В книге изложены результаты новейших исследований связи строения мозга и способности человека к познанию. В наглядной и доступной форме представлена взаимосвязь строения мозга, психологических функций, эффектов восприятия и умственных способностей человека. Выводы основаны на данных, полученных в психологии, биологии, медицине, биохимии и физике. Показано, что когнитивные механизмы и механизмы восприятия, которые изучались на уровне поведения, в настоящее время могут наблюдаться непосредственно на уровне работы самого мозга благодаря использованию новейших методов визуализации мозговых процессов.Для студентов и преподавателей биологических, психологических и медицинских вузов, педагогов, всех интересующихся когнитивной нейронаукой и работающих в этой области.

Предисловие......15Глава 1. Психика и мозг......241.0. Введение......242.0. Приглашаем в нейропсихологию......253.0. Некоторые исходные положения......263.1. Расстояния: семь порядков размерностей.......263.2. Время: десять порядков размерностей......293.3. Умозаключения — выход за рамки эмпирических данных......313.4. Согласуемость данных......353.5. Главные ориентиры на изображениях мозга......364.0. Немного истории и продолжающаяся дискуссия......384.1. Психика и мозг......414.2. Биологическая природа когнитивной деятельности и эмоций......424.3. Нейронная доктрина Рамон-и-Кахала: рабочая гипотеза науки о мозге......454.4. Пьер-Поль Брока: локализация центра речи......484.5. Осознаваемые и неосознаваемые психические явления......555.0. Наука возвращается к представлениям о сознании......605.1. Современные методы исследования осознаваемых и неосознаваемых процессов в мозге......625.2. Историческое развитие не остановилось......636.0. Заключение......657.0. Задания и упражнения к главе 1......677.1. Контрольные задания......677.2. Графические упражнения......68Глава 2. Концептуальная структура когнитивной нейронауки......701.0. Введение......702.0. Классическое понятие оперативной памяти......722.1. «Внутренние чувства»......732.2. Выходные функции......752.3. Один краткий миг.........752.4. Случай Клайва Уэринга с позиций функциональной схемы......792.5. Роль мгновенной памяти......803.0. Ограниченность функциональных способностей......823.1. Границы выполнения двойных задач......823.2. Некоторые функциональные способности мозга имеют широкие границы......853.3. Почему функциональные способности могут быть столь ограниченными?......863.4. Оценка оперативной памяти......874.0. Внутренние и внешние чувства......904.1. Глаз
ухо и голос психики......914.2. Психические образы формируются в зрительных областях коры мозга......934.3. Идентична ли внутренняя речь внешней речи?......934.4. Только ли один вид оперативной памяти?......945.0. Центральное управление......955.1. Исполнительная реакция и автоматизм......975.2. Управляемое и спонтанное внимание......996.0. Действие......1017.0. Консолидация кратковременных событий в долговременную память......1057.1. Оперативная память — результат активации постоянной памяти?......1078.0. Заключение......1089.0. Задания и упражнения к главе 2......1099.1. Контрольные задания......1099.2. Графические упражнения......110Глава 3. Нейроны и связи между ними......1121.0. Введение......1121.1. Реальные и идеализированные нейроны......1141.2. Возбуждение и торможение......1161.3. Обработка информации нейронами......1182.0. Рабочие гипотезы......1192.1. Упрощенный случай: рецепторы
пути и контуры......1203.0. Массивы и карты......1253.1. Карты переходят в другие карты......1283.2. Массивы нейронов чаще всего имеют связи двух типов......1283.3. Сенсорные и моторные системы работают совместно......1283.4. Временная кодировка: рисунки спайков и ритмы мозга......1303.5. Точки выбора в потоках информации......1343.6. Обработка
