【心理學(xué)和AI】2020-05-28視網(wǎng)膜特異性的分類學(xué)習(xí)

Rosedahl, L. A., Eckstein, M. P., & Ashby, F. G. (2018). Retinal-specific category learning. Nature human behaviour, 2(7), 500-506.

視網(wǎng)膜特異性的分類學(xué)習(xí)

摘要:以往的認(rèn)知理論都認(rèn)為对竣,分類學(xué)習(xí)是一個(gè)使用了抽象的高級(jí)功能已烤,它與低層次的視覺信息是無關(guān)的梗肝。本研究挑戰(zhàn)了這種觀點(diǎn)决左,證明對(duì)于信息整合的分類(information-integration category)是視場(visual-field)依賴的,但對(duì)于基于規(guī)則的分類(rule-based category)是沒有視場依賴的。

現(xiàn)在已有很多證據(jù)證明,分類學(xué)習(xí)與陳述性記憶和程序性記憶有關(guān)觉至。在rule-based(簡稱RB)任務(wù)中,陳述性記憶睡腿,工作記憶和執(zhí)行能力都很關(guān)鍵。在information-integration(簡稱II)任務(wù)中峻贮,只有兩個(gè)或兩個(gè)以上的刺激信息在決策前被整合了席怪,分類正確率才會(huì)最大化,研究證明這種II(information-integration)任務(wù)與程序性記憶有關(guān)纤控。

實(shí)驗(yàn)一

這是一個(gè)2×2的設(shè)計(jì)挂捻。兩種任務(wù)類型(RB;II)×兩種測試順序(先左眼還是先右眼)

刺激:

圖1:II任務(wù)的刺激示意圖,每個(gè)刺激都是以光柵的形式呈現(xiàn)船万,有兩個(gè)維度去描述:bar之間的寬度(橫坐標(biāo))刻撒,方向(縱坐標(biāo))。根據(jù)這兩個(gè)指標(biāo)一共八刺激分為了4類耿导。

II任務(wù)刺激如圖1所示声怔,RB刺激是將II任務(wù)刺激順時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°,虛線會(huì)變成水平和豎直舱呻,這時(shí)候分類間的rule更容易表述醋火。

流程:

圖2:實(shí)驗(yàn)一的流程示意圖

一共四個(gè)階段。階段一蒙上左眼箱吕,進(jìn)行訓(xùn)練芥驳,一共500個(gè)試次,會(huì)反饋分類正誤茬高。階段二兆旬,50試次的測試,主要是測試被試學(xué)習(xí)階段的成果怎栽,無反饋丽猬。階段三,蒙住右眼婚瓜,刺激位置不變宝鼓,50個(gè)新試次,無反饋巴刻。階段四愚铡,蒙住左眼,刺激位置換到左邊,50個(gè)新試次沥寥,無反饋碍舍。階段三和階段四的順序在被試間平衡。

結(jié)果:

對(duì)任務(wù)類型(II和RB)邑雅,不同模塊(control和test)片橡,不同測試條件(“新眼舊位置”和“舊眼新位置”)進(jìn)行方差分析,結(jié)果顯示淮野,在II條件下捧书,視網(wǎng)膜位置變化差異顯著,其他不顯著骤星;在RB條件下经瓷,是模塊間差異顯著,但視網(wǎng)膜位置變化不顯著洞难。

圖3:實(shí)驗(yàn)一結(jié)果示意圖

圖3a:訓(xùn)練階段的結(jié)果舆吮,在500個(gè)試次后正確率都顯著超過隨機(jī)水平(25%),并且兩種任務(wù)類型差別不顯著队贱。

圖3b色冀,c:圓點(diǎn)表示單個(gè)被試的正確率,柱狀圖表示平均結(jié)果柱嫌。從圖3b中可以看出锋恬,在II任務(wù)中,視網(wǎng)膜位置的改變顯著地降低了正確率编丘,而眼睛的變化并沒有伶氢。從圖3c中可以看出,在RB任務(wù)中瘪吏,視網(wǎng)膜位置的改變并沒有產(chǎn)生影響癣防,正確率隨著階段的往后而不斷下降。

實(shí)驗(yàn)二:

