第1章 引言
自然周期现象
时间与周期性
时间、预测和因果
自组织是大脑运转的基础
涌现、自因果和适应
大脑的灵活性来自哪里
因果与演绎
科学词汇和逻辑方向
另一些自上而下的研究策略
自下而上的研究进展和逆向工程
由外而内和由内而外的策略
本书内容范围
研究的最佳策略
第2章 结构决定功能
基本回路:多重并行回路的层级结构
大尺度上大脑网络的组织
不同体积的大脑中的度量尺度问题
无尺度系统scale-freesystem受幂律支配
大脑皮质构建的张拉整体性tensegrity
一千个鼠的大脑与一个人的大脑等同吗
新皮质中连接的复杂性
兴奋性皮质网络:简单化后的观点
本章总结
第3章 皮质功能多样性通过抑制性作用实现
抑制性网络产生非线性效应
中间神经元成倍地扩大兴奋性神经元的计算功能
皮质中间神经元的多样性
中间神经元系统:分布式计时器
不同体积大脑中中间神经元的连接变化
本章总结
第4章 打开“窗口”看大脑
脑电图和记录局部场电位(local field potential,LFP)的方法
脑内电极和硬膜下网格电极记录
脑磁图
局部场电位的源头
功能磁共振成像
正电子发射断层成像
提高时空分辨率:光学方法
体外单神经元记录
单神经元细胞外记录
使用四端电极tetrode对神经元进行三角测量
使用硅探针进行高密度记录
分析大脑信号
振荡同步的形式
本章总结
第5章 脑中的各种节律:从简单到复杂的动态过程
神经振荡的种类
次昼夜节律和昼夜节律
脑电图的1/f统计特点
心理物理学韦伯定律和大尺度脑动力学
脑电图的分形性质
噪声和神经节律的无尺度动力学:复杂性与预测性
噪声和自发脑活动
本章总结
第6章 通过振荡而同步
什么是振荡
共振器
单神经元的振荡和共振
集体性神经元行为可通过同步实现
同步的外部来源和内部来源
随机共振
通过同步产生细胞群组
整合、分离、同步:它们之间如何实现平衡
振荡同步的耗能很低
振荡网络遵循怎样的规则
本章总结
第7章 大脑的默认状态:休息与睡眠中的自组织振荡
丘脑———新皮质的搭档
单个细胞对丘脑-皮质振荡的作用
从单神经元到网络振荡
睡眠中的振荡模式
各类α振荡:部分脱离环境影响的表现
α节律的起源
本章总结
第8章 经验对大脑默认模式的干扰作用
睡眠和休息期间自组织神经振荡的行为学影响
清醒经验对自组织模式的干扰
长期训练对大脑节律的影响
大脑和身体:最早的皮质振荡如何产生,又如何被干扰
本章总结
第9章 γ高频活动:在清醒大脑中通过振荡实现结合
通过自下而上的连接绑定
去中心化的“平等主义”大脑通过时间实现绑定
人类皮质中的γ振荡
为什么γ振荡是大脑选择的高频活动
γ振荡依赖快速抑制
远距离γ振荡间的耦联
外部振荡和中央产生的振荡都能引发同步性
γ振荡的内容:来自昆虫研究的见解
本章总结
第10章 认知和运动依赖大脑状态
平均化大脑活动
神经元在其偏好的皮质状态下放电效果最好
行为表现受大脑状态影响
本章总结
第11章 “其他皮质”内的振荡:在真实空间和记忆空间中导航
异源皮质夹在最古老和最新的大脑区域之间
海马———一个巨大的皮质模块
海马是新皮质的图书管理员
如何在动物中研究外显记忆的机制
在二维空间中导航
海马和内嗅皮质中的位置细胞和地图
海马中的航位推算法:通过运动行为构建地图
θ振荡:与在物理空间和神经元空间中导航相关的节律
位置细胞的放电由θ振荡相位引导
神经元集群受θ振荡相位指示,进行序列性编码
时空情境的生理学定义
在真实空间和记忆空间中导航
本章总结
第12章 通过振荡进行系统耦联
海马和新皮质回路之间借助θ振荡发生耦联
非θ振荡状态下,海马与新皮质之间的交流
通过多路复用振荡进行多重表征
振荡耦联的其他可能
本章总结
第13章 棘手的问题
如果大脑中没有振荡
意识:没有准确定义的大脑功能
没有感觉的网络
持续性活动需要正反馈
只有表现出持续性神经元活动和包含大量神经元的
结构才能支持意识
参考文献
索引
译后记