认知心理学_第02章_认知神经科学
心理学中的认知神经科学理论
心理学中的认知神经科学理论第一章：引言心理学中的认知神经科学理论是一门基于生物学，心理学和数学的交叉学科，主要研究人类大脑如何处理信息，以及对这些信息进行认知和控制的过程。
认知神经科学理论不仅涉及神经生物学和心理学，还包括计算机科学，哲学和物理学等多个领域。
本文将探讨认知神经科学理论的三个主要领域：认知神经科学，认知心理学和计算神经科学。
第二章：认知神经科学认知神经科学是研究人类大脑处理信息的过程，以及这些过程与心理能力的关系的学科。
这个领域的主要研究方法包括神经影像技术和神经生物学研究技术。
人脑在处理信息的过程中涉及了大脑皮层和大脑内部结构，如杏仁核和海马。
认知神经科学背后的主要理论是“双重分离”理论。
这个理论认为，思想与大脑的结构是相互独立的，但思想是通过大脑的物理机制来实现的。
这个理论提出了思维能力和神经生物学之间的紧密联系。
第三章：认知心理学认知心理学是研究人类思维和思维过程的学科，它关注大脑对信息的处理和记忆的建立。
认知心理学从心理学和生物学两个角度考虑这些过程。
认知心理学中最为广泛研究的领域是人类记忆。
人类记忆是人类在学习新信息时对以前学习的信息的保留和提取。
记忆的分类包括感官记忆、短时记忆和长时记忆。
在认知心理学的研究中，认知心理学家使用实验方法来证明大脑对这些信息的处理有多种不同的形式。
第四章：计算神经科学计算神经科学是一个交叉学科，其目标是开发人工智能和机器学习的基础。
这个学科包括计算模型的开发和计算理论的研究，以探索人脑的信息处理能力以及计算机如何模拟这些能力。
在计算神经科学的研究中，神经网络是计算模型中最为广泛使用的方法之一。
神经网络是一种使用机器学习技术来模仿大脑的结构和功能的计算机程序。
神经网络可以通过模拟大脑中神经元，以及神经元相互连接和传递信息的方式，来模拟人类大脑的工作原理。
第五章：结论认知神经科学理论已经成为心理学和生物学领域中的重要分支。
这个领域的研究不仅对人类认知和行为的理解有重要意义，而且对开发人工智能和计算机学习的技术也有重要作用。
认知神经科学在教育心理学中的应用
认知神经科学在教育心理学中的应用第一章：引言教育心理学是研究人的学习与教育行为、心理发展、个性特点以及教育制度、教育环境等方面的学科。
认知神经科学是研究人类大脑的数据处理、学习和记忆机制方面的学科。
这两个学科看似不同，但实际上它们有着密切的联系。
教育心理学和认知神经科学之间的紧密联系使得前者得到了更加科学的支持和实践，而后者也得到了更广泛的应用和深入的研究。
本文将介绍认知神经科学在教育心理学中的应用，并探讨它的相关问题。
第二章：认知神经科学在教育中的应用1. 改变教育方法过去，课堂教学往往是基于教师的讲解和学生的刻板背诵，跟不上学生的学习节奏和兴趣。
认知神经科学的研究通过对大脑学习机制的了解，提供了一些新的教学方法。
例如，在课堂上，通过不断的重复学习来强化对知识的理解和记忆。
同时，教师也应该采用更直观的方式来呈现学习内容，通过视听方式来加强学习效果。
2. 促进学生的跨学科学习认知神经科学研究发现，不同领域的知识在大脑中是有关联的，而且跨领域的学习有助于激发想象力和创新能力。
因此，在教育中，应鼓励学生学习相关领域的知识，并在课堂上进行跨学科的教学，以促进学生综合思考和学习策略的应用。
3. 个性化教育认知神经科学研究发现，不同的学习者在处理信息、制定学习策略和解决问题方面会有所不同。
因此，在教育中，应该通过个性化教育来满足学生的不同需求，根据学生的学习特点和兴趣，制定不同的课程计划和教学方法。
