创造性思维模型的神经生理基础 (2)优秀PPT.ppt

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1、创造性思维模型的神经生理基础第1页，本讲稿共39页创造性思维模型的神经生理基础创造性思维模型的神经生理基础 我我们们已已经经阐阐明明，若若从从加加工工机机制制考考虑虑，非非随随意意创创造造思思维维模模型型（CDCD模模型型）主主要要是是建建立立在在双双轨轨加加工工理理论论基基础础之之上上，而而双双轨轨加加工工是是指指“串串并并存存线线性性加加工工”和和“环环形形非非线线交交互互作作用用加加工工”在在非非随随意意创创造造思思维维过过程程中中同同时时共共存存。下下面面我我们们尽尽可可能能依依据据二二十十世世纪纪九九十十年年代代在在脑脑神神经经科科学学方方面面取取得得的最新进展，分别对这两种加工的神

2、经生理基础作出论证。的最新进展，分别对这两种加工的神经生理基础作出论证。一一“串并存线性加工串并存线性加工”的神经生理基础的神经生理基础二二“环形非线性交互作用加工环形非线性交互作用加工”的神经的神经 生理基础生理基础 第2页，本讲稿共39页一一“串并存线性加工串并存线性加工”的神经生理基础的神经生理基础 “串串并并存存线线性性加加工工”是是指指在在非非随随意意创创造造思思维维过过程程中中，环环B B或或环环C C中中采采用用的的加加工工机机制制。由由于于非非随随意意创创造造思思维维是是通通过过显显意意识识的的时时间间逻逻辑辑思思维维与与潜潜意意识识的的创创造造想想象象思思维维（环环B B）或

3、或复复杂杂直直觉觉思思维维（环环C C）交交互互作作用用而而实实现现，而而环环B B中中的的创创造造想想象象是是形形象象思思维维的的高高级级阶阶段段，环环C C中中的的复复杂杂直直觉觉思思维维则则是是直直觉觉思思维维的的高高级级阶阶段段。而而形形象象思思维维和和直直觉觉思思维维所所用用思思维维材材料料主主要要都都是是事事物物的的空空间间视视觉觉表表象象。诚诚然然，这这两两种种思思维维所所用用材材料料也也涉涉及及事事物物的的其其他他表表象象，但但是是主主要要的的（甚甚至至在在绝绝大大多多数数情情况况下下）都都是是空空间间视视觉觉表表象象，所所以以，在在下下面面的的论论证证中中，我我们们对对于于“

4、串串并并存存线线性性加加工工”的的神神经经生生理理基基础础问问题题，可可以以就就用用视视觉觉通通道道为代表进行分析。为代表进行分析。1 1串并存加工的含义串并存加工的含义 2 2串并存加工的神经机制串并存加工的神经机制第3页，本讲稿共39页一一“串并存线性加工串并存线性加工”的神经生理基础的神经生理基础 1 1串并存加工的含义串并存加工的含义 由于猴、猿和人同属灵长目，所以目前大多以猕由于猴、猿和人同属灵长目，所以目前大多以猕猴或恒河猴作为神经生理测量或解剖的对象。这些测猴或恒河猴作为神经生理测量或解剖的对象。这些测量或解剖的结果表明，量或解剖的结果表明，灵长目的视觉加工涉及到皮灵长目的视觉加

5、工涉及到皮层下的几个中枢以及几十个不同的大脑皮层区。层下的几个中枢以及几十个不同的大脑皮层区。这些结构按层次排列，在各层次之间存在着这些结构按层次排列，在各层次之间存在着“串串并存加工并存加工”通路。通路。第4页，本讲稿共39页一一“串并存线性加工串并存线性加工”的神经生理基础的神经生理基础 万万.埃森认为有埃森认为有三种不三种不同的串并存加工同的串并存加工：第一第一种种是每条加工通路是每条加工通路完完全分离全分离，这相当于一般这相当于一般的串并行加工情况（的串并行加工情况（图图a a）；）；第二种第二种是一条加是一条加工通路与另一条加工工通路与另一条加工通路之间有通路之间有交互作用交互作用（

6、图图b b）；）；第三种第三种是各是各条加工通路之间可能出条加工通路之间可能出现现会聚与分散会聚与分散，从而，从而引起某些加工通路合引起某些加工通路合并或分裂（并或分裂（图图c c）。）。第5页，本讲稿共39页一一“串并存线性加工串并存线性加工”的神经生理基础的神经生理基础 在第二和第三种情况下，各加工通路在第二和第三种情况下，各加工通路之间虽然有相互作用，但是各通路中的之间虽然有相互作用，但是各通路中的信息流仍保持同一方向，即各层次之间信息流仍保持同一方向，即各层次之间仍保持仍保持“串行串行”的特点。的特点。图图c c是比较典型是比较典型的串并存加工情况，而一般所说的的串并存加工情况，而一般

