知覺學習及其神經機制研究的新進展

　　1、引言
　　學習是有機體神經系統的基本功能，它可以改變有機體自身的行為，使得其適應不斷變化的外界環境。通常情況下大多數有機體在他們喪失學習機能后就難以適應外界環境的變化。心理學家之所以視知覺信息是因為在人所獲得的整個信息中，視覺信息占了絕大多數。因此視知覺學習的研究具有非常重要的理論意義。視知覺學習的主要表現在視覺神經系統從外界環境中提取信息能力的提高。心理學家對于人類視知覺學習的研究已經有較長的歷史，并且該領域的研究在最近 30 年逐漸一個前沿和熱點問題，許多重要的發現相繼被報告出來。知覺學習神經機制的研究主要源自對現象的觀察。關于該領域的較早研究主要是從心理物理學的方法入手，研究人員發現了該現象的一些基本特性，如特異性和遷移性等。這些特性的發現啟發更多人了解知覺學習的本質，這些發現為探討其神經生理機制提供了實證依據。
　　2、知覺學習的實質和特性
　　人們的知覺隨著訓練或經驗的累積而逐漸改變的現象便是知覺學習的表現形式，這種知覺的改變一旦獲得就可以保持相當長的一段時間。然而，訓練不達到一定強度才會這種改變一般是不會發生的。Doshe 和 Lu，（1999）提到，一個被廣泛認同的結論是特異于訓練的特性并可保持較長時間。與其他的學習形式，如認知學習、策略選擇等不同，知覺學習都是只改變與訓練相關的神經回路。不同于片斷記憶，這些記憶大多存儲在特定的腦區，但這些腦區并不是和感知覺信號密切相關的(Fahle，2005)。
　　關于知覺學習的特性，可以概括為以下三點：1)特異性(如：方位、運動方向、視網膜位置、訓練任務等)：空間頻率、訓練眼等。特異性又分為刺激特征特異性和任務特異性。2)關于效應的發生時間：一般需要較長時間訓練。3)效應持續的時間：從天到年都有報道。被研究人員所普遍關注的一個重要問題便是知覺學習的特異性，這個問題事實上與知覺學習的腦機制是有著密切的關聯的。正如 Ahissar 和 Hochstein (1997) 提出的：“知覺學習的特異性和任務的難易程度的有關聯的：任務越難，特異性越高；反之亦然”這一假說，他們進一步建立了在本領域影響廣泛的逆分級學習模型。詳見圖 1。
　　該模型的典型觀點是：當信號流不斷傳播時，從視網膜不同位置及不同方位傳遞的信息將會逐漸匯聚。所以就會有皮層表征差異越來越弱的情況發生在不同刺激之間。
　　3、知覺學習的神經機制
　　就目前的研究手段來看，電生理技術與行為技術聯合應用已經得到了增強，這種趨勢大概于 2001 左右起步。我們在這里主要集中于近些年的主要研究成果，大多是一些在猴子上完成的行為學實驗的結果。Crist 等人的研究訓練猴學習二分任務(bisection)，然后用電生理學方法記錄了感受野外背景影響特性的變化以及猴子 V1 皮層經典感受野特性以及(Crist et al.，2001)。結果發現： 腦皮層放大系數沒有顯著性的改變；細胞感受野的電生理學特性，包括其大小及方位選擇性(圖 2)相比于沒有經過訓練的猴沒有明顯的改變。
　　Schwartz(2002)等人利用腦成像技術（fMRI）研究了紋理辨別任務知覺學習的神經機制(Sehwartz，Maqueth和Frit-h，2002)。他們發現 V1 皮層同一視網膜投射區域的活動訓練眼在顯著強于應投射區域非訓練眼相的活動。Furmanski等(2004)發現，在 Vl 誘導的 fMRI 信號訓練前傾斜方位的光柵顯著弱于水平方位光柵所誘導的信號; 但是，這種差異可以經過訓練以后被消除。訓練的效應最多可以提高 39%，而且行為學測量得到的 detcetion 閃值的提高與這種幅度顯著相關。
　　4、總結
　　有關知覺學習實質、神經生理機制等基本問題上，近些年來許多研究者取得了顯著的進展，這兩個重要的基本問題可以說得到了一些初步的答案。關于影響知覺學習的因素，人們已經認識到不僅是刺激，而且任務也是一個顯著相關的因素。然而，人們對于知覺學習機制的研究尚未形成一致結論：腦成像研究傾向于知覺學習發生在較低階段；電生理研究則相對支持較高級學習理論。因此一定要綜合各種研究手段以做出正確的判斷，包括心理物理學與生理學、行為學、腦成像技術，甚至要結合組織化學、分子生物學、藥理學、形態學、等手段。將心理物理，行為學和電生理技術結合起來的研究現在己經不少見了，并也取得了不少成果。今后知覺學習研究的主流將是這種多學科之間的聯合研究。
　　作者：曲阜師范大學心理學系王凱