联结主义神经网络及其在心理学中的应用

现代联结主义是神经科学、信息科学和心理科学融合生成的产物,神经网络是依据联结主义理论设计的模拟人脑神经系统的模型。该文章首先介绍了神经网络及其特性,在对生物神经元和人工神经元的结构和功能进行比较的基础上,重点介绍了神经网络模型的结构、分类、激活规则以及学习规则。最后简要讨论了联结主义神经网络模型在心理学中的一些应用及存在的问题。     

联结主义与心灵哲学概论

联结主义近来引起了认知科学的极大关注,因为它似乎有可能取代对于认知模型传统基于规则的研究方案。哲学家们也开始注意联结主义。认知的联结主义模型的基本特征研究认知的联结主义方案除了探讨近几十年来引导对认知的大量思考的传统的计算机模型外,首先要研究的就是作为认知基础的机制的不同概念。这一替代模型是由我们对大脑的理解所引起的。即使它试图体现大脑结构的重要特征,但并未对中枢过程提供详尽的说明。确切地说,它倡导的是与认知有关的那类加工模型。联结主义结构的基本构成部分就是像神经元这样的简单单元,它们在任何特定…     

联结主义、排除主义和思想的构成性

在认知科学中,经典的符号主义模型和新近兴起的联结主义模型在认知结构上的争论目前愈演愈烈。按照经典主义,认知是在符号表达式上进行的受规则制约的变换,而对这些符号表达式则能提供明确的语义解释。但按照联结主义,根本的认知机制并不是符号的,相反,它们可以在一种类似神经网络的结构上得到说明,对于这个结构的单一的基本要素,则不能提供明确的语义解释。它们之间的区别可以称为符号与非符号之别。     

语义记忆的联结主义模型述评

联结主义研究取向是近十几年来认知心理学中一种主导性的指导思想、记忆研究领域已出现了不少联结主义模型。本文主要介绍有关语义记忆的联结主义模型的历史演变,并阐述该模型特点及基本结构假设、加工假设和控制假设,最后对该模型的优点和局限进行评价。     

并行分布式加工(PDP):联结人机智能的桥粱

由于有关智能信息加工模式的传统思路不很适宜于揭示人类信息加工能力的某些关键特征,并行分布式加工(parallel distributed processing)的思路应运而生。本文将说明如何运用并行分布式加工模型来研究人类信息加工能力的这些特征。并行分布式加工模型又称为联结主义模型或神经网络模型.这类模型的一个关键特点是能够有效地利用阶梯的或连续的信息。我们将指出在当前开展的某些联结主义人工智能项目中,如何运用这种加工梯度信息的能力,文章还将说明怎样运用梯度信息的机器来扩展基本运算机的类型,并介绍阶梯状态机的概念,指出这种机器具有联结有限状态与递归运算器的特点。仅管计算机的运算速度日益加快,人类仍然在各种基本、自然的认知任务上远远超过计算机,例如,言语识别、语言理解,以及从记忆中提取适合于情景的信息。其原因是传统的计算机结构并不很适合于这些自然的认知任务。     

运用联结主义模型研究知觉边界效应问题

运用了联结主义理论中的级连相关模型,以连续XOR问题为实例,研究了心理学中的知觉边界效应问题。实验结果表明,联结主义模型可以对知觉边界效应进行模拟,表征不同知识结构的神经网络对于连续XOR问题的知觉边界效应没有显著差异。     

基于联结主义的连续记分IRT模型的项目参数和被试能力估计

运用联结主义中的级连相关模型对于小样本条件下的连续记分项目反应理论 (IRT)模型的项目参数和被试能力进行了估计。一组被试对于一组项目的反应矩阵作为级连相关模型的输入 ,这组被试的能力θ或该组项目的参数a、b和c作为该模型的输出 ,对神经网络进行训练使之具备了估计θ,a ,b或c的能力。计算机模拟的实验表明 ,如果测验中有少量项目取自于题库 ,就可以运用联结主义方法对IRT参数和被试能力进行较好的估计     