7、所说的“串并串并行加工行加工”则可看作是串并存加工的一个则可看作是串并存加工的一个特例。特例。除了上述三种情况以外，还有一除了上述三种情况以外，还有一种更复杂的情况：不仅存在加工通路之种更复杂的情况：不仅存在加工通路之间的交互作用（间的交互作用（横向交互作用横向交互作用），还存），还存在不同层次之间的交互作用（在不同层次之间的交互作用（纵向交互作纵向交互作用用），如，如图图d d中虚线所示。这种纵向中虚线所示。这种纵向交互的含义是：不同层次之间的连线交互的含义是：不同层次之间的连线不仅表示有低层向高层投射的上行信不仅表示有低层向高层投射的上行信号（号（正向投射正向投射），还表示有高层向低层投）

8、，还表示有高层向低层投射的下行信号（射的下行信号（反向投射反向投射），即），即“双向双向交互投射交互投射”。第6页，本讲稿共39页一一“串并存线性加工串并存线性加工”的神经生理基础的神经生理基础2 2串并存加工的神经机制串并存加工的神经机制（1 1）低层次的感觉信息与视知觉的形成）低层次的感觉信息与视知觉的形成 （2 2）视知觉串并存加工的神经机制）视知觉串并存加工的神经机制 第7页，本讲稿共39页2 2串并存加工的神经机制串并存加工的神经机制（1 1）低层次的感觉信息与视知觉的形成）低层次的感觉信息与视知觉的形成 人人类类对对客客体体的的视视知知觉觉是是由由低低层层次次的的各各种种感感觉觉信

9、信息息（包包括括光光谱谱成成分分、双双眼眼视视差差、速速度度、方方位位等等）经经过过多多层层次次的的加加工工逐逐步步形形成成的的。低低层层次次的的感感觉觉信信息息是是指指从从视视网网膜膜上上提提取取的的信信息息-对对应应于于视视知知觉觉的的早早期期加加工工。每每种种感感觉觉信信息息都都对对视视知知觉觉有有贡贡献献：光光谱谱成成分分参参与与颜颜色色知知觉觉的的形形成成，方方位位信信息息参参与与形形状状知知觉觉的的形形成成，双双眼眼视视差差参参与与深深度度知知觉觉的的形形成成，速度速度信息则参与运动知觉的形成，如下图所示。信息则参与运动知觉的形成，如下图所示。颜色颜色 形状形状 深度深度 运动运动

10、 光谱成分光谱成分 方位方位 双眼视差双眼视差 速度速度 第8页，本讲稿共39页2 2串并存加工的神经机制串并存加工的神经机制 （1 1）低层次的感觉信息与视知觉的形成）低层次的感觉信息与视知觉的形成 这种简单的映射方式意味着，视知觉是按的独立并存通路加工。但是神经生理这种简单的映射方式意味着，视知觉是按的独立并存通路加工。但是神经生理学的实验证据表明，学的实验证据表明，每一种低层次的感觉信息都要参与多种知觉的形成。每一种低层次的感觉信息都要参与多种知觉的形成。例如，例如，速度速度信息信息不仅参与运动知觉的形成，而且还利用运动加工形成的结构参与形状知觉和深度知觉的形成（不仅参与运动知觉的形成，

11、而且还利用运动加工形成的结构参与形状知觉和深度知觉的形成（如如图图a a所示所示）；类似地，）；类似地，双眼视差双眼视差既参与深度知觉的形成，也参与形状及运动知觉的形成既参与深度知觉的形成，也参与形状及运动知觉的形成（如图如图b b）；）；方位方位信息除了直接参与形状及深度知觉的形成以外，还间接参与运动知觉的形成信息除了直接参与形状及深度知觉的形成以外，还间接参与运动知觉的形成（如图如图c c中的虚线所示中的虚线所示）；）；光谱成分光谱成分则除了直接参与颜色知觉的形成以外，还间接参与运则除了直接参与颜色知觉的形成以外，还间接参与运动、形状及深度知觉的形成（动、形状及深度知觉的形成（如图如图d

12、d中的虚线所示中的虚线所示）。下图表明，）。下图表明，在不同的加工通路之间并非在不同的加工通路之间并非彼此独立、互不相关，而是存在交互作用彼此独立、互不相关，而是存在交互作用，换言之，知觉是通过并存加工而形成的。，换言之，知觉是通过并存加工而形成的。运动运动 形状形状 深度深度 运动运动 形状形状 深度深度 运动运动 形状形状 深度深度 颜色颜色 运动运动 形状形状 深度深度 （间接参与）（间接参与）（间接参与）（间接参与）速度速度 双眼视差双眼视差 方位方位 光谱成分光谱成分 (a)(b)(c)(d)(a)(b)(c)(d)第9页，本讲稿共39页2 2串并存加工的神经机制串并存加工的神经机制

13、 （2 2）视知觉串并存加工的神经机制）视知觉串并存加工的神经机制 经经过过万万.埃埃森森（Van Van EssenEssen）等等人人多多年年的的研研究究发发现现，从从视视网网膜膜上上获获得得最最低低层层次次的的感感觉觉信信息息，到到最最后后完完成成视视知知觉觉过过程程，即即形形成成空空间间视视觉觉表表象象-包包括括反反映映事事物物属属性性、可可用用于于识识别别客客观观事事物物的的“属属性性表表象象”(也也称称“客客体体表表象象”)，和和反反映映事事物物之之间间空空间间结结构构关关系系的的“关关系系表表象象”，中中间间要要经经过过若若干干层层次次、伴伴随随有有信信息息会会聚聚与与分分散的串