обусловленная ожиданием......1364.0. Адаптация и обучение массивов нейронов......1394.1. Обучение по Хэббу: «Активирующиеся одновременно нейроны образуют соединения между собой»......1404.2. Дарвинистский подход в нервной системе: выживают клетки и синапсы
наиболее приспособленные к данной задаче......1444.3. Обработка символьной информации и нейронные сети......1465.0. Координация работы нейрональных сетей......1475.1. Функциональная избыточность......1486.0. Заключение......1507.0. Задания и упражнения к главе 3......1517.1. Контрольные задания......1517.2. Графические упражнения......151Глава 4. Методы: визуализация живого мозга......1541.0. Введение......1541.1. Регистрация работы мозга: более и менее прямые методы измерения......1561.2. Соотношение пространственного и временного разрешений методов......1562.0. Ряд полезных инструментов для измерения электрической и магнитной активности......1602.1. Регистрация одиночных нейронов......1602.2. Исследования на животных и человеке......1642.3. Электроэнцефалография (ЭЭГ)......1662.4. Магнитоэнцефалография......1742.5. Вмешательство в работу мозга......1753.0. фМРТ И ПЭТ: непрямое измерение нейронной активности......1813.1. Области интереса......1863.2. Мозг в состоянии покоя не молчит: внутренние процессы мозга......1893.3. Эмпирическое определение когнитивных функций: уникальный способ......1904.0. Новые способы определения взаимосвязи областей мозга: визуализация распределения тензора......1925.0. Сознательные события против бессознательных......1936.0. Корреляция и причинная связь......1946.1. Для чего необходимо множество методик при исследовании функций мозга......1966.2. Повреждения мозга и следствия этих повреждений......1977.0. Заключение......1998.0. Задания и упражнения к главе 4......1998.1. Контрольные задания и графические упражнения......199Глава 5. Мозг......2021.0. Введение......2021.1. Нервная система......2031.2. География мозга......2042.0. Развитие мозга начинается с нижних отделов......2112.1. В строении мозга находят отражение эволюция и индивидуальное развитие......2112.2. Развитие мозга от основания до вершины......2113.0. От вопроса «где?» до вопроса «что?»: функциональная роль областей мозга......2183.1. Полушария головного мозга: разделение на левую–правую половины......2193.2. Исходящие и входящие сигналы: подразделение в направлении спереди назад......2233.3. Основные доли: видимые и скрытые участки......2273.4. Обширные взаимосвязи между корой и таламусом......2343.5. Подчиненные участки подкорковых слоев......2374.0. Заключение......2405.0. Задания и упражнения к главе 5......2415.1. Контрольные задания......2415.2. Графические упражнения......241Глава 6. Зрение......2441.0. Введение......2451.1. Тайна опыта зрительных впечатлений......2451.2. Цель зрения: знание того
что где находится......2461.3. Знание об объекте: восприятие характерных черт
групп и объектов......2461.4. Знание того
где находятся объекты......2492.0. Функциональная организация зрительной системы......2492.1. Сетчатка......2492.2. Латеральное коленчатое тело......2532.3. Первичная
или стриарная
зрительная кора......2552.4. Экстрастриарные зрительные зоны — за пределами зоны V1......2592.5. Поле MT......2592.6. Вентральный и дорсальный пути: знания «что» и «где»......2592.7. Зоны
вовлеченные в распознавание объектов......2632.8. Латеральный затылочный комплекс......2632.9. Зона распознавания лиц......2652.10. Парагиппокампальная область восприятия пространства......2653.0. Теории зрительного осознания: где оно происходит?......2653.1. Иерархическая и интерактивная теории зрения......2694.0. Области мозга
необходимые для визуального восприятия: исследования повреждений......2744.1. Последствия повреждений первичных зрительных зон......2744.2. Поражения экстрастриарной зоны — повреждения вне зоны V1......2774.3. Повреждение вентральных областей
воспринимающих предметы......2784.4. Повреждение дорсальных областей теменной доли......2835.0. Связь деятельности мозга и зрительного опыта.......2845.1. Восприятие со многими устойчивыми состояниями......2855.2. Бинокулярная конкуренция: то
