人脑功能结构图
人脑与人工神经网络
03
解释性和透明度
04
ANN通常被视为“黑箱”模型 ，因为它们的工作原理很难解释 。这限制了它们在需要高度解释 性的领域（如医疗和法律）的应 用。
生物真实性和复杂 性
当前的ANN模型在模拟人脑复杂 性和生物真实性方面仍有很大差 距。例如，人脑中的神经突触可 塑性、多种神经递质和调质等特 性在大多数ANN模型中尚未得到 充分体现。
功能类比
人脑具有学习、记忆、识 别等功能，人工神经网络 也通过训练和优化来实现 类似功能。
互补性
人脑擅长处理模糊、非线 性问题，而人工神经网络 在处理大规模数据和复杂 模式识别方面具有优势。
研究背景和意义
认知科学的发展
随着对人脑认知过程的深入研究， 人们逐渐认识到人脑与计算机在 处理信息方面的本质区别，进而 提出模拟人脑功能的人工神经网
自适应与学习能力
人脑具有强大的自适应和学习能力，可以学习新知识和技 能；人工神经网络也具有一定的学习能力，但通常需要大 量数据进行训练。
情感与意识
人脑具有情感和意识等复杂心理现象；而人工神经网络目 前还无法模拟这些现象。
学习机制对比
学习方式
人脑通过经验、实践和学习不断改变神经元之间的连接强度；人工神经网络则通过反向传 播等算法调整权重以进行学习。
生成具有逻辑和语义连 贯性的文本，如诗歌生
成、小说创作等。
语音识别和合成领域应用
语音识别
将人的语音转换成文字信息， 如语音输入、语音助手等。
语音合成
将文字信息转换成人的语音， 如语音播报、语音聊天机器人 等。
说话人识别
识别出说话人的身份，如声纹 识别、语音解锁等。
语音情感分析
分析语音中的情感信息，如语 音情感识别、语音情绪分析等
2.5 人脑的高级功能
1.人类大脑皮层的左半球中S区、V区、W区和H区病变导致人的言语功能
出现障碍,说明什么问题?
人类的语言活动与大脑皮层某些特定区域相关,如果大脑皮层言语区的损
伤会导致各种言语功能障碍。
2.辨析视觉性语言中枢和视觉中枢、听觉性语言中枢和听觉中枢的关系。
视觉性语言中枢不等同于视觉中枢,视觉中枢与视觉的产生有关,视觉性语
2）生理或病理现象与神经中枢的关系
生理或病理现象 神经中枢参与（损伤）
考试专心答题时
“千手观音”聋哑人学 习舞蹈
大脑皮层V区和W区 （高级中枢），
H区和S区不参与 大脑皮层视觉中枢和言 语区的V区，躯体运动 中枢
1.连线
3.大多数人主导语言功能的区域是在大脑的左半球,逻辑思维主要 由左半球负责。大多数人的大脑右半球主要负责形象思维,如音乐、 绘画、空间识别等。
二、学习和记忆 ①学习是神经系统不断受到刺激，获得新的行为、习惯和积累 经验的过程。 ②记忆是将获得的经验进行贮存和再现的过程。
3、学习和记忆
短期记忆：神经元的活动及神经元之间的联系有关。 长期记忆：与新突触的建立有关。
二、学习、记忆与情绪 1.学习与记忆 (1)学习和记忆也是脑的高级功能,是指神经系统不断地接受刺激, 获得新的行为、习惯和积累经验的过程。条件反射的建立也就是 动物学习的过程。如同人脑的其他高级功能一样,学习和记忆也不 是由单一脑区控制的,而是由多个脑区和神经通路参与。
语言功能 情境导引
课堂篇探究学习
言语活动是大脑皮层各个部位共同活动的结果,但皮质的不同部位又有相
对的机能分工。语言区右利者(惯用右手的人),其语言区在左侧半球,大部分左利者,其语言中枢也
在左侧,只少数位于右侧半球。语言区所在的半球称为优势半球。结合教
苏教版小学五年级上册科学 第五单元 人体“司令部” 19我们的大脑
新知讲解 活动 一 认识脑的基本特点
（2）小脑：位于大脑后下方，脑干背侧。小脑表面有许多大致平行的浅沟，沟间为叶 片。小脑半球的功能是主管平衡，能调节肌张力、调节随意运动，可以对人的运动行为 作出纠正。 （3）脑干：呈不规则的柱状。位于大脑下、小脑前，下连脊髓。脑干的功能主要是维持 个体生命。包括心跳、呼吸、消化在内的一系列重要生理功能，均与脑干有关。