14、并存加工。散的串并存加工。具体经历的加工层次及过程如下图所示：具体经历的加工层次及过程如下图所示：第10页，本讲稿共39页 由上图可见，最低层次是指由视网膜由上图可见，最低层次是指由视网膜外侧膝状核外侧膝状核（简称（简称LGNLGN，也称也称“侧膝体侧膝体”）传送来的）传送来的小细胞（小细胞（P P）和大细胞（和大细胞（M M），它们经过第它们经过第2 2和第和第3 3层次的皮层加工时，层次的皮层加工时，呈现出选择性的细胞发放模式。在上图的较高层次上，连线显示这些通路如何参与中间的视觉任务，然后再会聚到皮层下的呈现出选择性的细胞发放模式。在上图的较高层次上，连线显示这些通路如何参与中间的视觉任

15、务，然后再会聚到皮层下的颞下回区和顶叶后部所表征的两个不同的视知觉任务（上图清楚地表明，颞下回区和顶叶后部所表征的两个不同的视知觉任务（上图清楚地表明，颞下回颞下回是生成是生成“客体表象客体表象”的主要区域的主要区域，顶叶后部顶叶后部则是生成则是生成“关系关系表象表象”的主要区域）。的主要区域）。第11页，本讲稿共39页(2)(2)视知觉串并存加工的神经机制视知觉串并存加工的神经机制 下面我们对上图中各个加工层次上的下面我们对上图中各个加工层次上的神经机制加以说明。神经机制加以说明。最低层次加工的神经机制最低层次加工的神经机制 初级视皮层加工的神经机制初级视皮层加工的神经机制 中、高级视皮层加

16、工的神经机制中、高级视皮层加工的神经机制 第12页，本讲稿共39页 最低层次加工的神经机制最低层次加工的神经机制晶状体晶状体10亿个亿个700万个万个瞳孔瞳孔光感受器（视杆细胞和视锥细胞）光感受器（视杆细胞和视锥细胞）视网膜视网膜 神经节细胞（将输入眼睛的信号传神经节细胞（将输入眼睛的信号传 送到大脑皮层）送到大脑皮层）(2)(2)视知觉串并存加工的神经机制视知觉串并存加工的神经机制第13页，本讲稿共39页 最低层次加工的神经机制最低层次加工的神经机制 对对灵灵长长目目来来说说，神神经经节节细细胞胞有有两两个个主主要要分分类类：M M细细胞胞和和P P细细胞胞。在在视视网网膜膜中中的的任任意意

17、一一点点，M M细细胞胞都都要要比比P P细细胞胞大大，并并有有较较粗粗厚厚的的轴轴突突，因因而而使使信信号号传传递递速速度度快快；同同时时M M细细胞胞还还有有较较大大的的感感受受器器，对对光光强强分分布布中中的的微微细细差差别别敏敏感感，故故能能有有效效处处理理很很低低的的对对比比度度，但但在在高高对对比比度度时时其其发发放放率率则则容容易易达达到到饱饱和和，且且空空间间分分辨辨率率低低，对对颜颜色色也也没没有有感感觉觉。P P细细胞胞则则相相反反，它它能能有有效效地地处处理理高高对对比比度度，其其输输出出与与输输入入的的关关系系接接近近线线性性，并并有有高高的的空空间间分分辨辨率率，对对

18、颜颜色色也也敏敏感感，但但信信号号传传递递速速度度较较慢慢，其其数数量则比量则比M M细胞多得多。细胞多得多。(2)(2)视知觉串并存加工的神经机制视知觉串并存加工的神经机制第14页，本讲稿共39页(2)(2)视知觉串并存加工的神经机制视知觉串并存加工的神经机制 由由M M细胞和细胞和P P细胞组成的神经细胞组成的神经节细胞节细胞,通过轴突将由光量子转通过轴突将由光量子转换成的电脉冲信号传送到换成的电脉冲信号传送到丘脑丘脑的侧膝体的侧膝体（LGNLGN），再由再由LGNLGN传输传输到大脑皮层。到大脑皮层。灵长目的侧膝体共灵长目的侧膝体共6 6层，如右图所示。层，如右图所示。其中其中1 1、2

19、 2两层两层由由M M 细胞构成，分别接受右眼或细胞构成，分别接受右眼或左眼的输入，且输入主要来自视左眼的输入，且输入主要来自视网膜的网膜的M M细胞。视网膜上的细胞。视网膜上的P P 细胞细胞则投射到其余则投射到其余4 4层上。实验表明：层上。实验表明：LGNLGN中的中的小细胞层小细胞层神经元携带有神经元携带有关颜色、纹理、形状、视差等关颜色、纹理、形状、视差等信息，信息，大细胞层大细胞层神经元则携带与运神经元则携带与运动及闪烁目标有关的信息。动及闪烁目标有关的信息。最低层次加工的神经机制最低层次加工的神经机制第15页，本讲稿共39页 初级视皮层加工的神经机制初级视皮层加工的神经机制 大大

