认知结构的静态结构

认知结构发育到一定水平后具有如下的静态结构。

2.11认知对象单元回路

认知对象单元回路思维与认知机构在一个思维活动单元中产生，并在此类思维活动单元中强化、发展的神经回路。什么事思维活动单元，我们将在后面“思维过程的基本单位”中论述。

认知对象单元回路由各功能区内单元回路通过功能区间的回路间连接构成。

一、功能区单元回路

功能区单元回路是功能区内神经元间通过连接强化的特异性回路。在认知对象定义区，除了神经元间的连接强化，同一单元回路内的神经元产生递质-受体的种类、比例相同或接近。

在产生初期，功能区单元回路的特异性主要由构成此回路的神经元间的初步连接强化和活动过程状态的同步性确定。

在有一定水平的发展后，功能区单元回路出现核心区。核心区是占有一定空间位置，神经元间连接强化水平远高于基础水平的神经元群。此时，功能区单元回路的特异性主要由核心区决定。

核心区具有确定的空间位置。人个体发育早期形成的功能区单元回路一般具有一定数量核心区，这些核心区在功能区内均匀分布；随着人在人类社会环境中的发展，后来产生的功能区单元回路的核心区数量减少，特别是在复杂思维过程中形成的单元回路。

按神经元间强化水平由高到低，功能区单元回路可以分为核心区、过渡区和边缘区。单元回路中神经元间连接强化的数量与强化水平由核心区向边缘区递减，直至降低至背景水平。神经元间在回路内相互间产生连接强化的数量比例、强化水平如下图分布，核心区强化水平越高，这个分布曲线越陡峭。

功能区单元回路内神经元间连接强化数量比例与连接强化水平分布曲线

二、功能区间单元回路间的连接

除知觉镜像区之间外，各功能区间都有延伸至其他功能区的轴突。在功能区间，功能区单元回路间通过延伸至对方功能区单元回路的轴突形成连接。功能区间单元回路间的连接存在特异性的强化。

三、认知对象单元回路整体

功能区单元回路通过功能区间单元回路间的连接形成认知对象单元回路的整体。其中，认知过程对象定义区单元回路是构成认知对象单元回路整体的核心。

例如，关于“锅”的一个认知对象单元回路。

在相应思维活动单元的情景环境中，同时看到了锅和听到“锅”的发音。

在此思维活动单元中形成了“锅”的听觉镜像区、视觉镜像区、高等认知对象定义区、初等认知对象定义单元回路。这几个功能区单元回路在功能区间相互连接，形成了这个认知对象单元回路的整体。如果同时有其他知觉则还有其他知觉镜像区的单元回路。相应的情景环境是一个中性环境，在这个认知对象单元回路没有控制器单元回路。

2.12认知对象单元回路间的连接

认知对象单元回路间的连接是指认知对象单元回路间能量传递效率增强的特异性连接。

2.12. 1功能区内单元回路间的连接

功能区内单元回路间的连接有以下3种形式：

1）单元回路间通过轴突-突触产生的连接强化。

2）单元回路间共用核心区。

3）单元回路间轴突连接及共用过渡区、边缘区。

一、单元回路间的轴突-突触连接强化路径

1.单元回路间的轴突-突触连接强化的连接路径的形成

当两个单元回路在产生LTP的时间内被激活或处于较高的活动水平时，产生轴突-突触连接强化的连接路径。这种连接是决定认知结构特征主要连接形式，此后无特别说明时回路之间的连接主要指这种连接形式。

2.功能区单元回路间连接的能量发送的单向性与连接、接收连接路径

由于神经元轴突的延伸和递质发送、接收的单向性，一个功能区单元回路的连接路径分为发送路径和连接路径。发送路径单元回路的轴突延伸至其他单元回路并产生强化连接的路径，单元回路活跃水平较高或激活时通过发送路径向相连接的单元回路发送能量；接收路径是其他单元回路的轴突延伸至本单元回路并产生强化连接的路径，功能区单元回路通过连接路径接收其他单元回路发送来的能量。

