内源性注意与外源性注意对数字加工的不同影响

分别采用内源性注意和外源性注意实验范式,材料为小数（1－4）和大数（6－9）的中文与阿拉伯数字,任务为判断数字是否大于5,考察在注意与非注意条件下不同大小数字加工的距离效应和符号效应。结果发现：⑴在内源性线索和外源性线索的注意条件下,大小数都出现了距离效应;但在非注意条件下,内源性线索时的大小数都出现了距离效应,而外源性线索时只有小数出现了距离效应,大数的距离效应明显减弱或消失。⑵在内源性线索和外源性线索的注意条件下,大小数都没有出现符号效应;但在非注意条件下,大数没有出现符号效应,而小数出现了符号效应（阿拉伯数字的绩效比中文数字差）,并且内源性线索时的符号效应强度小于外源性线索。     

不同注意条件下的空间－数字反应编码联合效应

考察在无线索、内源性线索与外源性线索时不同符号数字在注意与非注意条件下的空间－数字的反应编码联合效应（Spatial Numerical Association of Response Codes,简称SNARC效应）。采用1到9的中文与阿拉伯数字为材料,以判断数字奇偶为任务。实验结果表明：⑴无线索时注意条件下阿拉伯和中文数字都出现了SNARC效应,而非注意条件下则都没有出现,并且受影响的主要是较大的数字（8、9）;⑵外源性线索和内源性线索时,我们得到一个逐渐递减的SNARC效应,受影响的也主要是较大的数字（8、9）。在内源性线索的注意条件阿拉伯和中文数都有SNARC效应,而在非注意条件只有阿拉伯数有SNARC效应;在外源性线索的注意条件只有阿拉伯数有SNARC效应,而在非注意条件阿拉伯和中文都没有SNARC效应,说明外源性注意的影响比内源性注意更大,中文数字所受的影响比阿拉伯数字更大。     

不同注意提示线索条件下汉字数字加工的SNARC效应

采用Ponser的实验范式.以判断"壹"到"玖"的汉字数字奇偶为任务,探讨不同提示线索时在注意条件与非注意条件下的空间数字反应编码联合效应(SNARC效应).实验结果发现: (1)当有效提示线索为80%时,注意条件下汉字数字出现了SNARC效应,而非注意条件下对汉字数字的加工没有出现SNARC效应; (2)当有效提示线索为50%时,在注意和非注意条件下汉字数字都出现了明显的SNARC效应.结果表明注意水平对SNARC效应产生了影响.     

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     

不同注意条件下大数与小数的加工差异

考察在注意（注视点）与非注意（非注视点）条件下数字加工的距离效应和符号效应。采用小数（1－4）和大数（6－9）的中文与阿拉伯数字为材料,以判断数字是否大于5为任务。实验结果表明：⑴ 在注意条件下,大小数都出现了距离效应;而在非注意条件下,只有小数出现距离效应;⑵ 在注意条件下,大小数都没有出现符号效应;而在非注意条件下,只有小数出现符号效应,中文数字绩效显著好于阿拉伯数字。     

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。     

汉语发展性阅读障碍儿童视觉同时性加工技能子成分的发展及其与阅读的关系

通过分别以高频汉字(实验1)和图形非言语材料(实验2)为刺激的两个联合视觉注意任务, 并采用基于Budensen视觉注意理论的参数估计方法, 系统地探查小学三~六年级汉语发展性阅读障碍儿童的视觉同时性加工技能缺陷的内在机制。以43名汉语发展性阅读障碍儿童和46名生理年龄匹配典型发展儿童为被试, 每类被试均被分为小学中年级组(三、四年级)和高年级组(五、六年级)。两个实验均发现不同年级组的阅读障碍儿童在知觉加工速度参数上显著小于控制组儿童。在空间注意分布权重参数上, 实验1的结果显示, 不同于控制组儿童向左侧化发展的注意分布模式, 两个年级组的阅读障碍儿童均表现为无偏的注意分布; 而实验2未发现显著组别差异。且这两种同时性加工子技能分别与不同水平的汉语阅读技能密切相关。结果表明, 汉语阅读障碍儿童在同时加工多个视觉刺激时存在持续的知觉加工速度缓慢的问题, 在同时加工言语类刺激时还表现出异常的空间注意分布模式。本研究有助于从基础认知层面揭示汉语发展性阅读障碍儿童的缺陷机理, 为进一步设计相关的提高阅读效率的干预方案提供理论依据。     