20、脑脑皮皮层层的的结结构构也也是是分分层层的的，一一般般也也是是把把它它分分成成6 6层层，实实际际上上在在某某些些层中还包含几个亚层，如下图所示。层中还包含几个亚层，如下图所示。(2)(2)视知觉串并存加工的神经机制视知觉串并存加工的神经机制第16页，本讲稿共39页 初级视皮层加工的神经机制初级视皮层加工的神经机制 最最上上面面的的是是第第1 1层层，这这层层只只有有很很少少的的细细胞胞体体，主主要要是是由由以以下下各各层层中中锥锥体体细细胞胞向向上上延延伸伸形形成成的的树树突突末末梢梢以以及及末末梢梢之之间间相相互互连连接接的的轴轴突突构构成成。在在它它下下面面是是第第2 2、3 3层层，在

21、在这这两两层层中中有有许许多多锥锥体体细细胞胞。以以上上三三层层通通常常统统称称为为皮皮层层的的“上上层层”。第第4 4层层由由许许多多兴兴奋奋型型的的多多棘棘星星状状细细胞胞组组成成，而而几几乎乎没没有有锥锥体体细细胞胞；第第4 4层层包包含含4A4A、4B4B、4C4C等等三三个个亚亚层层，4C4C中中还还可可进进一一步步划划分分为为和和两两个个子子层层。第第5 5、6 6层层统统称称为为大大脑脑皮皮层层的的“下下层层”，它它包包含含许许多多的的锥锥体体细细胞胞，其其中中一一些些细细胞胞的树突末梢可一直伸展到最上面的第的树突末梢可一直伸展到最上面的第1 1层。层。第第2 2、3 3层层的的

22、细细胞胞仅仅与与其其它它皮皮层层区区相相联联系系，尽尽管管它它们们中中的的一一些些神神经经元元可可通通过过胼胼胝胝体体与与大大脑脑另另一一半半球球的的皮皮层层区区相相连连接接，但但它它们们的的投投射射并并未未超超出出皮皮层层区区。第第6 6层层中中有有一一些些神神经经元元通通过过侧侧向向轴轴突突可可以以与与第第4 4层层连连接接，但但该该层层中中的的主主要要神神经经元元是是反反向向投投射射到到丘丘脑脑或或屏屏状状核核。第第5 5层层是是比比较较特特殊殊的的层层次次，只只有有这这层层的的神神经经元元完完全全投投射射到到皮皮层层以以外外的的地地方方，从从某某种种意意义义上上可可以以说说，第第5 5

23、层层把把在在皮皮层层中中处处理理完完的的信信息息传传送送到到大大脑脑的的其其他部分和脊髓。他部分和脊髓。第17页，本讲稿共39页 初级视皮层加工的神经机制初级视皮层加工的神经机制 利文斯通和休伯使利文斯通和休伯使用电生理结合细胞色用电生理结合细胞色素氧化酶染色技术，素氧化酶染色技术，对猕猴脑皮层的对猕猴脑皮层的1717区区（也叫（也叫V1V1区区）和）和1818区区（也叫（也叫V2V2区区）进行了）进行了一系列深入的研究，一系列深入的研究，在此基础上提出了形在此基础上提出了形状、颜色、运动和深状、颜色、运动和深度等视觉信息在度等视觉信息在V1V1、V2V2区即区即初级视皮层区初级视皮层区内进行

24、串并存加工的内进行串并存加工的神经机制模型，神经机制模型，如右如右图所示。图所示。第18页，本讲稿共39页 初级视皮层加工的神经机制初级视皮层加工的神经机制 侧侧膝膝体体（LGNLGN）大大细细胞胞层层的的神神经经元元直直接接投投射射到到V1V1区区皮皮层层的的4C4C层层内内，然然后后再再依依次次投投射射到到4B4B层层的的细细胞胞，即即形形成成“视视网网膜膜的的M M细细胞胞（在在上上图图中中M M细细胞胞用用黑黑圆圆点点表表示示）层层4C4C4B4B”的的通通路路；另另一一方方面面，LGNLGN的的小小细细胞胞层层的的神神经经元元则则直直接接投投射射到到LGNLGN的的大大细细胞胞V1V

25、1区区的的4C4C层层内内，然然后后再再由由4C4C出出发发，分分别别投投射射到到第第2 2、3 3层层内内由由细细胞胞色色素素氧氧化化酶酶染染出出的的斑斑点点和和斑斑点点间间隙隙空空间间，即即分分成成了了两两条条通通路路：另另一一条条是是“视视网网膜膜的的P P细细胞胞（在在图图5.75.7中中P P细细胞胞用用小小圆圆圈圈表表示示）LGNLGN的的小小细细胞胞层层4C4C斑斑点点间间隙隙区区”。V1V1区区的的4B4B层层无无颜颜色色选选择择性性，但但有有方方位位选选择择性性和和运运动动方方向向选选择择性性。可可见见，通通过过V1V1的的加加工工产产生生了了两两个个分分离离的的细细胞胞群群

