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两南大学硕十学位论文摘璎 假设检验中假设评估与收敛的神经机制 发展与教育心理学专业硕士研究生蔡雪丽 指导教师李红教授李富洪副教授 摘要 假设形成与检验是一种高级的认知加工过程，它是解决任何复杂问题的重要思维工具， 在人们发现规则，形成概念，建立假说，获得知识的过程中扮演着重要的作用。 最近十年，一些研究者开始尝试多种手段考察假设形成与检验的加工过程及其神经机制。 大多数的研究者采用概念形成、规则发现和命题检验等各种不同的实验范式考察了这一认知 活动的内在加工机制。相关研究发现，假设形成与检验有不同的认知加工过程。在假设形成 方面，由于研究任务和研究手段的差别，且考查的侧重点不一样，研究者们主要通过问题解 决任务如火柴实验、数字归纳任务等较为复杂的实验范式来考察假设形成的神经机制，对实 验结果的诠释也千差万别。但是绝大多数研究都认为假设形成的认知加工过程的活动在背外 侧前额叶区尤其活跃。在假设形成的脑电研究方面表明，假设形成的加工过程与大脑的前额 叶区的晚正成分密切相关，这一加工过程与认知背景的更新有着千丝万缕的关系。在假设检 验方面，相关的神经机制的研究为之甚少。早期研究主要是采用不可解决的实验任务，在不 断给予被试反馈的情况下，考察假设检验相关的脑电活动。最近一些研究者则采用类别归纳 任务来考察假设肯定与假设否定情况下的神经活动。总之，对于假设形成与检验方面的脑机 制研究相对较少，尤其是假设形成与检验的子认知加工过程的研究还未完善。 实验一借鉴近年单刺激呈现的假设形成与检验的相关研究方法。通过对经典四卡任务进 行改进并采用时间分辨率高的e l 冲技术，考察被试在假设评估过程中加工不同证据时的认知加 工特点，以进一步理解人类假设检验这一高级认知过程。实验通过连续呈现给被试一个命题 和一张卡片的两面，要求被试评估这张卡片是否证实了所给的命题。行为数据表明，与证伪 条件相比，在证真条件下被试的反应更快，正确率更高，这说明被试能成功地解决假设检验 任务并且表现出强烈的证真偏向。e r p 分析时程锁定在卡片的第二面，结果表明( 1 ) 与逆证真 条件相比，在逆证伪条件下产生了更小的p 2 波幅，这说明了证伪条件下存在较低的感知觉分 析过程。( 2 ) 在n 2 时间窗口，证伪条件与证真条件相比，有一个更大的负走向，这是由于证伪 引发了更强的认知冲突。( 3 ) 与证真相比，证伪条件下引发了一个较小的p 3 成分，这可能反映 了假设评估的认知过程。( 4 ) 引人注意的是，几个实验条件中，仅仅在顺证伪条件下引发了一 个晚正成分( 4 0 0 - 6 0 0 m s ) 。此成分反映了新刺激违背了认知背景的内容，中央执行系统监控这 种违反并且引发了一个增加的l p c 。 实验二采用修正的概念形成实验范式和空间分辨率高的功能磁共振技术，来考察在假设 l 两南，i 学硕十学伊论文摘璎 形成中假设收敛过程的大脑活动。通过连续呈现三个字母饼干，依次设置的假设数量是3 ，2 ， 1 。要求被试判断可吃字母饼干的关键特征。实验共有两种条件：假设收敛和基线条件。假设 收敛包括三个阶段：第一阶段：知觉阶段，即没有可能的假设数量减少的过程。第二阶段： 假设收敛过程，即有可能的假设数量减少的过程，但是并没有形成明确的假设。第三阶段： 假设形成j 即有明确的可能饼干的关键特征的形成。基线条件也包括三个阶段，但是第二阶 段和第三阶段没有假设收敛的过程发生，维持着先前可能的假设数量。功能磁共振结果表明： ( 1 ) 假设收敛条件与基线条件相比，在第一阶段大脑的激活区域无显著差异。但是在第二阶段， 假设收敛与基线条件相比有更多的左背外侧前额叶( b a6 ，9 ，l o ，4 6 ) 、双侧内顶叶皮质( b a7 ， 4 0 ) 、双侧小脑和双侧颞叶( b a3 7 ) 的激活。在第三阶段中假设收敛与基线相比，更多地激活 了右内侧项叶( b a 4 0 ) 、右扣带回( b a 2 4 ) 、左小脑和右脑岛( b a1 3 ) 。( 2 ) 在假设收敛的三个阶 段中，与第一阶段相比，第二阶段( 假设收敛但是明确假设未形成) 有更多的双侧背外侧前额 叶皮质的激活( b a 6 ，1 0 ) ，双侧内顶叶( b a 4 0 ) 和楔前叶( b a 7 ) ，左中颞叶( b a 2 1 ) 和左小脑等。 ( 3 ) 与第二阶段相比，第三阶段( 明确假设形成) 有更多的右中侧前额皮质( b a 9 ) ，右顶叶a 7 ， 4 0 ) ，双侧扣带回( b a2 4 ，3 2 ) ，左小脑和双侧脑岛( b a1 3 ) 的激活。