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Working Memory in Spatial Knowledge Acquisition

    今天去见了老板,呃,论文得大改特改,Method写得不够清晰,Result的重点不突出,到处是不易看懂的表达……泪奔……如何才能用英文把事情说得清楚易懂呢。。。

    在我的论文的Discussion部分,提出了一个Model来形容空间知识学习的过程,在这里简单介绍下。

    我的论文的主题是研究working memory和spatial knowledge acquisition的关系。首先working memory被假设为一种人在进行思考、计算、理解语言等行为时,用来临时保存信息的一种记忆。它的中心思想是“吃着碗里看着锅里”,饭要下肚,就得先盛到碗里,用于咀嚼(饭=信息,肚子=长期记忆,碗=working memory,咀嚼=处理)。working memory主要有两个部分,一个部分叫做中央处理系(central executive),用来分配注意的资源;另一个部分是若干个信息储存库,有储存语言信息的phonological loop(PL)、和储存视觉、空间信息的visuospatial sketchpad (VSSP) 。近年的一些研究证明,VSSP应该分割为独立的两部分:视觉信息储存器和空间信息储存器。综上所述,working memory除了有一个中央处理系以外,还有三个信息储存器,分别储存语言、视觉、空间信息。

    Spatial knowledge也被分为3类。第一类是landmark knowledge,指对某一个醒目的标志、或者某个场景的记忆和知识。第二类是route knowledge,指对某一条路线的知识,可以认为是一连串landmark以及连接它们的路径的知识。最后一类叫做survey knowledge,可以认为是一种像地图一样的知识,包括了环境整体的布局、方位、距离等信息。方向感好和不太好的人,主要区别在第三类知识上,方向感不好的人很难获得survey knowledge,没有survey knowledge,也就无法掌握环境整体的样子、不知道如何抄近路。

    在学习三种spatial knowledge时,working memory是起到一个入口加信息过滤的作用。但具体working memory在spatial knowledge acquisition中是如何工作的、三种信息储存器各干啥样的活、方向感好的人和方向感不好的人在使用working memory上有何不同?这些问题目前还不清楚。

    为了讨论这些问题,我做了一些实验室实验。具体方法和结果就不仔细说了,在这里直接介绍一下结论。之前请很多朋友帮忙回答过两次问卷,主要是做为前期做实验计划时的准备、以及验证写discussion时冒出来的一个点子。不过这些问卷的结果最后并没有写入论文,因为问卷涉及到的量表存在一些问题。言归正传,Working memory在spatial knowledge acquisition中起到的作用,可以归纳为下面这张图。

model

    首先,外界的环境信息进入working memory后,语言信息与空间信息会被抽取出来,用以形成landmark knowledge与route knowledge。而新形成的landmark knowledge和route knowledge需要统合到survey knowledge中,这时就要用到所有的三个存储器(语言、视觉、空间)。在形成landmark knowledge和route knowledge时,视觉信息并没有起到太大作用,或者说没有被作为重点对象抽出来送到长期记忆里面去。主要有两个理由:
    1)只要你睁着眼睛,视觉信息是源源不断地进入working memory的,如果将它们全部都符号化存储到记忆里,认知负荷将会非常大。
    2)人对于landmark以及场景的视觉再认是视角依存的,就是说如果是纯靠视觉信息的话,换个角度再看一个之前记过的场景或landmark,就很难认出来了。所以靠纯视觉信息来认路,是比较靠不住的。

    当然,并不是说人完全不会记住视觉信息,这是违背常理的。视觉信息可能作为一种对物体的记忆而留在长期记忆中。对于空间知识来说,它本身主要作为一种信息输入方式,用于提取语言信息(例如地名、描述),以及检索空间信息。

