类别与数量空间关系识别加工中的练习效应研究

本研究通过检测20名飞行员及其控制组的视觉空间关系识别中的认知加工水平,旨在探讨视觉空间关系识别中的类别关系和数量关系加工子系统所表现出的练习效应水平的高低。研究结果表明,在参与视觉空间关系判断的两个典型加工子系统中,负责数量(坐标)空间关系判断的加工子系统随系统训练而表现出功能增强的练习效应。相对而言,涉及类别空间关系判断的加工子系统则较少受到练习的影响。研究揭示,由于受大脑神经解剖结构特点以及加工任务性质的影响,练习效应在神经网络上的分布是不平衡的。相对于类别空间关系加工子系统,数量空间关系加工子系统更多地表现出了练习效应这一典型的认知神经加工特性。     

表象旋转加工子系统特性的初步研究

通过两个实验分别检测２０名飞行员和１０名老年被试及其相应控制组的表象旋转加工水平,旨在探讨表象旋转这一典型视觉空间认知加工中各子系统所表现出的可塑性和稳定性问题。研究结果表明,在参与表象旋转的三个主要加工子系统中,负责表象转换的子系统既可随系统训练而表现出功能增强的练习效应,也可随年老过程而发生功能衰减的年龄效应。相对而言,形状识别和确认两上子系统则受练习和年老因素影响较小。本研究提示,由于受大脑     

视觉特征提取加工中的认知可塑性

本研究采用“加因素法”研究范式,通过两个实验分别检测20名飞行员和lO名老年被试及其相应控制组在视觉特征提取任务上的认知加工水平,旨在探讨视觉特征提取这一高水平视觉表象加工上的认知可塑性水平。研究结果表明,视觉特征提取加工既表现出了随外界系统训练而发生功能增强的练习效应,也表现出了随年老化过程而发生相应功能显著改变的年龄效应。研究提示,由于受大脑神经细胞活动特性改变的影响,视觉特征提取加工更多地表现出了可塑性或易变性相对较高的认知特性。结合相关的工作基础,研究结果还进一步证实高水平视觉认知加工所表现出的练习效应和年龄效应在大脑神经网络上的分布是不平衡的。本研究不仅对于揭示高水平视觉表象加工的认知特性具有重要的理论意义,而且在实践中对于建立飞行员、宇航员等特殊职业人员的选拔模型以及揭示飞行空间定向障碍的认知机制也具有重要的应用价值。     

视觉表象扫描加工可塑性水平的研究

本研究通过两个实验分别检测20名飞行员和10名老年被试及其相应控制组的表象扫描加工水平,旨在探讨表象扫描这一典型视觉空间认知加工所表现出的可塑性水平。研究结果表明,表象扫描加工水平既没有因外界系统的训练而发生功能增强的练习效应,也未出现随年老化过程所表现出的功能显著下降的年龄效应。研究提示,由于受大脑神经细胞活动特性改变的影响,表象扫描加工能力更多地表现出了其认知加工的相对稳定性或可塑性较低的认知特性。     

注意瞬脱对视觉空间关系判断的影响

将RSVP范式和视觉空间关系研究范式相结合,以两个实验探讨了注意瞬脱对视觉空间关系判断的影响。结果发现,类别和数量空间关系判断之间出现了实验性分离:类别空间关系判断表现出较大的注意瞬脱效应,数量空间关系判断只有轻度注意瞬脱效应。这说明,类别和数量空间关系加工子系统具有不同信息加工特性:前者依赖实时注意资源,其编码过程更多涉及控制性加工;后者较少依赖实时注意资源,其编码过程更多涉及自动加工。另外,还运用注意瞬脱理论对结果进行了解释。     

视觉空间关系判断的分离与协同

采用任务表征相互影响范式,通过三个实验探讨了类别空间关系判断和数量空间关系判断的加工特性和相互关系.结果表明:(1)先行类别关系启动有利于数量空间关系判断,对类别空间关系判断没有影响;先行数量关系启动对两个判断任务均无影响.(2)先行类别关系干扰降低两个空间关系判断的绩效,先行数量关系干扰对两个空间关系判断没有影响.(3)先行类别关系对空间关系判断的启动和干扰效应不局限于特定条件,具有普遍性.研究提示,右脑为优势半球的数量关系加工以左脑为优势半球的类别关系加工为基础,支持视觉空间认知加工既分离又协同的观点.     

视觉表象产生加工的可塑性水平研究

采用标准化的视觉表象产生任务,以经过系统训练以及三个不同年龄阶段被试为研究对象来研究视觉表象产生加工时所表现出的可塑性水平。研究结果表明,视觉表象产生加工水平会因外界系统训练而发生功能增强的练习效应,也表现出随着个体的发展所呈现出的年龄效应,年幼儿童还不能产生空间表征,9岁左右可能是儿童类别表象产生能力发展的一个重要时期,也是个体视觉表象产生加工能力可塑性最高的时期。说明由于受大脑神经细胞活动特性改变的影响,视觉表象产生能力具有相对较高的可塑性和易变性特点。     

视觉表象产生的大脑半球专门化效应

采用Kosslyn单侧视野速示技术, 以英文字母图片为学习材料, 通过三个实验考察了视觉表象产生的大脑半球专门化效应。实验一提出在两种类型的视觉表象产生任务中, 有两种截然不同的加工起作用, 但却不能直接证实这两种不同加工机制的存在。实验二和实验三则进一步证实了两种表象产生任务具有不同的认知加工机制, 并表现出不同的大脑半球专门化效应。上述研究表明: 大脑两半球均参与产生视觉心理表象, 但分工不同, 并表现出不同的单侧化效应: 大脑左半球通过运用类别空间关系产生表象更有效, 大脑右半球运用数量空间关系产生表象更有效。结果进一步拓展了Kosslyn关于视觉空间关系加工的大脑半球专门化观点。     

