什么是認(rèn)知心理學(xué)
認(rèn)知心理學(xué)(?cognitive?psychology?)是一門探討心理是如何被組織而產(chǎn)生智能思維,以及心理是如何在腦中實(shí)現(xiàn)的科學(xué)。在一定意義上,認(rèn)知心理學(xué)可以與物理學(xué)相比較。物理學(xué)采用實(shí)證的方法研究物質(zhì)世界最基本的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律;認(rèn)知心理學(xué)采用實(shí)證的方法研究精神世界的最基本的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律一一人類思維(包括感知)的信息加工過(guò)程。認(rèn)知心理學(xué)就是試圖用實(shí)證的方法(而不是抽象的思辨),通過(guò)逐步認(rèn)識(shí)人腦的具體信息加工過(guò)程去揭開(kāi)這個(gè)迷底,去逐步理解人為什么能夠理解世界和怎樣理解世界。
為什么要研究認(rèn)知心理學(xué)
動(dòng)機(jī)
知性的好奇:研究認(rèn)知心理學(xué)的一個(gè)動(dòng)力是求知欲,當(dāng)我們仔細(xì)考察人類智慧時(shí),我們發(fā)現(xiàn)它涉及的是基本的認(rèn)知過(guò)程,這些基本的認(rèn)知過(guò)程以復(fù)雜的方式一起運(yùn)作從而產(chǎn)生出燦爛的成果。
對(duì)其他領(lǐng)域的啟示
支配人類思維的基本機(jī)制對(duì)于理解其他社會(huì)科學(xué)所研究的行為類型是非常重要的,認(rèn)知心理學(xué)是所有其他社會(huì)科學(xué)的基礎(chǔ),就如同物理學(xué)是其他自然科學(xué)的基礎(chǔ)。
實(shí)際應(yīng)用:司法界、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、教學(xué)、腦功能理解等。
認(rèn)知心理學(xué)的歷史
早期史:柏拉圖和亞里士多德,經(jīng)驗(yàn)主義和先驗(yàn)主義等;認(rèn)識(shí)到人類的認(rèn)知可以是科學(xué)研究而不只是科學(xué)思辨的對(duì)象還不到150年。
德國(guó)心理學(xué):聚焦于內(nèi)省觀察
內(nèi)省法:1879年,威廉·馮特,萊比錫大學(xué),第一個(gè)心理學(xué)實(shí)驗(yàn)室。
美國(guó)心理學(xué):聚焦于行為
實(shí)用主義和機(jī)能主義哲學(xué)信條下的一種可實(shí)際應(yīng)用的“行動(dòng)導(dǎo)向”的心理學(xué)。
愛(ài)德華·桑代克,行為主義(約翰·華生等),格式塔心理學(xué)
認(rèn)知革命:人工智能、信息論和語(yǔ)言學(xué)
正如今天人們所知道的,認(rèn)知心理學(xué)形成于20世紀(jì)50-70年代的二十年間。在此期間,認(rèn)知革命推翻了行為主義。三個(gè)主要的影響導(dǎo)致了認(rèn)知心理學(xué)的現(xiàn)代發(fā)展。第一個(gè)方面是在第二次世界大戰(zhàn)期間急劇增長(zhǎng)的人類工效的研究。第二個(gè)方面是與信息處理方法密切相關(guān)的計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展,尤其是試圖使得計(jì)算機(jī)有智能化行為的人工智能的發(fā)展。第三個(gè)影響認(rèn)知心理學(xué)的是研究語(yǔ)言結(jié)構(gòu)的語(yǔ)言學(xué)( linguistics?)。20世紀(jì)70年代,出現(xiàn)了一個(gè)被稱為認(rèn)知科學(xué)的新的相關(guān)領(lǐng)域。它試圖融合心理學(xué)、哲學(xué)、語(yǔ)言學(xué)、神經(jīng)科學(xué)和人工智能的研究成果。
信息加工分析
信息加工法:斯滕伯格范式,信息加工分析將一個(gè)認(rèn)知任務(wù)分解成一系列抽象的信息加工步驟。
認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)
認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)致力于研究認(rèn)知功能在人腦中的實(shí)現(xiàn),認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)正在發(fā)展能使我們理解認(rèn)知的神經(jīng)基礎(chǔ)的方法。正在發(fā)展中的認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)和信息加工分析之間相互促進(jìn),神經(jīng)科學(xué)的數(shù)據(jù)能用來(lái)鑒別信息加工模型,而信息加工模型則能用來(lái)整理神經(jīng)科學(xué)的數(shù)據(jù)。