内源性和外源性视觉空间选择注意

以内源性和外源性注意选择为主题,空间选择性注意的控制性加工和自动加工过程成为近年来研究的一个活跃领域,特别是自动化加工过程,取得了一些新的实验证据：对其形成的机制提出了一些理论;提出了选择注意自动化和控制之间关系的理论框架。本文介绍了有关的实验研究和理论模型。     

视觉选择性注意对注意缺损多动障碍儿童数字距离效应的影响

采用Posner的内源性和外源性线索实验范式,材料为1~9的阿拉伯数字(不包括5),以判断目标数字是否大于5为任务,考察视觉选择性注意中的内源性注意和外源性注意对注意缺陷型多动障碍儿童(ADHD)数字加工距离效应的影响。结果发现:(1)内源性和外源性注意条件下,正常儿童在数字判断加工任务中的反应时短于ADHD儿童;(2)内源性有效线索提示条件下,ADHD儿童和正常儿童均表现出显著的数字距离效应;而无效线索提示条件下,ADHD儿童的大小数字距离效应均不明显,正常儿童仍然表现出显著的数字距离效应;(3)外源性有效线索提示条件下,ADHD儿童的小数字距离效应显著,但大数字距离效应不明显,正常儿童则表现出显著的大小数字距离效应;而无效线索提示条件下,只有正常儿童表现出显著的数字距离效应,ADHD儿童的数字距离效应不显著。     

无意视盲的认知神经机制

无意视盲现象是指即使某些刺激物出现在视野中, 观察者也并没有觉察到这些刺激物的存在。这种现象在我们的现实生活中普遍存在, 它是许多交通和医疗事故的罪魁祸首。回顾前人的研究结果我们发现, 从认知行为角度出发, 无意视盲主要由两方面原因引起, 即“资源有限”与“注意定势”。一般情况下, “资源有限”与“注意定势”会共同导致无意视盲; 但有时候, “注意定势”也会独立于“资源有限”直接导致无意视盲。另外, 从大脑神经机制的角度来看, “资源有限”与“注意定势”作用于大脑加工的中后期, 即使产生无意视盲, 意识加工脑区对非预期刺激也进行了一定的认知加工, 但是否能进入到意识层面, 一方面取决于刺激呈现后中期枕顶部位的意识输入, 另一方面取决于与刺激驱动相关的颞顶联合区的激活程度以及与记忆负荷相关的顶内沟的抑制程度。     

人类的近似数量系统

近似数量系统(Approximate Number System, ANS)指个体在不需要依赖于计算和数量符号的情况下, 对一组数量进行近似表征的系统。通过总结近十年来研究者们在ANS的遗传和神经基础、干预训练等方面取得的新进展, 指出未来应综合运用各种认知神经科学研究手段立足于ANS的基因和脑生理基础研究, 进一步揭示ANS的本质和内在发生发展机制, 并将有关研究发现运用到教育教学中, 对数学困难儿童进行干预, 以提高其数学能力和适应社会的能力。     

内源性注意和外源性注意条件下SOA变化对数字距离效应的影响

采用内源性注意和外源性注意实验范式,材料为小数(1～4)和大数(6～9)的阿拉伯数字,以判断数字是否大于5为任务,考察内源性和外源性线索不同注意条件下SOA对数字距离效应的影响。结果发现:(1)内源性线索条件下,随着SOAs增加,大小数的距离效应逐渐增大,当SOA为900ms时,大小数的距离效应最明显;(2)外源性线索条件下,当SOA为300ms时,大小数的距离效应最显著,随着SOAs增加,大小数的距离效应逐渐减小。     

执行功能与数量加工：回顾与展望

回顾了执行功能与数量加工之间的复杂关系。其中,执行功能的4个子系统——抑制、转换、刷新和双任务协调对数量加工的影响各不相同：抑制可以在一定程度上改变数量加工时的自动激活程度;转换功能则主要依赖注意来进行调节;刷新与数量加工关系的研究成果比较少;而双任务协调与数量加工之间的联系存在争论。文章最后分3个方面进行了研究趋势的展望,认为未来执行功能与数量加工的研究将突破相关研究的局限,通过更精巧的设计和大量特殊被试的研究取得突破性进展。     

数字加工的认知神经基础

数学作为人类最重要的发明,越来越引起认知神经科学家的重视与关注,究竟什么才是人类数学知识的脑基础？脑成像的研究已经证实了一个参与数学运算加工的神经网络,包括顶叶皮质、侧前额叶皮质、内前额叶皮质、和小脑。实验证明：人脑对于数字具有一种模拟表达,类似于将数量在脑内部作为一种内心的数字线上的点来操作。神经心理学的研究证实数字加工的这种数量表达分布于两半球,其优势区位于下顶叶皮质区。     

