健忘癥患者類別學(xué)習(xí)的定量模型

【總述】本實(shí)驗(yàn)檢查了兩名健忘癥患者的分類規(guī)則學(xué)習(xí)以及定量模型分析。通過感知分類任務(wù)發(fā)現(xiàn)健忘癥有正常的分類規(guī)則學(xué)習(xí)及應(yīng)用能力，且健忘癥患者可以24小時(shí)保留分類規(guī)則。表明健忘癥受損腦區(qū)（如海馬）不參與類別學(xué)習(xí)。

之前研究范式：

【天氣預(yù)報(bào)任務(wù)】Knowlton等（1994）研究了健忘癥患者的概率分類。向被試呈現(xiàn)與“雨”和“太陽”有不同關(guān)聯(lián)的提示，要求被試預(yù)測(cè)會(huì)出現(xiàn)“雨”還是“太陽”。發(fā)現(xiàn)海馬體或間腦損傷的健忘癥患者表現(xiàn)正常，但在回憶相關(guān)問題時(shí)表現(xiàn)差。

【人工語法規(guī)則】向被試呈現(xiàn)用特定規(guī)則組成的字母串，該規(guī)則決定了字母排序。要求被試在呈現(xiàn)刺激后再自行組該字母串，然后告訴被試組合規(guī)則。接下來呈現(xiàn)新字母串，被試判斷其是否遵循該規(guī)則。發(fā)現(xiàn)健忘癥患者對(duì)新字母串的分類是正常的，表明他們學(xué)會(huì)了人工語法規(guī)則。但在回憶測(cè)試中出現(xiàn)障礙。

【點(diǎn)陣分類】被試對(duì)新的點(diǎn)陣圖案是否屬于原來的點(diǎn)陣圖案集進(jìn)行分類。發(fā)現(xiàn)雙側(cè)海馬損傷的健忘癥患者分類表現(xiàn)正常，但不能完成區(qū)分點(diǎn)陣是新或舊的任務(wù)。表明患者能學(xué)習(xí)規(guī)則但無法回憶。

【關(guān)系判斷】首先讓被試學(xué)會(huì)在A和B同時(shí)出現(xiàn)時(shí)選擇A、在B和C同時(shí)出現(xiàn)時(shí)選擇B，測(cè)試在A和C同時(shí)出現(xiàn)時(shí)的選擇（C為正確答案），該過程需要被試聯(lián)合刺激之間的關(guān)系，但被試表現(xiàn)受損。表明健忘癥在學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)規(guī)則時(shí)出現(xiàn)障礙。

以上實(shí)驗(yàn)均表明類別學(xué)習(xí)沒有海馬的參與，但仍存在問題：

①天氣預(yù)報(bào)任務(wù)后期，健忘癥的表現(xiàn)差。Knowlton等（2002）提出“后期訓(xùn)練不足”假設(shè)：對(duì)照組在面對(duì)少量刺激時(shí)采用了顯式記憶系統(tǒng)，而健忘癥患者無法使用此方法。[顯式記憶指可以用語言表達(dá)的記憶]

②健忘癥患者面對(duì)需要靈活整合刺激特征的規(guī)則任務(wù)時(shí)出現(xiàn)障礙。

實(shí)驗(yàn)：

【被試】包括兩名健忘癥患者（J.W.和P.K.）以及六名正常對(duì)照。J.W.是女性，20歲時(shí)患上了健忘癥，海馬雙側(cè)顳葉損傷，她于22歲時(shí)加入本研究。其記憶力幾乎沒有恢復(fù)、不會(huì)保留任何新信息、智商變低。P.K.是男性，在劇烈吸毒和酗酒后于31歲出現(xiàn)健忘癥，右額葉深處和右內(nèi)囊的后肢深處有白質(zhì)異常，海馬較完整，癥狀為回憶障礙且很難學(xué)習(xí)新信息，但認(rèn)知、智商正常，P.K.于33歲加入本研究。

【實(shí)驗(yàn)程序】采用感知分類任務(wù)（perceptual categorization task）：向被試呈現(xiàn)水平線和垂直線組合的簡(jiǎn)單刺激（圖1），要求將刺激分為兩類。

圖1

①為了控制顯式記憶的影響，采用大量刺激：共有100個(gè)組合刺激，每個(gè)類別有50個(gè)。首先依次呈現(xiàn)該100個(gè)刺激，要求被試進(jìn)行分類。接著打亂這100個(gè)刺激的順序再次呈現(xiàn)5次，共6個(gè)區(qū)組600次試驗(yàn)。通過按鍵進(jìn)行應(yīng)答。每個(gè)試驗(yàn)都有反饋。

