Functional Magnetic Resonance Imaging Studies of Visual Motion Processing in the Human Brain pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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作者:Sunaert, Stefan

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價格:80

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isbn號碼:9789058671004

叢書系列:

圖書標籤:

• fMRI
• 視覺運動
• 大腦成像
• 認知神經科學
• 神經科學
• 視覺皮層
• 運動感知
• 功能性磁共振成像
• 人類大腦
• 神經生理學

認知神經科學前沿：視覺感知與腦功能整閤 本書並非關於功能性磁共振成像（fMRI）在視覺運動處理研究中的具體應用，而是聚焦於人類大腦如何構建、整閤並理解復雜視覺信息，特彆是感知、注意力和決策製定在這一過程中的核心作用。 本書旨在為認知神經科學、心理學以及相關計算建模領域的研究人員和學生提供一個全麵、深入的理論框架和實驗範式綜述。 --- 第一部分：視覺感知的基本機製與層次結構 本部分深入探討瞭視覺信息從視網膜輸入到高級皮層錶徵的轉化過程，重點關注皮層組織的功能特異性和信息的逐步抽象化。 第一章：初級視覺通路與信息編碼 本章詳細闡述瞭視覺信息流動的經典模型，從視網膜上的光轉導開始，經由外側膝狀體核（LGN）投射至初級視皮層（V1）。我們著重分析瞭V1中簡單細胞和復雜細胞的特性，以及它們如何對邊緣、方嚮和空間頻率進行基礎特徵提取。此外，本章還探討瞭V1在早期信息處理階段對視覺噪聲和對比度變化的敏感性，引入瞭特徵編碼模型，解釋瞭神經元發放率如何精確反映輸入刺激的統計屬性。 第二章：背側流與腹側流的解耦與交互 視覺信息在到達皮層後，迅速分化為“What”通路（腹側流）和“Where/How”通路（背側流）。本章將超越傳統的空間/物體劃分，探討這兩條通路在更高層次的功能特化。 腹側流（物體識彆與語義）： 關注梭狀迴麵孔區（FFA）、傍海馬迴物體區（OPA）等高級區域如何實現對復雜物體類彆的恒定識彆，討論錶徵的尺度不變性和語義整閤。 背側流（空間定嚮與動作規劃）： 聚焦於頂葉皮層（PPC）在空間注意分配、眼動控製和運動意圖形成中的作用。我們引入瞭“動作準備場”的概念，研究如何預測即將發生的動作而非僅僅對當前空間位置的編碼。 第三章：時間整閤與感知意識的閾下處理 視覺感知並非瞬時完成，而是需要時間整閤。本章分析瞭大腦如何將短暫的視覺序列整閤為連貫的體驗。重點內容包括： 時間窗口效應： 討論閃光抑製（Masking）和序列效應如何揭示感知整閤的時間邊界。 上下文的構建： 探討初級感覺輸入如何與預期、記憶和現有知識相互作用，形成我們所體驗到的“現實”。我們審視瞭自上而下（Top-Down）的預測編碼理論，並討論瞭在無意識（Subliminal）刺激下，高級認知過程（如情感反應或簡單決策偏好）是否能夠被激活。 --- 第二部分：認知調控與執行功能 人類的視覺體驗是高度目標驅動的。本部分將核心關注點從感覺輸入轉嚮認知控製，探討前額葉皮層（PFC）和頂葉網絡如何調控視覺信息的選擇、過濾和利用。 第四章：選擇性注意的神經基礎 選擇性注意是控製認知資源分配的關鍵機製。本章深入剖析瞭空間注意（Spatial Attention）和特徵注意（Feature Attention）的神經迴路。 網絡交互： 詳細描述瞭額頂網絡（Fronto-Parietal Network）在介導自上而下的注意力聚焦中的角色，特彆是內側前額葉（MPFC）和背外側前額葉（DLPFC）與頂葉的協同作用。 節律性振蕩： 分析瞭不同頻段的腦電節律（如Gamma波的同步性、Alpha波的抑製）如何標記注意資源的分配和抑製不相關信息的活動。我們提齣一個模型，說明Alpha波的去同步化與目標特徵的皮層錶徵增強之間的關係。 第五章：工作記憶的編碼與維持 視覺工作記憶（VWM）是個體在沒有直接刺激的情況下，對視覺信息進行暫時性保持和操作的能力。 容量與限製： 探討VWM的物理限製（通常為3到4個信息單元），並分析乾擾和“遺忘”的機製。 神經承載體： 聚焦於PFC和頂葉皮層中對特定位置或特徵的持續性神經活動（Sustained Firing），並討論這些活動如何區彆於對當前感官輸入的瞬時響應。本章將對比基於“編碼深度”和“錶徵分離度”的工作記憶模型。 第六章：決策製定與價值評估的整閤 視覺輸入往往是決策過程的起點。本章探討大腦如何將感知到的信息轉化為行動選擇，引入瞭經濟學和神經科學交叉領域的視角。 證據纍積模型： 介紹神經元如何像積分器一樣，逐步纍積來自不同感官模態的“證據”，直到達到決策閾值。重點分析瞭腹側紋外側區（Lateral Intraparietal Area, LIP）在這一過程中的核心作用。 風險與迴報： 考察腹內側前額葉皮層（VMPFC）和紋狀體如何評估視覺刺激伴隨的潛在價值或風險，從而調整決策的啓動速度和準確性。 --- 第三部分：高級認知整閤與模型建構 本部分著眼於大腦如何將分散的視覺信息、記憶和意圖結閤起來，形成統一的、可操作的認知地圖。 第七章：情境記憶與空間導航 視覺處理與環境的長期記憶（情境記憶）密不可分。本章討論瞭海馬體和周邊皮層（如內嗅皮層）如何利用視覺綫索來構建和檢索空間記憶。 場景細胞與位置細胞： 深入分析瞭特定神經元對特定場景或地點的選擇性響應，以及這些響應如何編碼“你在哪裏”和“你正在看什麼”之間的關係。 認知地圖的動態性： 討論在學習新環境時，視覺輸入如何驅動神經元集群的重組，形成適應性的、可靈活調用的空間錶徵。 第八章：跨模態的整閤與統一的經驗 本書的最後一部分強調瞭視覺係統並非孤立工作，而是與聽覺、觸覺等其他感覺係統進行復雜的交互。 感官融閤區域： 考察在頂葉和顳葉中存在的跨模態聯絡區，它們如何解決不同感覺模態之間的時間錯位和空間不匹配問題。 主導模態的確定： 討論在特定任務背景下，大腦如何賦予某一感官輸入更高的權重，例如在嘈雜環境中，視覺綫索如何“覆蓋”聽覺信息來指導行為。 通過對這些主題的詳盡梳理，本書旨在為讀者提供一個理解人類視覺認知係統的深度視角，強調其層次性、動態性和高度整閤性，而非僅僅局限於單一實驗技術在特定視覺範疇內的應用。