26、：一一群群对对方方位位无无选选择择性性但但有有明明显显的的颜颜色色编编码码（即即有有明明显显的的颜颜色色选选择择性性），另另一一群无明显的颜色选择性但对方位有选择性群无明显的颜色选择性但对方位有选择性。V2V2区区深深色色窄窄条条纹纹的的皮皮层层细细胞胞接接受受V1V1区区2+32+3层层斑斑点点内内细细胞胞的的投投射射，它它们们没没有有方方位位选选择择性性，约约一一半半以以上上的的细细胞胞是是颜颜色色编编码码。V2V2区区深深色色宽宽条条纹纹内内的的细细胞胞接接受受V1V1区区4B4B层层细细胞胞的的投投射射，它它们们没没有有颜颜色色选选择择性性，但但绝绝大大多多数数呈呈现现方方位位选选择择

27、性性；它它们们最最重重要要的的性性质质是是立立体体深深度度选选择择性性，即即对对单单眼眼刺刺激激的的反反应应很很弱弱，而而对对双双眼眼同同时时刺刺激激的的反反应应很很强强；对对刺刺激激在在双双眼眼水水平平位位置置上上的的变变化化（视视网网膜膜视视差差）非非常常敏敏感感。在在V2V2区区亮亮带带内内的的皮皮层层细细胞胞接接受受V1V1区区2+32+3层层斑斑点间细胞的投射，它们点间细胞的投射，它们具有方位选择性，但没有方向选择性具有方位选择性，但没有方向选择性。由由以以上上分分析析可可见见，在在初初级级视视皮皮层层的的V1V1、V2V2区区内内，通通过过串串并并存存加加工工，颜颜色色、形形状状、

28、深深度度等等不不同同视视觉觉信信息息已已经经开开始始分分离离，下下面面会会看看到到在在V2V2以上的中高级视皮层，这种分离倾向会更为明显。以上的中高级视皮层，这种分离倾向会更为明显。第19页，本讲稿共39页 中、高级视皮层加工的神经机制中、高级视皮层加工的神经机制 根根据据利利文文斯斯通通、休休伯伯和和万万埃埃森森等等人人的的研研究究成成果果，灵灵长长目目的的中中级级视视皮皮层层加加工工的的神神经经机机制制可可用用四四个个相相对对独独立立的的子子系系统统来来说说明明：一一个个涉涉及及运运动动，一一个涉及颜色，两个涉及形状个涉及颜色，两个涉及形状（参看上图）。（参看上图）。运运动动子子系系统统在

29、在初初级级视视皮皮层层以以外外的的中中枢枢为为V5V5区区（也也称称MTMT区区），其其输输入入通通路路是是“从从视视网网膜膜的的M M细细胞胞LGNLGN的的大大细细胞胞层层V1V1区区的的4C4C4B4B”，然然后后由由4B4B再再直直接接（或或间间接接地地经经V2V2的神色宽条纹区）投射到的神色宽条纹区）投射到V5V5区。区。颜颜色色子子系系统统在在初初级级视视皮皮层层以以外外的的中中枢枢为为V4V4区区，其其输输入入通通路路是是“从从视视网网膜膜的的P P细细胞胞LGNLGN的的小小细细胞胞层层V1V1区区的的4C4C2+32+3层层的的斑斑点点内内细细胞胞”，然然后后再再直直接接（或

30、或间间接接地地经经V2V2的的深深色色窄条纹区）投射到窄条纹区）投射到V4V4区。区。其其中中一一个个形形状状子子系系统统是是以以V4V4区区为为基基础础，它它与与颜颜色色有有关关联联。其其输输入入通通路路是是“从从视视网网膜膜的的P P细胞细胞LGNLGN的小细胞层的小细胞层V1V1区的区的4C4C2+32+3层的斑点间细胞层的斑点间细胞V2V2的亮带区的亮带区V4V4”。另一个形状子系统另一个形状子系统是以是以V3V3区（区（1919区）为基础，它侧重动态形状，即运动中的物体区）为基础，它侧重动态形状，即运动中的物体形状。其输入通路是形状。其输入通路是“从从M M细胞细胞LGNLGN的大细

31、胞层的大细胞层V1V1区的区的4C4C4B4B”，然后由，然后由4B4B再直再直接（或间接地经由接（或间接地经由V2V2的深色宽条纹区）投射到的深色宽条纹区）投射到V3V3。第20页，本讲稿共39页 中、高级视皮层加工的神经机制中、高级视皮层加工的神经机制 前前面面我我们们只只讨讨论论了了由由初初级级视视皮皮层层V1V1、V2V2区区向向更更高高级级视视皮皮层层区区（如如V3V3、V4V4、V5V5）的的“前前向向投投射射”（或或“正正向向投投射射”），是是否否也也存存在在更更高高级级视视皮皮层层区区向向V1V1、V2V2的的“反反向向投投射射”呢呢？根根据据万万埃埃森森等等人人对对猕猕猴猴大

