自然物体分类的ERP研究

对事物进行分类的能力是人类的一种基本认知功能。该文主要就近年来自然物体分类的事件相关电位（ERP）研究情况进行综述。首先介绍与自然物体分类有关的ERP早晚期成分;接着讨论了快速视觉分类的加工机制,认为前馈机制在这种复杂分类任务的视觉加工过程中起重要作用;最后详细介绍了两个分离的视觉加工机制,认为自然物体的视觉分类在不同时程涉及不同机制：即首先是任务无关的早期知觉加工过程,其次是任务相关的、类别无关的加工机制,与被试的决策有关。也讨论了这两个分离的加工过程涉及的神经基础。     

近似数量系统敏锐度与数学能力的关系

近年来,来自认知发展、比较认知、跨文化认知和神经生物学的研究证据都表明近似数量系统的存在,并且相较于一般认知能力,它更可能是决定个体数学能力差异最为重要的因素。本文综述了有关近似数量系统敏锐度与数学能力相互关系的横断研究、纵向研究、训练研究及认知神经科学的研究成果,分析了影响二者关系的因素,包括个体年龄、数学能力高低、抑制控制等,并总结了多种理论对二者间显著正相关关系的解释。未来研究需要在确定更具信效度的测量范式的基础上探讨近似数量系统与数学能力各维度的关系,以及这种相互关系背后的原因,并将研究结论运用于数学教学及计算障碍个体的干预。     

背景图相关度与知觉流畅性对意义材料学习的影响

可取难度理论和不流畅理论认为不流畅加工可促进学习,认知负荷理论则认为知觉不流畅所激发的额外认知负荷可能阻碍学习。研究采用2（知觉流畅性：流畅,不流畅）×3（背景图相关度：相关背景图、无关背景图和空白背景）被试间实验设计,考察学习意义材料时认知负荷（通过插入的背景图控制）与知觉流畅性的相互作用。结果发现：（1）知觉流畅性的主效应显著,知觉流畅时的学习成绩显著高于知觉不流畅时的成绩;背景图相关度的主效应显著,相关背景图条件下的成绩显著高于空白背景和无关背景图。（2）知觉流畅性与背景图相关度的交互作用显著,在知觉流畅条件下,呈现相关背景图的得分显著高于空白背景和无关背景图,后二者无显著差异;知觉不流畅条件下,三者间无显著差异。研究结果表明,在知觉流畅的条件下插入相关背景图有利于意义材料的学习;该结果支持认知负荷理论。     

视知觉组织及其神经机制

物理世界通过光信号在我们的视网膜上反映为亮度和颜色的色块集合 ,但是大脑知觉到的却是排列有序的由分离的物体组成的视觉世界 ,其中各种不同的物体占据不同的位置 ,存在相互作用或相对运动。在知觉加工过程中 ,视觉系统必须首先把视觉输入组织成不同的部分以形成视觉加工的基本单元[1,2 ] ,心理学家把这一加工过程称为视知觉组织。视知觉组织是大脑进行图像识别、注意分配及记忆存储等高级加工过程的基础。因此 ,理解视知觉组织的认知和神经机制成为研究大脑认知功能的核心问题之一。本文介绍视知觉组织的基本问题和规律 ,特别是新近关于…     

感数的认知机制：从注意到工作记忆

感数(subitizing)是对小数精确而迅速的知觉, 它反映了有机体的一种基本数量表征能力。研究者曾一度认为感数是一个前注意的并行加工过程, 近年来的一些研究发现感数是需要注意资源的, 但是注意资源假设不能有效解释感数与计数的分离。为解决这一困惑, 本文综述了感数和视空间工作记忆的相似性, 在此基础上提出一种新的观点来解释感数的认知机制：视空间工作记忆容量决定了个体一次能精确知觉到的客体的数量, 而注意决定了哪些信息进入视空间工作记忆。     