实验结果说明背外侧前额叶 ( d l p f c ) 、内侧顶叶和小脑可能反应了信息的整合和工作记忆的操作。扣带回在假设收敛过程 中有更多的激活，可能与相关特征的注意和不相关特征的忽略而引发的抑制控制相关。研究 结果揭示了背侧前额叶，内侧顶叶，小脑和扣带回在假设收敛过程中起着重要作用。 在两个研究中，虽然我们采用较为简单且新颖的实验范式考察了假设评估与收敛的认知 加工过程，并且也发现了一些特别的认知成分，但仍存在以下问题：第一：在实验一中，由 于只考察了卡片第二面即假设评估过程的脑电活动，并没有考察卡片第一面的脑电活动。卡 片的第一面对第二面的认知加工产生怎样的影响，对此我们也不是很清楚。第二：研究的内 容对于假设评估与收敛的讨论还不够深入。在实验二中我们发现了在假设收敛过程中背外侧 前额叶扮演着重要的作用，并且也发现扣带回在认知过程中的激活情况。但是由于实验设计 的不足，基线的选择过于简单，实验条件与基线条件的比较所产生的大脑激活是否反映了假 设收敛的真实的认知加工过程，对此我们还不能完全肯定。因此，在今后的研究中我们需改 进两个实验设计，尝试更灵巧的实验范式，深入考察假设评估与收敛过程的神经机制。同时， 进行假设形成与检验的发展性认知神经机制的研究，拓宽研究的持续性和发展性。 关键词：假设评估假设收敛事件相关电位( e r p s ) 功能磁共振技术( 俐r i ) 两南大学硕十学伊论文 a b s 仃a c t n e u r a lm e c h a n i s mo fh y p o t h e s i se v a l u a t i o na n d g e n e r a t i o ni nh y p o t h e s i st e s t i n g m a j o r ：d e v & e d u p s y c h s p e c i a l t y ：c o g n i t i o nd e v e l o p m e n t s u p e r v i s o r ：p r o fl ih o n gl if u h o n g n a m e ：c a ix u e l i a b s t r a c t h y p o t l l e s i st e s t i i l g ( h t ) p l a y s 粗呻0 n 粕tr o l ei l lh i g l l - l e v e lc o g n i t i v ep r o c e s s e s ，鲫c h 舔 c o n c 印tf 曲m a t i o n ，d e c i s i o nm a l ( i n g 觚d 咖b l 锄s o l v i n g ，d u r i n gw h i c hp e 叩l eg 铋e m t e 觚d l e c t n e wr u l 髂0 ra p p l yp 他、，i o 世l yt 骼t e do n e s r e c 饥n y ，瑚e a r c hh 鼬f 配憾e d e l u c i d a t i l l gm e c o g n i t i v ea n dn 咖lu n d e n ) 恤go fh 弭 0 t h 懿i st e s t i i l g i i l 懿p e 胁铋tl ，am o d i f i e dw 勰o n s l 6 0 n 诅s kw 船璐e dt o 既p l o 他b m j nc o n l a t e so f h ) 0 t l l e s i se 、，a l u a t i o n ，ac o 他畔e s so fh y p o t l l e s i st e s t i n g t w e n t y - “旧u n d e r 雩即d u a t ep a n i c i p a n t s ( 11m a l e s ，l lf e m a l 懿) 、耽他p r o v i d e d 诵廿lap r o p o s i t i o n ( h y p o n l e s i s ) 觚dac a r d 1 1 1 e yw e 他铋k e dt o e v a l u a t ew h e t l l c rm ec a r d 唰f i e d0 rf 址s i 6 酣t h e 酉v 锄p r o p o s i t i o nw h i l ee v t 咒l a t e dp o t 朗t i a l s ( e r p ) w e r em e 嬲州b e h a 、，i o m lr e s u l t ss h o w e dt h a tp 硎c i p a n