что вы видите
— это то
что стимулирует вас......2865.3. Зрительное обнаружение: видели ли вы это?......2895.4. Созидательное восприятие: видеть больше
чем доступно глазу…......2905.5. Нервные корреляции с распознаванием объектов......2926.0. Управление зрительным осознанием.......2936.1. Транскраниальная магнитная стимуляция......2946.2. Бессознательное восприятие......2977.0. Заключение......3008.0. Задания и упражнения к главе 6......301Глава 7. Слух и речь......3041.0. Введение......3041.1. Модель обработки информации......3051.2. Основы звука и слухового восприятия......3082.0. Центральная слуховая система......3132.1. Пути передачи слуховой информации......3132.2. Слуховая кора......3163.0. Функциональное картирование обработки слуховой информации......3243.1. Первичная слуховая кора......3243.2. Роль височной области в декодировании слухового сигнала.......3253.3. Корковые системы «что» и «где»......3264.0. Восприятие речи......3374.1. История вопроса......3384.2. Ранние теории восприятия речи......3414.3. Функциональное картирование специфических речевых процессов......3434.4. Связь восприятия и формирования речи......3444.5. Повреждения систем восприятия речи......3454.6. Рабочая модель мозговых механизмов восприятия речи......3505.0. Восприятие музыки......3535.1. Этапы слуховой обработки музыки......3535.2. Отдельная система для музыкального восприятия......3546.0. Обучение и пластичность......3566.1. Пластичность
связанная с депривацией......3576.2. Пластичность
связанная с обучением......3576.3. Пластичность
связанная с профессиональными навыками......3597.0. Сознание и слуховые образы......3597.1. Слуховое сознание во время сна и седативного состояния......3607.2. Слуховое воображение......3618.0. Заключение......3629.0. Задания и упражнения к главе 7......3639.1. Контрольные задания......3639.2. Графические упражнения......3639.3. Литература......364Глава 8. Сознание и внимание......3661.0. Введение......3671.1. Бодрствующее состояние опосредовано сознанием......3711.2. Состояния бодрствования
сна и сновидений должны быть регулярны по времени......3721.3. Общие ритмы суточных состояний......3741.4. Состояние нахождения в сознании имеет типичную таламокортикальную активность......3791.5. Таламокортикальный центр: плотно взаимосвязанный и очень активный......3821.6. Карты и ритмы......3861.7. Двусторонние связи......3861.8. Как синхронизируются нейроны.......3881.9. Синхронность для получения контроля......3912.0. Бодрствование......3952.1. Практическое мышление......3952.2. Ориентация по месту
времени и людям......3972.3. Бодрствование для обучения; сон делает возможным закрепление памяти......3992.4. Внимание и сознание в общем делают возможным обучение......3992.5. Потеря осознания предсказуемых событий......4022.6. Скрытое обучение также требует сознания......4052.7. Быстрые ритмы координируют задачи в состоянии бодрствования......4052.8. Гамма-активность играет множество ролей......4072.9. Синхронизация гамма-волн может соединять визуальные черты в осознаваемые образы......4102.10. Тета-ритмы играют множество ролей......4162.11. Альфа-ритмы......4183.0. Внимание улучшает восприятие
познавательную способность и обучение......4213.1. Фланговая задача Познера......4213.2. Модель внимания......4283.3. Опыты по вниманию и опыты сознания......4344.0. Сон фазы быстрых движений глаз......4364.1. Сны как состояние сознания......4384.2. Закрепление событий в памяти во время БДГ-сна.......4395.0. Глубокий сон: подъемы и спады......4425.1. Некоторая умственная активность происходит даже во время медленноволнового сна......4435.2. Порог пробуждения изменяется на протяжении сна......4435.3. Повторное «проигрывание» эпизодов в памяти и консолидация......4446.0. Общее сопоставление......4486.1. Отражает ли