发展性阅读障碍与知觉加工

近年来许多行为实验和神经生理学实验都发现 ,发展性阅读障碍与基本知觉障碍有关。在视觉领域研究者提出了巨细胞障碍假设 ,这种假设认为阅读障碍者视觉神经系统中的巨细胞障碍导致他们对某种类型的视觉刺激加工存在困难 ,进而影响阅读。在听觉领域研究发现阅读障碍者加工快速、系列、短暂呈现的声音刺激存在障碍。研究者认为阅读障碍者加工快速刺激输入障碍反映了普遍的时间知觉障碍。这方面的研究发展非常迅速 ,理论观点非常明确 ,并且直接与内在的神经机制相联系 ,形成了与传统的“语言障碍”理论迥然不同的“知觉障碍”理论。“知觉障碍”理论综合了行为、认知和神经等多个层次的研究 ,反映了神经科学发展所带来的巨大影响和认知加工模块化理论的渐渐衰退。     

大脑腹侧视觉通路知觉表征神经机制研究

大脑腹侧视觉通路知觉表征的神经机制是认知神经科学研究面临的基本问题。本文系统介绍了该问题研究中比较有影响力的理论模型,归纳分析了模型之间的分歧与各自的局限。文章分析指出大脑自上而下的调控机制是腹侧视觉通路神经表征机制问题研究的另一重要维度,如何有效整合知觉表征模型与大脑调控机制的相关研究是进一步深化知觉表征神经机制问题研究的关键。     

实物形状的知觉相似性对视觉隐喻加工的影响

视觉隐喻是众多研究者比较关注的领域, 当前多以物体简笔画、漫画及广告等方面的研究为主, 但对与生活密切相关的实物的视觉隐喻研究甚少。因此研究采用掩蔽启动范式、李克特9点量表及语音生成等研究方法, 在物体概念类型(概念相同、概念相异)及形状类型(形状相似、形状相异)条件下, 针对实物图片的形状知觉相似性是否对视觉隐喻加工产生影响进行探讨。结果发现无论物体概念是否相同, 形状相似性对个体的物体识别具有“促进”作用, 并有利于视觉隐喻加工; 在物体识别中, 当两个物体概念不同时, 个体会试图建立一个特设类别来对形状相似的物体进行归类, 从而实现了视觉隐喻的加工。因此研究进一步证明了实物形状的知觉相似性有利于视觉隐喻的加工。     

多元表征假设：概念表征机制的新观点

传统的认知主义认为概念表征是与主体的感知系统无关的抽象符号。而具身理论则认为,概念表征以主体的感觉、知觉运动系统为基础的,感知系统在概念表征中具有中心作用。然而,具身性假设无法恰当的解释抽象概念表征这一问题。这种局限性说明主体的概念系统可能具有多元表征机制：既包括感知表征以加工与身体经验相关的具体知识,也包括抽象符号表征以加工与身体经验无关的抽象知识。来自病理学、认知神经科学和行为实验的实证研究证明了不同类型的概念会涉及不同的表征机制,证实了多元表征存在的合理性。今后的研究应探讨各种表征机制之间的关系等问题。     

触觉二维图像识别中2D-3D空间信息转换的认知机制

可触摸的触觉二维图像是视觉障碍人群获取图像信息的重要方式。目前大多数触觉二维图像都是直接由视觉二维图像转化为的可触摸线条图。在视觉二维图像中, 通常运用透视和视角等视觉原理将三维空间关系转换为二维平面关系。视觉系统经过长期大量知觉学习, 习得了这种二维到三维的映射关系。但是触觉识别二维图像时, 触觉系统如何建立二维平面与三维空间的映射, 目前尚有待进一步的研究。影响触觉识别二维图像中二维-三维空间信息转换的视觉因素主要有透视、视角、遮挡、纹理梯度和镂空, 直接将视觉二维图像转化为的触觉二维图像时, 图像中包含的上述视觉因素通常会干扰触觉识别。结合已有研究, 试图提出“双表象加工模型”来解释触摸二维图像时二维到三维空间信息转换的认知机制。该模型认为触觉识别二维图像依赖于两个表象系统的整合, 即物体表象系统(涉及物体的大小、形状和纹理)与空间表象系统(涉及物体的空间关系、透视和视角)。两种表象系统的信息最终进行整合, 在物体表象和空间表象成功匹配的基础上建立二维图像与三维空间之间的映射, 通达长时记忆中的三维物体表征。双表象加工模型将有助于我们深入认识触知觉的认知机制, 也将为触觉二维图像的设计提供理论依据。     