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這本書的學術深度毋庸置疑，但真正吸引我持續閱讀下去的是它對“時間”這個維度近乎偏執的關注。運動處理本質上就是對時間序列信息的解碼，而fMRI雖然在空間分辨率上有所限製，但作者顯然通過先進的時間序列分析技術，最大化地挖掘瞭每一幀數據的潛在信息。我特彆欣賞其中關於“預測性編碼”理論在視覺運動領域應用的探討。書中提齣的模型暗示，大腦並非被動地接收視覺輸入，而是在不斷地根據過去的經驗預測未來的運動軌跡，fMRI信號的微小變化可能正是這種預測誤差的體現。這種前瞻性的研究視角，使得這本書超越瞭一般的“功能定位”研究的範疇，觸及瞭認知神經科學的核心哲學問題之一：大腦是如何主動構建現實的。對於希望從事認知建模或神經計算研究的讀者，這本書提供的計算框架具有很高的參考價值。

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這本關於人腦視覺運動處理功能性磁共振成像研究的著作，著實讓人領略瞭神經科學領域的前沿探索。首先，從整體結構來看，作者似乎采取瞭一種宏大敘事與微觀剖析相結閤的策略。我印象最深的是其對實驗範式設計的細緻描述，尤其是如何巧妙地分離齣對“運動方嚮”和“運動速度”的獨立編碼區域。閱讀過程中，我仿佛置身於一個頂級的神經影像實驗室，親眼目睹那些復雜的fMRI數據是如何被采集、清洗和統計分析的。那種將抽象的心理學概念（比如感知恒常性）與具體的血氧水平依賴信號（BOLD）聯係起來的嚴謹性，令人嘆服。書中對不同空間頻率和時間頻率刺激下皮層激活模式的對比分析尤為精彩，它清晰地揭示瞭初級視覺皮層（V1/V2）與高級運動皮層（如MT/V5區域）在信息處理層級上的功能分工與信息整閤機製。對於那些希望深入理解視覺運動通路如何在大腦中“構建”動態世界的人來說，這本書無疑提供瞭一個極具價值的、基於實證數據的框架。

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讀完這本書，我最大的感受是它在方法論上的大膽創新和對現有模型的有力挑戰。它沒有停留在簡單地指齣“哪個腦區”參與瞭運動感知，而是深入探討瞭“如何”參與。特彆是關於“自上而下”調節在運動視覺中的作用，作者展示瞭一係列令人信服的證據，錶明前額葉皮層和頂葉皮層如何通過反饋連接來調製早期視覺區域的反應靈敏度。這種強調交互作用而非孤立區域功能的視角，極大地豐富瞭我對大腦網絡化運作的理解。書中的圖錶製作精良，那些三維重建的腦部結構圖，結閤激活熱圖，直觀地展示瞭復雜的神經迴路。有一章專門討論瞭運動知覺中的“空洞效應”和“運動錯覺”的神經基礎，那部分的論述邏輯鏈條極其縝密，從刺激呈現到主觀體驗的轉化過程被分解得絲絲入扣。盡管技術細節繁多，但作者的敘事節奏掌握得很好，總能適時地插入理論闡釋，避免瞭技術堆砌帶來的枯燥感。

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從一個臨床應用的角度來看，這本書也展現瞭極強的潛在價值。雖然其核心是基礎研究，但對於理解某些運動障礙或視覺空間失調的病理機製，提供瞭堅實的神經基礎。書中對受損患者（例如，特定區域損傷後對運動方嚮辨彆能力的下降）的案例分析，雖然篇幅不長，但足以說明理解健康大腦的正常運作機製，是診斷和乾預病理狀態的先決條件。我個人尤其對書中描述的，在執行復雜手眼協調任務時，視覺運動係統如何平滑過渡到純粹運動規劃的神經切換機製很感興趣。這種無縫銜接的能力，在日常生活中屢見不鮮，但其背後的神經信號流轉機製卻極為復雜。本書通過對這些“轉摺點”的捕捉和分析，為我們理解運動控製的連續性提供瞭一把鑰匙。

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總的來說，這本書的閱讀體驗是既燒腦又令人振奮的。它要求讀者具備一定的神經科學背景知識，畢竟fMRI數據處理和統計建模的部分需要耐心啃讀。然而，一旦跨過瞭技術門檻，迎接讀者的將是一幅精美絕倫的人腦動態工作圖景。作者的行文風格是典型的歐洲學派的嚴謹與細緻，論證環環相扣，很少齣現武斷的結論。在總結部分，作者沒有急於宣布“一切問題都已解決”，而是清晰地指齣瞭當前技術瓶頸和未來仍待探索的“熱點區域”，這體現瞭真正科學傢的謙遜和對未知領域的敬畏。這本書絕不是一本入門讀物，更像是一份資深研究者的工作匯報和方法論總結，它將帶領讀者進入到當前視覺神經科學研究的最前沿，並激發我們對人類感知能力的更深層次的好奇心。

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