歸納推理認(rèn)知神經(jīng)機(jī)制的研究論文
歸納推理是從特定的事件、事實(shí)向一般的事件或事實(shí)推論的過程，是將知識或經(jīng)驗(yàn)概括簡約化的過程。歸納推理是人類智力的一個(gè)關(guān)鍵要素，推理能力的高低可以反映個(gè)體對于事物本質(zhì)以及事物之間相互聯(lián)系的認(rèn)知能力的高低。歸納推理的早期行為研究主要集中在歸納論斷力度的判斷與兒童歸納推理能力研究的探討中，然而這些研究并沒有真正觸及到歸納推理過程本身，也很少涉及歸納推理的形成機(jī)制。近年來研究者使用不同的研究工具對于歸納推理的認(rèn)知神經(jīng)機(jī)制進(jìn)行了探討，力圖對其進(jìn)行進(jìn)一步研究。
一、歸納推理的腦成像研究
首次對于歸納推理進(jìn)行腦成像研究始于1997年，Goel等人用正電子斷層掃描技術(shù)(PET)以三段論語句為材料對比了歸納推理與演繹推理的異同，發(fā)現(xiàn)歸納推理激活的腦區(qū)包括左側(cè)額中回，左側(cè)扣帶回，以及左側(cè)額葉上回;與演繹推理相比，在左側(cè)額葉上回激活的區(qū)域略有不同。2004年Goel和Dolau又用fMRI技術(shù)對于歸納推理與演繹推理進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)兩種推理任務(wù)都激活了左側(cè)前額皮層、雙背側(cè)前額、頂部以及枕葉皮層，其中左背外側(cè)額回在歸納推理過程中被更多的激活。
梅楊、梁佩鵬等(2010)采用簡單幾何圖形為研究材料，利用fMRI探討了圖形型歸納推理的認(rèn)知神經(jīng)機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)，歸納推理任務(wù)顯著的激活了前額區(qū)、尾狀核、殼核和丘腦，并且發(fā)現(xiàn)在圖形型歸納推理中“前額皮層—紋狀體—丘腦”通路顯示出重要的作用，另外，右側(cè)額下回、雙側(cè)尾狀核頭部、殼核等腦區(qū)參與了知覺信息的整合。Peipeug Liaug同樣采用幾何圖形為實(shí)驗(yàn)材料，根據(jù)特征維度的不同劃分為兩種，一種為共享兩個(gè)屬性的任務(wù)，另一種為共享一個(gè)屬性的任務(wù)，以信息、任務(wù)作為參照。相對于信息任務(wù)來說，歸納任務(wù)激活了前額皮層、丘腦等區(qū)域，并且這些區(qū)域的激活與任務(wù)難度有關(guān)。實(shí)驗(yàn)中同樣發(fā)現(xiàn)“前額—紋狀體—丘腦”通路在歸納推理中的重要作用。
Xinqin Jia et al (2011)關(guān)注了數(shù)字歸納推理識別和外推的兩個(gè)認(rèn)知過程。fMRI研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)左側(cè)頂上小葉(SPL)延伸至楔前葉區(qū)以及左側(cè)背外側(cè)前額皮質(zhì)(DLPFC)參與了數(shù)列歸納推理的識別和外推階段。在識別階段額頂葉區(qū)域得到了激活，而在外推階段紋狀體丘腦區(qū)域得到了激活。研究證明許多腦區(qū)參與了數(shù)字歸納推理的過程，包括前額、頂葉以及皮質(zhì)下區(qū)域。
綜合以上研究發(fā)現(xiàn)，歸納推理的認(rèn)知過程激活了大量的腦區(qū)，由于研究者采用了不同的研究材料，激活的腦區(qū)也有所差異。但是總體來講，前額葉在歸納推理過程中起到了至關(guān)重要的`作用。腦成像研究給我們提供了歸納推理參與認(rèn)知加工的腦區(qū)，但是并不能清楚的提供認(rèn)知加工的過程。因此，對于歸納推理的認(rèn)知加工過程還需要進(jìn)一步探討。
二、歸納推理的事件相關(guān)電位研究
