人腦歸納推理的認知神經(jīng)機制研究.pdf

1、歸納推理是人腦最重要的高級思維功能之一，是從特定的事件、事實向一股的事件或事實推論，將知識或經(jīng)驗慨括簡約化的過程，其結(jié)淪超出前提規(guī)定的范圍。邏輯學、認知心理學、人工智能領域已從不同的視角對歸納推理展開了研究，取得了一些理淪成果，然而，這些研究均將大腦看作一個“黑盒”，難以進一步揭示歸納推理的腦內(nèi)信息加工機制。因而，采用ERP(Event-Related Potential，事件相關電位)和fMRI（functional Magnetic

2、 Resonance Imaging，功能磁共振）等實驗技術打開“黑盒”、研究歸納推理的腑機制就成了必然的趨勢。但目前關于歸納推理的腦成像研究還很少，尚處在起步階段，缺乏系統(tǒng)的研究。
　　 本研究整體上屬于探索性研究。本課題的主要工作緊緊圍繞兩個問題展開，即不同視覺呈現(xiàn)內(nèi)容的歸納推理的認知神經(jīng)機制以及是否存在歸納推理特定的腑區(qū)，旨在獲得對人腦歸納推理的信息加工機制的更進一步的理解。具體地，本文設計了語句型、數(shù)字型和圖形型三類歸納

3、推理任務，基于三類任務的不同特點，對每類任務有各自不同的關注點，進而采用ERP/fMRI技術，在分別研究三類歸納推理任務的神經(jīng)機制的基礎上，考察是否存在與具體視覺呈現(xiàn)內(nèi)容無關的歸納推理特定的大腦區(qū)域。
　　 關于語句型歸納推理的研究有兩個關注點，首先通過一個fMRI實驗和兩個ERP實驗考察了歸納力度判斷中語義整合成分的腦內(nèi)時空特性，發(fā)現(xiàn)其空間上主要定位于左側(cè)DMPFC（Dorsomedial Prefrontal Cortex，

4、背內(nèi)側(cè)前額），時間上主要表現(xiàn)為前頭部的LNC(Late Negative Component，晚期負成分)。其次通過fMRI實驗考察了前提多樣性對歸納推理過程的影響機制，發(fā)現(xiàn)在基于分類樹的類別歸納中，受控的加工主要與左側(cè)MFG等腦區(qū)有關，而在一定情況下誘發(fā)的啟發(fā)式加工主要與右側(cè)顳葉及左側(cè)海馬有關。
　　 關于數(shù)字型歸納推理的研究有兩個關注點。首先基于啟動效應范式考察了數(shù)列完型任務中規(guī)則發(fā)現(xiàn)及推斷成分的神經(jīng)基礎，發(fā)現(xiàn)與左側(cè)DLPF

5、C(Dorsolateral Prefrontal Cortex，背外側(cè)前額)和左側(cè)APFC(Anterior PrcfrontalCortex，前額前部)的激活有關，且兩者呈現(xiàn)功能雙分離。其次，對被試進行訓練，以使他們采用相同的策略進行問題求解，進而通過fMRI實驗對左側(cè)DLPFC、APFC和尾核三個感興趣區(qū)域進行了功能分離和功能整合研究，實驗結(jié)果支持：左側(cè)DLPFC與規(guī)則識別中的周期發(fā)現(xiàn)有關，左側(cè)APFC與規(guī)則識別中的模式描述完成有

6、關，而左側(cè)尾核與規(guī)則推斷中的規(guī)則應用有關
　　 關于圖形型歸納推理的研究有兩個關鍵點，設計了一種與語句型歸納推理任務同質(zhì)的、由簡單幾何圖形構(gòu)成的歸納推理任務?；谶@種任務，發(fā)現(xiàn)基于知覺相似性的歸納推理可能與前額-紋狀體-丘腦通路有關；而知覺信息整合可能與尾狀核、殼核及額下回等腦區(qū)有關。
　　 在上述研究的基礎上進行了元分析以考察是否仔在歸納推理特定的腦區(qū)。對歸納推理的ERP研究進行了定性元分析，表明刺激呈現(xiàn)后的晚成分與信

7、息整合有關；對歸納推理的PET(Positron Emission Topography)/fMRI實驗結(jié)果進行了定量元分析，發(fā)現(xiàn)歸納推理需要額葉、顳葉、頂葉、枕葉及一些皮層下核團等大量腦區(qū)組成的神經(jīng)網(wǎng)絡的參與。進一步對DLPFC功能作了定量元分析，發(fā)現(xiàn)其功能不單一、不是歸納推理特定的?；谶@些研究推斷：不存在歸納推理特定的腦區(qū)。
　　 總之，本文首先分別對語句型、數(shù)字型和圖形型歸納推理任務進行了實驗研究，然后基于本文實驗和以往