左右脑分工
课堂练习
一、填空 1、人脑主要分为（ 大脑 ）、（ 小脑 ） 、（ 脑干）三部分。
课堂练习
二、判断对错
× 1、大脑的表面十分光滑。（ ） × 2、某病人右侧肢体出现瘫痪症状，可能是他大脑右侧出现了损伤。（ ）
课堂练习
三、选择题 1、关于人脑，下列说法不正确的是（ C ）。
A.大脑的形状与两只手合拢的拳头相似 B.大脑是淡粉色的 C.大脑是身体最坚硬的部分
实验步骤： （1）设计一个用七巧板拼的图形。 （2）用七巧板拼出设计的图形。 （3）将用七巧板拼出的图形画在活动记录上。 实验记录：
新知讲解 活动 二 认识大脑的功能
实验现象： 虽然给予每位同学的七巧板相同，但每位同学拼出的图形不完全相同，有的同学拼
出了物品，有的同学拼出了动物。 实验分析：用相同的七巧板拼出了不相同的图形是因为每位同学具有不同的大脑。
4、大脑的推理功能。 推理，是逻辑思维的基本形式之一，是由一个或几个已知的判断（前提）推出新判断 （结论）的过程，有直接推理、间接推理等。 根据下图中前三个图形的规律，画出第四个图形。
新知讲解 活动 二 认识大脑的功能
结分论析：：大先脑观具察有每逻组辑图推形理的功构能成。，都是由两个圆和一个正方形构成的，其中圆为一黑一白， 正方形为白色。再观察每个构成部分的位置，白色圆先是在第1位，然后第2位、第3位， 接下来的位置是第1、2、3位……白色正方形先是第2位，然后第3位、第1位，接下来的位 置是第2、3、1位……黑色圆先是在第3位，然后第1位、第2位，接下来位置是第3、1、2 位……说明三个图形是依次循环出现的，那么第四个图形中，白色圆在第1位，白色正方 形在第2位，黑色圆在第3位。
人教版高中生物必修三第2章第1节 通过神经系统的调节 课件(共52张PPT)
神经纤维上的传导 细胞间的传递 信号形式 传导速度 传导方向
实质
神经纤维上的传导 细胞-化 学 信 号-电信 号
传导速度 快
慢
传导方向 双向
单向
实质
膜电位变化→局部 突触小泡释放递
电流
质
五、神经系统的分级调节
1、人体神经系统结构图： 脑
脊髓
中枢神经系统
脑神经 脊神经
递质发生效应后，就被酶破坏而失活，或被移走而迅 速停止作用。因此，一次神经冲动只能引起一次递质释放， 产生一次突触后电位变化。
如果神经递质一直起作用，会有什么结果？
突触传导特点
①单向传递： ②兴奋在突触处的传递比在神经纤维上的传导要慢。 ③突触后膜的受体对递质有高度的选择性
因此 某些药物可以特异性地作用于突触的传递过程， 阻断 或加强突触的传递。
C．兴奋在突触处只能由前膜传向后膜 D．突触前后两个神经元的兴奋是同步的
5.在反射弧中，电刺激传入神经末梢，兴奋能传
到效应器，而刺激传出神经末梢，兴奋却不能
传到感受器，原因是兴奋在下图所示结构上的
传导(或传递)方向不能由
（ ）B
A.①→② C.②→①
B.③→④ D.④→③
6.下列关于兴奋传导的叙述，正确的是 （ A ） A.神经纤维膜内局部电流的流动方向与兴奋传 导方向一致 B.神经纤维上已兴奋的部位将恢复为静息状态 的零电位 C.突触小体完成“化学信号→电信号”的转变 D.神经递质作用于突触后膜，使突触后膜产生 兴奋 解析 此题考查兴奋在神经元之间的传导。B项 应是恢复为静息状态的内负外正的静息电位； C项应是完成“电信号→化学信号”的转变；D项应 是使下一个神经元产生兴奋；A项的局部电流在神 经纤维内的流动方向是与兴奋传导方向一致的。
大脑皮层的感觉分析功能[仅限参考]
![大脑皮层的感觉分析功能[仅限参考]](https://img.taocdn.com/s3/m/16d2631b561252d380eb6ea8.png)
大脑皮层的感觉分析功能（一）大脑皮层的结构特点与分区人类大脑皮层内神经元的数量极大，有人估计约为140亿个，其类型也很多，神经元之间具有复杂的联系。
但是，各种各样的神经元在皮层中的分布不是杂乱的，而是具有严格层次的。