t sr e q u i r e dl 铭st i m et om a k ec o l l l e c t 1 1 e s p l o n s 懿i nv e r i f i c a t i o nc o n d i t i o 璐m a ni nf a l s i f i c a t i o nc o n d i t i o n s t h ee r p st i 】m e l o c k e dt 0m e c o n ds i d eo f c hc a r ds h o w 酣t h a t ( 1 ) s m a l l e r 锄p l i t i l d e so fp 2w e 他e l i c i t e di nb a c l 洲a r d f a l s i f i c 撕o nn 姗i nb k w a r dv 耐f i c 撕o n ，h i c h 他f l e c t e dal o w e ri 1 1 t 饥s 时o fp e r c 印t i ；( 2 ) a p r o f l o 啪dn e g a t i v e d e n t i w 够f - o 岫di nf a l s i f i c a t i c o n d i t i o n sc o m p 删 t 0v e r i f i c a t i c o n d i t i o 鹏d u 曲gt h en 2t i i i l e 咖d o w ，w h i c hi l i l p l i e dt t l ep r o c 懿s i i l go fc o n n i c t i n gi i l f 0 册a t i o n ；( 3 ) i nc o m p 撕s o nt ov e r i f i c a t i o nc o n d i t i o i 培，f m s i f i c a t i o nc o n d i t i o n se v o k c dad e c 他觞c dp 3c o m p o n t ， w h i c h 、阮sl i n ：k e dt om ep r o c e s so fh y p o t l l e s i se v a l u 鲥o n ；柚d ( 4 ) al a t ep o s i t i v ec 锄p o n t ( 4 0 0 - 6 0 0m s ) 、) 佻o n l yt r i g g 凹酣i nt h ef 0 】m a r df 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o me i i c i t e db yh y p o t h e s i sg e m t i 锄db 够e l i n et a s k ， m e r ew 鹊n oa d d i t i o n a l t i v i 哆m e 嬲u 托db e t w e 锄h g p h 鹤e 1 ( t l l ef i 娼tp h 嬲eo fh y p o t l l e s i s g e r a t i o n ) 锄db t p h 勰e 1 ( m ef i r s tp h 弱eo fb 觞e l i n et a s k ) f 0 u rr e 百o n ss h o w e dh i g h 盯a c t i v a t i o n d u 血gh g p h 弱e 2t l l 锄d u 曲gb t p h 勰e 2 ：t l l ep f c ( 1 e 觚g l l t ：m i d d l e i i l 矧0 r s u p 甜o r m e d i a l 的n t a l c o r t e x ，锄dp r e c e n 仃a lg ”u s ，b a 6 ，9 ，l0 ，4 6 ) 觚dp a r i e t a lc o n e x ( i i l f 舐0 rp 撕e t a ll o b u l ea n d p o s t c 锄舰lg y 眦，b a3 ，7 ，4 0 ) ，t h ec e r e b e l l 啪( c u l m 姐，d e c l i v e ) 锄dn l eb i l a t 啪lt 锄p o 豫l l o b e ( 如s i f 0 珊g ”1 i s ，b a3 7 ) c 锄p 砌、) l ，i t l lt h eb t p h 弱e 3 ，t l l eh g p h 弱e 3 t i v a 刷t l l er i g l l tp p c ( i i l f 舐0 rp 撕e t a l