需的生物学基础。它详细回顾了神经元和突触的生物物理特性,重点探讨了神经信号的产生、传递和可塑性。 神经元计算模型: 超越传统的霍奇金-赫胥胥利模型,深入介绍整合-发放模型(Integrate-and-Fire models)如何解释神经元群体的统计学行为。 突触可塑性的机制: 全面梳理长时程增强(LTP)和长时程抑制(LTD)的分子通路,并讨论它们在大脑信息存储中的核心作用。 胶质细胞的作用: 首次将星形胶质细胞、少突胶质细胞等非神经元细胞群的作用提升到与神经元同等重要的地位,探讨它们如何调节突触环境、影响信息处理速度和血脑屏障的完整性。 第二部分:感官世界的构建与表征 本部分聚焦于大脑如何从海量、嘈杂的外部刺激中提取意义,构建出稳定且一致的内部世界模型。 视觉系统的高级处理: 深入解析视觉皮层(V1到IT区域)的层次化特征提取过程,特别是对“What”通路(腹侧流)和“Where/How”通路(背侧流)的精细区分和交互作用进行剖析。 听觉皮层的时序编码: 探讨听觉系统如何处理复杂的时间结构信息(如语音和音乐),以及内耳毛细胞转导到听觉丘脑核团的编码保真度问题。 体感与本体感受的融合: 阐释躯体感觉信息(触觉、疼痛)与运动自我(本体感受)如何在顶叶皮层区域整合,形成对身体边界的动态认知。 第三部分:运动控制与意图的形成 本部分关注大脑如何将一个抽象的“想要做某事”的意图转化为精确的肌肉运动。 基底神经节的环路动力学: 详细分析基底神经节(特别是纹状体、苍白球)在运动选择、启动与抑制中的“输入-输出”循环机制,并讨论帕金森病和亨廷顿病在此回路中的失调表现。 小脑的时序校准与预测: 探讨小脑如何通过内部模型和前馈控制机制,对运动指令进行实时误差修正和未来状态的预测。 运动规划与前额叶皮层: 研究前额叶皮层在设定运动目标、维持动作序列和抑制不恰当反应中的作用。 第四部分:记忆的编码、巩固与提取 本部分系统地考察了不同类型记忆的神经基础,并探讨了记忆并非是静态存储,而是一个持续重构的过程。 海马体的空间导航与情景记忆: 深入探讨“位置细胞”和“时间细胞”的发现,以及它们如何共同构建情景记忆的四维(空间-时间)框架。 工作记忆的动态网络: 关注前额叶皮层和顶叶皮层在维持和操作信息时的暂时性神经振荡(如Theta-Gamma耦合),而非永久性结构变化。 记忆的再巩固与遗忘: 阐述记忆提取后变得暂时易感的“再固化”窗口,以及清除不必要记忆的生物学意义。 第五部分:决策、奖赏与动机 此部分深入研究了社会生物学与个体选择的交汇点,探索大脑如何评估价值、承担风险并驱动行为。 效用与价值的神经编码: 聚焦于腹侧纹状体、腹侧被盖区(VTA)和眶额叶皮层(OFC)如何对潜在行动的预期奖赏值进行计算和比较。 风险评估与不确定性处理: 分析岛叶皮层和杏仁核在感知风险和负面结果时的关键作用,以及如何平衡探索与利用(Exploration vs. Exploitation)。 社会决策中的镜像神经元系统: 探讨理解他人意图、共情以及公平性判断如何在神经回路层面得以实现。 第六部分:意识、自我与高级整合 本书的收官部分探讨了认知科学中最具挑战性的领域:心智的涌现。 意识的整合信息论(IIT)与全局工作空间理论(GWT): 对当前主流意识理论进行批判性评估,并展示大规模脑成像(如fMRI, MEG)如何支持或反驳这些理论。 自我表征的分布式网络: 探究默认模式网络(DMN)在自我参照加工、心智理论(Theory of Mind)和未来情景规划中的核心功能。 跨模态整合与统一感知: 最终,本书论证了高级认知功能并非局限于特定区域,而是依赖于大脑不同系统之间高频、动态的跨区域同步振荡(Connectivity Dynamics)来实现对外部世界的统一感知。 本书的独特贡献 1. 跨尺度整合: 本书的标志性特点是其对“微观到宏观”的无缝衔接。它将最新的分子神经生物学证据直接映射到复杂的行为范式上,避免了将机制研究与功能研究割裂的倾向。 2. 前沿计算方法论: 深度整合了基于第一性原理的神经环路建模、因果推断方法(如扰动分析),使读者不仅了解“哪里在工作”,更理解“如何工作的”。 3. 批判性视角: 面对快速发展的领域,本书并未回避科学争议,而是对当前最具影响力的理论进行了细致的优缺点分析,鼓励读者进行独立的批判性思考。 目标读者 本书是认知神经科学、生物医学工程、实验心理学、神经药理学以及相关领域研究生、博士后研究人员和资深学者的理想教材与参考书。它要求读者具备坚实的生物学和基础数学背景,但通过清晰的图表和详尽的解释,即便是初入此领域的科研人员也能迅速掌握核心概念。 ---

