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第二章知觉外界的刺激如何进入我们的大脑？换能A知觉信息与知觉过程B模式识别C有关知觉的认知神经科学新进展D目录视觉过程及基本属性第一节、视觉过程及基本属性1、视觉的生理机制眼球的结构功能：(1)眼球由眼球壁和眼球内容物构成。(2)人的眼球壁分三层：外层为巩膜和角膜。中层为虹膜、睫状肌和脉络膜。内层包括视网膜和视神经内段。眼球内容物包括：晶体、房水和玻璃体它们都是屈光介质。这些结构加上眼球前端的角膜，组成眼睛的屈光系统2、视觉的传导和中枢机制2、视觉的传导和中枢机制网膜双极细胞视神经节细胞丘脑的外侧膝状体枕叶的纹状区布鲁德曼17区神经冲动在视觉皮层中的传递位置视觉：V1区受损，身体对侧视野受损颜色视觉：明度（光放射能量的强度）、色调（波长）和饱和度（光的鲜艳程度）。三色说：托马斯·杨，红、绿、蓝颜色恒常性：V4区运动知觉：似动和运动后像V5区深度知觉：单眼线索（重合、相对大小、线条透视、纹理的变化、空气透视、运动视差）双眼线索3、视觉基本属性我们是如何知觉到这棵树的？第二节知觉信息与知觉过程树折射的光线进入眼睛，影像置于神经元上，视网膜上的感受器转换成电化学信号，经由神经传递，到达初级视觉感受区，最终到达大脑。形成对树的知觉。特征觉察器1.1自下而上的加工（bottom-up）：由外部刺激开始的加工，通常是说先对较小的知觉单元进行分析，然后再转向较大的知觉单元，经过一系列连续阶段的加工而达到对感觉刺激的解释。理论模型：成分识别理论（Recognition-by-componentstheory，简称RBC理论）1.该模型基于这样一种观点，通过把复杂对象的结构拆分为称做简单的部件形状，就可以进行识别。中心假设：物体是由一些基本形状（shapes）或成分（components），也就是几何离子（geon;geometricion—几何离子）组成的。几何离子与特征说中的特征非常相似。“几何离子”：容积本质、形状本质（三维）而非线或角的本质（二维）。1知觉加工——自下而上or自上而下成分修复原则1.2自上而下的加工（Top-down）：也称概念驱动加工，由有关知觉对象的一般知识开始的加工，由此可以形成期望或对知觉对象的假设。这种期望或假设制约着加工的所有的阶段或水平。实验支持一：Warren的音素恢复实验自变量：句子的背景；因变量：音素的恢复。1知觉加工——自下而上or自上而下Warren的实验实验结果说明人在知觉一个句子时，可以依据上下文和对整个句子的理解，而把一个词所缺音素恢复起来。这种因素恢复现象是已贮存的知识作用的结果。实验证据二：Mi11er和Isard的句子知觉实验3X5的二因素实验研究第一类为正常句子，即合乎语法并有一定意义Awitnesssignedtheofficialdocument．第二类为异常句子，合乎英语语法，但没有任何意义Awitnessappraisedtheshockingcompanydragon．第三类为非语法句，既不合乎英语语法，也没有任何意义，只不过是一些字词的随机组合而已A1ega1g1itteringtheexposedpicnicknight．第二个自变量为噪音比。因变量为被试报告出句子的正确率。知觉过程包含相互联系的自下而上和自上而下加工，在不同情况下，知觉过程对这两种加工有不同的侧重。Eysenck（1984）指出，在良好的知觉条件下，知觉主要是自下而上加工，而随着条件恶化，自上而下加工的参与也将逐渐增多。实验依据：Tulving等（1964）字词识别实验1.3争论自变量：1.上下文字词数目（0、4、8）：disorder；filledwithdirtanddisorder；thehugeslumwasfilledwithdirtanddisorder2.靶子词呈现时间（0-140ms，梯度20ms）因变量：靶子词的正确识别率结果较长的刺激呈现时间更利于无上下文的靶子词的识别，也即促进了自下而上加工，而上下文的作用这时却减弱了。