    方向感不好的人,无法有效地利用空间信息,他们在记忆landmark及场景时,主要靠醒目的标识的描述;记忆一条路时,除了靠描述,还会采用效率不高的视觉信息。换句话说,遇到一个路口需要考虑向哪边拐时,方向感好的人会利用环境的布局、方向来判断,方向感不好的人则会凭“看上去的熟悉感”来判断。语言记忆是很容易淡忘的,所以单靠描述、地名来记路的话遗忘得很快。而视觉记忆则很容易受干扰(类似的东西太多),而且是视角依存,换个角度就认不出来了,所以更容易迷路。

一个强大的和颜色有关的现象

我自己看到的时候是觉得非常不可思议的!一副图片,只有红色和灰色混合而成的像素,但却能产生绿色、蓝色颜色丰富的知觉。眼见为实!
from 東北大栗木先生的主页

原始图片:

1) 在photoshop里抽出红色通道,也就是说下面这幅图片里只有红色。

2) 在photoshop里抽出绿色通道,并且将其黑白化,也就是说下面这幅图片保留了绿色通道的强度,但在颜色上只有灰色像素。

将1和2的图片以合适的比率混合,结果就出来了下面这幅图。照例说红色加灰色,图片应该全都是红红的。但下面这幅图颜色虽然有点暗,但看上去还是很丰富的,而且有明显的蓝色和绿色。事实上每个像素都不可能是蓝色和绿色。如果将局部放大,看看像素的具体颜色。看上去是蓝色或绿色的部分,其实是各种浓度的灰色或者茶色。

这个手法叫做Land’s two color method。这个现象在现实中也可以再现,比如在红色的单色光的照射下,浅灰色的色纸看上去像红色,而深灰色的色纸则看上去像绿色(Helson-Judd effect)。这个现象在脑内机制至今还没有清楚的解释。
E.H. Land, “Color vision and the natural image part II,” Proc. Nat. Acad. Sci., 45, 636-644 (1959).
H. Helson, “Fundamental problems in color vision. I. The principle governing changes in hue, saturation, and lightness of non-selective samples in chromatic illumination,” J. Exp. Psych., 23, 439-477 (1938).

2个有趣的心理现象

搬新博,总得写点什么。前几天和学部生吃饭的时候,被问到,有没有啥有趣的心理现象。迟疑半天……口头说得清的没几件。在这里简单科普2个,做了实例,形象一点。

1)被欺骗的眼睛
看下面这幅图,图中A和B两块的颜色是不是完全不一样?

再看看下面这幅。

 

 

 

 

 

 

 

 



我可没有改过任何地方的颜色,只是把B移动了一下。为啥B移动的时候颜色看起来好像是越来越深。其实人对亮度的知觉,是根据入射到网膜的光强度(网膜照度)、加上对物体的反射率、入射光的判断综合判断的。反射率×入射光强度=入射到网膜的光强度。A和B入射到网膜的物理刺激是一样的,但是由于对A和B的光源的估计不同(光源A大于B),所以就推断反射率A小于B,也就是说A看上去比较暗。

 


2)四枚卡片
下面有这样4枚卡片放在你面前,每张卡片都是一面是字母,另一面是数字。

 

 


提交以后可以看到答案,你回答对了吗?
这个问题很多人都会选错1枚卡片,原因在问卷的反馈里写了。

 

 

 

 

脳を鍛える大人のDSトレーニング

    任天堂行的"脳を鍛える大人のDSトレーニング"锻炼 成人的DS训练。。。译过来真是奇怪啊!)是一款在手掌游DS上玩的游,通一些简单记忆课题,来达到锻炼的目的。款游自从售以来量就一直不,在电视上也是广告不断,大概被枯燥的日常生活折磨得大僵硬的人太多了,大家都想通过这dd来阻止自己笨。

    过这款有些在学界却是受批判,原因很简单自称能锻炼,可是却无凭无据。游开发者也是一个研究大的心理学者,其最初开发者的研究室的课题是想要证明,玩子游比做简单算更能锻炼脑(他的研究经费都是任天堂提供的),不过这个“锻炼在太难证明了,论文肯定通不过啊,于是课题不了了之。但是搞着搞着却做出了款游的主与初衷恰恰相反,“简单计算比玩子游更能锻炼”,由于商需要,个假旗鼓堂而皇之地通广告深入到了老百姓心中。