作者简介

A. David Redish is Distinguished McKnight University Professor of Neuroscience at the University of Minnesota and the author of Beyond the Cognitive Map (MIT Press).

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书给我最深刻的感受,是一种科学的严谨与人文的温度并存。我之前对“计算”的印象,总带着一丝冰冷和客观,仿佛它与情感、意识这些充满“人性”的词语格格不入。但《计算精神病学》彻底打破了我的这种刻板印象。书中在探讨大脑的计算机制时,并没有忽略对患者个体体验的关注。作者在介绍复杂的计算模型时,总是会将其与真实的临床案例联系起来,用数据和模型来解释患者的痛苦和挣扎,但同时,也充满了对人类情感的理解和尊重。我记得其中有一个章节,探讨了抑郁症患者在决策过程中的认知偏差,作者用计算模型解释了为什么患者会陷入消极的思维循环,但同时,也强调了这种偏差并非患者的“错”,而是大脑在特定状态下的客观反应。这种将科学的客观性与人文的关怀有机结合的写作方式,让我感到非常震撼。它让我意识到,冰冷的计算,也可以成为理解和疗愈人类心灵的有力工具。这种温度,让这本书超越了一本纯粹的学术著作,而成为了一本充满人文关怀的科学探索。

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这本书的封面设计,老实说,第一眼看到的时候,我以为是本关于计算机科学的枯燥论文集。那种深邃的蓝色背景,配上略显抽象的神经元网络图案,确实是有些“硬核”的感觉。但当我真正拿起它,翻开第一页,那种疏离感瞬间被一种莫名的吸引力取代了。我不是心理学领域的专业人士,也非计算机科学的狂热者,但自从我因为工作需要,在书店里偶然瞥到这本书的标题——《计算精神病学》——便立刻被它深深地吸引住了。标题本身就充满了矛盾与和谐的张力,仿佛将两个看似风马牛不相及的学科巧妙地融合在一起。我总是对那些能够跨越学科界限、探索未知交叉领域的书籍充满好奇,而这本书无疑就是这样一本能够激发我探索欲的读物。我当时就在想,精神病学,这个关乎人类心灵最深处奥秘的学科,如何与冰冷严谨的计算科学相结合?这背后一定隐藏着无数令人着迷的理论和研究。我至今还记得当时拿到这本书时的那种兴奋感,仿佛我即将开启一段探索大脑奥秘的旅程,而这次旅程的向导,便是那强大的计算力量。我期待着它能够为我揭示那些隐藏在复杂行为模式和情感波动背后的数学模型和算法逻辑,将那些看似混沌无序的精神现象,用一种全新的、结构化的方式呈现出来。这种期待,驱使我毫不犹豫地将它带回了家,迫不及待地想要一探究竟。