说明字词识别既依赖自下而上加工，又依赖于自上而下加工，条件不同情况不同1.3争论假设检验说：主要观点（Bruner，Gregory，Neisser）知觉是一种包含假设检验的构造过程。人通过接收信息、形成和考验假设，再接收或搜寻信息，再考验假设，直至验证某个假设，从而对感觉刺激作出正确的解释，这被称作知觉的假设考验说。知觉是在这些假设、期望等的引导和规划下进行的。刺激物说：主张知觉只具有直接性质，否认已有知识经验的作用。J.J.Gibson的观点Gibson认为，自然界的刺激是完整的，可以提供非常丰富的信息，人完全可以利用这些信息，直接产生与作用于感官的刺激相对应的知觉经验，根本不需要在过去经验基础上形成假设并进行考验。2、两种对立的知觉理论争论的焦点：显然知觉需要外部刺激的直接作用，问题是现实刺激是否需要在过去知识经验的基础上进行组织才能产生知觉。刺激物说理论假设检验说理论无内部表征参与依赖于内部表征受自下而上加工驱动既受自上而下又受自下而上加工驱动外部事件的记忆对知觉作用不大外部事件的记忆对知觉起到关键作用在进行知觉时存在互相独立的生态学和生理学水平。认为人类需要理解各个知觉加工水平之间的交互作用关系3争论一、总体优先效应1.格式塔学派的观点：整体优于局部2.实验支持Navon的两个实验4.整体加工与局部加工视听干涉范式实验流程：呈现刺激80ms---后40ms听到H或S的发音（300ms）--被试：需要判定他听到的是哪个字母，并按键反应。自变量：整体与听觉字母的三种关系：一致、无关和冲突局部与整体的三种关系：一致、无关和冲突。因变量：反应时实验结论：1.听到的字母与看到的整体字母一致时,听觉的分辨速度加快；2.当二者不同时，听觉分辨受到干扰；3.听觉分辨的速度不受小字母的影响。实验结果：：视觉的字母识别实验实验材料Navon实验之二自变量：整体与部分一致、无关、冲突注意整体大字母、注意部分小字母实验结论：1.对于大字母的识别要快于小字母；2.小字母的识别，在冲突条件下反应时最长。以上实验的总结总体特征的知觉快于局部特征的知觉，总体特征先于局部特征被知觉，总体加工是处于局部分析之前的一个必要的知觉阶段。第三节模式识别（一）基本概念1.模式：是指由若干元素或成分按一定关系形成的某种刺激结构，也可以说模式是刺激的组合。2.模式识别：当人能够确认他所知觉的某个模式是什么时，将它与其他模式区分开来。3.模式识别种类：物体识别面孔识别表情识别语言识别4.特点：复杂性：语言的重要性；命名适应性：适应输入信息的变异或畸变习得性：大部分模式识别能力来源于后天的学习（一）基本概念（二）有关模式识别的几种假说1.模板匹配说（1）早期理论在人的长时记忆中，贮存着许多各式各样的在过去生活中形成的外部模式的袖珍复本，与外部的模式有一对一的对应关系；当一个刺激作用于人的感官时，刺激信息得到编码并与已贮存的各种模板进行比较，然后作出决定，看哪一个模板与刺激有最佳的匹配，就把这个刺激确认为与那个模板相同。这样，模式就得到识别了。第三节模式识别几点质疑：（1）模板与外界刺激建立一一对应的关系，不计其数的模板能都存贮在记忆中么？（2）刺激与模板比较时，从记忆中搜寻类似的模板然后进行比较，耗时较多,与人实际过程的快速加工不符合。（3）最佳匹配困难刺激模板不同形状的椅子第三节模式识别2.修正理论在模式识别的初期阶段，增加一个预加工过程，即在匹配之前，将刺激的外形、大小或方位等加以调整，使之标准化。第三节模式识别4.缺陷（1）缺乏灵活性（2）记忆负担重（3）较难解释模糊复杂的刺激模式识别第三节模式识别（二）原型匹配说1.理论内容认为在记忆中贮存的不是模板，而是原型，即一个类别或范畴的所有个体的概括表征。原型反映一类客体具有的基本特征，在模式识别的过程中，外部刺激只需与原型进行比较并达到近似的匹配即可。当刺激与某一原型有着最近似的匹配，即可得到识别。