認知科學與腦機接口概論, 2/e

腦機接口研究致力於在人類大腦與外部設備之間建立起連接通路，
架設起生物智能和人工智能之間的橋樑。認知科學建立了研究認知(Cognition)和智力(Intelligence)的基本概念和科學方法論，
為腦機接口對大腦的工作狀態及認知活動的解讀提供了理論基礎。

本書從認知科學理論、探索腦認知活動的技術手段、
腦機接口的代表性技術及其前沿應用四個方面系統介紹腦機接口領域的*新研究成果。
全書內容主要來源於創作組成員多年來在認知科學和腦機接口研究領域的知識積累，
不少章節內容直接來自於作者在這些領域的*新科研成果。
創作組成員都是國內認知科學與腦機接口領域的*尖學者，
對書中的技術論述力圖做到深入淺出、通俗易懂、獨立完整。

本書適用於具有一般大學理工科背景的讀者，可作為科學技術人員了解認知科學和腦機接口研究領域的參考書，
也可作為高等院校面向本科生或者研究生所開設的認知科學與腦機接口課程的教科書。

龔怡宏教授
IEEE Fellow，國家特聘專家，國家973項目首席科學家。
我國早期公派留學生，於日本東京大學獲得學士、碩士和博士學位後，
在新加坡南洋理工大學任助理教授，美國卡內基梅隆大學任研究員。
2012年加入西安交通大學。主要研究領域包括人工智能，計算機視覺，多媒體內容分析，受腦啟發神經網絡模型研究等；是學術界最早開展體育視頻內容分析，
基於圖像內容的以圖搜圖檢索以及圖像稀疏編碼特徵等研究的國際知名學者，引領了國際上眾多學者的研究。
共出版英文專著2部，在國際知名學術期刊和會議上發表論文200餘篇，
谷歌學術引用28400多次，單篇最高引用3900多次，谷歌h-index為70。
擁有美國和中國發明專利40餘項。入選2020Al2000最具影響力TOP100學者榜單，
帶領團隊多次獲得國內外圖像視頻內容分析領域技術大賽的冠軍。
創建中國認知科學學會“認知與類腦計算專委會”，並擔任首任專委會主任一職。

第一章認知科學概論
1.1 認知科學與腦機接口
1.2 感覺和知覺
1.2.1 知覺：認知的湧現
1.2.2 聽覺
1.2.3 嗅覺
1.2.4 味覺
1.2.5 觸覺和本體感受
1.2.6 視覺
1.2.7 知覺開始的地方
1.2.8 感知覺功能缺失
1.2.9 多模態感知覺
1.3 視覺通路與物體再認
1.3.1 功能層級結構和功能模塊化
1.3.2 視覺的多條通道
1.3.3 物體再認的模型
1.3.4 物體失認
1.3.5 讀心（腦）術
1.4 注意和知覺組織
1.4.1 注意的概念
1.4.2 注意的類型
1.4.3 注意選擇發生的階段
1.4.4 注意選擇的對象
1.4.5 注意網絡和注意缺失
1.4.6 知覺組織的觀點
1.5 學習與記憶
1.5.1 學習和記憶
1.5.2 感覺記憶和短時記憶
1.5.3 短時記憶和工作記憶
1.5.4 長時記憶
1.5.5 內側顳葉記憶系統
1.5.6 長時記憶的動態特性
1.6 行為控制與腦機接口
1.6.1 行為與腦
1.6.2 行為控制
1.6.3 行為控制機制
1.6.4 腦機接口
1.6.5 基底神經節
1.6.6 新技能學習
參考文獻
第二章人腦連接組關聯研究
2.1 千年話題——腦智關聯
2.1.1 兩種腦智關聯的研究策略
2.1.2 腦智關聯研究
2.2 全基因組關聯研究
2.2.1 核心方法
2.2.2 GWAS研究數據的深入挖掘方法及在線工具介紹
2.3 全連接組關聯研究
2.3.1 人腦連接組工程
2.3.2 功能連接和結構連接
2.3.3 人腦連接組關聯的研究
2.4 人腦連接組的畢生髮展研究
2.4.1 人腦功能連接組與發育
2.4.2 人腦功能連接組與老化
2.4.3 人腦功能連接組的畢生髮展研究
2.5 人腦神經影像測量信效度
2.5.1 結構形態磁共振影像測量的信度
2.5.2 功能磁共振影像測量的信度
2.5.3 神經影像大數據與信度研究
2.5.4 信度研究面臨的挑戰和研究趨勢
參考文獻
第三章腦認知成像技術
3.1 概述
3.2 磁共振成像技術
3.2.1 核磁共振現象
3.2.2 磁共振成像原理
3.2.3 功能磁共振成像
3.3 腦電與腦磁圖
3.3.1 什麼是腦電
3.3.2 基於腦電圖的腦機接口系統組成
3.3.3 什麼是腦磁圖
3.3.4 腦磁圖的工作原理
3.3.5 腦磁圖在腦機接口領域的應用
3.3.6 基於原子磁力計的新型腦磁及腦機接口的未來
3.4 近紅外腦成像技術
3.4.1 fNIRS成像原理
3.4.2 fNIRS成像裝置
3.4.3 fNIRS成像應用
3.4.4 fNIRS在自然情境下高級認知神經科學研究中的運用
3.4.5 fNIRS在發展認知神經科學研究中的運用
3.4.6 fNIRS在精神病學和神經病學
研究中的應用
3.4.7 fNIRS成像技術的優勢和不足
3.5 非侵入式腦刺激技術
3.5.1 經顱磁刺激
3.5.2 經顱電刺激
3.5.3 小結
3.6 多模態成像技術融合
3.6.1 多模態融合的方式
3.6.2 多模態成像融合處理技術
3.6.3 M/EEG-fMRI融合技術
3.6.4 MRI-PET融合技術
3.6.5 多模態技術融合面臨的挑戰
參考文獻
第四章腦機接口技術概述
4.1 引言
4.2 腦機接口分類與組成
4.2.1 腦機接口系統分類
4.2.2 腦機接口的系統組成
4.3 有損BCI
4.3.1 有損BCI概述
4.3.2 有損BCI發展中的一些重要研究
4.3.3 人類感覺再造和新塑
4.4 無損BCI
4.4.1 無損腦機接口概述
4.4.2 基於EEG的BCI研究
4.4.3 基於fNIRS的BCI研究
4.4.4 其他無損BCI研究
4.5 腦機接口技術的發展趨勢
4.5.1 腦機接口與其他信號
4.5.2 腦機接口與復雜狀態
4.5.3 腦機接口與人工智能
4.5.4 人工神經網絡與腦機混合智能
參考文獻
第五章大腦視覺認知編解碼
5.1 大腦視覺認知編解碼簡介
5.2 fMRI影像分析與數據處理
5.2.1 fMRI神經影像分析
5.2.2 fMRI的大腦活動信號分析
5.3 大腦視覺神經活動編解碼
5.3.1 基於fMRI編解碼方法概述
5.3.2 圖像的結構編碼
5.3.3 圖像的對象編碼
5.3.4 圖像解碼
5.3.5 自然場景視頻編解碼
5.4 人工神經網絡與大腦神經編解碼
參考文獻