l o b u l e ，p o s t c 昀lg y 】吣，b a3 ，4 0 ) ，m ec i n g u l a t e dg y 鹏( b a2 4 ) ，t h el e nc u l l i l ， 觚dt l l e 订g h ti n s u l a ( b al3 ) 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一加tr o l ei nt l l ep r o c 伪so fc o n c 印tf o 咖a t i o n k e y w o r d s ：h y p o t h e s i s 哪l u a 6 0 n ；h y p o t h e s i sg e n e r a 6 0 n ；e r p s ；彻 两南人学硕十学伊论文第1 章文献综述 第1 章文献综述 1 1 总体概述 从实际的经验和很多实验证据发现，人们倾向于搜索一个事件可能的因果关系。通过不 断的去进行验证这种关系从而找出最合适的答案。任何学习问题都涉及到假设形成与检验两 种认知加工过程( k 讥n ee ta 1 ，1 9 7 5 ；a s h b y ，g o t t ，1 9 8 8 ；n o s o f k y ，p a l i i l 舐，m c 硒n l e y ，19 9 4 ； e r i c l c s o n 。l ( m s c l l k e ，19 9 8 ：g o o d m 锄，t 锄b 卸m ，f e l d m 锄，g m m s ，2 0 0 8 ) 。 假设形成和检验是一种独立于智力之外且又高于智力的一种能力( g o e l ，蜘锄，2 0 0 0 ) ， 它是解决任何复杂问题的重要思维工具( 张庆林，司继伟，1 9 9 9 ) ，是人们发现规则、形成概念、 建立假说、获得知识的基础( s a n j 锄a ，t 饥b 姗，2 0 0 2 ) 。关于假设形成与检验的认知心理学研 究已有几十年的历史，众多研究者采用概念形成、规则发现和命题检验等不同的实验任务考 察了这一认知活动的内部加工机制。研究者认为人类在形成概念的过程中会主动的寻找有用 信息来构成假设( b n m e r ，g o o d l l o w ，a u s 血，1 9 5 6 ) 。人们在检验一个假设时容易产生适用范围过 窄的结论，也容易出现“证真”倾向、“匹配偏向”与“换位效应”( e v 姐s ，1 9 8 9 ；w 懿o n ，1 9 6 0 ， 1 9 6 8 ) 。近年来，越来越多的研究者开始考察假设形成与检验的神经机制。但是相关的研究起步 较晚，且分别围绕假设形成与假设检验过程展开。 1 2 假设形成的神经机制研究 g a z z 锄i g a ( 2 0 0 0 ) 的脑损伤成像研究发现在假设形成的认知加工过程左前额叶发挥着重要 作用。g o e l 等研究者开展了一系列脑成像研究。g o e l 和d o l 蛆( 2 0 0 0 ) 在其“发现与应用类别标准” 的删研究中表明，在发现一规则时，规则的难度激活了前额皮层眼窝右侧区域，g 0 e l 将这 一区域的激活归因于被试在没有正确或错误答案的归纳任务中所做出的假设适当性决断( 即假 设选择) 。g o e l 和v a r t 锄i 锄( 2 0 0 5 ) 的一个经典的火柴问题实验，在每次实验时，呈现给被试一个 问题即要求被试思索如何移动火柴产生实验所需要的图形，并且估算有多少种可能的解决方 案。实验结果说明了假设的形成过程主要与右腹侧前额叶皮层( 咖t r a lp r e 丘0 n t a lc o n 驭) 的激活 相关，而假设在工作记忆中的保持则与右背侧前额皮质( d o 侣o l a t e 豫lp r e 丘0 n t a lc o n e x ) 的激活有 关。为了考察在不确定条件下假设的形成是否与右前额皮层的激活有关，研究者进一步呈现 给被试一个字母组词，要求被试把这串字母( 如刁a z ) 组合成一个单词。在不要求限制组合单 词是什么类型的情况下，结果发现右腹侧前额叶( j f c ) 有明显的激活，这表明右腹侧前额 叶皮质的激活可能与假设形成这一认知过程有关。其他一些脑成像数据也证实了背外侧前额 叶皮质( d l p f c ) 参与规则学习中工作记忆的认知加工过程( b o e n i g d e s p o s i t o ，2 0 0 5 ； r c v e 而鲥e ta 1 ，2 0 0 5 a 2 0 0 5 b ；s p e c h te ta 1 ，2 0 0 9 ；k e ，k w ，2 0 1 2 ) ，尤其是基于抽象规则的假设 形成任务中左背侧前额叶皮质强烈的激活( b 姐g e ，2 0 0 4 ；g o e l 烈a 1 ，1 9 9 5 ，2 0 0 7 ；g 0 e l ，d o l 姐， 2 0 0 4 ；s 廿锄g ee ta 1 ，2 0 0 l ；s e g 盯e ta 1 ，2 0 0 0 ；w h i t e ，、i s c ，1 9 9 9 ) 。