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心理状态和大脑状态之间的关系在计算神经科学和精神病学中非常重要，在精神病学中，通过药物干预大脑状态来改变心理状态。大脑和心灵之间的关系困扰了哲学家们几个世纪。这里提出了一种神经科学方法，其中亚神经元、神经元和神经元网络层面的事件同时发生，以执行可以在高层次上描述为心理状态的计算，其中包含有关世界的内容。有人认为，由于不同解释层次的过程同时发生，因此它们通过非因果的附带关系联系在一起：因果关系在脑中最好被描述为在层次内而不是层次之间运行。这使得附带（例如，心理）属性得以涌现，尽管一旦在机械层面上理解它们可能看起来不那么突现，而且是意料之中的。这种心脑理论允许心理事件在种类上不同于其背后的机械事件；但这并不意味着心理事件会导致大脑事件，反之亦然：它们是对计算系统运行的不同层次的解释。这种方法可能提供一种不同于二元论和还原物理主义的思考大脑和思维的方式，它植根于理解大脑和心理事件的基础计算过程，这意味着心理和机械层面通过正在执行的计算过程相互联系。不同操作层次的解释可能有不同的用途。例如，如果我们想了解大脑是如何进行算术运算的，那么在心理层面上描述正在计算的算法就会很有用。但如果大脑的运作导致精神障碍，那么理解神经处理层面的机制可能更有用，例如，在治疗精神障碍方面。
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