事件相關(guān)電位技術(shù)有高的時(shí)間分辨率，能夠彌補(bǔ)fMRI技術(shù)的缺陷，清楚的記錄歸納推理的具體加工過程，以便對其進(jìn)行探索。Bigman和Pratt首次使用ERP技術(shù)對于簡單幾何圖形的類別歸納進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)中相繼呈現(xiàn)三個(gè)圖形刺激，被試要在前兩個(gè)圖形出現(xiàn)后迅速提取出它們的共同特征，在第三個(gè)圖形出現(xiàn)時(shí)要判斷它是否具有前兩個(gè)圖形的共同特征。研究結(jié)果顯示在第一個(gè)圖形出現(xiàn)時(shí)，被試就進(jìn)入了對其進(jìn)行類別歸納的初步加工。在刺激處理的過程中，被試并不是對于所有刺激的所有特征進(jìn)行分析，而是基于刺激的共有特征進(jìn)行分析。
Peipeng Liang以句子為材料對于歸納推理的時(shí)間進(jìn)程進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)分為歸納一致任務(wù)與歸納不一致任務(wù)。歸納一致任務(wù)與句子的前提和結(jié)論有關(guān)，被試需要結(jié)合前兩個(gè)句子的前提、結(jié)論和背景知識判斷結(jié)論的合理性。歸納不一致任務(wù)也就是基線條件，與前提和結(jié)論無關(guān)，被試發(fā)現(xiàn)句子的前提和結(jié)論的信息不能進(jìn)行整合，第三個(gè)句子與前兩句語義不相同，他們就要做出否定的反應(yīng)。研究結(jié)果顯示:在350650毫秒的時(shí)間窗口內(nèi)，被試存在一個(gè)語義信息整合的過程。歸納一致任務(wù)與歸納不一致任務(wù)相比，在迎瑪頻段分析中有顯著的上升。研究者推測歸納推理的過程包含三個(gè)階段，分別是知覺分析階段、語義信息整合階段和反應(yīng)階段。
歐陽含璐采用數(shù)列型任務(wù)考察了兒童與成人歸納推理過程的異同。研究發(fā)現(xiàn)，兒童與成人歸納推理的時(shí)間進(jìn)程是基本一致的。在規(guī)則獲得階段，兒童和成人被試都對于數(shù)字的出現(xiàn)進(jìn)行了早期的視覺加工，300-500ms時(shí)間窗口出現(xiàn)的P3成分主效應(yīng)顯著，標(biāo)志著假設(shè)的生成，認(rèn)知加工進(jìn)入了歸納階段。兒童與成人腦電結(jié)果的不同點(diǎn)在于:兒童在數(shù)字3的N2成分上表現(xiàn)出差異，這說明兒童對于數(shù)字1與數(shù)字2之間規(guī)則的不一致產(chǎn)生了更大的沖突。結(jié)合地形圖可以發(fā)現(xiàn)，兒童的差異集中在前額葉，而成人的差異分布在頭皮中部和后部。這說明在完成同等難度的歸納任務(wù)時(shí)，兒童要比成人投入更多的工作記憶與注意資源。
三、小結(jié)與展望
歸納推理不僅是人的一種高級認(rèn)知功能，也是一個(gè)非常復(fù)雜的過程。在對于歸納推理進(jìn)行研究的過程中，研究者使用了不同的研究材料，具體可以分為語句型、數(shù)字型和圖形型三種。語句型任務(wù)由于呈現(xiàn)時(shí)間長并涉及了被試的相關(guān)背景知識，會引起提取波形的不純凈，對于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析造成一定程度的影響。圖形型任務(wù)考察了被試對于不同種類圖形屬性特征的提取，并沒有涉及到刺激項(xiàng)目間的抽象關(guān)系。數(shù)字型任務(wù)中規(guī)則的提取和應(yīng)用涉及到了歸納推理的核心內(nèi)容，并且對于被試的背景知識要求較低，因此，此類型的研究材料將會是今后歸納推理的研究的重點(diǎn)。歸納推理的認(rèn)知神經(jīng)機(jī)制研究剛剛起步，由于研究手段和材料的不同，其研究結(jié)果也并不統(tǒng)一，對于其具體的認(rèn)知加工過程有待于進(jìn)一步研究。
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