序言 1 第一章 医学与视力缺陷 3 第二章 视觉再教育的方法 6 第三章 感觉+选择+知觉=看 11 第四章 身体和心理功能的变异性 14 第五章 视觉功能障碍的原因:疾病和情绪障碍 17 第六章 放松 23 第七章 眨眼和呼吸 26 第八章 眼睛,光的器官 29 第九章 中心注视 33 第十章 训练眼睛和心理移动的方法 36 第十一章 闪光 40 第十二章 移动 43 第十三章 看的心理方面 48 第十四章 记忆和想象力 50 第十五章 近视 57 第十六章 远视、散光、斜视 61第十七章 一些难以观察的情况 66 第十八章 光照条件 71 附录一 74 附录二 76
摘要 已修改空间钳制鱿鱼轴突 (18'C) 的 Hodgkin-Huxley 方程,以近似来自重复发射甲壳类动物步行腿轴突的电压钳数据,并计算了响应恒定电流刺激的活动。钠电导系统的 ino 和 h. 参数沿电压轴向相反方向移动,因此它们的相对重叠增加约 7 mV。时间常数 Tm 和 Th 以类似的方式移动。延迟钾电导的电压依赖性参数 n、O 和 T 向正方向移动 4.3 mV,Tr 均匀增加 2 倍。漏电电导和电容保持不变。该修改后的电路的重复活动在质量上与标准模型的重复活动相似。电路中添加了第五个分支,代表重复步行腿轴突和其他重复神经元中存在的瞬时钾电导系统。该模型具有各种参数选择,重复发射频率低至约 2 个脉冲/秒,高至 350 个/秒。频率与刺激电流图可以通过低频范围的十倍直线很好地拟合,并且脉冲序列的总体外观与其他重复神经元的相似。刺激强度与在标准 Hodgkin-Huxley 轴突中产生重复活动的刺激强度相同。研究发现,重复放电率和第一个脉冲延迟时间(利用时间)受瞬时钾电导(TB)失活时间常数、延迟钾电导(Tn)和漏电电导(ga)值的影响最大。该模型提出了一种通过毫秒级膜电导变化产生稳定低频放电的机制。
摘要 — 仔细分析了 Hodgkin-Huxley 和 Hodgkin-Katz 为找出鱿鱼轴突中钠离子产生的电脉冲而进行的实验研究。他们以数学模型的形式定量描述了他们的发现,该模型用于产生产生神经兴奋和电流传导动作所必需的电位。我们提出了他们脉冲产生理论的创新量化模型。它将为从量化原理的角度探索理论提供新的研究平台,并使电动力学和量子场论方法在 Hodgkin-Huxley 方程及其应用的新分析中的应用成为可能。我们将讨论一些合理的应用和一些关于量化模型使用的新猜想。这可以看作是对数学哲学复兴和更新的补充努力。
许多当代思想家都认为宗教与科学之间存在着严重冲突。机器人专家汉斯·莫拉维克写道:“科学寻求对观察结果的客观解释,不受人类情感、部落价值观甚至自身传统的约束。科学变化无常的进程常常颠覆宗教作为社会保护者的角色,与宗教信条相矛盾,并创造令人不安的新选择。然而,尽管科学具有破坏社会的潜力,但它却越来越多地篡夺宗教的古老解释和规则,因为它的物质利益超过了心灵平静和社会秩序的代价”(1999,75)。这种认为科学胜利的观点并不新鲜。半个世纪前,朱利安·赫胥黎就提倡一种进化的科学人文主义。虽然“早期的宗教和信仰体系在很大程度上是为了应对人类的无知和恐惧而做出的调整,……但今天需要的是一种适应人类知识和创造性可能性的信仰体系”(1957,188)。赫胥黎认为,实现