中背侧前额叶皮质( m i d d l e 两南大学硕十学何论文第1 市文献综述 d o 娼o l a t e r a lp r e f 如n t a lc o n e x ) 在假设形成任务中有明显的激活( 寻找刺激间的规律并且用此规律 来产生合适的假设) ，并且前额叶( p f c ) 的激活与推理的信息整合( 备择假设的维持) 有关 ( b 0 0 m a i le ta 1 ，2 0 0 9 ) 。 最近几年，一些研究者采用数字归纳任务考察规则发现过程中形成假设的大脑活动情况 ( 钟宁等，2 0 0 9 ；c 硼l s c t “c ta 1 ，2 0 1 1 ) 。研究者采用一个数列完型任务，f m r i 的研究结果揭 示了左背外侧前额( d l p f c ) 和左前额叶前部( a p f c ) 在简单和复杂数列完型任务中出现了双分 离。简单任务中的左背外侧前额皮质的启动效应强于复杂任务，而复杂任务在左前额叶前部 的启动效应强于简单任务，这一双分离说明了左背外侧前额皮质和左前额叶前部在数字规则 发现中的不同作用。前者可能与规则发现有关，而后者可能与规则发现与规贝0 运用过程中的 心理加工的维持有关。 假设形成的脑电方面的相关研究也颇有成绩。q i l l 等人( 2 0 0 9 ) 采用一个数字归纳任务，给 被试继时呈现三个数字( 如2 、4 、6 ) 要求被试发现隐藏于数字背后的规则，并判断随后的第四 个数字( 如8 或9 ) 是否符合这一数列。e l 冲研究表明，在规则一致条件下的n 2 和p 2 波幅都 要显著低于规则不一致的条件。这反映了假设违反情况下的认知冲突的加工过程。x i a o ( 2 0 0 9 ) 以数字推理任务考察了假设形成过程的电生理特征。在此研究中设置了简单规则和复杂规则 两种实验条件。脑电结果表明，规则复杂程度只影响第二个数字，不影响第三个数字的加工， 这说明在呈现第二个数字时被试已经开始形成并选择假设，此时复杂规则与简单规则之间的 脑电差异在顶后皮层上的电极有所反应。相反，在呈现第三个数字时，被试的主要任务是进 一步确定之前的假设是否合理，这是一个假设验证的过程，规则复杂度对脑电活动没有明显 的影响。“等( 2 0 0 9 a ) 研究发现说明了假设的形成与认知背景的更新有着紧密的联系，并且这认 知加工过程主要体现在大脑前额叶区域的晚正成份上。 1 3 假设检验的神经机制研究 假设检验在概念形成、决策和问题解决等高级认知加工中起着举足轻重的作用，在假设 检验阶段，人类产生和选择新规则或者应用先前的规则( ( a 舯她，h a ，1 9 8 7 ；w 觞o n ，1 9 6 0 ， 1 9 6 8 ) 。最近的研究主要集中在阐明假设检验过程潜在的认知神经机制。 与假设形成的研究相比，围绕假设检验的神经机制开展的研究相对很少，仅有几篇相关 文献( e l l i o n ，d o l 蛆，1 9 9 8 ；p 印oe ta 1 ，2 0 0 3 ，2 0 0 7 ) 。 e l l i o t t 和d o l 蚰( 1 9 9 8 ) 呈现给被试两副棋盘， 要求被试发现规则并决定哪副棋盘符合这个规则，p e t ( 正电子发射断层技术) 结果表明，假设 检验激活了小脑( 也ec e r e b 栅u m ) 、左前扣带回( 1 e r 锄t 嘶o rc i n g u l a t e dg y m s ) 、右楔前叶( m er i g l l t p 他c u i l 肌s ) 和右丘脑( t l l e g l l t t l l a l 锄u s ) 等区域。为了考察假设检验过程中反馈的作用，p a p o 等 ( 2 0 0 3 ，2 0 0 7 ) 给被试呈现一个假设检验任务，首先告诉被试在实验者心中有一条关于三个数字 的规则，然后给被试连续呈现三个数字组，让被试判断每组数字是否符合实验者心中隐藏的 规则，接着在被试判断后给予反馈。结果发现，与正反馈相比，负反馈在p 2 至p 3 时间窗口 2 两南，i 学硕十学伊论文筇1 市文献综述 内有更大的负走向。尽管p a p o 等设置了一个假设检验的任务，但他们的任务与e l l i o t t 和 d o l 觚( 1 9 9 8 ) 的任务一样，由于任务是不可解决的，被试不可能完成任务。 