сознание функцию глобального рабочего пространства в головном мозге?......4486.2. Передача сигналов повторным входом и степень интеграции осознаваемых явлений в головном мозге......4556.3. Требуется ли для сознания личное познание?......4586.4. Почему сознаваемые события подлежат регистрации?......4606.5. Факты по необычным состояниям......4617.0. Заключение......4728.0 Задания и упражнения к главе 8......474Глава 9. Обучение и память......4801.0. Введение......4811.1. Общее представление о функции обучения и памяти......4841.2. Обучение и память на функциональной схеме работы мозга......4861.3. Имплицитная и эксплицитная память......4892.0. Амнезия......4902.1. HM: наиболее изученный пациент с амнезией......4922.2. Краткие сведения об амнезии......4922.3. Сохраняющиеся функции при амнезии: имплицитная и процедурная память......4952.4. Сохраненное имплицитное обучение......4973.0. Как формируются воспоминания......5013.1. Электрически вызванные автобиографические воспоминания......5023.2. Длительная потенциация и длительная депрессия: возбуждающие и тормозные следы памяти......5053.3. Консолидация: от временного хранения до постоянного......5083.4. Быстрая консолидация: синаптические механизмы
транскрипция генов и синтез белка......5093.5. Системная консолидация: взаимодействие между медиальными отделами височных долей и новой корой......5114.0. Разновидности памяти......5134.1. Эпизодическая и семантическая память: «припоминание» против «знания»......5134.2. Эпизодические воспоминания могут со временем превращаться в семантические......5164.3. Эпизодическая память и семантическая память часто комбинируются......5185.0. Медиальная височная кора в эксплицитном научении и памяти......5195.1. Отвлечение внимания мешает обучению......5206.0. Префронтальная кора
сознание и рабочая память......5226.1. Работа с памятью: лобная доля целенаправленно работает с памятью......5266.2. Префронтальная кора в эксплицитном (осознанном) и имплицитном (неосознанном) обучении и памяти......5276.3. Различные типы рабочей памяти......5296.4. Префронтальная кора — хранение информации или управление процессом?......5316.5. Объединение префронтальных и медиальных височных областей для обеспечения процессов рабочей памяти......5327.0. Извлечение информации из памяти и метапознание......5347.1. Извлечение из памяти ложной информации......5357.2. Межполушарная латерализация при извлечении информации......5357.3. Тета-ритмы могут координировать извлечение из памяти......5378.0. Другие виды обучения......5389.0. Заключение......54010.0. Задания и упражнения к главе 9......541Глава 10. Мышление и способность решать задачи......5641.0. Рабочая память......5681.1. Рабочая память перекрывается с вниманием
осознанными событиями и эпизодическими воспоминаниями......5682.0. Эксплицитное решение задач......5722.1. Исполнительный контроль при решении задач......5753.0. Умственная нагрузка и корковая активность......5804.0. Использование существующих знаний......5834.1. Практика и тренировка могут изменить сетевое взаимодействие в мозге......5844.2. Семантическая память......5854.3. Абстрактные понятия
прототипы и нейронные сети......5874.4. Знания формируются в виде нейронной сети......5884.5. Умозрительные недостатки......5904.6. Определение количества и числа......5925.0. Имплицитное мышление......5935.1. Чувство о наличии знания......5946.0. Заключение......6007.0. Задания и упражнения к главе 10......601Глава 11. Речь......6041.0. Введение......6042.0. Природа языка......6062.1. Биологические аспекты......6092.2. Истоки языка......6152.3. Речь против языка......6203.0. Звуки устной речи......6204.0. Планирование и формирование речи......6245.0. Эволюционные аспекты производства и восприятия речи......6276.0. Слова и их значения......6296.1. Культурная сокровищница слов и идей......6316.2. Узнавание синонимов......6326.3. Современные данные о словах и их значении фрагментарны......6337.0. Синтаксис