信息加工:互通訊息的神經(jīng)元
按信息加工的觀點(diǎn),神經(jīng)系統(tǒng)最重要的成分是神經(jīng)元。神經(jīng)元( neuron?)是一種聚積和傳導(dǎo)電活動(dòng)的細(xì)胞。人腦大約有1000億個(gè)神經(jīng)元,其中每個(gè)神經(jīng)元都具有差不多相當(dāng)于一臺(tái)小型計(jì)算機(jī)的處理能力。1000億個(gè)神經(jīng)元中有相當(dāng)大的部分同步活動(dòng),大量信息加工是通過(guò)彼此交互作用實(shí)現(xiàn)的。
神經(jīng)元
神經(jīng)元的形狀和大小是多種多樣的,這取決于它們所處的確切位置和功能。但是,神經(jīng)元有著一個(gè)被普遍認(rèn)可的典型形態(tài),單個(gè)神經(jīng)元或多或少與它相似。神經(jīng)元的主體叫做胞體,胞體上的短分枝被稱為樹(shù)突,而從胞體延伸出的是被稱為軸突的長(zhǎng)管。
軸突為神經(jīng)元提供了彼此之間通訊的固定通道。一個(gè)神經(jīng)元的軸突伸向其他神經(jīng)元的樹(shù)突。軸突與樹(shù)突之間的緊密接觸被稱為突觸,神經(jīng)元間通訊的典型方式是位于突觸一側(cè)的軸突末端釋放出叫做神經(jīng)遞質(zhì)( neurotransmitters )的化學(xué)物質(zhì),神經(jīng)遞質(zhì)作用于樹(shù)突受體的細(xì)胞膜,改變其極性或電位。
電位的改變?cè)诩?xì)胞體上逐漸積累,當(dāng)達(dá)到閾值時(shí)會(huì)形成動(dòng)作電位沿軸突下傳。該脈沖進(jìn)而導(dǎo)致神經(jīng)遞質(zhì)從軸突末梢傳送至另一個(gè)神經(jīng)元并引起它的細(xì)胞膜的電位的改變。智能就是從這種簡(jiǎn)單的交互作用系統(tǒng)中產(chǎn)生的。
簡(jiǎn)而言之,神經(jīng)元的通訊是通過(guò)突觸一側(cè)的軸突末端釋放神經(jīng)遞質(zhì)實(shí)現(xiàn)的,這些神經(jīng)遞質(zhì)作用于樹(shù)突受體的細(xì)胞膜來(lái)改變其電位。
信息的神經(jīng)表征
有兩個(gè)數(shù)值對(duì)腦中的信息表征特別重要。第一個(gè)是細(xì)胞膜的電位,它可以是或大或小的負(fù)值。第二個(gè)是一個(gè)軸突每秒傳遞神經(jīng)脈沖的數(shù)量,這個(gè)量叫做軸突的放電頻率,它是可以改變的。全部神經(jīng)信息加工都是以某種興奮效應(yīng)和抑制效應(yīng)的方式發(fā)生的,它們構(gòu)成了人類認(rèn)知的基礎(chǔ)。
記憶通過(guò)神經(jīng)元間突觸連接的變化進(jìn)行編碼。有證據(jù)表明,在學(xué)習(xí)過(guò)程中突觸連接確實(shí)會(huì)發(fā)生變化,包括神經(jīng)遞質(zhì)釋放的增加和樹(shù)突受體敏感性的增加。總之,我們知道,信息是通過(guò)眾多神經(jīng)元的活動(dòng)模式以及使得這些模式得以重新生成的神經(jīng)元之間的突觸連接來(lái)表征的。
腦的結(jié)構(gòu)
延髓、下丘腦、小腦、丘腦、大腦皮層(腦回、腦溝)。
大腦皮層四個(gè)腦葉:額葉、頂葉、枕葉、顳葉。
邊緣系統(tǒng):海馬、基底神經(jīng)節(jié)、杏仁核等。
功能定位
左腦半球:語(yǔ)言與分析,布洛卡區(qū)和威爾尼克區(qū)。右腦半球:知覺(jué)和空間。
拓?fù)浣M織
如同在初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮層或初級(jí)視覺(jué)皮層中那樣,空間中相鄰的部分在腦中表達(dá)在相鄰的部位。拓?fù)鋱D的存在使加工相似區(qū)域的神經(jīng)能夠彼此間相互作用。皮層中相鄰的細(xì)胞傾向于處理來(lái)自身體臨近區(qū)域的刺激。
認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的方法
神經(jīng)成像方面的進(jìn)展:無(wú)創(chuàng)傷腦功能成像。
腦電圖、腦磁圖、PET、fMRI、近紅外檢測(cè)技術(shù)、TMS等。其中fMRI能使研究者追蹤一項(xiàng)復(fù)雜任務(wù)的不同信息加工成分的腦活動(dòng)。