作为社会秩序的组成部分,艺术成为与该社会的政治合唱相协调的声音。无论是通过宣传“男性神秘感”来维持暴力社会的福祉,还是通过意识到“道之流”来激发非暴力的社会态度,处于艺术关注第一层次的艺术家都准备通过其才华来发挥作用,为“最大多数人提供最大的利益”。B. F. 斯金纳在他的乌托邦小说《瓦尔登湖 2》中,对艺术家及其艺术有着同样的功能价值。通过先进的行为工程技术,我们可以训练艺术家积极响应作为其营养来源的环境。当社会秩序中的所有负面因素都被消除时,谁知道会产生什么样的艺术?B. F. 斯金纳的受训练的人很可能是未来的伟大艺术家——也许是唯一的艺术家。艺术的第二个方面——表达纯粹的快乐,没有超越自我的思想——可以通过奥尔德斯·赫胥黎的小说《美丽新世界》得到极致体现。在这个未来社会中,社会理想是一致、稳定和社区,艺术成为幸福感的另一种出口。《美丽新世界》中艺术表达的终极理想确实是放松,以及性带来的即时满足。
学习成果 完成本模块后,学生将了解: - 计算神经科学的基本概念、理论基础和最常用的模型 - 相关的基本神经生物学知识和相关的理论方法以及这些方法迄今为止得出的结论 - 不同模型的优势和局限性 - 如何适当地选择用于建模神经系统的理论方法 - 如何在考虑神经生物学发现的同时应用这些方法 - 如何批判性地评估获得的结果。 - 如何使模型适应新问题以及开发新的神经系统模型。 内容 本模块提供有关神经系统组成部分及其建模的基本知识,包括有关神经元和神经回路内信息处理的基本神经生物学概念和模型。具体主题包括: - 神经元的电特性(能斯特方程、戈德曼方程、戈德曼-霍奇金-卡兹电流方程、膜方程) - 霍奇金-赫胥黎模型(电压依赖性电导、门控变量、瞬态和持续电导、动作电位产生) - 通道模型(状态图、随机动力学) - 突触模型(化学和电突触) - 单室神经元模型(整合-激发、基于电导) - 树突和轴突模型(电缆理论、拉尔模型、多室模型、动作电位传播) - 突触可塑性和学习模型(释放概率、短期抑制和促进、长期可塑性、赫布规则、基于时间的可塑性规则、监督/无监督和强化学习) - 网络模型(前馈和循环、兴奋-抑制、发放率和随机、联想记忆) -神经元和网络模型的相空间分析(线性稳定性分析、相图、分岔理论模块组件
1. 问题陈述(项目简要描述 - 需求和好处) 西华盛顿大学在环境教育和可持续性方面有着卓越的传统。最值得注意的是,西华盛顿大学是美国第一所专门致力于环境的学院的所在地 - 赫胥黎环境学院成立于 1969 年,并继续成为一所全国公认的机构,在环境科学和环境政策等领域培养高质量、就业就绪的毕业生。西华盛顿大学还因其对绿色建筑技术、可持续性和替代能源使用的承诺而获得了多项国家排名的认可,包括在美国环境保护署的全国高等教育绿色能源购买者前 30 名名单中持续名列前茅,以及在塞拉俱乐部的“最酷学校”名单上名列前茅,该名单根据全国各地的大学在解决气候问题和追求可持续运营战略方面所做的努力对其进行表彰。尽管西大在环境教育和可持续发展方面取得了成就,但容纳了大部分环境科学和地质学课程和实验室的大楼——西大环境研究中心,可以说是西大校园内最不环保、效率最低的教学设施。这座已有 45 年历史的环境研究中心在结构上非常适合密集的科学使用,但需要对关键的机械系统和空间利用进行重大升级,以解决代价高昂的低效率问题、提高安全性,并为学生提供更具协作性的研究和学习环境。此外,该建筑的许多机械系统已经过了使用寿命,需要维修或更换。2. 项目描述