在實(shí)驗(yàn)一中掌眠,RB任務(wù)下的視網(wǎng)膜特異性不顯著蕾盯,這也可能是因?yàn)殡S著階段推移,準(zhǔn)確性下降從而掩蓋了效應(yīng)蓝丙。實(shí)驗(yàn)二用另一種方式再去驗(yàn)證假設(shè)级遭。我們的假設(shè)是,視網(wǎng)膜特異性在II任務(wù)中顯著的渺尘,并且II任務(wù)與程序性記憶相關(guān)挫鸽;在RB任務(wù)中不顯著,RB任務(wù)是與陳述性記憶相關(guān)的鸥跟。因此丢郊,以程序系統(tǒng)介導(dǎo)的分類學(xué)習(xí)是視網(wǎng)膜特異的盔沫,而已陳述系統(tǒng)介導(dǎo)的分類學(xué)習(xí)不是。

程序:

實(shí)驗(yàn)二在RB任務(wù)中將訓(xùn)練試次減少到300次枫匾,II任務(wù)的訓(xùn)練試次還是保持500次架诞。并且在RB任務(wù)訓(xùn)練中,反饋會(huì)在選擇之后延遲2.5秒再給出干茉,中間也會(huì)有噪聲掩蓋(noise mask)谴忧。

結(jié)果:

結(jié)果顯示,在II條件下角虫,視網(wǎng)膜位置變化差異顯著沾谓,其他不顯著;在RB條件下戳鹅,模塊間差異搏屑,視網(wǎng)膜位置變化都不顯著藻雌。

圖4:實(shí)驗(yàn)二結(jié)果示意圖

圖4a:訓(xùn)練階段的結(jié)果糠雨,RB和II任務(wù)的正確率達(dá)到相同水平亿汞,無顯著差異。

圖4b模软,c:圓點(diǎn)表示單個(gè)被試的正確率,柱狀圖表示平均結(jié)果饮潦。

從圖4b中可以看出燃异,與實(shí)驗(yàn)一相同,在II任務(wù)中继蜡,視網(wǎng)膜位置的改變顯著地降低了正確率回俐,而眼睛的變化并沒有。

從圖4c中可以看出稀并,實(shí)驗(yàn)二的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)一有所不同仅颇,在RB任務(wù)中,正確率并沒有隨著階段有顯著降低碘举。新的眼睛和新的位置之間沒有顯著差異忘瓦。實(shí)驗(yàn)二中RB任務(wù)沒有體現(xiàn)出block之間的差異,也可以證實(shí)在實(shí)驗(yàn)一中引颈,block之間的正確率遞減并沒有掩蓋視網(wǎng)膜特異性的效應(yīng)耕皮,也就是說,RB任務(wù)的確沒有視網(wǎng)膜特異性蝙场。

討論:

這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)共同驗(yàn)證了凌停,在分類學(xué)習(xí)中視網(wǎng)膜特異性的存在,尤其是在類似II任務(wù)的程序性系統(tǒng)下的分類學(xué)習(xí)售滤。

可能的解釋是罚拟,RB任務(wù)是基于對(duì)規(guī)則的學(xué)習(xí),主要調(diào)節(jié)的區(qū)域是前額葉,視覺輸入也是下顳葉皮層和其他高級(jí)視覺區(qū)域舟舒,因此刺激換了位置之后拉庶,高級(jí)視覺區(qū)域還是會(huì)被激活,所以不會(huì)影響分類秃励。而II任務(wù)更多依靠突觸可塑性的介導(dǎo)氏仗,視覺輸入是從視覺皮層是獲取的,刺激位置的不同夺鲜,視網(wǎng)膜受刺激的神經(jīng)元不同皆尔,突觸為受到訓(xùn)練,分類就會(huì)受到影響币励。

從這基礎(chǔ)上引申出的問題是慷蠕,(1)這種視網(wǎng)膜特異性在其他II任務(wù)能不能得到拓展,例如將刺激換成更復(fù)雜的人臉食呻?(2)之前對(duì)視網(wǎng)膜特異性的研究都是在知覺學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上流炕,本研究是分類學(xué)習(xí),結(jié)論有重疊的部分但也有不一樣的部分仅胞,這其中還不夠有一些共同的潛在機(jī)制在影響每辟?

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