4. 建立合作式学习环境认知神经科学研究表明，学习过程中的社交互动对学习效果有很大影响。
建立合作式学习环境，鼓励学生在小组或团队中探讨问题和互相学习，可以激发学生的学习兴趣和积极性。
同时，鼓励学生在语言和思维方面的表达与探究，增强合作力和沟通能力。
第三章：认知神经科学在教育中的挑战1. 数据收集和处理的挑战认知神经科学研究需要收集和处理大量的数据，包括神经影像和心理测量数据。
这需要昂贵的设备和专业的技术支持，而这在教育领域中难以实现。
认知神经科学
认知神经科学认知神经科学是研究人类认知过程与神经机制的学科。
它探究人类智力活动的本质，包括知觉、注意、记忆、学习、思维和决策等方面。
认知神经科学的发展使我们对人类大脑及其功能有了更深入的理解，对我们认识自我及对外界的理解有着重要意义。
人类的认知过程是一个复杂的系统，涉及大脑中多个区域之间的复杂交互。
认知神经科学的研究依赖于多种技术手段，如功能性磁共振成像（fMRI）、电脑断层扫描（CT）、脑电图（EEG）等。
通过这些技术，研究者可以观察到大脑活动的时空特征，从而研究认知过程的神经机制。
认知神经科学研究的一个重要方向是知觉研究。
人的知觉是指通过感官对外界刺激的感知和认知过程。
通过对视觉、听觉、触觉等感觉器官的研究，人们了解到不同感觉信息在大脑中的处理过程，以及如何形成我们对外界的认知和体验。
例如，视觉信息在大脑的初级视觉皮层中进行初步加工，然后传递到高级皮层进行更复杂的分析和解释。
这些研究为我们理解感知错觉、注意力分配等认知现象提供了重要的基础。
另一个重要的研究方向是记忆。
记忆是人类认知的关键组成部分，也是大脑功能中的一项重要任务。
认知神经科学研究揭示了记忆过程在大脑中的进行方式。
例如，存储在海马体和内侧颞叶的海马回中的记忆，通过神经元之间的突触连接来进行保存和检索。
研究者通过对大脑进行刺激和记录神经活动的方法，揭示了记忆形成和巩固的过程。
这些研究对于理解认知失调症状的形成机制、解决记忆问题等具有重要意义。
学习也是认知神经科学中的重要方向之一。
学习是指通过经验和训练，改变行为和认知的过程。
通过对学习和记忆的关系进行研究，我们可以了解到大脑中学习的神经机制。
例如，长期增强（LTP）和长期抑制（LTD）是学习和记忆机制中关键的突触可塑性过程。
研究人员通过对动物和人类大脑的实验，揭示了学习过程中神经元之间突触连接的变化。
这些研究不仅有助于我们理解学习的本质，还有助于我们改善教育和学习的方法。
思维和决策也是认知神经科学的一个重要研究领域。
认知神经科学在心理学领域中的应用研究
认知神经科学在心理学领域中的应用研究第一章介绍认知神经科学是一门研究脑与心智之间关系的科学。
心理学作为一门研究人类行为与心理现象的科学，在研究人类认知和情感领域时逐渐引入了认知神经科学的研究方法和技术，从而深化了我们对人类思维和情感机制的理解。
本文将介绍认知神经科学在心理学领域中的应用研究。
第二章认知神经科学在心智过程中的应用1. 目视加工认知神经科学中应用最广的研究方法包括功能性磁共振成像(fMRI)和脑磁图(MEG)，研究者们使用这些技术可以研究人类的视觉系统是如何加工视觉信息的。
通过这些技术，我们可以观察到不同意义的视觉信息在大脑中的神经元活动模式。
例如，研究者们可以将不同类型的视觉刺激呈现给被试，从而揭示出不同意义和情感价值的刺激在大脑中的加工方式和时间序列。
这些研究可进一步帮助我们理解人类行为和认知功能相关的神经机制。
2. 语言加工除了视觉信息外，语言也是人类交流的一种重要手段。
语言的产生和理解涉及到大脑中的多个区域。
研究者们通过fMRI和MEG技术，在记录人类大脑的同时，让被试进行语言任务，例如阅读、听力或产生语言。