在一个由无神论科学家和技术信徒主导的世界里,约翰·伦诺克斯在他的著作《2084:人工智能与人类的未来》中提出了一种关于人工智能和超级智能的差异化观点,考虑到普遍的神圣特征。这种对无神论世界观的批判使用圣经类比和证据为讨论引入了许多新论点,拓宽了对人工智能的视角。约翰·伦诺克斯是英国数学家、哲学家和基督教辩护者,也是牛津大学数学和科学哲学名誉研究员。他出版了许多书籍,探讨了科学与信仰之间的对话,并主张科学与基督教世界观的兼容性。他的生活和工作反映了科学卓越和根深蒂固的信仰的独特结合。与其他关于人工智能或超级智能主题的作品不同,伦诺克斯关注宗教精神论证,而其他主角则强调启蒙理性主义或长期主义。在关于这个主题的讨论中,这无疑是这本书的主要附加价值。手稿的最初部分首先描述了人工智能 (AI) 和超级智能的潜力和内在挑战。第 1 章作为论述的序言,首次介绍了乔治·奥威尔的历史作品,同时也是该书标题的寓言(11-13)。在此背景下,作者明确暗示了人工智能的表现可能带来的危险,同时概述了作者的总体论证框架。Lennox 强调奥威尔的《1984》(出版于 1949 年)是一部开创性的作品,将大规模监视和媒体信息控制作为辩论的关键要素,认为这些是“如今越来越多地与人工智能 (AI) 的发展联系在一起的想法”(13)。Lennox 进一步将反乌托邦小说与奥尔德斯·赫胥黎的《美丽新世界》进行比较分析,并引用了尼尔·波兹曼在《自娱自乐于死》中的见解 (12)。此外,伦诺克斯借鉴了丹·布朗的小说《起源》来描绘反乌托邦的未来,强化了他的主题探索(13)。第 2 章和第 3 章围绕人类的起源和轨迹展开探究。为此,作者深入研究了大量最近的哲学著作,以审视人工智能的本质。主要关注点包括 Yuval Noah Harari 的作品,特别是《人类简史》(2011 年)和《未来简史》(2015 年),并反复提及 John Gray 和
Cowan 及其同事 (2000) 回顾了神经科学的历史根源以及 20 世纪的发展阶段。在 19 世纪后期和 20 世纪初期,出现了许多里程碑式的发现,每一项发现都对神经解剖学或神经生理学等长期存在的学科做出了重大贡献。然而,Cowan 等人 (2000) 指出,这些发现都没有超越传统的学科界限,而这正是当代神经科学领域的决定性特征。Kandel 和 Squire (2000) 得出结论,现代神经系统细胞科学基于两项基本发现:神经元学说和离子假说。Wilhelm His 将轴突描述为未成熟神经细胞的产物,这是朝着神经元学说的形成迈出的重要一步。四个科学领域——胚胎学、组织学、生理学和病理解剖学——都提出了神经元之间存在不连续性的证据。西班牙神经学家拉蒙·卡哈尔 (Ramon y Cajal) (1959) 证明神经纤维具有与其他神经细胞接触但不会融合的终端结构——它们是毗连的而不是连续的——这为神经元的发育提供了关键支持。拉蒙·卡哈尔证明大脑由被称为神经元的离散细胞组成,这些细胞被认为是基本信号传导单位,从而创立了神经元学说。在拉蒙·卡哈尔的时代,神经发生的研究是在组织学领域进行的。在当代神经科学中,人们一直关注神经元发育所涉及的分子和细胞机制。离子假说由艾伦·霍奇金、安德鲁·赫胥黎和伯纳德·卡茨于 20 世纪 40 年代末提出,该假说用特定离子的运动来解释神经细胞的静息电位和动作电位,从而使神经系统能够根据细胞生物学共有的物理化学原理来理解(Kandel & Squire,2000 年)。20 世纪 50 年代和 60 年代见证了神经解剖学、神经药理学、神经化学和行为科学融入神经科学(Cowan 等人,2000 年)。 1978 年初,《神经科学年度评论》创刊号出版,预示着神经系统多学科研究方法的下一阶段的开始:分子神经科学的出现、重组 DNA 技术和分子遗传学在神经生物学问题中的应用,以及神经科学与其他生物科学在共同的知识框架内的统一(Ciaranello 等,1995;Lander 和 Weinberg,2000)。