动态视觉加工与儿童汉字阅读

使用视觉阈限测验、图片命名、字形相似性判断实验和语音意识等测验 ,考察了小学五年级儿童视觉加工技能与汉字阅读之间的关系。结果发现 :动态视觉加工与图片命名错误率、字形判断反应时和错误率、语音意识均有显著相关 ,静态视觉加工只与图片命名错误率相关显著 ;控制识字量后的偏相关分析显示 ,动态视觉加工与其他变量的相关关系不变 ,静态视觉加工与图片命名错误率的相关不再显著 ;回归分析发现动态视觉加工在识字量和语音意识的影响控制后 ,能够分别解释阅读流畅性、字形判断反应时和图片命名错误率 7%、2 5 %和 5 6 %的变化 ;语音意识能够解释识字量和阅读流畅性 9%和 10 %的变化 ;对差读者的动态视觉加工和语音意识分析发现 ,儿童在这两种测验上的个体差异很大。上述结果表明 ,阅读过程受基本知觉技能影响 ,动态视觉加工作用于汉字阅读的特定过程。     

Short‐term numerosity training promotes symbolic arithmetic in children with developmental dyscalculia: The mediating role of visual form perception

Studies have shown that numerosity‐based arithmetic training can promote arithmetic learning in typically developing children as well as children with developmental dyscalculia (DD), but the cognitive mechanism underlying this training effect remains unclear. The main aim of the current study was to examine the role of visual form perception in arithmetic improvement through an 8‐day numerosity training for DD children. Eighty DD children were selected from four Chinese primary schools. They were randomly divided into the intervention and control groups. The intervention group received training on an apple‐collecting game, whereas the control group received an English dictation task. Children's cognitive and arithmetic performances were assessed before and after training. The results showed that the intervention group showed a significant improvement in arithmetic performance, approximate number system (ANS) acuity, and visual form perception, but not in spatial processing and sentence comprehension. The control group showed no significant improvement in any cognitive ability. Mediation analysis further showed that training‐related improvement in arithmetic performance was fully mediated by the improvement in visual form perception. The results suggest that short‐term numerosity training enhances the arithmetic performance of DD children by improving their visual form perception.     

工作记忆内容对视知觉的功能性影响

工作记忆和知觉是人类信息加工系统中的两个基本认知结构, 阐明两者之间的功能关系对于揭示人类信息加工的本质规律具有重要和根本的科学意义。工作记忆和知觉可以在多个方面发生交互作用, 其中工作记忆内容对视知觉的影响就是一个很重要的方面。文章在系统回顾工作记忆内容影响视知觉的相关研究的基础上, 提出工作记忆内容可以引导知觉选择、增强知觉表征和改变知觉经验, 指出工作记忆中的自上而下调控机制可能是工作记忆内容影响知觉的神经基础。     

The hare and the snail: Dissociating visual orienting from conscious perception

A method for investigating attentional effects of peripheral visual objects, independently of perceptual identification, is described. We report an experiment using this method which shows that visual processing of peripheral objects differs radically, depending on whether participants move attention in response to an object or consciously perceive that object. When luminance contrast was reduced, conscious perceptual discrimination of peripheral letters was massively slower and less accurate—but both low and high contrast letters elicited rapid attentional orienting effects and these rapid orienting effects were equal in magnitude across low and high contrast. This pattern is consistent with known differences in luminance sensitivity between the dorsal and ventral visual processing streams, and with rapid dorsal–ventral interaction mediated via re-entrant feedback. Our findings show that the control system responsible for rapid movements of attention is exquisitely sensitive to visual form information at low levels of contrast, and involves a different neurocognitive pathway to that which gives rise to conscious perception.     