为了在可解决的实验任务中考察假设检验的动态过程及其脑激活特征。l i 等( 2 0 0 9 a ，2 0 0 9 b ) 设置了一系列类别概括任务，给被试继时呈现三块电池，要求被试指出“什么类型的电池有 电”。这一任务中的假设检验过程可简述如下：当给被试提供前提“方形红色电池有电：圆形 红色电池有电”时，他们可以形成一个初始假设“红色电池有电”。如果给被试呈现的第三块 电池( 菱形红色) 也有电，则加强原假设：相反，如果第三块电池( 菱形红色) 没有电，则否定 原假设：另外，如果第三块电池是菱形蓝色，且没有电，则不改变原假设。电生理结果表明， 与假设增强和假设不变条件相比，假设否定条件引发的晚正成分( l p c ) 波幅显著增大。最近， x i a 0 等( 2 0 1 1 ) 考察了假设检验的子过程，即假设确认和假设选择认知加工过程，所诱发脑电特 征的差异。e l 冲研究结果表明，与假设确认过程相比，假设选择过程引发了更强烈的p 3 和 l p c 。这表明假设选择和假设确认的认知加工过程的分离主要体现在较晚期的脑电成分上。 3 两南大学硕十学位论文 第2 审问题提 第2 章问题提出 2 1 问题提出 一方面在早期假设检验的研究主要侧重于反馈的神经机制，并没有对假设检验进行详细 的探讨( p a p oe ta l ，2 0 0 3 ；2 0 0 7 ) 。l i 等( 2 0 0 9 a ，2 0 0 9 b ) 的假设检验任务中，发现当假设被否定时， 产生了一个晚正成分( l p c ) ，这反映了假设评估和工作记忆的更新。然而，此研究并没有将假 设评估和工作记忆加工分离开来。 另一方面，在绝大多数的假设形成研究中( e g m 0 n c h ie ta 1 ，2 0 0 1 ；s 廿硼g ee ta 1 ，2 0 0 1 ；s e g c i i l c o t t a ，2 0 0 0 ，2 0 0 6 ) ，反馈也至关重要，这促使被试积极地习得正确的分类规则，然而在这些 研究中，并没有把假设形成与反馈相关的激活分离开来，或者并没有系统探讨假设形成过程。 另外，复杂的任务需要相当大的认知努力和记忆负荷来减少可能的假设数量。先前的研究发 现假设形成的认知加工过程并没有与假设检验分离开来( e l l i o n ，d o l 她，1 9 9 8 ) 。极少有研究纯粹 探讨当在可能的假设数量逐渐减少的过程中( 即假设收敛过程) 所引发的大脑的神经活动。 2 2 研究框架 实验一采用修正的选择任务( 假设检验的经典范式) 来研究与假设评估相关的电生理过 程。与传统的选择任务相比本研究中修正的四卡任务中卡片依次单个呈现，并且每个卡片 的两面是连续呈现给被试。要求被试评估这张呈现的卡片是否证实或证伪了先前给定的句子 命题。修正的四卡任务能够使我们采用高时间分辨率e l 心研究技术来探讨假设检验的子认知加 工过程的电生理机制( l ie ta 1 ，2 0 0 9 a ，2 0 0 9 b ；p 印oe t8 1 ，2 0 0 3 ，2 0 0 7 ) ，特别是修正的四卡任务的 认知加工过程划分为三个阶段：第一阶段，命题理解阶段，被试加工和理解呈现的一个句子 命题。完全理解了这一命题，他们自行按键进入第二阶段。在第二阶段，一张卡片的第一面 呈现。最后进入第三阶段，呈现这张卡片的另一面并且要求被试判断这张卡片的内容是否与 先前的命题一致。本研究主要是研究第三阶段，即卡片两面内容的整合和评估先前假设的认 知加工过程。我们的预实验已经说明了被试能够在卡片第二面呈现约1 0 0 0 i i l s 内完成任务，这 证明了本实验设计能够满足使用e r p 技术的条件。 先前的研究( p a p 0e t “。2 0 0 3 ，2 0 0 7 ) 发现，假设检验与反馈加工密切相关。正反馈有助于维 持假设，反之负反馈则导致否定无效的假设。与正反馈相比，负反馈在其呈现2 3 0 3 3 0 m s 的时 间窗口内产生更大的负偏向( c a n 盯c ta 1 ，1 9 9 8 ；h o l r o y d ，c o l e s ，2 0 0 2 ；p a p oe ta 1 ，2 0 0 3 ) 。相应地， 由于假设评估也与反馈加工相关( “e ta 1 ，2 0 0 9 b ) ，在本研究中可能会出现与反馈相关的矸斟。 然而，其他一些研究得出f r n 更有可能与冲突探测相关( j i ae ta 1 ，2 0 0 7 ；l ie ta 1 ，2 0 0 9 b ：v e 。 c a n 盯，2 0 0 2 ) 。