两个相互连接的功能区单元回路，一个单元回路的发送路径是另一个单元回路的接收路径。

一般来说，两个单元回路之间的连接是双向的，即同时都有向对方发送能量的连接路径，两个路径一般也存在能量发送效率的差异。

3.功能区单元回路之间连接的效率差异

功能单元回路之间连接的连接效率差异是指一个功能区单元回路在活跃或激活时通过关联路径向相关的其他功能区单元回路发送、接收能量多少的差异。

功能单元回路之间连接的连接效率差异主要来自于以下3个方面。

1）单元回路之间的连接强度。

单元回路之间的连接强度由两个方面决定：参与连接的神经元的数量；突触连接的发展水平。参与连接的神经元数量越多、突触连接发展水平越高，单元回路之间的连接强度就越高。

2）双方单元回路的发展水平。

相连接的单元回路的神经元构成数量、是否形成了核心区、核心区的发育水平等。发展水平越高，活跃或激活时发送的能量总量越高，活跃或激活的区域越集中，传递的方向性就越强。

3）单元回路间的特征相似性。

相连接的单元回路间所含知觉特征的相似程度。由于神经元只接收相应种类的感觉特征颗粒，相连接的单元回路特征相似程度越高，同样的能量发送数量，作为接收方的单元回路接收的数量越多。

单元回路间通过轴突连接的连接路径，相互之间的连接水平越高、单元回路的发育水平越高、特征相似程度越高，连接路径的能量传递效率就越高。功能区单元回路间的连接，能量传递效率存在显著差异。

4.多个单元回路之间的次第连接路径

由于功能区单元回路间连接的能量发送的单向性，多个单元回路之间的连接可以形成一个次第连接的总体路径

二、单元回路共用核心区

单元回路共用核心区的形成见“认知对象单元回路的长时变化过程”中“单元回路间的公用核心区”部分。实际上，共用核心区的单元回路在激活过程中表现更接近功能区单元回路内部不同区域的激活过程，我们因为其所含特征的不同而将其分为不同的单元回路，

三、轴突连接及共用过渡区、边缘区

单元回路共用过渡区、边缘区的产生见“认知过程单元回路的长时变化过程”中“单元回路间的公用过渡区、边缘区”。这种连接往往还伴有核心区轴突连接。

2.12.2功能区间单元回路间的连接

功能区间单元回路之间的连接全部是轴突-突触连接。当两个单元回路在产生LTP的时间内被激活和或处于较高的活动水平时产生。

一、知觉镜像区-高等认知对象定义区

1）每个知觉镜像区和高等认知过对象之间的单元回路间为多对多的连接。

2）知觉镜像区-高等认知对象定义区回路通过同神经元间连接增强和同种类的感觉颗粒递质的发送与接收共同表达特异性的回路。

3）知觉镜像区-高等认知对象定义区回路的功能在于：确定知觉镜像区单元回路和认知对象定义区单元回路之间的关联关系；建立各知觉功能区间单元回路的关联关系；使得具有关联关系的单元回路之间更容易相互激活。

二、知觉镜像区-初等认知对象定义区

知觉镜像区-初等认知对象定义区间回路结构特点和知觉镜像区-高等认知对象定义区回路基本相同。

三、高等认知对象定义区-初等认知对象定义区

高等、初等认知对象定义区之间单元回路为多对多的连接。

高等认知过程对象定义区-初等认知对象定义区回路的功能如下。

1）使高等认知对象定义区和初等认知对象定义区之间；知觉镜像区-初等认知对象定义区回路和知觉功能镜像区-高等认知对象定义区回路之间在回路构成和回路活动过程上保持镜像关系。

2）通过两区单元回路之间的连接，初等区单元回路保持高等区单元回路兴奋的持续性，高等区单元回路保持低等区神经回路的特异性。

四、知觉镜像区、高等认知对象定义区、初等认知对象定义区与控制器

知觉镜像区、高等认知对象定义区、初等认知对象定义区单元回路与控制器单元回路之间的连接，我们统称之为控制回路。

1.控制回路特异性来源

1）突触连接的增强。

2）其他功能区单元回路（含有知觉特征的单元回路）向控制器单元回路发送特定种类知觉颗粒递质构成、比例。

3）控制单元回路向知觉特征单元回路发送的特定控制递质。

2.认知过程对象单元回路和控制单元回路间回路特异性来源

控制回路的功能如下。

知觉功能区、知觉镜像区、认知对象定义区单元回路向控制回路发送特定信号，控制单元回路处理特定信号后产生控制信号发送至相关联的知觉区、知觉镜像区、认知对象定义区单元回路，促进或抑制这些单元回路的活动水平，从而调节、控制思维活动过程。