Numerical and non-numerical ordinality processing in children with and without developmental dyscalculia: Evidence from fMRI

Ordinality is – beyond numerical magnitude (i.e., quantity) – an important characteristic of the number system. There is converging empirical evidence that (intra)parietal brain regions mediate number magnitude processing. Furthermore, recent findings suggest that the human intraparietal sulcus (IPS) supports magnitude and ordinality in a domain-general way. However, the latter findings are derived from adult studies and with respect to children (i.e., developing brain systems) both the neural correlates of ordinality processing and the precise role of the IPS (domain-general vs. domain-specific) in ordinality processing are thus far unknown. The present study aims at filling this gap by employing functional magnetic resonance imaging (fMRI) to investigate numerical and non-numerical ordinality knowledge in children with and without developmental dyscalculia. In children (without DD) processing of numerical and non-numerical ordinality alike is supported by (intra)parietal cortex, thus extending the notion of a domain-general (intra)parietal cortex to developing brain systems. Moreover, activation extents in response to numerical ordinality processing differ significantly between children with and without dyscalculia in inferior parietal regions (supramarginal gyrus and IPS).     

视听整合加工及其神经机制

通常人们接收到来自不同感觉通道的信息时, 首先在大脑中各个分离的区域单独进行加工处理, 而后在多感官区进行整合。前人关于言语感知中视听整合加工的神经成像研究认为, 视觉和听觉信息能够相互影响; 两者进行整合的关键区域是人脑左后侧的颞上沟, 其整合效应受时间和空间因素的限制。未来的研究应致力于建立更加合理的实验范式和数据分析方法来探讨整合加工的脑区机制, 把多感官整合研究进一步延伸到更加复杂的领域。     

Bisecting the mental number line in near and far space

Much evidence suggests that common posterior parietal mechanisms underlie the orientation of attention in physical space and along the mental number line. For example, the small leftward bias (pseudoneglect) found in paper-and-pencil line bisection is also found when participants “bisect” number pairs, estimating (without calculating) the number midway between two others. For bisection of physical lines, pseudoneglect has been found to shift rightward as lines are moved from near space (immediately surrounding the body) to far space. We investigated whether the presentation of stimuli in near or far space also modulated spatial attention for the mental number line. Participants bisected physical lines or number pairs presented at four distances (60, 120, 180, 240 cm). Clear rightward shifts in bias were observed for both tasks. Furthermore, the rate at which this shift occurred in the two tasks, as measured by least-squares regression slopes, was significantly correlated across participants, suggesting that the transition from near to far distances induced a common modulation of lateral attention in physical and numerical space. These results demonstrate a tight coupling between number and physical space, and show that even such prototypically abstract concepts as number are modulated by our on-line interactions with the world.     

A Dissociation between Symbolic Number Knowledge and Analogue Magnitude Information

Semantic understanding of numbers and related concepts can be dissociated from rote knowledge of arithmetic facts. However, distinctions among different kinds of semantic representations related to numbers have not been fully explored. Working with numbers and arithmetic requires representing semantic information that is both analogue (e.g., the approximate magnitude of a number) and symbolic (e.g., what / means). In this article, the authors describe a patient (MC) who exhibits a dissociation between tasks that require symbolic number knowledge (e.g., knowledge of arithmetic symbols including numbers, knowledge of concepts related to numbers such as rounding) and tasks that require an analogue magnitude representation (e.g., comparing size or frequency). MC is impaired on a variety of tasks that require symbolic number knowledge, but her ability to represent and process analogue magnitude information is intact. Her deficit in symbolic number knowledge extends to a variety of concepts related to numbers (e.g., decimal points, Roman numerals, what a quartet is) but not to any other semantic categories that we have tested. These findings suggest that symbolic number knowledge is a functionally independent component of the number processing system, that it is category specific, and that it is anatomically and functionally distinct from magnitude representations.     

数字加工的脑功能成像研究进展及其皮层定位

数字加工是人类最重要的认知功能之一。当前的脑功能成像研究有助于对数字加工与皮层之间的联系进行更精确的定位。基于对上世纪80年代来有关数字加工脑功能成像研究的主要成果的回顾,尤其是一些重要区域,如双侧顶叶与前额叶等在数字加工中的地位与作用,以及不同脑区之间的关系进行了探讨,并对一个广泛运用的数字加工神经机制模型进行了简要评述。在此基础上,对数字加工的皮层定位问题进行了简要的总结。