因此，本研究中与冲突相关的负波如n 2 也有可能出现( c h e ta 1 ，2 0 0 7 ；s h i ，e ta 1 。 2 0 0 5 ；w 锄ge ta 1 ，2 0 0 1 ) 。 4 两南大学硕十学何论文筇2 章问题提出 另外，前人的研究得出( h a j c a ke ta 1 ，2 0 0 5 ，2 0 0 7 ；k u t a se ta 1 ，1 9 7 7 ；m c c a r i l l y ，d o n c h m ，1 9 8 1 ； n 豁m 锄，r o s 饥f e l d ，1 9 9 0 ) ，p 3 成分与结果评估相关。因此，我们预测在本研究中会出现p 3 效应。 最近相关研究也发现增大的l p c 与工作记忆更新和假设评估密切相关( l ie ta 1 ，2 0 0 9 a ，2 0 0 9 b ； l ie ta 1 ，2 0 1 1 ) ，我们预测本研究不会产生l p c 效应，因为实验范式的认知加工过程中没有工作 记忆的更新。相反，如果假设评估单个子加工过程能产生l p c ，那么我们预测证真和证伪的认 知加工差异效应则体现在l p c 上。 实验二采用修正的概念形成任务来检验假设收敛过程中( 可能的假设数量逐渐减少的过 程) 大脑动态的激活情况。此任务由b m n e r 和k v i i l e 的概念形成实验范式发展改编而来( b 九m 1 9 5 6 ；l e v i i l e ，1 9 7 5 ) 。在本研究中，连续呈现三个“可吃字母饼干”，要求被试判断可吃饼干 的关键特征是什么。分类规则是在事先规定每个试次里可吃饼干的特征只有一个。给被试连 续呈现三个可吃的字母饼干( 三个阶段) 。前两个字母分享两个相同的特征( 如都是大写和正立 9 0 0 ) ，被试可能产生一个初期假设( 如大写的或者正立9 0 0 的饼干是可吃的) 。然后，当第三个 字母呈现时，与先前的字母分享一个特征( 如大写) 。所以被试可能最后得出可吃饼干唯一关 键特征是什么( 如大写的字母饼干是可吃的) 。 前人研究发现假设形成过程与起监控作用和工作记忆操作的背外侧前额叶和小脑相关 ( a n d r c e ne ta 1 ，1 9 9 2 ；b a k e re ta 1 ，1 9 9 6 ；c o h e ne ta 1 ，1 9 9 7 ；m o n c h ie ta 1 ，2 0 0 l ；o w e nc ta 1 ， 1 9 9 6 ；p e 研d e se ta 1 ，1 9 9 3 a ，1 9 9 3 b ：s t r i c ke ta 1 ，2 0 0 9 ) 。因此我们预测假设收敛认知加工过程会引 发与工作记忆相关的大脑区域的激活，如背外侧前额叶皮质、项叶、小脑区域等。 此外，前人脑成像研究揭示了前扣带回( a c c ) 在需大量的注意资源的任务中有显著的激活 ( c a n e re ta 1 ，1 9 9 8 ；e l l i o t t ，d o l 蛆，1 9 9 8 ；p a 岫e ta 1 ，1 9 9 8 ；p e t e r s 彻c ta 1 ，1 9 9 9 ) ，我们预测假设收 敛的三个阶段在大脑皮质有不同程度的激活。尤其是在第二、第三阶段，被试需要排除不相 关的特征，因此与选择性注意和抑制控制相关的前扣带回区域可能有更显著的激活 5 两南。，= 学硕十学伊论文第3 章寞验一 第3 章实验一假设检验中假设评估过程及其神经机制 3 1 研究目的 采用修正的四卡片任务探讨在假设检验中假设评估的认知神经机制。 3 2 方法 3 2 1 被试 2 2 名大学生，男女各半，1 9 2 3 岁之间，平均年龄为2 l 士1 1 岁。所有被试身心健康，右 利手，无神经系统疾病，视力正常或矫正视力正常，被试本人都签了实验知情同意书，同意 参加实验。每个被试在实验完成后给予一定的报酬。此实验得到了西南大学心理学院学术伦 理道德委员会的批准。 3 2 2 实验材料 每个试次开始时先呈现一个待检验的关于卡片两面内容命题的大前提，然后继时呈现一 张卡片的两面，要求被试判断卡片的内容是支持还是否定命题。命题涉及几何图形和数字间 的关系。检验的卡片与先前命题一样，也是一面是几何图形另一面是数字的关系。刺激呈现 采用8 0 0 6 0 0 像素。几何图形由m i c r o s o rw o r d 软件中的绘图工具绘制，包括长方形、正方形、 三角形、平行四边形、梯形、圆形、月牙形、桃形、箭头性、十字形、菱形、五边形、六边 形，共1 3 种几何图形。数字是1 到9 ，一1 到一9 之内的整数。由数字或几何图形构成的刺激的长 宽约为3 x 3 c m 。被试眼睛到屏幕的水平距离约8 0 c m ，水平和垂直角度小于3 。 