有关镜像神经元起源问题上的争论

文章阐述了镜像神经元起源问题上的争论及其最新进展。镜像神经元的独特之处在于,它在动作知觉和动作执行两个阶段皆被激活。这一知觉和操作的匹配机制究竟是怎样形成的?遗传论观点认为镜像神经元的匹配机制是有机体适应环境的结果,由于镜像神经元具有理解他人动作意图的特殊功能,因而被自然选择,通过遗传而得到传递。联结论则主张这种匹配机制只不过是大脑皮层动作神经元对感觉刺激形成的一种条件反射,是个体经验的结果。镜像神经元的"进化-发展观"则采纳渐成论的观点,认为镜像神经元的起源和进化不可能是联结学习单独造就的,而是进化的、生物的、发展性的、社会认知方面的和基于经验的各种因素的联合作用。     

心理表征哲学及其联结主义诠释

对心理表征问题进行自然的解释是至关重要的,但这方面的研究都是建立在有关概念和命题表征的预设的基础之上的,所以有必要弄清概念表征和命题表征的哲学解释;联结主义也对心理表征问题作了解释,根据被表征的是什么以及通过什么来表征的原则,联结主义网络主要通过四种方式对概念和命题进行表征。总的来说,联结主义对概念和命题的表征与它们的哲学解释并不是一一对应的,其方法论基础是费耶阿本德的多元方法论,即"怎么都行"。     

现代认知心理学关于图式模型的研究

对现代认知心理学关于知识图式的研究作了系统的阐述,分析了产生式系统取向和联结主义取向的优缺点。指出：图式模型研究的整合观是近来及以后认知心理学研究的主要课题之一。     

信息加工模式与学习理论

一、行为主义、认知主义与建构主义学习理论 行为主义、认知主义与建构主义一直是教与学的重要理论基础,本文侧重指其在学习行为中的理论基础作用。行为主义重视外显的行为,强调对间接知识的重现,认知主义重视知识学习的内隐行为,特别是间接知识的理解、掌握与加工过程,建构主义认为学习是对知识的组织、结构及知识之间有情境的意义联结。     

自然语言理解的并行处理

传统的自然语言理解的范式是:先对句子进行句法分析,然后在此基础上再进行语义分析,得到句子的意义结构。显然,这与人的语言理解是不同的。一些心理学实验表明,句子理解时句法和语义是同时起作用的。 本文提出一个自然语言理解的新的范式,即句法和语义同时加工的模式。如果仅用句法规则对句子进行分析,其结果往往有几个歧义的句法结构,而其中只有一个是正确的。句法加工的同时,再加入语义的工作,则只得到一个句法结构。联结主义正在认知科学界兴起,它给句法和语义并行加工提供了方法。本文使用局部联结模式实现语言理解并行处理的范式,并在计算机上编制了这样的程序,它可以理解简单的汉语句子。     

现代测量理论下四大认知诊断模型述评

该文介绍并比较了现代测量理论下四大认知诊断模型的思想方法、模型结构及各自的特点性能等。LLTM是一个较早的认知诊断模型,它实现了认知与测量的结合;规则空间模型实现了对认知结构的诊断,并创造性地提出了Q矩阵理论;统一模型与融合模型是同一类模型：两者均沿用了规则空间模型的Q矩阵方法,但克服了规则空间模型中的一些不足;融合模型被认为是二十一世纪初创立的一个很成功的认知诊断模型。     

“脑的10年”与神经科学的发展(续)

5.发育神经生物学是神经科学又一重要研究领域 发育神经生物学对认识脑的结构与功能,探明神经系统疾病,有重要的理论与实践意义。脑是物质的,又是进化的。从个体发育来看,脑和身体的其它部分一起都是来自一个受精卵。神经发育这一极端复杂的事件是对发育生物学的最大挑战。发育神经生物学主要研究神经细胞的分化与神经线路的建立问题。神经系统的特性之一是各神经元群之间的精确而又有秩序的联结。脊椎动物中枢神经系统在神经管形成之后,至少经过增殖、移行、集合、轴突生长、膜和代谢发育、细胞死亡、突触发生、突触排除等一系列相互关系的过程。其中轴突寻找目标的活动及突触的发生和排除过程,是人们最感兴趣和研究最多的领域。神经元突起(特别是轴突)的形成是神经元分化的突出表现,它是按化学梯度和接触引导两种机制生     