通过这些技术，研究者们可以分析语言加工过程中哪些脑区起着关键作用，以及它们是如何相互作用的。
这些研究对于帮助理解语言障碍以及语言过程中的神经机制等有重要意义。
3. 决策加工人类在日常生活中需要做出各种各样的决策，例如购物和投资等。
理解较为复杂的决策过程需要充分考虑与注意因素，同时还需要考虑行为结果的喜好、报酬的期望和概率，这就需要研究者们使用各种各样的决策范式进行研究。
通过使用fMRI和MEG等技术，研究者们可以观察到与决策过程相关的大脑区域，例如前额叶皮层、杏仁核和纹状体。
这些实验可以帮助我们理解决策过程中的神经机制，以及如何判断决策过程是否受到情感影响。
第三章认知神经科学对心理学实践的贡献在心理学研究中，认知神经科学不仅帮助我们更好地了解人类的思维和情感机制，同时还提供了很多有益的应用。
完整版认知神经科学
思维与决策
01
总结词
思维是我们如何理解和解决问题、进行逻辑推理和创新思考的过程。决
策则是基于思维做出的选择或决定。
02 03
详细描述
思维是我们大脑的一种高级功能，它涉及到我们如何理解和解决问题、 进行逻辑推理和创新思考。决策则是基于思维ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ出的选择或决定，它可 以帮助我们更好地应对复杂的环境和情境。
教育与学习
学习障碍
注意力与记忆力
认知神经科学研究有助于深入了解学 习障碍的神经机制，为个体化教育和 干预提供依据。
探究大脑在注意力与记忆力方面的运 作机制，有助于提高学生的学习效果 。
阅读能力
研究阅读能力的认知神经机制，有助 于优化阅读教学方法和评估阅读能力 的发展。
人机交互与人工智能
人机协作
通过认知神经科学的研究，有助 于开发更加智能、高效的人机协
1 2
神经生物学
与神经生物学结合，深入研究神经系统的基本原 理和功能，为认知神经科学提供更深入的理论基 础。
心理学
与心理学结合，通过行为实验和心理物理学方法 ，揭示认知过程的内在机制和外在表现。
3
计算机科学
与计算机科学结合，借鉴计算机科学的理论和方 法，研究大脑的算法和信息处理过程。
数据共享与伦理问题
计算机科学与神经科学结合
将计算机科学与神经科学相结合，利用人工智能和机器学习的方法 对神经数据进行处理和分析。
05 认知神经科学研究应用
神经退行性疾病
01
02
03
阿尔茨海默病
认知神经科学研究有助于 深入了解阿尔茨海默病的 发病机制，为早期诊断和 治疗提供依据。
帕金森病
研究大脑神经网络的改变 ，有助于揭示帕金森病的 运动障碍和认知障碍的关 联。
认知心理学_第02章_认知神经科学
• Korbinian Brodmann (1868-1918) 通过 Nissl染色法观察神经元的组织和形态，将 大脑皮层分为若干编号的区域 (细胞结构 学) 。
1909
不能说但能 理解语言
2014/4/23
能手但是不能理 解语言
神经元学说的兴起
• Camillo Golgi (18431926) 使用金属注入的 方法对神经组织进行染 色(银染色法）。此种方 法可以随机的对某些神 经元细胞整体染色。使 得他得以第一次观察神 经元的相互连接情况。
2
第二章 认知神经科学
• 第一节 认知神经科学的定义和历史 • 第二节 从神经元到脑：神经系统的组织，
脑的结构与机能 • 第三节认知神经科学的研究方法和手段 • 第四节 脑疾病和认知障碍 • 第五节 认知神经科学研究与认知心理学的
关系
历史：从一个故事开始
• Thomas Willis 和 Anne Green, 一个死刑犯 的故事 (1650).