大脑半球内侧面的古皮层比较简单，一般只有三层：①分子层；②锥体细胞层；③多形细胞层。
大脑半球外侧面等处的新皮层，具有六层：①分子层；②外颗粒层；③外锥体细胞层；④内颗粒层；⑤内锥体细胞层；⑥多形细胞层。
新皮层的不同区域虽然具有相似的六层结构，但不同区域各层的相应厚度并不相同，其中所含神经元的形状与大小与不完全相同。
根据神经元成分与结构特征，可以把大脑皮层分成很多区，例如有人把它分成52个区（图10-25）。
图10-25 人类大脑皮层分区上：大脑半球外侧面下：内侧面对大脑体表感觉区皮层结构和功能的研究指出，皮层细胞的纵向柱状排列构成大脑皮层的最基本功能电位，称为感觉柱（sensory column）。
这种柱状结构的直径为200-500μm，垂直走向脑表面，贯穿整个六层。
同一柱状结构内的神经元都具有同一种功能，例如都对同一感受野的同一类型感觉刺激起反应。
在同一刺激后，这些神经元发生放电的潜伏期很接近，仅相差2-4ms；说明先激活的神经元与后激活的神经元之间仅有几个神经元接替；亦说明同一柱状结构内神经元联系环路只需通过几个神经元接替就能完成。
一个柱状结构是一个传入-传出信息整合处理单位，传入冲动先进入第四层，并由第四层和第二层细胞在柱内垂直扩布，最后由第三、第五、第六层发出传出冲动离开大脑皮层。
第三层细胞的水平纤维还有抑制相邻细胞柱的作用；因此一柱发生兴奋活动时，其相邻细胞柱就受抑制，形成兴奋和抑制镶嵌模式。
这种柱状结构的形态功能特点，在第二感觉区、视区、听区皮层和运动区皮层中也一样存在。
（二）体表感觉中央后回（3-12区）主要是全身体感觉的投射区域。
通过在灵长类动物皮层诱发电位的引导研究，找出中央后回的感觉投射规律如下：①躯体感觉传入冲动向皮层投射具有交叉的性质，即一侧传入冲动向对侧皮层投射，但头而部感觉的投身是双侧性的；②投射区域的大小与不同体表部位的感觉分辨精细程度有关，分辨愈精细有部位在中央后回的代表区也愈大，例如大拇指和食指的代表区面积比胸部十二根脊神经传入支配的代表区总面积大几倍，说明分辨精细有部位具有较大量的感受装置，皮层上与其相联系的神经元数量也必然较多，有利于精细的感觉分析；③投射区域具有一定的分野，下肢代表区在顶部（膝部以下的代表区在皮层内侧面），上肢代表区在中间部，头面部代表区在底部，总的安排是倒置的，然而头而部代表区内部的安排是正立的。
新高考生物-第2章 神经调节 第5节 人脑的高级功能
第5节人脑的高级功能课程内容标准核心素养对接(1)简述人类的语言功能与大脑皮层言语区的关系。
(2)简要说明人类记忆的过程以及记忆与学习的关系。
(3)简述情绪是人脑的高级功能之一。
(1)生命观念——通过了解大脑的特点，建立人脑的结构功能观。
(2)科学思维——概括总结人脑大脑皮层的特点，比较区分记忆的四个阶段。
(3)社会责任——讨论交流产生消极情绪的原因及维持稳定情绪的做法。
知识点1语言功能1.语言功能是人脑特有的高级功能，与大脑皮层的言语区有关。
2.大脑皮层言语区(连线)3.人脑左右半球的功能知识点2学习、记忆与情绪(1)大脑皮层具有语言、学习和记忆等高级功能。
(√)(2)语言功能是人脑特有的高级功能。
(√)(3)人主导语言功能的区域都位于大脑的左半球。
(×)(4)大多数人的空间识别主要由大脑右半球负责。
(√)(5)学习和记忆由大脑中某一特定的脑区控制。
(×)(6)短时记忆可能与神经元之间即时的信息交流有关，尤其是与大脑皮层下的一个形状像海马的脑区有关。
(√)1.大脑皮层是调节人体生理活动的最高级中枢，比较重要的中枢有位于中央前回的躯体运动中枢(管理身体对侧骨骼肌的随意运动)、躯体感觉中枢(与身体对侧皮肤、肌肉等处接受刺激而使人产生感觉有关)、语言中枢(与说话、书写、阅读和理解语言有关，是人类特有的神经中枢)、视觉中枢(与产生视觉有关)、听觉中枢(与产生听觉有关)。