How to (and how not to) think about top-down influences on visual perception

The question of whether cognition can influence perception has a long history in neuroscience and philosophy. Here, we outline a novel approach to this issue, arguing that it should be viewed within the framework of top-down information-processing. This approach leads to a reversal of the standard explanatory order of the cognitive penetration debate: we suggest studying top-down processing at various levels without preconceptions of perception or cognition. Once a clear picture has emerged about which processes have influences on those at lower levels, we can re-address the extent to which they should be considered perceptual or cognitive. Using top-down processing within the visual system as a model for higher-level influences, we argue that the current evidence indicates clear constraints on top-down influences at all stages of information processing; it does, however, not support the notion of a boundary between specific types of information-processing as proposed by the cognitive impenetrability hypothesis.     

视知觉压力在基本心理能力老化中的作用

信息降格说认为, 感觉功能老化使认知系统难以获得良好的信息输入, 并必须牺牲有限的认知资源获得更好的刺激信息, 使能用于认知加工的资源不足, 造成认知老化。为探讨感觉功能对基本心理能力老化的作用, 该研究采用2(年龄组：年轻、老年组)×4(视知觉压力水平：高、中、低、无噪音)的混合设计, 考察年轻、老年组在相同视知觉压力下基本心理能力的年龄差异。结果发现和无噪音条件相比, 相同视知觉压力下基本心理能力(数字能力、归纳推理能力)的年龄差异减小, 甚至消失, 一定程度上支持信息降格说。视觉功能衰退可能是影响基本心理能力老化的重要因素, 但这种作用受认知资源的调节。     

知觉组织影响时序知觉的认知机制:ERP研究的证据

以往研究显示,知觉组织影响时序知觉,采用ERP技术拟探讨知觉组织影响时序知觉的认知机制。采集23名被试完成同时判断任务的脑电数据。行为结果发现,知觉组织影响时序知觉,具体表现为知觉组织条件的同时判断频率显著高于非知觉组织条件。ERPs结果发现,在P1和P2成分上,知觉组织条件与非知觉组织条件引发的波幅没有显著差异; 而在N1成分上,知觉组织条件诱发的N1波幅显著大于非知觉组织条件。这表明,知觉组织对时序知觉的影响可能发生在视觉刺激加工的早期阶段,视觉刺激的知觉组织先于时序信息加工。     

The nature of learned categorical perception effects: a psychophysical approach

Categorical perception is often cited as a striking example of cognitive influences on perception. However, some evidence suggests the term is a misnomer, with effects based on cognitive not perceptual processing. Here, using a psychophysical approach, we provide evidence consistent with a learned categorical perception effect that is dependent on analysis within the visual processing stream. An improvement in participants' discrimination between grating patterns that they had learned to place in different categories was 'tuned' around the orientation of the patterns experienced during category learning. Thus, here, categorical perception may result from attentionally modulated perceptual learning about diagnostic category features, based upon orientation-selective stages of analysis. This argues strongly that category learning can alter our perception of the world.     

从表征和认知过程上看表象与知觉、记忆的关系

表象、知觉和记忆是一个整合的认知系统。由于知觉和记忆提供了表象生成的材料,因而三者共享相似的表征,并激活广泛而相似的脑区。然而在认知加工过程上三者存在一定的差异。与知觉相比,表象的编码方式更抽象、更依赖过去经验的参与且处理细节能力更弱;与记忆相比,表象更容易受无关信息的干扰。未来对三者关系的研究应关注不同来源和不同类型的表象与知觉、记忆之间的关系,以及工作记忆在三者关系中所起的作用。