Rosedahl, L. A., Eckstein, M. P., & Ashby, F. G. (2018). Retinal-specific category learning. Nature human behaviour, 2(7), 500-506.

視網(wǎng)膜特異性的分類學(xué)習(xí)

摘要：以往的認(rèn)知理論都認(rèn)為，分類學(xué)習(xí)是一個(gè)使用了抽象的高級(jí)功能，它與低層次的視覺信息是無關(guān)的。本研究挑戰(zhàn)了這種觀點(diǎn)，證明對(duì)于信息整合的分類(information-integration category)是視場(chǎng)(visual-field)依賴的，但對(duì)于基于規(guī)則的分類(rule-based category)是沒有視場(chǎng)依賴的。

現(xiàn)在已有很多證據(jù)證明，分類學(xué)習(xí)與陳述性記憶和程序性記憶有關(guān)。在rule-based（簡(jiǎn)稱RB）任務(wù)中，陳述性記憶，工作記憶和執(zhí)行能力都很關(guān)鍵。在information-integration（簡(jiǎn)稱II）任務(wù)中，只有兩個(gè)或兩個(gè)以上的刺激信息在決策前被整合了，分類正確率才會(huì)最大化，研究證明這種II(information-integration)任務(wù)與程序性記憶有關(guān)。

實(shí)驗(yàn)一

這是一個(gè)2×2的設(shè)計(jì)。兩種任務(wù)類型(RB;II)×兩種測(cè)試順序（先左眼還是先右眼）

刺激：

圖1：II任務(wù)的刺激示意圖，每個(gè)刺激都是以光柵的形式呈現(xiàn)，有兩個(gè)維度去描述：bar之間的寬度（橫坐標(biāo)），方向（縱坐標(biāo)）。根據(jù)這兩個(gè)指標(biāo)一共八刺激分為了4類。

II任務(wù)刺激如圖1所示，RB刺激是將II任務(wù)刺激順時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°，虛線會(huì)變成水平和豎直，這時(shí)候分類間的rule更容易表述。

流程：

圖2：實(shí)驗(yàn)一的流程示意圖

一共四個(gè)階段。階段一蒙上左眼，進(jìn)行訓(xùn)練，一共500個(gè)試次，會(huì)反饋分類正誤。階段二，50試次的測(cè)試，主要是測(cè)試被試學(xué)習(xí)階段的成果，無反饋。階段三，蒙住右眼，刺激位置不變，50個(gè)新試次，無反饋。階段四，蒙住左眼，刺激位置換到左邊，50個(gè)新試次，無反饋。階段三和階段四的順序在被試間平衡。

結(jié)果：

對(duì)任務(wù)類型（II和RB），不同模塊（control和test），不同測(cè)試條件（“新眼舊位置”和“舊眼新位置”）進(jìn)行方差分析，結(jié)果顯示，在II條件下，視網(wǎng)膜位置變化差異顯著，其他不顯著；在RB條件下，是模塊間差異顯著，但視網(wǎng)膜位置變化不顯著。

圖3：實(shí)驗(yàn)一結(jié)果示意圖

圖3a：訓(xùn)練階段的結(jié)果，在500個(gè)試次后正確率都顯著超過隨機(jī)水平（25%），并且兩種任務(wù)類型差別不顯著。

圖3b，c：圓點(diǎn)表示單個(gè)被試的正確率，柱狀圖表示平均結(jié)果。從圖3b中可以看出，在II任務(wù)中，視網(wǎng)膜位置的改變顯著地降低了正確率，而眼睛的變化并沒有。從圖3c中可以看出，在RB任務(wù)中，視網(wǎng)膜位置的改變并沒有產(chǎn)生影響，正確率隨著階段的往后而不斷下降。

實(shí)驗(yàn)二：

在實(shí)驗(yàn)一中，RB任務(wù)下的視網(wǎng)膜特異性不顯著，這也可能是因?yàn)殡S著階段推移，準(zhǔn)確性下降從而掩蓋了效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)二用另一種方式再去驗(yàn)證假設(shè)。我們的假設(shè)是，視網(wǎng)膜特異性在II任務(wù)中顯著的，并且II任務(wù)與程序性記憶相關(guān)；在RB任務(wù)中不顯著，RB任務(wù)是與陳述性記憶相關(guān)的。因此，以程序系統(tǒng)介導(dǎo)的分類學(xué)習(xí)是視網(wǎng)膜特異的，而已陳述系統(tǒng)介導(dǎo)的分類學(xué)習(xí)不是。

程序：

實(shí)驗(yàn)二在RB任務(wù)中將訓(xùn)練試次減少到300次，II任務(wù)的訓(xùn)練試次還是保持500次。并且在RB任務(wù)訓(xùn)練中，反饋會(huì)在選擇之后延遲2.5秒再給出，中間也會(huì)有噪聲掩蓋(noise mask)。

結(jié)果：

結(jié)果顯示，在II條件下，視網(wǎng)膜位置變化差異顯著，其他不顯著；在RB條件下，模塊間差異，視網(wǎng)膜位置變化都不顯著。

圖4：實(shí)驗(yàn)二結(jié)果示意圖

圖4a：訓(xùn)練階段的結(jié)果，RB和II任務(wù)的正確率達(dá)到相同水平，無顯著差異。

圖4b，c：圓點(diǎn)表示單個(gè)被試的正確率，柱狀圖表示平均結(jié)果。

從圖4b中可以看出，與實(shí)驗(yàn)一相同，在II任務(wù)中，視網(wǎng)膜位置的改變顯著地降低了正確率，而眼睛的變化并沒有。

從圖4c中可以看出，實(shí)驗(yàn)二的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)一有所不同，在RB任務(wù)中，正確率并沒有隨著階段有顯著降低。新的眼睛和新的位置之間沒有顯著差異。實(shí)驗(yàn)二中RB任務(wù)沒有體現(xiàn)出block之間的差異，也可以證實(shí)在實(shí)驗(yàn)一中，block之間的正確率遞減并沒有掩蓋視網(wǎng)膜特異性的效應(yīng)，也就是說，RB任務(wù)的確沒有視網(wǎng)膜特異性。

討論：

這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)共同驗(yàn)證了，在分類學(xué)習(xí)中視網(wǎng)膜特異性的存在，尤其是在類似II任務(wù)的程序性系統(tǒng)下的分類學(xué)習(xí)。

可能的解釋是，RB任務(wù)是基于對(duì)規(guī)則的學(xué)習(xí)，主要調(diào)節(jié)的區(qū)域是前額葉，視覺輸入也是下顳葉皮層和其他高級(jí)視覺區(qū)域，因此刺激換了位置之后，高級(jí)視覺區(qū)域還是會(huì)被激活，所以不會(huì)影響分類。而II任務(wù)更多依靠突觸可塑性的介導(dǎo)，視覺輸入是從視覺皮層是獲取的，刺激位置的不同，視網(wǎng)膜受刺激的神經(jīng)元不同，突觸為受到訓(xùn)練，分類就會(huì)受到影響。

從這基礎(chǔ)上引申出的問題是，（1）這種視網(wǎng)膜特異性在其他II任務(wù)能不能得到拓展，例如將刺激換成更復(fù)雜的人臉？（2）之前對(duì)視網(wǎng)膜特異性的研究都是在知覺學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，本研究是分類學(xué)習(xí)，結(jié)論有重疊的部分但也有不一樣的部分，這其中還不夠有一些共同的潛在機(jī)制在影響？