32、大脑脑所所进进行行的的大大量量神神经经生生理理实实验验表表明明，这这种种反反向向投投射射不不仅仅存存在在，而而且且几几乎乎都都是是往往返返的的，即即反反向向投投射射几几乎乎和和正正向向投投射射一样多。一样多。虽虽然然在在解解剖剖学学上上已已有有反反向向投投射射的的大大量量证证据据，但但是是目目前前对对中中、高高级级视视皮皮层层向向低低级级视视皮皮层层反反向向投投射射（信信息息从从高高层层向向低低层层反反馈馈输输入入）的的意意义义、作作用用还还了了解解得得很很不不够够。值值得得注注意意的的是是，低低级级视视皮皮层层的的V1V1与与V2V2区区各各亚亚层层内内细细胞胞的的分分工工比比较较明明确确，

33、而而从从更更高高级级视视皮皮层层返返回回到到V1V1和和V2V2的的投投射射则则是是弥弥散散的的。换换句句话话说说，返返回回性性的的“反反馈馈信信息息通通路路”不不仅仅返返回回到到原原有有视视区区输输入入神神经经元元所所在在的的亚亚层层，而而且且分分布布到到整整个个初初级级视视区，使颜色、形状和运动等信息彼此联系起来，从而起到了区，使颜色、形状和运动等信息彼此联系起来，从而起到了整合整合的作用的作用。以以上上分分析析表表明明，实实际际的的视视知知觉觉形形成成是是按按类类似似前前述述的的图图d d所示的复杂串并存方式加工的。所示的复杂串并存方式加工的。第21页，本讲稿共39页二二“环形非线性交互

34、作用加工环形非线性交互作用加工”的神经生理基础的神经生理基础 “环环形形非非线线性性交交互互作作用用”是是指指在在显显意意识识的的时时间间逻逻辑辑思思维维（环环A A）与与潜潜意意识识的的创创造造想想象象思思维维（环环B B）或或复复杂杂直直觉觉思思维维（环环C C）之之间间通通过过多多次次的的内内循循环环与与外外循循环环的的交交互互作作用用而而形形成成创创造造性性思思维维（即即发发生生灵灵感感或或顿顿悟悟）的的过过程程。这这里里的的“环环形形”是是指指环环A A与与环环B B（或或环环A A与与环环C C）之之间间的的内内循循环环与与外外循循环环；“交交互互作作用用”是是指指通通过过反反复复

35、执执行行“显显意意识识激激励励-潜潜意意识识探探索索-显显意意识识检检验验”等等内内循循环环或或外外循循环环的的心心理理操操作作过过程程而而实实现现的的显显、潜潜意意识识之之间间的的交交互互作作用用；“非非线线性性”则则是是指指进进入入内内循循环环或或外外循循环环的的路路径径不不止止一一条条，而而是是有有多多种种可可能能的的选选择择。可可见见，上上述述三三个个方方面面说说的的是是同同一一个个主主题题的的不不同同侧侧面面：这这同同一一主主题题就就是是“通通过过显显意意识识与与潜潜意意识识之之间间的的交交互互作作用用来来形形成成灵灵感感或或顿顿悟悟”。“环环形形”与与“非非线线性性”是是从从心心理

36、理加加工工的的方方式式、路路径径来来说说明明这这一一主主题题；“相相互互作作用用”则则是是从从心心理理加加工工的的具具体体内内容容来来说说明明。所所以以下下面面我我们们就就可可以以围围绕绕显意识与潜意识之间的交互作用来分析显意识与潜意识之间的交互作用来分析“环形非线性交互作用环形非线性交互作用”的神经生理基础。的神经生理基础。由由于于潜潜意意识识思思维维只只发发生生在在环环B B或或环环C C之之中中，而而环环B B或或环环C C中中串串并并存存线线性性加加工工机机制制的的神神经经生生理理基基础础已已在在上上一一小小节节作作了了详详细细说说明明，环环A A中中则则是是显显意意识识的的时时间间逻

37、逻辑辑思思维维，因因此此要要阐阐明明显显意意识与潜意识的环形非线性交互作用的神经生理基础，只需进一步解决以下三个问题：识与潜意识的环形非线性交互作用的神经生理基础，只需进一步解决以下三个问题：1.1.环环A A中思维加工的神经机制；中思维加工的神经机制；2.2.环环B B（或环（或环C C）输出至环）输出至环A A的神经机制；的神经机制；3.3.环环A A输出至环输出至环B B（或环（或环C C）的神经机制。）的神经机制。第22页，本讲稿共39页二二“环形非线性交互作用加工环形非线性交互作用加工”的神经生理基础的神经生理基础 1.1.环环A A中思维加工的神经机制中思维加工的神经机制 环环A

38、A中中的的加加工工流流程程是是串串行行、线线性性顺顺序序加加工工。为为了了进进行行这这种种加加工工，大大脑脑神神经经生生理理系系统统应应提提供供两两种种机机能能的的支支持持：一一是是逻逻辑辑思思维维加加工工机机制制（以以确确定定思思维维加加工工的的计计划划、顺顺序序，进进行行逻逻辑辑分分析析、判判断断、推推理理，并并对对实实现现目目标标的的过过程程进进行行监监控控与与调调节节），二二是是逻逻辑辑思思维维加加工工缓缓存存区区（也也叫叫“言言语语工工作作记记忆忆”，用用于于暂暂存存逻逻辑辑思思维维的的加加工工对对象象和和思思维维加加工工的的中中间间结结果果或或最最终终成成果果）。关关于于这这两两种