②對(duì)規(guī)則進(jìn)行了明確定義，該規(guī)則基于兩個(gè)特征之間的高度非線性關(guān)系。即（如圖2）X表示水平線長(zhǎng)度，Y表示垂直線長(zhǎng)度，空間中的每個(gè)點(diǎn)/加號(hào)均表示一個(gè)刺激，加號(hào)表示類別1、點(diǎn)表示類別2，實(shí)線表示兩類刺激的邊界線（當(dāng)刺激來自邊界線以內(nèi)區(qū)域應(yīng)該給出類別1的應(yīng)答，來自邊界線以外應(yīng)該給出類別2的應(yīng)答）。被試需要整合兩個(gè)刺激的特征來分類。

圖2

③該類別學(xué)習(xí)還有一個(gè)定量模型。通過調(diào)整二次函數(shù)的參數(shù)來擬合被試采用的分類規(guī)則。將該擬合值（fit value）與實(shí)驗(yàn)者定義的規(guī)則的擬合值相比較就可以確定被試采用的規(guī)則。

該實(shí)驗(yàn)中，分類的準(zhǔn)確率受到被試學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)者定義的分類規(guī)則的能力的影響，即分類規(guī)則學(xué)習(xí)（categorization rule learning）；還受到被試是否能將規(guī)則準(zhǔn)確應(yīng)用的能力的影響，即規(guī)則應(yīng)用可變性（rule application variability），與被試穩(wěn)定地應(yīng)用所學(xué)規(guī)則能力有關(guān)。二者之間的區(qū)別類似于能力和表現(xiàn)之間的區(qū)別。所以該模型還可以調(diào)整模型中規(guī)則應(yīng)用可變性參數(shù)估計(jì)被試的應(yīng)用可變性。

結(jié)果：

【圖3】表示了600個(gè)試驗(yàn)（6個(gè)區(qū)組）中的正確率。被試的表現(xiàn)隨著試驗(yàn)次數(shù)增多而得到改善。除了第一區(qū)組P.K.表現(xiàn)優(yōu)于對(duì)照組，其他均落在對(duì)照組平均值上下兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差內(nèi)。整體上健忘癥患者和對(duì)照組表現(xiàn)一致。

【分類規(guī)則學(xué)習(xí)擬合】

【圖4】表示了健忘癥患者和對(duì)照組的模型擬合值。整體上健忘癥患者和對(duì)照組的擬合值相似，表明被試均采用了與實(shí)驗(yàn)者定義相似的分類規(guī)則。

【規(guī)則應(yīng)用可變性擬合】

【圖5】顯示了被試的規(guī)則應(yīng)用可變性參數(shù)。隨著試驗(yàn)次數(shù)增加，對(duì)照組內(nèi)可變性降低，表明不同被試的差異減小，同一被試在應(yīng)用分類規(guī)則時(shí)更加穩(wěn)定?？傮w來說健忘癥患者和對(duì)照組相似。

【分類規(guī)則記憶】

為了確定健忘癥患者是否能保留分類規(guī)則，檢查了J.W.和一個(gè)正常對(duì)照在參加實(shí)驗(yàn)后1天的情況。

【圖6】顯示了兩名被試100次試驗(yàn)的正確率。該結(jié)果與定量模型分析表明J.W.的分類規(guī)則與對(duì)照很相似，二者都接近實(shí)驗(yàn)者定義的分類規(guī)則，且正確率均很高。表明J.W.和對(duì)照一樣都能在24小時(shí)內(nèi)保留分類規(guī)則。

結(jié)論：

【顯式記憶系統(tǒng)】研究表明，健忘癥損傷的大腦結(jié)構(gòu)不是類別學(xué)習(xí)所必需的。此外，健忘癥類別學(xué)習(xí)正常而識(shí)別記憶受損表明類別學(xué)習(xí)不需要回憶，且類別學(xué)習(xí)過程可以獨(dú)立于顯式記憶過程。之前研究發(fā)現(xiàn)健忘癥患者表現(xiàn)出在實(shí)驗(yàn)后期的障礙，即在最后階段正確率低。但本實(shí)驗(yàn)沒有發(fā)現(xiàn)該現(xiàn)象?？赡苤把芯渴褂玫拇碳ぬ?，被試使用了顯式記憶系統(tǒng)，而健忘癥患者顯式記憶障礙所以表現(xiàn)差。

【結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)（configural learning）】健忘癥患者能夠?qū)蓚€(gè)刺激特征整合在一起進(jìn)行分類。

【分類規(guī)則記憶】J.M.在24小時(shí)后仍保留分類規(guī)則且準(zhǔn)確率高，表明類別學(xué)習(xí)和記憶都可以獨(dú)立于顯式記憶涉及的那些大腦結(jié)構(gòu)。

【總結(jié)】健忘癥患者在學(xué)習(xí)非線性分類規(guī)則方面與正常人一樣準(zhǔn)確，且海馬不參與分類學(xué)習(xí)。