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读这本书,让我对“认知”这个词有了全新的理解。我之前总觉得认知就是思考,就是理解,但这本书让我明白,认知远比我想象的要复杂和精妙。作者用计算的视角,将认知过程分解成了一系列可计算的步骤,包括信息的获取、编码、存储、检索以及加工。然后,他进一步探讨了当这些计算过程出现偏差时,如何导致了各种精神疾病的发生。我尤其对书中关于“决策”和“奖励机制”的论点印象深刻。作者用博弈论和强化学习的理论,解释了为什么一些精神疾病患者会做出看似“不理性”的决策,比如成瘾行为,或者回避社交。这让我意识到,许多我们难以理解的行为,其实都可以在大脑的计算模型中找到合乎逻辑的解释。这本书让我开始用一种更加系统和量化的方式来审视人类的思维和行为,它不仅拓宽了我的知识面,更改变了我观察世界的方式。

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读这本书,最让我印象深刻的是它所展现出的那种宏大叙事的气魄。作者并非仅仅罗列一些冷冰冰的公式和模型,而是将计算科学的视角,如同放大镜一般,对准了精神疾病这个复杂而敏感的领域。我之前对精神疾病的认知,很大程度上停留在临床观察和病理描述层面,充满了人文关怀,但也总觉得缺少一种更深层次的、可量化的解释。而这本书,则试图通过构建数学模型来理解大脑在疾病状态下的功能紊乱。它不仅仅是在“说”精神分裂症是什么,而是在“计算”精神分裂症是如何产生的,以及如何从计算的角度去干预。这种将抽象概念转化为具体计算过程的努力,让我感到一种前所未有的冲击力。我开始思考,那些我们常常难以理解的情绪波动、思维障碍,是否背后真的存在着一套精密的计算逻辑,只是我们还没有完全破解?书中的一些章节,详细探讨了如何利用机器学习算法来识别早期精神疾病的迹象,如何通过模拟大脑网络来预测疾病的发展趋势,这让我不禁惊叹于科技的力量。它让我意识到,我们对人类心智的理解,正在进入一个全新的时代,一个由数据和算法驱动的时代。这种宏观的视角,将精神病学从一个纯粹的医学分支,提升到了一个与信息科学、人工智能等前沿学科深度融合的高度,其视野之开阔,令人赞叹。

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这本书的章节结构安排,给我留下了深刻的印象。它并非按照传统的学科逻辑来组织内容,而是以问题为导向,从不同的角度切入,探讨计算科学如何赋能精神病学。例如,有的章节可能着重于算法的应用,有的章节则聚焦于模型的设计,还有的章节则关注于数据的采集和分析。这种跳跃式的结构,反而使得阅读过程充满了惊喜。我常常会在读完一个看似独立的章节后,发现它与之前的某个章节有着巧妙的呼应,或者为后面的内容埋下了伏笔。这种“解谜”式的阅读体验,极大地激发了我保持阅读兴趣的动力。我喜欢这种不落俗套的编排方式,它让我感觉我不是在被动地接受信息,而是在主动地探索知识的脉络。这种结构设计,本身就体现了作者在信息组织和知识传播方面的匠心独运。

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这本书所带来的最直接的益处,就是让我对精神疾病的污名化有了更深的认识和更强的反感。我一直觉得,社会上对于精神疾病的误解和偏见非常严重,很多人将精神疾病患者视为“疯子”或者“怪胎”。但读完这本书,我才真正理解,精神疾病并非什么“不可理喻”的“怪病”,而是大脑作为一个复杂计算系统,在某些环节出现了功能性障碍。它就像计算机硬件出现了故障,或者软件出现了bug一样,是可以被理解、被分析、甚至是被修复的。作者在书中用大量的数据和严谨的逻辑,消解了那些关于精神疾病的神秘感和恐惧感,让它回归到科学的范畴。这让我感到,我们应该用更加平等和尊重的态度去对待精神疾病患者,用科学和理解去帮助他们。这本书,在我心中,不仅仅是一本关于计算和精神病学的书,更是一本关于同情和理解的书。