3 2 3 实验过程与任务 实验告知被试在每个试次( t r i a l ) 中，一个“i r ，命题和卡片的两面会连续呈现。他们的任务是 当卡片的第二面出现时按键判断这张卡片是否支持前面的命题，三种按键判断：证真、证伪、 既不能证真也不能证伪( 无关) 。如表1 所示，自变量：( 1 ) 卡片的功能( 证真和证伪) ：( 2 ) 卡片 两面的呈现顺序( 顺向和逆向) 。因此，总共四个实验条件：顺证真( p q ) ，逆证真( q p ) ，顺证 伪( p q ) ，逆证伪( q p ) 的数据纳入进行统计分析。这四个实验条件和无关条件随机呈现。 在正式实验开始前，被试要先进行练习四个实验条件( p q ，p q ，q p ，q p ) 的正确率达到 9 0 才能进入正式实验。在正式实验中，每个实验条件包括8 0 个砸a l ( 试次) ；四个无关条件中， 每个条件包括2 0 个t r i a l 。实验总共包括4 0 0 个t r i a l 。 6 西南大学硕士学位论文第3 章实验一 表1 命题样例及相应的实验条件 注：卒文中卡片的。正面”仅指母次n _ i a l 先呈现的第一面，“反面”指后呈现的第二面。 如图l 所示，在每个试次开始时，命题呈现时间5 0 0 0 m s ，在这时间范围内被试理解好命题 后按任意键命题即刻消失：接着会出现“+ ”字，持续3 0 0 m s ；然后空屏8 0 0 1 0 0 0 m s ；接着随 机出现卡片的一面，随后空屏8 0 0 一1 0 0 0 i n s ，然后呈现卡片的另一面直至被试按键反应。当卡 片支持了命题时( 证真) ，被试用右手食指按“j ”键；当卡片不支持命题时( 证伪) ，用左手 食指按“f ”键。当卡片与命题不相关时( 既不支持也不否定) ，用拇指按“s p a c e ”键。反应 手( 左右按键) 在被试问得到平衡。 在正式实验期间要求被试保持身体不动和避免头部的运动。仅仅是当阅读命题时和按键 反应之后才能眨眼。任务每6 0 个试次休息一会儿，休息的时间长度取决于被试的需求。 卡片正面 卡片反面 厂i _ j臣 5 s3 0 0 m s 8 0 0 1 0 0 0 m sl s 8 0 0 1 0 0 0 嬲r c s p 3 2 4e r p 记录与分析 图1 实验流程 e l 冲记录与分析系统是采用国际1 0 - 2 0 系统扩展的6 4 导电极帽记录e e g ( b 池p d u c t s 。 g 锄锄y ) 。参考电极置于双侧乳突连线，以双侧乳突平均值为参考( a v 啪g em a 哟i d 坞向c e ， 撇，2 0 0 5 ) 。前额接地，同时在左眼上下眼眶安置电极记录垂直眼电( v e o g ) ，双眼外侧安置 电极记录水平眼电饵e o g ) 。 e e g 数据采用v i s i 触l y 搿f 时a ( b r a i nv i s i 蛆a 1 ) 删进行离线分析。首先，用此软 7 两南大学硕十学位论文第3 章实验一 件对e e g 数据进行眼部运动的矫正( g r a t t o ne ta 1 ，1 9 8 3 ) 。本研究与先前的研究相一致( “e ta 1 ， 2 0 0 9 a ；s i i i l ，e 氨e r ，2 0 0 5 ) ，对矫正的数据进行分割和无相数字滤波( b 锄d - p a s so 0 1 一1 6h z ，2 4 - b i t 觚a l o g t o - d i 西t a lc o n v e n e r ) 。然后分析时程( 印o c h ) 为以卡片的第二面呈现前2 0 0m s ( 作为基线) 和其 出现后8 0 0 m s 。接着对波幅大于士1 0 0 u v 的被视为伪迹自动剔除。因此，总试次中大约有8 8 的 被排除掉。包括8 9 顺证真条件的试次，8 6 的逆证真的试次，7 6 的顺证伪和1 0 4 的逆证 伪的试次。最终，去除尾迹后的e r p s 时间锁定在卡片第二面呈现时。 如图2 和图3 所示的平均波幅和地形图，在四个实验条件下的前中部和顶部区域有四个明 显的波峰。因此2 5 个电极点被纳入统计分析：f 1 ，f 3 ，f z ，f 2 ，f 4 ，f c l ，f c 3 ，f c z f c 2 ，f c 4 ( 1 0 个前部和中部的点) 和c 1 ，c 3 ，c z ，c 2 ，c 4 c p l ，c p 3 ，c p z ，c p 2 ，c p 4 ，p l ，p 3 ，p z ，p 2 ，p 4 ( 1 5 个 中部和顶部的点) 。峰值测量( 基线到波峰) 在刺激出现前2 0 0 m s 进行。n l 成分