归纳推理认知神经机制的研究论文
时间：2021-08-31归纳推理认知神经机制的研究论文
归纳推理是从特定的事件、事实向一般的事件或事实推论的过程，是将知识或经验概括简约化的过程。归纳推理是人类智力的一个关键要素，推理能力的高低可以反映个体对于事物本质以及事物之间相互联系的认知能力的高低。归纳推理的早期行为研究主要集中在归纳论断力度的判断与儿童归纳推理能力研究的探讨中，然而这些研究并没有真正触及到归纳推理过程本身，也很少涉及归纳推理的形成机制。近年来研究者使用不同的研究工具对于归纳推理的认知神经机制进行了探讨，力图对其进行进一步研究。
一、归纳推理的脑成像研究
首次对于归纳推理进行脑成像研究始于1997年，Goel等人用正电子断层扫描技术(PET)以三段论语句为材料对比了归纳推理与演绎推理的异同，发现归纳推理激活的脑区包括左侧额中回，左侧扣带回，以及左侧额叶上回;与演绎推理相比，在左侧额叶上回激活的区域略有不同。2004年Goel和Dolau又用fMRI技术对于归纳推理与演绎推理进行了研究，发现两种推理任务都激活了左侧前额皮层、双背侧前额、顶部以及枕叶皮层，其中左背外侧额回在归纳推理过程中被更多的激活。
梅杨、梁佩鹏等(2010)采用简单几何图形为研究材料，利用fMRI探讨了图形型归纳推理的认知神经机制。研究发现，归纳推理任务显著的激活了前额区、尾状核、壳核和丘脑，并且发现在图形型归纳推理中“前额皮层—纹状体—丘脑”通路显示出重要的作用，另外，右侧额下回、双侧尾状核头部、壳核等脑区参与了知觉信息的整合。Peipeug Liaug同样采用几何图形为实验材料，根据特征维度的不同划分为两种，一种为共享两个属性的任务，另一种为共享一个属性的任务，以信息、任务作为参照。相对于信息任务来说，归纳任务激活了前额皮层、丘脑等区域，并且这些区域的激活与任务难度有关。实验中同样发现“前额—纹状体—丘脑”通路在归纳推理中的重要作用。
Xinqin Jia et al (2011)关注了数字归纳推理识别和外推的两个认知过程。fMRI研究结果发现左侧顶上小叶(SPL)延伸至楔前叶区以及左侧背外侧前额皮质(DLPFC)参与了数列归纳推理的识别和外推阶段。在识别阶段额顶叶区域得到了激活，而在外推阶段纹状体丘脑区域得到了激活。研究证明许多脑区参与了数字归纳推理的过程，包括前额、顶叶以及皮质下区域。
综合以上研究发现，归纳推理的认知过程激活了大量的脑区，由于研究者采用了不同的研究材料，激活的脑区也有所差异。但是总体来讲，前额叶在归纳推理过程中起到了至关重要的作用。脑成像研究给我们提供了归纳推理参与认知加工的脑区，但是并不能清楚的提供认知加工的过程。因此，对于归纳推理的认知加工过程还需要进一步探讨。
二、归纳推理的事件相关电位研究
事件相关电位技术有高的时间分辨率，能够弥补fMRI技术的缺陷，清楚的记录归纳推理的具体加工过程，以便对其进行探索。Bigman和Pratt首次使用ERP技术对于简单几何图形的类别归纳进行了研究。实验中相继呈现三个图形刺激，被试要在前两个图形出现后迅速提取出它们的共同特征，在第三个图形出现时要判断它是否具有前两个图形的共同特征。研究结果显示在第一个图形出现时，被试就进入了对其进行类别归纳的初步加工。在刺激处理的过程中，被试并不是对于所有刺激的所有特征进行分析，而是基于刺激的共有特征进行分析。
Peipeng Liang以句子为材料对于归纳推理的时间进程进行了研究。实验分为归纳一致任务与归纳不一致任务。归纳一致任务与句子的前提和结论有关，被试需要结合前两个句子的前提、结论和背景知识判断结论的合理性。归纳不一致任务也就是基线条件，与前提和结论无关，被试发现句子的前提和结论的信息不能进行整合，第三个句子与前两句语义不相同，他们就要做出否定的反应。研究结果显示:在350650毫秒的时间窗口内，被试存在一个语义信息整合的过程。归纳一致任务与归纳不一致任务相比，在迎玛频段分析中有显著的上升。研究者推测归纳推理的过程包含三个阶段，分别是知觉分析阶段、语义信息整合阶段和反应阶段。
欧阳含璐采用数列型任务考察了儿童与成人归纳推理过程的异同。研究发现，儿童与成人归纳推理的时间进程是基本一致的。在规则获得阶段，儿童和成人被试都对于数字的出现进行了早期的视觉加工，300-500ms时间窗口出现的P3成分主效应显著，标志着假设的生成，认知加工进入了归纳阶段。儿童与成人脑电结果的不同点在于:儿童在数字3的N2成分上表现出差异，这说明儿童对于数字1与数字2之间规则的不一致产生了更大的冲突。结合地形图可以发现，儿童的差异集中在前额叶，而成人的`差异分布在头皮中部和后部。这说明在完成同等难度的归纳任务时，儿童要比成人投入更多的工作记忆与注意资源。
三、小结与展望
归纳推理不仅是人的一种高级认知功能，也是一个非常复杂的过程。在对于归纳推理进行研究的过程中，研究者使用了不同的研究材料，具体可以分为语句型、数字型和图形型三种。语句型任务由于呈现时间长并涉及了被试的相关背景知识，会引起提取波形的不纯净，对于实验结果的分析造成一定程度的影响。图形型任务考察了被试对于不同种类图形属性特征的提取，并没有涉及到刺激项目间的抽象关系。数字型任务中规则的提取和应用涉及到了归纳推理的核心内容，并且对于被试的背景知识要求较低，因此，此类型的研究材料将会是今后归纳推理的研究的重点。归纳推理的认知神经机制研究刚刚起步，由于研究手段和材料的不同，其研究结果也并不统一，对于其具体的认知加工过程有待于进一步研究。
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