2. 12.3认知对象单元回路间的连接整体

其在认知结构有一定水平的发育后。

整体结构如下图。

认知过程单元回路间连接示意图

如图所示。

单元回路之间的连接由各功能区内部单元回路之间的连接和各功能区单元回路之间构成。在功能区内，每个功能区单元回路都和一定数量的其他功能区单元回路相连接；在功能区间，除知觉镜像区之间外，每个功能区单元回路都和其他功能区的多个功能区单元回路相连接。由此认知对象单元回路之间的连接在功能区内部、功能区之间形成一个功能区单元回路多对多的空间网状结构。

2.13认知对象回路

从认知层面看，认知对象回路是反映认知对象整体的回路。从基础层面看，认知对象回路是由一定数量的认知对象单元回路通过相互间的连接强化构成的整体。

按所反映的认知对象复杂程度；认知结构由简单到复杂、由局部到整体的构成方式；以及认知结构产生、发展、变化过程，认知对象回路可以分为：

简单认知对象回路；

复杂认知对象回路；

多层次的复杂认知对象回路；

特别复杂的认知对象回路群。

一、简单认知对象回路

从认知层面看，简单认知对象回路是反映相对“简单”“孤立”“具体”认知对象的回路。

构成认知对象回路的单元回路按其被激活的概率、发育水平、在反映认知对象的作用等因素可分为核心认知对象单元回路、外周单元回路、关联单元回路。

1）核心认知对象单元回路。

核心区回路是含有相应认知对象全部或大部分主要特征的、核心区强化水平较高的一个或一组认知过程单元回路。在认知对象回路中，哪些回路是核心单元回路是统计上表现出来的，即：在认知对象的主要特征出现时那些单元回路被激活的概率最大。相对于外周回路，核心回路的发育水平较高。核心单元回路在对认知对象的记录、反映和相关思维过程中占主导地位。

2）外周单元回路。

外周回路是在含大量核心区回路特征，同时有含有一定自身特有的特征的思维过程单元中形成回路。在形成外周回路的思维过程单元中，核心单元回路处于活跃状态，同时含有大量的核心区回路特征和其他特征，由于核心单元回路对其的抑制作用，外周回路中较低比例的含有核心区单元回路特征。相对于核心回路，外周回路的发育水平较低，在认知对象出现时被激活的概率也低于核心。

另外，部分核心回路和外周回路的区别是从同一个单元回路的发展过程中分化出来。

哪些回路是核心回路、哪些回路是外周并不是一成不变的，是在人个体总的认知过程中发展、变化的。两者可以互相转化，核心回路可以转化为外周回路，外周回路可以转化为核心回路。

3）关联回路。

关联单元回路是与核心单元回路和外周单元回路相连接的、主要特征与核心回路不同的其他认知对象回路。

以“做大米饭”中的“大米”为例：反映大米性状、颜色、名称等特征的单元回路是核心单元回路；“火”“锅”、“大米饭”等回路为关联回路。

上面的描述是从和我们的自然知觉相应的对事物的认识方式做出的描述。而在基础层面，由于单元回路间往往含有相同或相似的特征；单元回路间存在大量的共用回路；单元回路的边界是模糊的；单元回路间的连接强化水平往往很接近，因此，认知对象回路的特异性不是绝对确定的，是在统计上表现出来的。

二、复杂认知对象回路

从认知层面看，复杂认知对象回路是从整体上反映“复杂”认知对象的回路。

复杂认知对象回路由一定数量的单元回路、简单认知对象回路、认知对象回路通过相互间的连接构成。

除认知对象回路间的相互连接外，复杂认知对象回路主要有以下特点。

1）所含回路的发育水平、被激活的概率不同，仍然具有类似简单认知对象的核心认知对象回路、外周认知过程对象回路的差别。如“做大米饭”这个复杂认知对象的回路中，“大米”“锅”“火”等这些认知对象的回路是核心回路，“环境”等回路是外周回路。