类别空间关系加工系统和数量空间关系加工系统的分离 ——来自多领域的研究证据

Kosslyn认为人类的空间关系加工系统分为类别空间关系加工子系统和数量空间关系加工子系统,这两个子系统不仅存在功能上的分离,并且存在大脑神经水平的分离,这种神经水平的分离表现为两种空间关系加工的大脑半球偏向,即类别空间关系加工的左半球偏向与数量空间关系加工的右半球偏向。对两种空间关系加工的研究,涉及的领域从低水平的空间知觉,至表象、记忆、语言、行动及物体识别等,涉及的研究方法包括半视野速示法,神经网络模拟,PET, fMRI, ERP, rTMS,脑损伤病人的研究及比较动物研究。综合现有研究,虽然大多数研究中得到的脑半球偏向为两种加工子系统在神经水平的分离提供了证据,但不同研究中脑半球偏向的获得是相当不稳定的,并且受到研究方法因素的影响。尽管造成神经水平的分离似乎与大脑左右半球对具有不同感受野特征的神经元输出的偏向有一定的关系,但这仍需要进一步的研究证据     

小学儿童对习俗时间的周期性特点的认知

本研究探讨了小学儿童对习俗时间周期性特点的认知发展．实验任务是让被试判断两个给定日期之间的时间距离是正向接近还是反向接近。结果表明:儿童对习俗时间的周期性特点的认知成绩随年龄增长而不断提高;随着两个日期之间距离的增大,反应时不断增加,正确率不断降低,在两个日期相互接近的方向发生改变的边界处,反应时最长,正确率最低,表现出显著的“距离效应”和“边界效应”;儿童可以利用数字系统进行判断,他们的认知加工策略包括计数、数字运算和凭借习俗时间的空间表象进行模拟加工等等。     

基于线索的视觉空间关系判断

融合视觉空间关系识别中的类别关系判断和数量（坐标）关系判断,通过4个实验探讨了影响视觉空间关系判断的线索性方面的因素。结果表明：视觉空间关系判断受角度影响不明显;单线索条件下刺激越靠近可视线索,判断绩效越好;多线索条件下在不显著延长反应时间的情况下有助于提高视觉空间关系判断的正确率;另外不均匀条件（边界线有一定斜率）不利于视觉空间关系的判断。     

Lateralization of spatial categories: A comparison of verbal and visuospatial categorical relations

Many reports show that spatial relations between and within objects show differences in hemispheric lateralization. Coordinate, metric relations concerning distances are processed with a right-hemisphere advantage, whereas a left-hemisphere advantage is thought to be related to categorical, abstract relations (Kosslyn, 1987). Kemmerer and Tranel (2000) argued that the left-hemisphere advantage for categorical processing might apply only for verbal spatial categories, however, whereas a right-hemisphere advantage is related to visuospatial categories. To test this idea, we examined categorical processing for stimuli in both verbal and visuospatial formats, with a visual half-field, match-to-sample design. In Experiment 1, we manipulated the format of the second stimulus to compare response patterns for both verbal and visuospatial stimuli. In Experiment 2, we varied the expectancy of the format of the second stimulus, allowing for an assessment of strategy use. The results showed that a left-hemisphere advantage was related to verbal stimulus format only, but not in all conditions. A right-hemisphere advantage was found only with a visuospatial expectancy, visuospatial format, and brief interval. The theory we present to explain these results proposes that the lateralization related to basic categorical processing can be strongly influenced by verbal characteristics and, to some extent, by additional coordinate processing. The lateralization measured in such cases does not represent lateralization related purely to categorical processing, but to these additional effects as well. This stresses the importance of careful task and stimulus design when examining categorical processing in order to reduce the influence of those additional processes.     

Individual differences in spatial relation processing: effects of strategy, ability, and gender

Numerous studies have focused on the distinction between categorical and coordinate spatial relations. Categorical relations are propositional and abstract, and often related to a left hemisphere advantage. Coordinate relations specify the metric information of the relative locations of objects, and can be linked to right hemisphere processing. Yet, not all studies have reported such a clear double dissociation; in particular the categorical left hemisphere advantage is not always reported. In the current study we investigated whether verbal and spatial strategies, verbal and spatial cognitive abilities, and gender could account for the discrepancies observed in hemispheric lateralization of spatial relations. Seventy-five participants performed two visual half field, match-to-sample tasks (Van der Ham, van Wezel, Oleksiak, & Postma, 2007; Van der Ham, Raemaekers, van Wezel, Oleksiak, and Postma, 2009) to study the lateralization of categorical and coordinate relation processing. For each participant we determined the strategy they used in each of the two tasks. Consistent with previous findings, we found an overall categorical left hemisphere advantage and coordinate right hemisphere advantage. The lateralization pattern was affected selectively by the degree to which participants used a spatial strategy and by none of the other variables (i.e., verbal strategy, cognitive abilities, and gender). Critically, the categorical left hemisphere advantage was observed only for participants that relied strongly on a spatial strategy. This result is another piece of evidence that categorical spatial relation processing relies on spatial and not verbal processes.