歸納推理認知神經機制的研究論文

歸納推理認知神經機制的研究論文

　　歸納推理是從特定的事件、事實向一般的事件或事實推論的過程，是將知識或經驗概括簡約化的過程。歸納推理是人類智力的一個關鍵要素，推理能力的高低可以反映個體對于事物本質以及事物之間相互聯系的認知能力的高低。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制。近年來研究者使用不同的研究工具對于歸納推理的認知神經機制進行了探討，力圖對其進行進一步研究。

　　一、歸納推理的腦成像研究

　　首次對于歸納推理進行腦成像研究始于1997年，Goel等人用正電子斷層掃描技術(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，發現歸納推理激活的腦區包括左側額中回，左側扣帶回，以及左側額葉上回;與演繹推理相比，在左側額葉上回激活的區域略有不同。2004年Goel和Dolau又用fMRI技術對于歸納推理與演繹推理進行了研究，發現兩種推理任務都激活了左側前額皮層、雙背側前額、頂部以及枕葉皮層，其中左背外側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知神經機制。研究發現，歸納推理任務顯著的激活了前額區、尾狀核、殼核和丘腦，并且發現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，右側額下回、雙側尾狀核頭部、殼核等腦區參與了知覺信息的整合。Peipeug Liaug同樣采用幾何圖形為實驗材料，根據特征維度的不同劃分為兩種，一種為共享兩個屬性的任務，另一種為共享一個屬性的任務，以信息、任務作為參照。相對于信息任務來說，歸納任務激活了前額皮層、丘腦等區域，并且這些區域的激活與任務難度有關。實驗中同樣發現“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)關注了數字歸納推理識別和外推的兩個認知過程。fMRI研究結果發現左側頂上小葉(SPL)延伸至楔前葉區以及左側背外側前額皮質(DLPFC)參與了數列歸納推理的識別和外推階段。在識別階段額頂葉區域得到了激活，而在外推階段紋狀體丘腦區域得到了激活。研究證明許多腦區參與了數字歸納推理的過程，包括前額、頂葉以及皮質下區域。

　　綜合以上研究發現，歸納推理的認知過程激活了大量的腦區，由于研究者采用了不同的研究材料，激活的腦區也有所差異。但是總體來講，前額葉在歸納推理過程中起到了至關重要的`作用。腦成像研究給我們提供了歸納推理參與認知加工的腦區，但是并不能清楚的提供認知加工的過程。因此，對于歸納推理的認知加工過程還需要進一步探討。

　　二、歸納推理的事件相關電位研究

　　事件相關電位技術有高的時間分辨率，能夠彌補fMRI技術的缺陷，清楚的記錄歸納推理的具體加工過程，以便對其進行探索。Bigman和Pratt首次使用ERP技術對于簡單幾何圖形的類別歸納進行了研究。實驗中相繼呈現三個圖形刺激，被試要在前兩個圖形出現后迅速提取出它們的共同特征，在第三個圖形出現時要判斷它是否具有前兩個圖形的共同特征。研究結果顯示在第一個圖形出現時，被試就進入了對其進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行分析，而是基于刺激的共有特征進行分析。

　　Peipeng Liang以句子為材料對于歸納推理的時間進程進行了研究。實驗分為歸納一致任務與歸納不一致任務。歸納一致任務與句子的前提和結論有關，被試需要結合前兩個句子的前提、結論和背景知識判斷結論的合理性。歸納不一致任務也就是基線條件，與前提和結論無關，被試發現句子的前提和結論的信息不能進行整合，第三個句子與前兩句語義不相同，他們就要做出否定的反應。研究結果顯示:在350650毫秒的時間窗口內，被試存在一個語義信息整合的過程。歸納一致任務與歸納不一致任務相比，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階段，分別是知覺分析階段、語義信息整合階段和反應階段。

　　歐陽含璐采用數列型任務考察了兒童與成人歸納推理過程的異同。研究發現，兒童與成人歸納推理的時間進程是基本一致的。在規則獲得階段，兒童和成人被試都對于數字的出現進行了早期的視覺加工，300-500ms時間窗口出現的P3成分主效應顯著，標志著假設的生成，認知加工進入了歸納階段。兒童與成人腦電結果的不同點在于:兒童在數字3的N2成分上表現出差異，這說明兒童對于數字1與數字2之間規則的不一致產生了更大的沖突。結合地形圖可以發現，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時，兒童要比成人投入更多的工作記憶與注意資源。

　　三、小結與展望

　　歸納推理不僅是人的一種高級認知功能，也是一個非常復雜的過程。在對于歸納推理進行研究的過程中，研究者使用了不同的研究材料，具體可以分為語句型、數字型和圖形型三種。語句型任務由于呈現時間長并涉及了被試的相關背景知識，會引起提取波形的不純凈，對于實驗結果的分析造成一定程度的影響。圖形型任務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目間的抽象關系。數字型任務中規則的提取和應用涉及到了歸納推理的核心內容，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。歸納推理的認知神經機制研究剛剛起步，由于研究手段和材料的不同，其研究結果也并不統一，對于其具體的認知加工過程有待于進一步研究。

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