    开发者的主是,简单计算和记忆课题时的部位血流量会增加->血流量增加了大就活->子就被锻炼了。个推似乎很符合朴素的常,不都缺乏逻辑。无干点,大的血流量都会增加,但是高手(比如说记忆高手)做某些课题时,大的活反而要比平常人少。血流量增加只明大在“力”,不能明大正在“进步”。天天练习计算,去超市买东西算零钱肯定会有进步,不任天堂社交能力呀逻辑能力也能变强,这就了点吧。

    我没玩过这款游戏,据说还蛮有趣的,不过这款游戏里很多内容都似曾相识,不都是穿了马甲的心理学实验嘛。当别人的被试的时候,有些实验刚做三五回时还挺有趣的,但是每次动不动就在小黑屋里关上半小时,按几百次按钮,想不打瞌睡都难。这游戏能坚持玩很久的人,一定很适合来参加认知心理学的实验!以后在被験者募集的邮件里,我要考虑一下是不是要加上“参加本实验能锻炼您的大脑,让您的生活更醒目!”

什么是心理学

    “什么是心理学?”我为什么突然想就这个问题码一点字呢?是因为太多次被问“你学心理学的那你说说我现在在想什么?”,泛滥于网上网下的“心理测试”?还是因为充斥在bbs上的“我觉得我有XXX倾向”、“这个梦意味。。。”
    从名字上来说,心理学是研究人的心理的,不过“心理”指什么呢?指人在想什么吗?也许弗洛伊德考虑的是这个,不过就目前的心理学研究来说完全是另外一码事。随着人工智能和认知心理学的兴起,心理学的研究也慢慢走向体系化和应用化。任何一个假说和结论都需要有实际可信的数据支持,才会被接受。比如如果你说“梦见爬楼梯说明生活压力很大”,那就需要调查n个梦见过爬楼梯和没有梦见过爬楼梯的人,他们当时的生活压力是大还是小,并且衡量所谓“压力”,也不能用主观,必须要有一个客观的预先制定的标准,所谓常模。
    所以显而易见,心理学并不可能对某一个个体进行准确的预测或评估,现在被研究的“心理”指的是人的心理活动或认知世界的规律、特性,研究的是大部分人共同的部分。尤其是认知心理学,对于视觉、记忆、语言等方面的研究,也强调它的客观性,比如人们看到一幅静止的错觉图像会觉得它在运动,不是因为什么心慌、压力大,而是因为人眼存在自己觉察不到的微动,而视细胞对于不同灰度的刺激,不同的对比度有不同的反应模式,从而形成了运动的错觉。
    心理学仅有150年的发展历史,而且最初是由哲学分支而来的,由讨论身心一元论、身心二元论发展,经过格式塔理论、精神分析、行动主义,到目前主流的认知心理学,有过很多不恰当的理论和主张,虽然在心理学的学术界早已不被采用,但在非心理学研究者看来似乎都还是挺可信的东西,导致了很多误解。心理学目前也在很初步的阶段,对很多问题有着矛盾的说法,还未被解决。比如视觉心理学研究者发现低次和高次视觉有着这样或那样的现象,提出种种解释那些现象的模型,也可以用电极、fMRI等观察细胞和脑部的活动,但对于那些模型的真实性、脑部活动具体意味着什么,完全是一无所知。如果认知心理学解开了人类的思考之谜,那就可以模拟人脑制造出人工思想,但这个梦还多么的遥远啊。心理学就像在河这边,人工智能在对岸,但联系两岸的桥梁还远远没有造起来。人工智能致力于制造出高效率的机器,在思考、语言方面,显然还没有任何机器能够与人类相比,所以对于处于瓶颈状态的人工智能来说,研究人的原理的心理学似乎是条不错的出路。只不过目前这条出路也挺瓶颈的。
    总之,目前的心理学研究界是非常讲求客观和科学性的,想当然的说法比如精神分析早就已经被放弃了很多年了。虽然心理学大多被设置在文科,但它其实更需要一个客观的、逻辑的、理科的头脑。另外临床心理学中所研究的异常心理学也是心理学的一个重要分支,以治疗为目的(不知为什么很多人说到心理学就认为是研究异常人的),目前有不少研究者认为异常患者和正常人的心理基础是一样的,只是在某些环节的量或某种调节失调。换句话说,异常心理与正常心理不是二分式的,而是连续的。对临床不是很了解,不敢多说。