39、种机机能能在在大大脑脑皮皮层层中中的的定定位位，目目前前还还不不十十分分确确切切，但但是是已已有有许许多多研研究究人人员员在在这这方方面面作作了了认认真真的的探探索索。下下面面依依据据九九十十年年代代以以来来国国际际上上在在这这一一领领域域已已取取得得的的研研究究进进展展，对对此此问问题题进进行行论论证。证。（1 1）关于逻辑思维加工机制）关于逻辑思维加工机制 （2 2）关于言语工作记忆区（逻辑思维加工缓存区）关于言语工作记忆区（逻辑思维加工缓存区）第23页，本讲稿共39页（1 1）关于逻辑思维加工机制）关于逻辑思维加工机制 若宾等人的发现若宾等人的发现 克奈特等人的发现克奈特等人的发现 伽赞

40、尼伽的发现伽赞尼伽的发现 小结小结第24页，本讲稿共39页（1 1）关于逻辑思维加工机制）关于逻辑思维加工机制 若宾等人的发现若宾等人的发现 若若宾宾（Nina Nina RobinRobin）等等人人认认为为，人人类类用用来来解解决决实实际际问问题题的的各各种种知知识识不不外外乎乎两两大大类类：明明确确的的关关系系知知识识和和内内隐隐的的关关系系知知识识。明明确确的的关关系系知知识识以以有有意意识识的的、可可一一步步步步进进行行逻逻辑辑推推理理的的思思维维加加工工为为基基础础；内内隐隐的的关关系系知知识识则则以以潜潜意意识识的的、快快速速直直觉觉思思维维加加工工为为基基础础。若若宾宾等等人人

41、通通过过脑脑神神经经解解剖剖和和电电生生理理测测量量证证实实，前前额额叶叶皮皮层层的的主主要要功功能能就就是是获获取取和和运运用用 明明确确的的关关系系知知识识，并并负负责责注注意意的的分分配配，行行为为的的计计划划、监监督督和和调调节节，以以及及时时间间序序列列活活动的控制等。换言之，前额叶皮层就是实现逻辑分析和推理的神经生理基础。动的控制等。换言之，前额叶皮层就是实现逻辑分析和推理的神经生理基础。前前额额叶叶包包括括主主沟沟及及其其周周围围的的背背侧侧部部、弓弓沟沟及及其其周周围围部部位位和和眶眶额额部部等等三三个个组组成成部部分分，每每一一部部分分所所具具有有的的功功能能都都是是分分析析

42、、认认识识事事物物的的性性质质和和处处理理事事物物之之间间的的复复杂杂关关系系，即即实现逻辑思维所需要的。实现逻辑思维所需要的。主沟周围的背侧部主沟周围的背侧部-负责控制注意和工作记忆，制定计划；负责控制注意和工作记忆，制定计划；弓弓沟沟及及其其周周围围部部位位-这这一一部部位位对对“刺刺激激-反反应应”这这类类条条件件性性偶偶然然事事件件的的学学习习起起决决定定作作用，尤其是对突发事件的反应及处理更是至关重要；用，尤其是对突发事件的反应及处理更是至关重要；眶额部眶额部-负责与选择性有关的心理加工和情绪控制。负责与选择性有关的心理加工和情绪控制。第25页，本讲稿共39页（1 1）关于逻辑思维加

43、工机制）关于逻辑思维加工机制 克奈特等人的发现克奈特等人的发现 克克奈奈特特等等人人认认为为，人人类类的的思思维维活活动动包包括括三三个个层层次次：第第一一层层次次是是感感知知功功能能，第第二二层层次次是是执执行行功功能能，第第三三层层次次（最最高高层层次次）是是意意识识和和自自我我意意识识。除除了了第第一一层层次次以以外外，其其余余两两个个层层次次的的功功能能（也也是是实实现现人人类类逻逻辑辑思思维维的的关关键键功功能能）都都依依赖赖于于前前额额叶叶皮皮层层的的背背侧侧部部。所所以以克克奈奈特特等等人人认认为为，前前额额叶叶皮皮层层的的背背侧侧部部在在为为目目标标的的实实现现进进行行计计划划

44、、对对面面临临问问题题作作出出决决策策、对对行行为为进进行行监监测测与与调调节节，以以及及对对时时间间顺顺序任务进行控制等方面起着决定性的作用。序任务进行控制等方面起着决定性的作用。克克奈奈特特等等人人所所确确定定的的前前额额叶叶皮皮层层背背侧侧部部是是指指大大脑脑皮皮层层布布洛洛德德曼曼分分区的第区的第6 6、8 8、9 9、1010、4444、4545和和4646区区（不包括眶额部）。（不包括眶额部）。第26页，本讲稿共39页 （1 1）关于逻辑思维加工机制）关于逻辑思维加工机制 伽赞尼伽的发现伽赞尼伽的发现 伽伽赞赞尼尼伽伽（M.S.GazzanigaM.S.Gazzaniga）认认为为

