第二单元:高等植物多样性和低等动物多样性 高等植物多样性:一般特征、繁殖、裸子植物的分类、裸子植物和被子植物的生活史、植物命名的显著特征、裸子植物和被子植物的经济意义。 低等动物多样性:一般特征、各种原生动物群的分类、多孔动物、腔肠动物、蠕虫、环节动物、节肢动物、软体动物和棘皮动物。海绵中的管道系统、海绵的多态性、不同的幼虫、珊瑚礁的分类、形成机制和意义。
本书介绍了大脑中的计算以及未来计算机系统中计算的组织方式。由于本书的作者精通多个领域,包括符号人工智能、人工神经网络、神经科学和控制理论,因此值得关注。本书的大部分内容涉及视觉(包括低级和高级方面)和运动控制等问题,但也涉及自然语言和意识(简而言之)。除了它所信奉的特定理论观点外,本书还详细总结了哺乳动物大脑、低等动物(特别是青蛙、蟾蜍和海参)的神经系统、控制理论、动力系统理论、人工神经网络和人工智能的某些方面,这一点很有用。它旨在让典型的《科学美国人》读者能够全面理解,但也旨在让人工智能、机器人技术、认知科学、神经网络和神经科学等领域的专家受益。这本书并不是、也不可能接近这些领域的百科全书;重点在于这些领域以某种方式阐明、支持或限制了本书的核心理论思想。但是,人们可以否定 Arbib 的整个理论,但仍然可以从本书中收集到很多有用的信息,而且事实上,书中提供的大部分信息似乎与他的理论无关。这本书确实在各个主题之间跳来跳去,但由于内容丰富且内容密集,这可能是一件好事。本书的核心思想是协作计算、协调控制
神经元是典型的生物信息处理器。然而,神经信息处理的理论模型,尤其是概念模型,越来越落后于我们对神经元作为电兴奋细胞的不断发展的经验理解。例如,过去二十年的实验工作已经明确证实,树突会经历活动依赖性重塑 [1, 2, 3],特别是树突棘位置、密度和功能的改变 [4],即使在成年人中也是如此。这种个体发生过程在功能上类似于树突结构和位置多样性的进化,因为它们已经适应了一系列功能角色 [5],例如通过突触可塑性实现深度学习 [6, 7]。因此,神经元不是静态结构,而是可以被视为在整个生命周期中不断发育。这一动态过程对神经元级和生物体级功能都有重大影响。例如,在大脑发生剧烈重塑和重建的生物体(如毛毛虫转变为蝴蝶或飞蛾)中,它们学到的一些记忆会保留下来并经受住这一过程 [8]。在其他情况下,记忆可以印刻在从其他组织再生的新大脑上 [9, 10],这凸显了大规模神经结构及其存储信息的可塑性。重塑的这些影响不仅仅是所谓的低等动物的问题,因为再生医学的应用很可能很快就会产生人类患者,他们的部分大脑已被幼稚干细胞的后代所取代,以治疗退行性疾病或脑损伤。
绘制大脑不对称图谱 Arthur W. Toga 和 Paul M. Thompson 神经成像实验室 加州大学洛杉矶分校医学院神经病学系 摘要 动物和人类都存在大脑结构、功能和行为上的不对称现象。这种偏侧性被认为源于进化、遗传、发育、经验和病理因素。本文回顾了描述大脑不对称的各种文献,主要关注那些描述大脑半球解剖学差异的观察结果。 简介 大多数生物系统都表现出一定程度的不对称 1 。从人类到低等动物,正常的变异和特化都会产生功能和结构的不对称。甚至面部和四肢的外部特征也能证明这种不对称 2 。在人类和许多其他哺乳动物中,两个大脑半球在解剖学和功能上有所不同。虽然粗略检查人脑的宏观特征无法发现明显的左右差异,但仔细检查其结构就会发现各种不对称特征。这种侧化特化被认为源于进化、发育、遗传、经验和病理因素。例如,左半球语言皮层的进化扩张可能导致布罗卡言语区、颞平面(颞叶后部的听觉处理结构)和其他对言语产生、感知和运动优势至关重要的结构出现明显的体积不对称。大脑功能布局、细胞结构和神经化学的不对称也与不对称行为特征有关,例如惯用手、听觉感知、运动偏好和感觉敏锐度。在这里,我们回顾了各种方法及其对大脑结构和功能不对称的观察结果,特别关注解剖学差异。特别是大脑映射方法可以检测和可视化整个人群的不对称模式,包括疾病、年龄和发育过程中的细微变化。这些工具和其他工具在评估调节大脑认知特化的因素方面显示出巨大的潜力,包括大脑不对称的个体发育、系统发育和遗传决定因素。语言和惯用手语言。左半球的语言特化是大脑不对称的最早观察结果之一。19 世纪的 Broca 3 和 Wernicke 4 报告称,语言会因左半球的肿瘤或中风而受到更严重的损害。语言产生和句法处理的某些方面 5,6 随后主要定位到左半球前部的区域,包括下额回的三角部和岛叶部(布罗卡区;见图 1)。另一方面,语言理解,例如理解口语 7 ,主要局限于后颞顶叶区域,包括韦尼克区(布罗德曼区 39、40、后 21 和 22 以及 37 的一部分)。许多行为任务进一步阐明了语言回路,包括语法处理、语义知识和句法测试 8、5-6、9 。