6
神经元学说的兴起
• Santiago Ramón y Cajal (桑地牙哥·拉蒙卡哈 1852-1934), 使用相同的染色方法研究神经元的形 态和连接，得出了和Golgi不同的结论
行为主义在心理学的统治地位走 到了尽头
• 回顾Chomsky和Skinner之间的论战以及格 式塔学派的出现。人们开始关注认知/心理 活动的内在机制。
脑结构和发育
5 weeks
8 weeks
7 months
8
定位命名的习惯
2014/4/23
大脑的结构分布-Lobe
顶叶
额叶
枕叶
颞叶
9
2014/4/23
心理学概念知识：认知神经科学——如何将神经生物学与心理学相结合
心理学概念知识：认知神经科学——如何将神经生物学与心理学相结合认知神经科学是神经科学和心理学的交叉领域，用于探究人类的认知过程和脑实质基础。
随着技术的进步和数据的积累，认知神经科学成为科学研究中最具活力和前途的领域之一。
本文将深入探究认知神经科学，介绍如何将神经生物学与心理学相结合的理论框架及应用。
认知神经科学的理论框架认知神经科学的理论框架主要基于两个基本假设：（1）认知过程基于特定脑区域的功能；（2）认知过程是神经元网络的集合体。
这两个假设分别代表了神经科学和心理学的两个主要研究方向。
神经科学关注于脑实质，探究不同神经元网络的功能、结构和连接方式。
而心理学则关注于人类行为、思维和心理过程的描述和理解。
因此，将这两个领域相结合可以更好地理解人类认知过程的物理和生物基础。
认知神经科学的应用通过理论框架的支持，认知神经科学可以应用于许多领域，包括心理疾病、认知功能评估、神经反馈和神经工程学等。
以下将从这四个方面进行介绍。
1.心理疾病心理疾病是人类心理健康领域中的重要问题。
认知神经科学可以用于理解各种心理疾病的生物学机制和症状表现。
例如，神经成像技术可以揭示与注意力缺陷多动障碍、抑郁症和焦虑症等精神疾病相关的大脑活动模式。
2.认知功能评估认知功能评估可以帮助评估个人的认知功能水平和身体健康状况。
认知神经科学可以通过分析个体大脑的功能和结构来评估其认知能力水平。
例如，神经成像技术可以揭示大脑区域活动水平和连接方式的变化，从而评估认知功能的改变。
3.神经反馈神经反馈是一种用于训练人类大脑的技术。
通过测量大脑活动和功能的变化，神经反馈可以帮助个体改变其大脑活动和认知功能水平。
认知神经科学可以用于确定合适的神经反馈方案，例如基于神经成像技术的反馈培训。
4.神经工程学神经工程学是将基础神经科学研究的成果应用于开发新型设备或治疗手段的领域。
认知神经科学可以为神经工程学提供重要的理论支持和技术方法。
例如，通过探究人类大脑的电信号，可以深入理解神经活动的本质，从而帮助发展新型神经假肢等设备。
心理学中的认知神经科学知识点
心理学中的认知神经科学知识点心理学与神经科学是两个密切相关的学科，它们共同研究人类思维、行为以及与大脑功能相关的各种现象。
认知神经科学则是心理学和神经科学的交叉领域，专注于了解认知过程是如何与神经系统相互作用的。
本文将介绍心理学中的一些重要的认知神经科学知识点。
一、知觉与感知1. 感知加工过程感知加工是指人类对外界刺激进行感知和解释的过程。
在大脑中，感觉信息会经过一系列加工步骤，包括感觉器官接收信息、传递到大脑皮层、整合、意识化等过程。
2. 神经可塑性神经可塑性是指大脑神经元之间的连接可以发生改变的能力。
学习和记忆是神经可塑性的重要表现形式之一。
通过不断的学习和训练，人类可以改变大脑神经元之间的连接，从而提升认知能力。
二、注意与工作记忆1. 注意注意是指个体对外界特定信息的有意识的集中与选择。
在大脑中，前额叶皮质和顶叶皮质是与注意相关的重要脑区。
与注意相关的现象包括分神、持续性注意力和选择性注意力等。
2. 工作记忆工作记忆是指短期存储和操作信息的能力。
它在学习、解决问题和决策等认知任务中起着关键作用。
前额叶皮质和侧颞叶皮质是与工作记忆相关的重要脑区。
三、语言和沟通1. 语言理解语言理解是指个体对语言输入进行理解、解码和组织的过程。
在大脑中，布洛卡区、双侧颞叶区和颞顶交界区是与语言理解密切相关的脑区。
2. 语言产生语言产生是指个体将思维和意图转化为语言输出的过程。
在大脑中，布洛卡区和额叶皮质是与语言产生密切相关的脑区。
四、学习与记忆1. 学习过程学习是指通过经验和训练获取新知识和技能的过程。
在大脑中，海马体和大脑皮层是与学习过程密切相关的区域。
学习可以引起神经元之间的连接和突触增强，从而形成长期记忆。
2. 记忆分类记忆可以分为工作记忆、长期记忆和自传体记忆等不同类型。
不同类型的记忆在大脑中有不同的形成和储存机制。
五、决策与推理决策和推理是指个体基于现有信息做出选择和判断的过程。
在大脑中，前额叶皮质和杏仁核等区域是与决策和推理密切相关的脑区。