45、，大大脑脑是是由由神神经经系系统统在在各各个个水水平平上上进进行行活活动动的的多多个个子子系系统统以以模模块块形形式式组组织织在在一一起起的的，每每个个子子系系统统分分别别负负责责行行为为发发生生、情情绪绪控控制制和和认认知知过过程程等等。但但是是所所有有这这些些子子系系统统的的活活动动为为了了能能协协调调一一致致，必必须须受受一一个个称称之之为为“解解释释器器”（interpreterinterpreter）的的特特定定系系统统所所整整合合与与监监控控。这这个个解解释释器器应应位位于于大大脑脑皮皮层层的的左左半半球球，它它是是人人脑脑的的最最重重要要系系统统。它它使使我我们们具具有有推推理理

46、能能力力，使使我我们们对对日日常常生生活活中中的的各各种种刺刺激激不不再再作作出出简简单单的的反反应应；它它使使我我们们形形成成信信念念和和心心理理结结构构，使使各各种种心心理理活活动动得得以以进进行行。伽伽赞赞尼尼伽伽所所说说的的“解解释释器器”实实际际上上就就是是实实现现逻逻辑辑思思维维的的加加工工机机制制。但但令令人人遗遗憾憾的的是是，他他只只肯肯定定这这个个解解释释器器是在大脑的左半球，却未能指出应具体定位在左半球皮层的哪一部位。是在大脑的左半球，却未能指出应具体定位在左半球皮层的哪一部位。第27页，本讲稿共39页（1 1）关于逻辑思维加工机制）关于逻辑思维加工机制 小结小结 综综合合

47、上上述述三三种种观观点点，我我们们认认为为，把把逻逻辑辑思思维维的的加加工工机机制制定定位位在在克克奈特等人所确定的奈特等人所确定的“前额叶皮层背侧部前额叶皮层背侧部”是比较可信的，其理由是：是比较可信的，其理由是：第第一一，克克奈奈特特等等人人所所说说的的“前前额额叶叶皮皮层层背背侧侧部部”与与若若宾宾等等人人所所确确定定的的前前额额叶叶皮皮层层三三个个组组成成部部分分中中的的第第一一部部分分（主主沟沟及及其其周周围围背背侧侧部部）是是一一致致的的。而而若若宾宾等等人人所所说说的的另另外外两两个个组组成成部部分分，虽虽然然也也与与逻逻辑辑思思维维有有些些关关系系，但但不不起起主主要要作作用用

48、（尤尤其其是是“眶眶额额部部”，它它与与情情绪绪控控制制的的关关系更为密切）。系更为密切）。第第二二，克克奈奈特特等等人人对对前前额额叶叶皮皮层层背背侧侧部部所所定定义义的的功功能能（包包括括为为目目标标的的实实现现进进行行计计划划，对对面面临临问问题题作作出出决决策策，对对行行为为进进行行监监测测与与调调节节以以及及对对时间顺序任务进行控制）时间顺序任务进行控制）正好与逻辑思维所要达到的目标一致。正好与逻辑思维所要达到的目标一致。第第三三，克克奈奈特特等等人人给给出出了了关关于于前前额额叶叶皮皮层层背背侧侧部部比比较较确确切切的的脑脑皮层定位皮层定位布洛德曼分区的第布洛德曼分区的第6 6、8

49、 8、9 9、1010、4444、4545和和4646区。区。第28页，本讲稿共39页（2 2）关于言语工作记忆区（逻辑思维加工缓存区）关于言语工作记忆区（逻辑思维加工缓存区）目目前前关关于于逻逻辑辑思思维维的的加加工工缓缓存存区区（即即言言语语工工作作记记忆忆区区）在在大大脑脑皮皮层中的定位有以下几种看法：层中的定位有以下几种看法：皮皮特特瑞瑞兹兹（M.PetridesM.Petrides）等等人人认认为为，与与言言语语材材料料有有关关的的工工作作记记忆区是在忆区是在布洛德曼布洛德曼6 6区区。按按照照克克奈奈特特等等人人文文章章的的原原意意，该该文文中中所所说说的的“前前额额叶叶皮皮层层背

50、背侧侧部部”在在大大脑脑皮皮层层中中的的定定位位区区域域，是是指指与与逻逻辑辑思思维维有有关关的的全全部部区区域域（即即与与克克奈奈特特所所说说的的第第二二、三三层层次次有有关关的的全全部部区区域域），也也就就是是说说，言言语语工工作作记记忆忆区区也也应应包包括括在在上上述述七七个个布布洛洛德德曼曼区区（6 6、8 8、9 9、1010、4444、4545和和4646区区）之之内内。结结合合皮皮特特瑞瑞兹兹的的看看法法，我我们们可可以以认认为为，克克奈奈特特等等人人对对言言语语工工作作记忆的脑皮层定位记忆的脑皮层定位也应当是在布洛德曼也应当是在布洛德曼6 6区。区。钟尼兹（钟尼兹（J.Joni