“所与”的认知实验及脑电计算分析

摘要

认知科学研究是近年来新兴的一种科学方法，对探究大脑的奥秘有重要的意义。人脑对哲学问题的处理涵盖了各种认知过程，是解决心和脑关系问题的关键切入点。因此，哲学认知研究引起了人们的广泛关注，成为国际上热门的科研课题。
　　本文的研究主要围绕哲学知识论展开，首次将其中的“所与”问题与认知神经脑科学实验、算法相结合，试图探究“所与”（概念介入发生在感觉产生之后）是否存在，并揭示与其相关的大脑脑区活动关系。本文研究主要包括以下两部分的内容:
　　1、进行两组听觉认知(ERP)实验，将概念预期效应定义为概念介入的标志，从时间上探究概念介入是否在感觉产生之后。脑电信号生理学分析得出结论，概念介入后诱发了ERP波形的正向偏移，对早期成分P1、N1影响不大，对感觉产生后的P2、N2成分产生明显的影响，且概念介入前后的波形变化具有显著的主效应，感觉产生不包含概念介入，即从时间上验证了“所与”是存在的;
　　2、分别用线性的独立成分分析(ICA)和非线性的流形学习(Isomap)对脑电数据进行进一步分析。ICA分解得出结论:有概念和无概念的情况下，大脑对听觉刺激的物理属性分析过程没有区别，概念介入后，对ERP贡献最大的独立成分源位于大脑的前额区;Isomap算法可视化表达得出结论:概念介入后，大脑的前额中央，左前侧额，左中颞以及右中后颞等高级认知功能区域显著激活，这对产生于前额区和颞叶的N2，P2成分影响较大，顶区和中央区部位变化较小，即从空间上验证了“所与”是存在的。
　　本文的首次从科学实验的角度来验证哲学的“所与”问题，并提出了一套结合生理学分析和计算机技术（线性的ICA算法及非线性的流形学习Isomap算法）的分析方法，希望能够对哲学和人工智能的交叉研究有所贡献。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究意义及背景

1．1．1 经验论与先验论之争

1．1．2 “所与”神话之谜

1．1．3 验证“所与”

1．2 国内外研究现状

1．2．1 哲学的计算研究

1．2．2 概念认知

1．3 本文的研究工作

1．4 本文结构

第二章 相关研究方法概述

2．1 实验哲学

2．2 认知神经科学实验

2．2．1 认知实验的发展

2．2．2 脑电信号的分析

2．3 算法简介

2．3．1 独立成分分析

2．3．2 流形学习

第三章 “所与’’听觉认知实验及脑电分析

3．1 实验方法

3．1．1 被试

3．1．2 刺激材料

3．1．3 实验程序

3．1．4 脑电图记录

3．1．5 结果

3．2 脑电信号分析

第四章 脑电信号的计算分析

4．1 脑电分析的局限性

4．2 ICA分解

4．3 流形学习

4．4 结果讨论

第五章 总结及展望

5．1 研究工作总结

5．2 工作展望

参考文献

致谢

附：声音刺激材料列表