認知與記憶

Posted By Mr. Thursday

各位看到上面這張圖,想請各位比較一下中間的圓圈,左邊的是否看起來比較小?右邊的是否看起來比較大呢?答案是:兩個圓圈大小是一樣的,可以自行拿尺來量量看哦!這個錯覺英文名稱叫做Ebbinghaus Illusion,描述人類在判斷物體的大小的時候,會受到週遭物體大小的影響。然而我們如果要拿起某個大小的物體,我們的手指距離會迅速地調整到自動大小,如果是機械手臂,還要有好的機器學習演算法才辦的到。

在認知心理學裡面,有很多這種測驗,想要探討人腦在認知的過程中,到底有哪些奇妙的機制在裡面。經過了前幾篇的介紹,我們分別走訪了分子層大腦生理層、以及機器學習的角度,對於人類大腦的學習功能的探討,這一篇我們將從認知心理學的角度出發,來看看我們的大腦,尤其是在記憶的部分。之後就會固定在這四個方向:「分子」、「大腦生理」、「認知心理」、以及「機器學習」四個大方向,一起攻克我們大腦複雜的結構,解開人類智慧之謎。偶而也會介紹網路上可以看到的相關演講給各位,讓各位對這個領域的最新發展也能夠有所熟悉!

另外一個錯覺的例子,則是把兩隻手分別放在冷水和熱水裡面,過幾分鐘以後,放在同一盆水裡面,就會一隻手感覺熱,另一之手感覺冷。除了這個錯覺以外,我們的視覺還會有「後像」,英文稱為after image,後像的顏色會是原來顏色的補色,紅色變成綠色、黃色變成藍色。下面這張圖請各位盯著中央的黑圓圈大約30秒,之後移到下面一張全部灰色的圖,就可以順利看到後像了。

after_image

30秒到了,趕快看下面這個方框:

after_image_gray

如果沒有後像的話,第二個方框就整個都是灰色的。因此我們的神經系統是如此神奇,不管是知覺,或是在認知那一層,都可以有錯覺會是特殊的效果。至於後像的原理,就留待之後與視網膜一起介紹吧!

接下來和各位分享一下注意力。心理學關心人類的記憶、學習、知覺、睡眠、情緒、及注意力等課題。注意力是人類的一項功能,有了注意力,我們可以擷取重要的資訊,去蕪存菁。然而有了注意力,有些細微的變化我們反而會被矇蔽。下面這一段影片是加州理工學院研究計算神經的教授Christof Koch上課的錄影片段,他也放在網路上面給大家收看。由於無法節錄其中某一段,因此需要大家按下這個連結以後,快轉到某個地方

http://www.klab.caltech.edu/cns120/RAMFiles/lecture07.ram

首先請各位快轉到13分50秒附近,這個實驗裡面,他們假裝一個人在問路,被問路的人是實驗中的受試者。之後他們會有三個人台一張桌子假裝是工人,然後趁桌子經過的時候,換另外一個人來問路,這兩位都戴著帽子,像是工人,但是其實是不同的兩個人。在兩次實驗中,被問路的人都沒有發現問路的人已經偷偷掉包了,這表示我們平常對於大部分事情的細節,並沒有放太多注意力在上面。由於這個實驗實在太爆笑了,在這邊和各位分享一下。

第二個實驗在39分10秒附近。在這一段影片中,我們要注意兩顆籃球傳來傳去,注意這兩顆籃球傳到哪裡。實驗結束後再看下面的解答。

解答是:在傳球的過程中,有個人穿著大猩猩的套裝出現,還揮手揮了一陣子,但是接受實驗的人裡面有不少人並沒有注意到這個穿大猩猩(gorilla)套裝的人出現。

記憶力

最後談談人類的記憶力。人類的記憶力可以有各種分類。首先,我們可以把記憶力依照時間長短分成知覺記憶工作記憶、以及長期記憶。知覺記憶就是我們五官的感覺,會像電腦的緩衝區一樣(buffer),停留幾秒鐘的時間。工作記憶則是我們工作需要的短期記憶,停留的時間大約在10分鐘以內,儲存量也不是非常大,大約在7個單位裡面,如果用電話號碼來舉例的話,大概是7個數字組左右。

工作記憶對我們非常重要,如果沒有工作記憶,將是很困難的一件事情。我們必須把每件事情立即錄音或寫下來,才能在幾秒鐘後記得剛才想要作甚麼事情。譬如說我們詢問臺大醫院電話總機,對方回答2312-3456,我們聽完以後如果馬上忘記,那麼就永遠沒辦法知道電話號碼是幾號了。不過工作記憶如果太久,可能也會有問題,像是我們聽完一則笑話,過了30分鐘以後,突然這個笑話又回到工作記憶裡面,忍不住笑了出來,那麼就會有些尷尬了。

長期記憶則是把重要的事情,長期的存放在大腦裡面,長期記憶的空間目前認為是無限大,但是並不是每件事情都能夠變成長期記憶。在生理結構上,我們目前發現到「海馬迴」,英文稱為hippocampus,對於長期記憶的形成很重要。這是因為有一位病人,縮寫為H.M.(Henry M.),他因為有癲癇的疾病,因此當時的醫生決定把他的海馬迴切除,但是切除之後發現他喪失了形成長期記憶的能力。因此從此以後沒有人在進行海馬迴切除手術來治療癲癇了。

然而病人HM雖然無法形成新的長期記憶,他還是保有程序記憶,英文稱作procedural memory。所謂程序記憶,就是指技能運動的記憶,譬如說打籃球、手工藝、騎腳踏車等等。這些技能的長期記憶,病人HM還是都能學習到。因此這也表示人類的記憶還可以依照功能區分,有些記憶要變成長期記憶,並不需要經過海馬迴。在加州大學聖地牙哥分校(UC San Diego)有一位教授Larry R. Squire把記憶依照功能分類如下:

  1. 描述記憶(declarative memory):主要是對於語意、空間、和事件的記憶,屬於比較意識層次的記憶。又可再細分為事件記憶(episodic memory),也就是對一件事情的人事時地物詳細的記憶,以及語意記憶(semantic memory),也就是對事物抽象後的記憶,以及事物類別的記憶(蘋果是一種水果等等)。
  2. 程序記憶(procedural memory):主要是運動和技能的記憶,包括制約反應(conditioning),音樂、運動、手工藝等記憶。

至於短期記憶如何變成長期記憶,心理學中也有不同的假說:有的說是從短期記憶變成長期記憶,是一個直線且線性的過程(sequential)。有的說是平行分散的處理方式(Parallel and Distributed Processing)形成長期記憶。有的說是長期記憶遇到不同的感覺,才變化出不同的短期記憶,是從長期記憶產生短期記憶,認為記憶是一種多個框架的架構。到底是這三種的哪一種方法形成長期記憶,目前還不曉得,也許搭配生理、分子生物的研究方法,我們可以慢慢解開這個謎團了。

參考資料

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