新联结主义产生的心理学背景

新联结主义虽然是20世纪80年代早期所复兴的认知心理学的一种新的研究范式．但心理学史中早已存在这种思想的萌芽．这为新联结主义的产生提供了重要的心理学背景,本文主要从六个方面对此进行了分析。     

矛盾态度心理机制的理论模型述评

矛盾态度已发展为态度研究领域一个重要方面,在理论和实证研究都取得重要进展,但是对矛盾态度心理机制的探究还处于滞后的态势。本研究试图对矛盾态度心理机制研究做一个较系统的梳理,引入对象与评价的联结模型、态度元认知模型、重复加工模型和表征分布式联结主义模型等四种态度理论模型有关解析,并结合相关实证研究予以阐述和评价。未来该领域的研究应加强矛盾态度研究的元分析、各研究之间的沟通和整合、实证研究范畴的拓展、新技术的引入等问题的研究。     

视觉词汇加工的动态神经网络及其形成

揭示大脑加工的神经网络机制成为认知神经科学研究的最新取向.本研究以视觉词汇加工脑区(VWFA)的神经功能作为切入点,探讨视觉词汇加工神经网络的动态机制及其形成.研究一考察VWFA在刺激驱动和任务调节下的动态激活,及其与语音、语义脑区所组成神经网络的动态机制.研究二通过跨文化对比以及儿童阅读发展研究,阐明语言经验对视觉词汇加工网络的塑造作用.研究三对比功能网络、静息网络以及白质纤维束联结,探讨视觉词汇加工网络的动态联结及其形成.研究结果有助于建构视觉词汇加工的神经生理模型,为基于脑科学的阅读教学和阅读障碍矫治奠定理论基础,为认知神经科学研究提供了新的思路.     

汉字识别的计算机模拟

本文总结了作者近年来在连结主义的理论框架下 ,用计算机模拟汉字识别的工作。文章分三部分。第一部分说明了计算机模拟与人工智能的关系。第二部分介绍了作者提出的两个模型 :汉字识别与命名的连结主义模型和基于语义的词汇判断的计算模型。两个模型分别成功地模拟了汉字识别中的频率效应、形声字读音中的规则效应、声旁效应、语义启动效应、语境与频率的交互作用等。第三部分讨论了模拟工作的意义、分布表征、学习算法等问题。研究表明 :认知的计算机模拟能验证人类认知实验的结果 ,对结果提出合理的解释 ,并能指导进一步的实验研究。     

IAT效应的心理机制研究述评

介绍了IAT效应的心理机制的主要理论,包括概念联结提取模型、刺激-反应匹配理论、随机游动模型、任务集切换代价理论和图形-背景不对称性理论,并提出除概念联结提取模型外,其他理论关注另外可能的因素对IAT效应的作用,从而间接否定IAT效应和概念联结的对应联系,消解了IAT作为内隐测量方法的有效性。最后分析了这些理论的不足,认为IAT研究需要深入探讨个体在IAT反应中的心理活动过程。     

神经网络研究开辟了认识大脑与思维关系的新途径(续)

三、霍普菲尔德网络与神经计算机近年来各国科学家提出的许多神经网络模型中,以霍普菲尔德命名的Hopfield网络最引人注目.1.霍普菲尔德网络模型与自旋玻璃模型1982年霍普菲尔德提出一种神经网络的数学模型,并研究了该网络的动力学性质.他将神经网络的理论分析与平衡态统计力学及动力系统稳定性分析方法相结合,明确指出,具有对称性联结的神经网络的长期行为与象自旋玻璃那样的无序磁系统的平衡态特性是等价的.这对于获得有关神经网络的联想记忆问题的可解模型提出了理论上的条件.自旋是“基本”粒子的量子化特性之一,与磁性有密切关系.相应地,自旋玻璃则是指一种非晶态磁性材料或磁性系统.这些系统的低温相——自旋玻璃上,在许多方面具有相抵触约束的无序系统中凝聚的原型.在自旋之间具有长程相互作用的自旋玻璃中,能面一能量作为系统状态或自旋位