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几个有趣的现象
• 空间注意功能则更侧重于右半球
– 右脑中风引发忽视症
运动区的功能定位
2014/4/23
脑叶的功能
顶叶
额叶
枕叶
颞叶
视网膜到视觉皮层的神经通路
12
神经的构造和功能
• 神经元细胞是构成神经系统的基本单位。 • 在神经系统中，电信号被神经元从一个位
置传输到另一个位置。 • 神经元集中于脑的新皮质（neocortex），
能可能蕴含于特定的脑区。
Broca 区
• 失语症病人： • 该病人无法完整说完一
句话也无法写出自己的 想法。
左脑Broca区的损伤和语言障碍有关。
5
Wernicke 区
• Carl Wernicke (18481905)
• 位于颞叶后部的这一区域 和语言的理解有关。该区 域损伤的病人虽然可以说 话，但是却往往难以说出 连续和有意义的话。
脑电EEG和脑磁技术MEG
2014/4/23
PET和fMRI
第四节 脑疾病/损伤和认知障碍
16
第四节 脑疾病和认知障碍
• ADHD 注意缺失多动症 • Autism 自闭症 • Neglect 忽视症 • TouretteSyndrome 秽语症 • MCI轻度认知障碍障碍和Alzheimer’s
Brodmann 分区
• Korbinian Brodmann (1868-1918) 通过 Nissl染色法观察神经元的组织和形态，将 大脑皮层分为若干编号的区域 (细胞结构 学) 。
1909
不能说但能 理解语言
2014/4/23
能手但是不能理 解语言
神经元学说的兴起
• Camillo Golgi (18431926) 使用金属注入的 方法对神经组织进行染 色(银染色法）。此种方 法可以随机的对某些神 经元细胞整体染色。使 得他得以第一次观察神 经元的相互连接情况。
Marie‐Jean‐Pierre (1794‐1876)
Paul Broca的重要发现
• 法国内科医生，外科医生，解剖学家，人 类学家。
Paul Broca (1824‐1880)
2014/4/23
定位主义的回归
• John Hughlings Jackson (1835-1911): • 通过对癫痫病人的研究Jackson发现运动功
Disease 老年痴呆 • Adiction 成瘾
阿尔茨海默症 (老年痴呆症)
ADHD注意力不足过动症
2014/4/23
成瘾
17
第五节 认知神经科学研究和认知 心理学的关系
• 认知心理学和其他新兴学科以及技术的结 合催生了认知神经科学
• 认知神经科学反过来将认知心理学研究起 到了推动作用。
2014/4/23 18
2014/4/23
第一节 认知神经科学的定义和历史
• 认知神经科学是一门新兴的交叉学科，其 研究任务在于阐明认知活动的脑机制。
• 大脑是如何产生心理和认知活动的。
A story
• Willis and Wren 绘制了 之后两百年内最准确的 大脑图画。
• 他的一些知识和观点最 后发展为现在的认知神 经科学
突触 神经递质
Delivery of the action potential
The (a) resting membrane potential is a result of different concentrations of Na+ and K+ ions inside and outside the cell. A nerve impulse causes Na+ to enter the cell, resulting in (b) depolarization. At the peak action potential, K+ channels open and the cell becomes (c) hyperpolarized.
为什么我们要学习一些认知神经 科学的知识
信息科学和生命科学的时代
…
1999
2001
空间科学的时代
2014/4/23
STAR…
1964
1977
我们在21世纪看到什么
…
1
大脑遥控……
2014/4/23
大脑功能的校准和脑机接口技术
Pacific rim
如何让幻想成真
• 学习大脑是如何产生心智可能是第一步。
轴丘
2014/4/23
15
第三节 认知神经科学的研究方法 和手段
• Postmortem studies（尸检研究） • Live Nonhuman Animal studies(动物活体
研究) • Live Human Studies (活体人类研究) • Computer simulation （计算机模拟）
• 问题： 大脑是作为一个整体单位进行工作 的还是以不同的独立部分的组合进行工作 的？（每个部分管理不同的功能）
对大人物的性格进行分析?