第三节模式识别2.实验支持Posner等1967Reed1972Posner等人的实验原型三角形变式Posner等人的实验阶段一原型不呈现，随机地呈现变式刺激，被试对它们进行分类，每次分类均给予反馈，直至学会正确分类。阶段二呈现刺激（阶段一看过的变式、新的变式、原型），按阶段一学会的分类标准进行分类。实验结果：分类的正确率阶段一看过的变式（87%）原型（85%）新的变式（50%）---机遇水平Reed的实验1972第三节模式识别3.评价优点：1、很好地解释了模式识别的灵活性和适应性，减轻了人的记忆负担。2、只要找到原型，不熟悉的、新的模式也可以被识别。不足：1、没有非常具体、详细地描述刺激与原型之间的匹配过程；2、只包含自下而上的加工。第三节模式识别(三)特征分析说1.理论内容特征说认为，模式可以分解为特征，外部刺激在人的长时记忆中，是以各种特征来表征的，在模式识别过程中，首先要对刺激的特征进行分折，也即抽取刺激的有关特征，然后将这些抽取的特征加以合并，再与长时记亿中的各种刺激的特征进行比较，一旦获得最佳的匹配，外部刺激就被识别了。第三节模式识别2.实验证据（1）Neisser（1964）视觉扫描实验（2）生理学证据：a.动物具有特征觉察器b.what和where通路c.Pritchard(1961)的固定网膜实验（1）Neisser(1964)视觉扫描实验在呈现的材料中快速的找到靶子字母：Z材料的特点：2水平线，1斜线，2锐角研究者的假定:如果被试对目标的再认是模板匹配,那么对两组材料的扫描速度应相等;如果使用特征识别,那么被试只需要确定某个字母是否具有曲线特征,就能判断它是不是靶子字母。此时，对材料a的扫描比材料b快。结果：证明后者。（2）生理学证据a.动物具有特征觉察器生理学的研究表明，动物的视觉系统中含有一些专门化的神经细胞，只对有一定特征的刺激做出反应或有最大反应。这种专门化的神经细胞被称作特征觉察器。猫、猴、青蛙、鸽、兔人（2）生理学证据b.what和where通路What通路从枕叶中的初级视皮层向颞叶下行，主要负责加工视觉刺激的颜色、形状和特性。（即加工刺激是什么的神经通路）。知觉通路Where通路从枕叶向顶叶上行，主要负责位置和运动信息的加工。运动通路实验支撑：20世纪80年代猴子的大脑切除术客体辨别任务：识别之前呈现过的物体；地标辨别任务：要求猴子移开靠近柱子的食槽的盖子。What通路受损伤病人无法同时看出几个物体（2）生理学证据c.Pritchard(1961)的固定网膜实验实验表明：特征是知觉的单元，特征或单元的结合构成了模式，而特征的抽取和结合意识不到。第三节模式识别3.“鬼城”理论(具体的特征分析模型)将模式识别过程分为4个层次，每个层次都有一些“鬼”来执行某个特定的任务，这些层次顺序地进行工作，最后达到对模式的识别。第一个层次是由“映象鬼”对外部刺激进行编码，形成刺激的映象。然后由第二个层次的“特征鬼”对刺激的映象进行分析，即将它分解为各种特征；在分析过程中，每个特征鬼的功能是专一的，只寻找它负责的那一种特征，并且需要就刺激是否具有相应的特征及其数量作出明确的报告。第三个层次的认知鬼“始终监视各种特征鬼的反应，每个认知鬼各负责一个模式(字母)，它们都从特征鬼的反应中寻找各自负责的那个模式的有关特征，当发现了有关的特征时，它们就会喊叫，发现的特征愈多，喊叫声也愈大。最后，“决策鬼”(第四个层次)根据这些认知鬼的喊叫，选择喊叫声最大的那个认知鬼所负责的模式，作为所要识别的模式。第三节模式识别4.不足(1)只有自下而上加工；(2)整体加工与局部加工的争论。镜像神经元：既在个体自己采取行动时产生反应，也在看到他人做出同样的动作时产生反应。可能帮助人们理解他人的行为。第四节：知觉中的新进展思考题：1、试比较知觉的刺激物说和假设考验说对知觉的看法有什么不同？2、什么是自下而上的加工和自上而下的加工，它们的关系怎样？试举实验说明。3、什么是总体优先效应?支持的主要实验是什