включение и синтагматизация......6348.0. Просодия и мелодика речи......6359.0. Значимые утверждения......63710.0. Объединенные образы речи......63711.0. Заключение......64112.0. Задания и упражнения к главе 11......641Глава 12. Цели
управляющий контроль и действие......6441.0. Введение......6441.1. Множество сложных функций лобных долей......6451.2. От молчащих долей к органу цивилизации......6462.0. Филогенез и онтогенез......6462.1. Филогенез......6472.2. Онтогенез......6483.0. Обзор функций......6483.1. «Память будущего»......6493.2. Самовосприятие и управляющие функции......6494.0. Более детальное рассмотрение лобных долей......6504.1. Нейроанатомия и нейрофизиология лобных долей......6504.2. Как установить границы префронтальной коры......6504.3. Обширные проводящие пути лобных долей......6505.0. Более детальное рассмотрение функций лобных долей......6535.1. Функции регуляции......6535.2. Социальное взросление и нравственное развитие......6556.0. Нейровизуализация управляющего мозга......6576.1. Внимание и восприятие......6576.2. Рабочая память......6606.3. Управляющие функции и моторный контроль......6636.4. Принятие решения......6656.5. Усвоение правил......6677.0. Нарушения лобных долей......6687.1. Хрупкие лобные доли......6687.2. Синдромы повреждения лобных долей......6697.3. Повреждение лобных долей и асоциальное поведение......6727.4. Другие клинические повреждения
связанные с повреждением лобных долей......6738.0. Современный взгляд на организационные принципы лобных долей......6759.0. К единой теории управляющего контроля: заключение......67610.0. Задания и упражнения к главе 12......677Глава 13. Эмоции......6801.0. Введение......6801.1. Триединый мозг......6811.2. Базовые эмоции и роль рефлексивного сознания......6832.0. Эмоциональные системы мозга по Панксеппу......6832.1. Переживание эмоций......6873.0. Система страха......6873.1. Сознательное и бессознательное восприятие страха: «нижний» и «верхний» пути по Леду......6913.2. Неосознаваемый страх......6923.3. Аффективное слепозрение......6953.4. Взаимодействие познавательных и эмоциональных функций при реакциях страха......6963.5. Имплицитное эмоциональное обучение и память......6973.6. Эмоциональная модуляция эксплицитной памяти......6973.7. Влияние эмоций на восприятие и внимание......6983.8. Эмоции и социальное поведение......7003.9. Торможение и регуляция эмоций......7004.0. Система положительного подкрепления: любить
хотеть
учиться......7044.1. Новое понимание «подкрепления»: от подкрепления к предсказанию подкрепления и далее — к ошибкам предсказания подкрепления......7054.2. Подкрепление — это больше чем обучение......7074.3. «Путь подкрепления» и наркотики......7104.4. Сигналы подкрепления влияют на внимание......7115.0. Заключение......7126.0. Задания и упражнения к главе 13......7126.1. Контрольные задания......7126.2. Графические упражнения......713Глава 14. Социальная когнитивная деятельность: восприятие ментального состояния других людей......7161.0. Введение......7161.1. Термины
используемые в отношении социальной когнитивной деятельности......7171.2. Важность перспективы: первое
второе и третье лица......7181.3. Подходы к восприятию ментального состояния других людей......7182.0. Организационная основа для социальной когнитивной деятельности......7212.1. Намерение......7122.2. Распознавание глаз......7222.3. Разделенное внимание......7232.4. Теория разума наивысшего порядка......7233.0. Зеркальные нейроны и восприятие намерений......7243.1. От действий к намерениям......7243.2. Распознавание глаз и восприятие направления взора......7313.3. Разделенное внимание......7333.4. Способности высокого порядка из ТР......7353.5. Восприятие других как похожих и непохожих: Я-Оно в мозге......7403.6. Восприятие лиц......7434.0. Заключение......7455.0. Задания и упражнения к главе 14......7465.1. Контрольные