教材P37“问题探讨”拓展结合教材及上述资料，说明人的大脑有哪些区别于脊髓的高级功能？提示：语言功能、学习和记忆等。
2.大多数人主导语言功能的区域是在大脑的左半球，逻辑思维主要由左半球负责。
大多数人的大脑右半球主要负责形象思维，如音乐、绘画、空间识别等。
请思考少数“左撇子”的人，他们主导语言功能的区域位于大脑的哪个半球？教材P38“正文信息”拓展提示：大脑右半球。
探究点一语言功能观察人类大脑皮层的言语区示意图，分析回答。
人和动物的神经系统及其调节--冰鱼世界
人的大脑是经过漫长的进化过程才有了现代这样的高度智慧。而电脑在人脑的开发下发展得非常快。自1946年诞生第一代电脑后，不断诞生新一代的电脑。时至今日，电脑的运算速度要比人脑快几百万倍。我国自行设计的“银河”计算机运算速度高达每秒1亿次。因此，一些人脑无法控制的高速进行过程，如火箭发射、人造卫星遥控等都是由电脑来控制的。而且电脑在记忆的速度和容量上也是相当惊人的。
神经元 神经元是构成神经系统结构和功能的基本单位。神经元是一类很特殊的细胞，它在神经组织中大量存在。
观察
神经元的结构
观察图9-2，认识神经元的结构组成。
想一想，一个神经元是一个完整的细胞吗？
神经元的基本结构包括细胞体和突起两部分。细胞体有许多突起，一般，一条长而分支少的叫做轴突，数条短而呈树枝状分支的叫做树突。多数神经纤维是由轴突和树突以及外面套着的髓鞘共同组成的。神经纤维末端的细小分支叫做神经末梢，分布在全身各处。
人体的神经调节
手突然被针刺一下，会立即缩回来；跑步的时候要与神经系统的调节作用有关。人体内的各项生理活动主要是依靠神经系统进行调节的。
人体的神经系统
小脑
小脑位于大脑的后下方，也分为左右两个半球。小脑的作用在于协调全身肌肉的活动，用以维持身体的平衡。如果小脑发生病变或受到损伤，就会使身体失去平衡，运动不协调、不准确，走路摇晃，像喝醉了酒，闭目直立时站立不稳。
脑干
脑干位于大脑的下方，下端与脊髓相连。人体的呼吸、血液循环等重要生命活动的调节中心都在脑干里。如果脑干受到损伤，将直接影响呼吸以及心脏的活动，严重时甚至危及生命，所以脑干有“生命中枢”之称。
【课件】人脑的高级功能课件2022-2023学年高二上学期生物人教版选择性必修1
可能不遗忘
二① 感学习觉与性记记忆忆 ： 感 觉 性 记 忆 是 转瞬即逝 的 ， 有 效 作 用 时 间 往 往 不超过1秒 ，所记的信息并不构成 真正的记忆 。感觉性记忆的信息大 部分迅速消退 ，如果对于某一信息加以 注意 ，如老师讲话的听觉刺激， 或书本上文字的视觉刺激，则可以将这个瞬时记忆转入 第一级记忆 。
员机体生理功能的表述，不正确的是（ ） A.自主神经系统不参与这个过程 B.这些过程涉及一系列的反射活动
C.在大脑皮层调控下球员相互配合 D.球员在神经与肌肉的协调下起脚射门
2.海蜗牛在接触几次电击后，能学会利用长时间蜷缩的方式保护自己；没有 经过电击刺激的海蜗牛则没有类似的防御行为。研究者提取前者腹部神经元 的RNA注射到后者颈部，发现原本没有受过电击的海蜗牛也“学会”了防御，
练习与应用 P40 二、 拓展应用 2.有的同学经常熬夜学习，请査阅资料并结 合亲身的经历，谈一谈这样 做的危害。
提示: （1）睡眠不足，白天上课打盹、注意力不集中、走神。 （2）学习效率低，记忆力减退。 （3）容易疲劳，机体免疫力降低。
本章小结 P41
一、选择题
复习与提高 P42
A 1.在足球赛场上，球员奔跑、抢断、相互配合，完成射门。下列对比赛中球
➢ 讨论： 1.上述资料可以说明人的大脑有哪些区别于脊髓的高级功能？
人脑具有记忆、语言、思维、情绪等功能。
2.人的大脑有哪些区别于动物大脑的高级功能？
• 人脑大脑皮层具有言语区，具有言语功能。利用
语言，人类能够进行抽象思维，具有意识。
• 有些动物也能对语言刺激作出反应，那是人类训
练的结果，是简单的模仿和强化记忆的结果。
二脑的哪些结构与学习记忆有关呢？ 记忆的神经生物学基础