脑与认知科学

脑与认知科学的区别

脑科学和认知科学都是智能科学与技术的重要组成部分。脑科学从分子水平、细胞水平、行为水平研究自然智能机理，建立脑模型，揭示人脑的本质。认知科学是研究人类感知、学习、记忆、思维、意识等人脑心智活动过程的科学。

一．本质上的区别

脑科学是智能科学的本质基础。大脑是人类的核心，是人类高级于其他物种的本质所在，是人类智能的发源地。众所周知，人们的一切思维、行为都受到了脑的控制。在平时的生活中，我们需要使用大脑，让它来支配我们完成各种事务。脑科学的研究是为了赋予机器与人类相近的智能系统，所以要想让机器更好的服务于人类，我们必须要着手于大脑的探究。?

认知科学是智能科学与技术的中间体。诺贝尔奖的得主弗兰西斯?克里克在其著作《惊人的假说——灵魂的科学探索》中提出“人的精神活动完全由神经细胞、胶质细胞的行为和构成及影响它们的原子、离子和分子的性质所决定”。因此建立认知科学的激励的一个更深刻的原因是，人们要深入研究人自己的大脑和精神世界。顾名思义，认知科学是研究人认识和适应周围世界的过程以及与认知过程有关的神经系统及大脑的机理，人类感知和思维信息处理过程的科学。作为智能科学的中间体，它以脑科学研究为基础，同时也反作用于脑科学，并未智能科学的应用提供了重要的基础。

二．研究内容的区别

人类从三个不同层面全面的研究大脑。第一个层面是生物学家和精神网络专家的战场，第二个层面是脑波技术专家和系统论专家的战场，第三个层面是哲学家和物理学家的战场。脑科学涉及的研究范围很广，主要有以下几方面。

1.脑科学研究的一个重要方面是对神经网络复杂构建中的单

个元件神经元以及神经元通信问题的研究。

2.脑科学对有关学习、记忆、语言、思维等高级神经活动的

机制的研究。

3.发育神经生物学的研究是脑研究的一个重要领域。

4.脑高级功能的研究。主要包括：感觉整合与认知的形成机

理；脑高级功能的功能定位及其动态变化过程与机理；大

脑神经网络功能连接属性及其动态分析等。

5.脑科学的研究是实现超极人工智能的必要前提。脑科学从

分子水平、细胞水平、行为水平和整体水平对脑功能和疾

病进行综合研究，并从脑的发育过程了解脑的构造和工作

原理。

认知科学研究目标旨在探索智力和智能本质，建立认知科学和新型智能系统的计算理论，解决对认知科学和信息科学具有重大意义的若干理论基础和智能系统实现的关键技术问题。

下面对认知科学的研究方面进行总结。

1.学习与记忆过程的信息处理

2.思维、语言认知问题

3.基于环境的认知

4.计算认知学的感知信息获取和处理

5.意识问题

三．研究方法的区别

脑科学的研究方法主要有以下几方面。

1.解剖学方法：采用通常的组织染色方法可以在光学显微镜

下观察神经系统各种组织的细胞结构，即神经元的不同形

态，以及它们间连接的一般情况。运用电子显微镜可以进

一步了解神经元和突触的精细结构。

2.生理学方法：运用微电极细胞外记录、细胞内记录技术对

单个神经元活动分析。近年来，片膜钳技术对离子通道进

行深入的研究。

3.分子生物学方法：

1）重组DNA技术：分析离子通道蛋白的结构和功能、生

理特性；

2）应用单克隆抗体和遗传突变体

4.系统生物学方法：20世纪中页贝塔朗菲创立了一般系统论，

1993年Zieglgansberger W和Tolle TR发表神经系统疾病研

究的系统生物学方法，随着生物信息学的发展、基因组计

划的成功，以及神经系统的细胞信号传导与基因表达调控

的研究，系统生物学采用实验、计算与工程的系统论方法，

成为脑科学研究的发展现代趋势。

5.无损实验方法：针对人体PET，fMRI，ERP

认知科学对于认知现象的研究，按方法论大体可以归结为三种：认知内在主义方法、认知外在主义方法和认知语境主义方法。认知内在主义是指从心智内在因素的关联中研究认知问题，不考虑外在因素对心智的影响的方法论；认知外在主义是指从心智之外额行为、文化等因素来解释心智的功能的方法论；认识语境主义方法是指从心智的内在和外在因素整合上认识心智的方法论，这种整合也即相关认知多因素的整合，表现出认知内在主义和认知外在主义方法的整合。