语言影响思考吗?

    人类具有不同于其他物种的杰出的语言能力,即使是在与世隔绝的原始部落,语言也是一种重要的交流手段。世界上有很多种语言,每种语言对世界的形容、强调都不同,例如爱斯基摩人的生活与雪密切相关,他们的语言中具有很多不同的词汇来表示不同形态的雪,而英语中只有snow一个词。所以,人们很容易思考这个问题,语言对我们的思考、对世界的认知有影响吗?
    这个问题被许多语言学家探讨过,而其中最著名的一位学者是Whorf(1956)。Whorf是一个有趣的人,他在MIT学习化学工程,人生的大半都在为Hartford Fire Insurance Company工作。作为业余爱好,他学习了北美印第安语,由此而产生了语言对思考的影响的探讨。
    对于这个问题最著名的实验,是研究英语使用者和Dani语使用者对颜色的认知能力的区别。前者的语言中有11个基本的语言词汇:black, white, red, green, yellow, blue, brown, purple, pink, orange, and gray. 而后者的语言中只有两个:形容暗冷色,和亮暖色的词汇。实验证明,英语使用者对这11个基本颜色(相对于例如孔雀蓝,红紫等其他颜色)有最好的再认,和对每种颜色的随机命名的记忆(例如用三角形表示红色,圆形表示蓝色等)能力。这些颜色被称为焦点色。而Dani语的使用者,事实上也同样表现出对这11种焦点色的较好的再认和命名记忆能力,两种语言的使用者之间,没有明显区别。神经科学学者指出,人类的视觉认知系统,对这些焦点色有着相对特殊的认知能力。事实上大部分语言中都有这些焦点色的词汇,这恰恰是一种思维决定了语言的体现,而无法体现出语言影响了思维。
    之后还有很多的实验,但很多结果为,生活中的其他因素而非语言影响了实验结果。至今仍然没有能证明这个假说的强有力的证据。
    当然,并不是说语言没有影响我们的思考,只是说它并没有影响我们思考的方式和认知这个世界的方式。语言影响我们,更多的是影响通过我们交流时的观点,而不是决定我们能考虑哪些观点。

人格一贯性争论

  人格的一贯性通常被认为有两种,超越时间的一贯性与超越状况的一贯性。(抱歉我没怎么看过中文的书,用的词都是日文或者英文直译的,也许看着很别扭。)关于超越时间的一贯性,大多数学者都表示赞同。而超越状况的一贯性,在历史上曾有过20余年的争论。特性派认为人的人格具有恒定的特征,在任何状况下都保持不变,这似乎与人的知觉相符合。而以米切尔为首的状况派则提出,不能忽视状况的影响,并举出多个实验的结果,证明在不同状况下人们的某一特性之间的相关系数大多低于.3。这一论争成为了心理学史上最著名的论争之一。
  老师的学部ゼミ就是关于这一论争,要求学生阅读一系列辩论的论文,分成状况派和特性派展开辩论。当然任何一派都不能完全否认对方所坚持的因素,最终归于折衷也是历史的必然。而对于人格特性的定义甚至也很难统一。究竟是特性+状况=行为,还是等号右边的行为就是特性呢?前辈的学者们就这一论争发了无数论文,也算对得起大学里给的研究费了……
  这个session肯定是状况派胜了,特性派的这篇论文太弱智了,破绽比丐帮还多。