задания......7465.2. Графические упражнения......746Глава 15. Развитие......7481.0 Введение......7481.1. Новые технологии для исследования развивающегося мозга......7491.2. Тайна развития мозга: старые и новые вопросы......7502.0. Пренатальное развитие: от бластоцисты до младенца......7502.1. Эпигенез......7512.2. Анатомия развивающегося мозга......7522.3. Миграция нейронов......7572.4. Пересмотр роли врожденного и приобретенного......7602.5. Пренатальный слуховой опыт: восприятие голоса и музыки до рождения......7633.0. Развивающийся мозг: изменения длиною в жизнь......7643.1. Начало и завершение постнатального развития мозга......7643.2. Региональные особенности развития мозга......7664.0. Развитие мозга и сознания......7684.1. Первый год жизни: взрывной рост и развитие......7744.2. Детство и подростковый возраст: динамичное и поэтапное развитие......7875.0. Ранние повреждения мозга и пластичность развития......8056.0. Заключение......8097.0. Задания и упражнения к главе 15......8097.1. Контрольные задания......809Глава 16. Гены и молекулы мышления......8121.0. Введение......8131.1. Основные малые молекулы клетки также используются для нейрональной сигнализации......8141.2. Живые организмы используют ферменты......8161.3. Одна и та же молекула может нести разные сигналы......8171.4. Гематоэнцефалический барьер защищает внутреннюю среду мозга......8171.5. Модельные организмы......8192.0. Гены в эволюции
онтогенезе и повседневной жизни......8212.1. Разные события с ДНК происходят в различные промежутки времени......8232.2. Развитие мозга: нейрогенез
затем синаптогенез......8242.3. Как человек получил такой большой мозг?......8273.0. Экспрессия и регуляция генов......8283.1. Обработка информации в клетке......8283.2. ДНК высших уровней регулирует остальную ДНК......8303.3. Ошибки при развитии мозга......8323.4. Гены
контролирующие развитие......8323.5. Программирование генов: за пределами центральной догмы......8343.6. Среда может перестраивать хроматин в ядре клетки......8353.7. Обучение как эпигенетический процесс......8364.0. Нейроны и глиальные клетки как обработчики сигналов......8364.1. Нейроны и синапсы в качестве переключателей......8374.2. Химическая саморегуляция......8374.3. Мембраны
ионные каналы и аксоновые спайки......8395.0. Синаптическая передача: от производства до расчистки......8435.1. «Большая двойка»: глутамат и ГАМК......8435.2. ГАМК: основной тормозный медиатор......8455.3. Нейроглия также может обрабатывать информацию......8475.4. Производство
высвобождение и удаление нейромедиаторов......8485.5. Высвобождение вещества в синапсе......8485.6. Синапсы и рецепторы в качестве контрольных точек......8515.7. Рецепторы распознают сигнальные молекулы......8515.8. Трансмиттерзависимые ионные каналы......8555.9. Очистка синапса: дезактивация
диффузия и утилизация медиатора......8596.0. Нейромодуляторы......8617.0. Обучение......8637.1. Гиппокампальный комплекс......8657.2. Глутамат
ГАМК и долговременная депрессия и потенциация......8677.3. Глутаматные синапсы в качестве модели синаптического обучения......8687.4. Эпигенетические механизмы обучения......8757.5. Нейротропные факторы при обучении......8768.0. Заключение......8779.0. Задания и упражнения к главе 16......880Приложение. Методы для изучения живого мозга......8841.0. Исторические предпосылки......8841.1. Корреляция мозга и разума......8841.2. Регистрация активности мозга......8862.0. Методы......8882.1. Электроэнцефалография......8882.2. Магнитоэнцефалография......8972.3. Позитронно-эмиссионная томография......9032.4. Магнитно-резонансная томография......9062.5. МРТ — метод будущего......9232.6. Оптическое картирование......9253.0. Мультимодальные методы визуализации мозга......9273.1. Одновременная визуализация разными методами......9273.2. Визуализация генетики......9294.0. Заключение......932Литература......934Глоссарий......986