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这本书的语言风格,给我留下了非常深刻的印象。虽然它涉及到了大量复杂的科学概念和数学公式,但作者的文字却并没有给人一种艰涩难懂的感觉。相反,他的语言非常清晰、流畅,并且充满了逻辑性。他善于运用各种生动的比喻和形象的类比,将那些抽象的计算模型变得具体而易于理解。我尤其欣赏他在解释复杂概念时所表现出的耐心和细致。他似乎总是能够预见到读者可能产生的疑问,并提前进行解答。这种写作风格,让我感觉就像是在与一位经验丰富的导师进行对话,他不仅能够传授我知识,更能够引导我思考。而且,作者在字里行间透露出一种对科学探索的热情和对人类心智奥秘的敬畏,这种情感的流露,让这本书在科学的严谨之外,增添了一份温暖和人性化的光彩。

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这本书最让我着迷的部分,在于它所展现的对未来精神健康医疗的深刻洞察。我一直认为,未来的医疗,必然是精准化、个性化的。而《计算精神病学》正是为我们描绘了这样一幅蓝图。它不仅仅是在研究现有的精神疾病,更是在思考如何利用计算的力量,去预测、预防和治疗未来的精神健康问题。书中关于“预测模型”的讨论,让我眼前一亮。作者设想,通过收集大量的个人生物学、行为学数据,并利用复杂的计算模型进行分析,我们或许能够在疾病症状出现之前,就精准地预测个体患病的风险,并及时采取干预措施。这是一种颠覆性的思维方式。它将精神健康的关注点,从“治疗”前移到了“预防”。我一直在思考,如果我们的社会能够真正实现这样的精准预测和早期干预,将会挽救多少原本可能被疾病摧毁的人生?这本书让我对精神健康的未来充满了希望,它不仅仅是一本学术著作,更是一份关于人类福祉的未来愿景。

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这本书给我带来的最大的惊喜,莫过于它在方法论上的创新性。我之前接触过的许多关于精神健康的科普读物,大多侧重于阐述疾病的症状、原因以及治疗方法,但往往缺乏对“为什么”的深入探究,尤其是从根本机制的层面。而《计算精神病学》则彻底颠覆了我的认知。它不是在告诉你“有什么”,而是在告诉你“怎么工作的”。它引入了大量来自计算机科学、神经科学、统计学等领域的概念和工具,比如贝叶斯推理、强化学习、动态系统理论等等,然后将它们巧妙地应用于精神疾病的研究。我尤其对书中关于“模型错误”的讨论印象深刻,作者用严谨的数学语言解释了大脑在处理信息时可能出现的各种偏差,以及这些偏差如何最终导致了精神疾病的发生。这是一种全新的思考方式,它将我们从“人”的层面,上升到了“信息处理系统”的层面来审视精神健康。我开始意识到,许多我们视为“不正常”的行为,在计算的框架下,或许只是系统在特定输入或内部状态下出现的“逻辑错误”。这种视角,既有科学的冷峻,又不失对复杂性的深刻洞察。它为我打开了一扇窗,让我看到了精神病学研究的无限可能性。

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阅读这本书的过程,就像是在参与一场跨越学科的智力探险。我承认,在阅读初期,我确实会被书中一些复杂的数学公式和计算模型所困扰。毕竟,我不是数学专业出身,对一些前沿的计算理论也知之甚少。但是,作者的写作风格非常巧妙,他并没有将这些技术细节堆砌在一起,而是将其有机地融入到对精神疾病的探讨之中。他会用形象的比喻来解释抽象的概念,用具体的案例来阐述理论的实际应用。比如,他将大脑比作一个复杂的计算网络,将情绪波动比作网络中的信号传播,这种生动的类比,让我能够更好地理解那些复杂的计算过程。更重要的是,这本书激发了我主动去学习和探索的欲望。当我遇到不理解的地方时,我不会轻易放弃,而是会主动去查找相关的资料,去学习新的概念。这种学习的过程,本身就是一种巨大的收获。它让我明白,真正的知识,不是被动接受,而是主动构建。这本书不仅仅是一本书,更像是一位循循善诱的导师,引导我去探索科学的边界,去挑战自身的认知极限。

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