颅相学的海报
用于婚介
4
功能整合的观点
• Marie-Jean-Pierre Flourens: 动物的脑收到 部分损伤后，受损的功能可以恢复，因此 认知功能可能散布于整个脑，或者说反映 了一种单一的机能。.-----聚集场理论 Aggregated field theory (1824)
则失去此能力
• 思考：请根据刚才所提到的半球特异性， 解释这种现象。
几个有趣的现象
• 言语功能主要存在于左半脑
– Dax 、 Broca和Wernicke 对失语症病人死后大 脑的解剖证据
– 大概有90%的右利手和70%的左利手语言功能 主要依赖左半脑
– 相比于男性，女性的语言功能的左右不对称性 相对更弱
• 例如：大脑特定部位的 损伤导致特定功能的障 碍.
3
现代人类大脑的历史其实很短
50亿年前 5X10^9
35亿年前 3.5X10^9
无生命
灵长类脑
3400万年前 34X10^6
500~2300万年前 0.5~23X10^6
猿脑
1离的观点（功能定位主义）
• 不同的功能定位于大脑不同的部分 • Thomas Willis: 特定的脑损伤导致特定的工鞥障
2014/4/23
The jumping action potential
• 兰氏结（Nodes of Ranvier） 是轴突在髓鞘之间的裸露部分。这些裸 露的部分细胞膜上上含有钠离子和钾离子通道。 动作电位在兰氏结上 进行跳跃式的快速传输。
14
All kinds of neurons
Signal Summation
7
认知神经科学一词的诞生
• 认知神经科学一词于七十年代的某一天诞生于 一辆纽约出租车里，当时MS Gazzaniga 和 GA Miller 正乘车在赶往一个宴会。
认知科学
+
神经科学
认知神经科学
Gazzaniga
Miller
脑的解剖形态
大脑侧视图
大脑顶视图
2014/4/23
第二节 从神经元到脑：神经系统 的组织，脑的结构与机能
2014/4/23
功能分离和功能整合观点的在20世 纪后的结合
研究者们意识到神经元之间连接对认知的意义是重大 的‐‐‐connectionism连接主义
二十世纪50年代的认知革命
• 心理学家们意识到如果不研究心智的内在 机制是无法完全理解人类行为的。
• 神经科学家们也意识到不考虑认知因素是 无法阐明大脑是如何产生心智的。
密度达到了10万/立方毫米
– 注，前脑表面所覆盖的灰质称为大脑皮质,也即 新皮质，在进化过程中出现最晚的大脑皮质。 占据大脑半球表面的绝大部分
2014/4/23
单个神经元的形态
树突
轴突终扣
细胞体 soma
兰氏结
动作电位
细胞核
轴突
髓鞘
神经膜细胞
信息在单个神经元中的传输
速度可达到100米/秒
13
信息在多个神经元之间的传输
2
第二章 认知神经科学
• 第一节 认知神经科学的定义和历史 • 第二节 从神经元到脑：神经系统的组织，
脑的结构与机能 • 第三节认知神经科学的研究方法和手段 • 第四节 脑疾病和认知障碍 • 第五节 认知神经科学研究与认知心理学的
关系
历史：从一个故事开始
• Thomas Willis 和 Anne Green, 一个死刑犯 的故事 (1650).
碍 • 颅相学: 大脑有多大35种不同的功能，每个功能
对应一个特定的脑区。如果一个脑区对应的功能 被频繁使用的话，该脑区的体积就会增大，从而 在颅骨的形状上反映出来。
Franz Joseph Gall (1758‐1828)
2014/4/23
认知神经科学的历史可以看成是功能整 合和功能分离的辩证发展
6
神经元学说的兴起
• Santiago Ramón y Cajal (桑地牙哥·拉蒙卡哈 1852-1934), 使用相同的染色方法研究神经元的形 态和连接，得出了和Golgi不同的结论
行为主义在心理学的统治地位走 到了尽头
• 回顾Chomsky和Skinner之间的论战以及格 式塔学派的出现。人们开始关注认知/心理 活动的内在机制。
脑结构和发育
5 weeks
8 weeks
7 months
8
定位命名的习惯
2014/4/23
大脑的结构分布-Lobe
顶叶
额叶
枕叶
颞叶
9
2014/4/23