2）出现反映复杂认知对象整体特征的单元回路。随着复杂认知对象回路的发展，反映复杂认知对象整体特征的单元回路逐渐发展，成为核心回路。

3）在空间上出现复杂认知对象回路的核心区域。在核心区内：神经元之间、单元回路之间、认知对象回路之间的连接强化水平更高；单元回路的核心区往往有一定数量，在思维与认知机构内均匀分布。核心区内的单元回路核心区发育水平更高；神经胶质细胞的发育水平更高。

三、特别复杂的认知对象回路群

特别复杂的认知对象回路群由一定数量不同复杂水平、发育水平的认知对象回路构成，含海量的单元回路。

如一个厨师关于烹饪的回路，含“做饭”“炒菜”“做汤”等复杂认知对象回路，这些回路共有“火”“锅”等回路，共有的“火”“锅”等回路也发展成了相对对路的复杂认知对象回路，等等。

再如复杂的理论体系的认知对象回路，也是特别复杂的认知对象回路群。

特别复杂的认知对象回路群除具有复杂认知过程对象回路的特点外，还有以下特点。

1）形成发育水平特别高的核心区。特别复杂的认知对象回路群在活动时，在器官的尺度我们就可以观测到明显的兴奋灶。

2）特别复杂的认知对象回路群既是一个整体，构成其认知对象回路也有明显的独立性；既有特别复杂的认知对象回路群的整体活动，在相应认知对象出现时构成其认知对象回路，也表现出各自相对独立的活动。

2.14时序结构、控制结构

思维活动过程中的特征表达具有时序性，如为什么我们说：“我吃了饭了”，而不说：“饭吃了我了”。不考虑时序关系，这两句话中包含同样的特征，但特征表达的时序不同。

时序结构是认知结构中使思维活动表现出时序性的结构。认知对象之间的连接具有能量发送与接收的方向性，从而在一定数量的认知对象回路之间形成一种具有方向性次第连接的结构。由于这种结构使思维活动表现出时序性，我们称之为时序结构。

认知对象回路通过相互间连接的信息传递相互作用。在传递的信息中有一部分是包含知觉特征的，这类信息的传递和处理使思维活动直接表现出反映认知对象特征这个特性来，这类信息传递使接收信息的认知对象回路活动水平升高；另一部分信息不包含知觉特征，只是对接收信息的认知对象回路产生控制作用，使接收信息的认知对象回路活动水平升高或降低。认知对象回路之间这种相互作用我们称之为控制作用，产生控制作用的连接形成的结构我们称之为控制结构。

时序结构、控制结构并不是独立存在的结构，准确地说，是单元回路、认知对象回路之间连接具有的一种特性。

时序结构、控制结构是认知结构特别重要的结构。对于时序结构和控制结构，我们将在认知结构的产生与长时变化中详细论述。

2.15认知结构整体

认知结构由海量的单元回路、大量的认知对象回路构成。构成认知结构的基本单位是认知对象单元回路；单元回路间相互连接形成不同复杂程度和构成层次的认知对象回路；认知对象回路的总体形成认知结构；单元回路、认知对象回路间连接具有时序关系、控制关系这个两个特性，在认识上，我们将这两个关系从单元回路、认知对象回路间连接中分离出来，称两个关系的总体为时序结构、控制结构。

以上是从我们自然知觉决定的认识方式对认知结构基本特征的的描述。实际上认知结构是一个巨复杂的结构，想象一下几十个功能区、数以万计、十万计的单元回路，数以百万、千万计的单元回路之间的连接，可能的时序线路，可能控制作用组合所形成的一个机构。可以类比染色体这种遗传物质对生物多样性的决定作用，基本构成单位和规则很简单，但海量的组合方式使染色体结构本身成为巨复杂结构、染色体结构和生物多样性之间成为巨复杂的关系。