基于超通道的空時(shí)距先驗(yàn)概率的編碼.pdf

1、外部世界的演進(jìn)變化給人時(shí)間流逝的感覺，而人可以經(jīng)由不同的感覺通道感知外部世界，感知時(shí)間。那么，時(shí)間信息是由統(tǒng)一的、超越具體感覺通道的機(jī)制加工？還是不同感覺通道對(duì)時(shí)間有各自內(nèi)部的獨(dú)特表征？這是時(shí)間知覺研究領(lǐng)域的一個(gè)重要問題(Ivry&Schlerf,2008)。本研究利用空時(shí)距(time interval)知覺的一個(gè)特性——人們會(huì)高估較短的空時(shí)距，低估較長(zhǎng)的空時(shí)距(Jazayeri&Shadlen，2010; Lej eune&Weard

2、en，2009)，通過考察不同感覺通道空時(shí)距知覺是否能夠相互影響來(lái)探究上述問題。Jazayeri和Shadlen(2010)發(fā)現(xiàn)，被試在復(fù)制空時(shí)距(time interval)時(shí)，在當(dāng)前試次(trial)中的準(zhǔn)確程度會(huì)受到先前試次中空時(shí)距長(zhǎng)短分布的影響。在每個(gè)試次中，給被試呈現(xiàn)用先后兩個(gè)視覺刺激所標(biāo)定的空時(shí)距，讓被試在第二個(gè)視覺刺激結(jié)束后經(jīng)過相同的時(shí)間再按鍵，把這個(gè)空時(shí)距復(fù)制出來(lái)。研究結(jié)果表明，被試的估計(jì)有偏差，對(duì)空時(shí)距的估計(jì)都趨向于樣

3、本分布的均值——較短的空時(shí)距會(huì)被高估，而較長(zhǎng)的空時(shí)距會(huì)被低估。被試的表現(xiàn)可以由貝葉斯模型描述。模型模擬結(jié)果表明，被試能夠?qū)W習(xí)到空時(shí)距樣本分布，把它作為先驗(yàn)知識(shí)(prior)，這個(gè)知識(shí)會(huì)影響當(dāng)前的空時(shí)距復(fù)制。
　　在本研究中，我們考察當(dāng)先前空時(shí)距樣本在不同感覺通道出現(xiàn)時(shí)，被試如何學(xué)習(xí)關(guān)于樣本分布的先驗(yàn)知識(shí):是只把來(lái)自同一通道的樣本分布作為先驗(yàn)知識(shí)？還是把所有的空時(shí)距樣本分布作為先驗(yàn)知識(shí)，而不管這些樣本的感覺通道？在每個(gè)試次中，被試的

4、任務(wù)還是復(fù)制空時(shí)距的任務(wù)。如果是聽覺試次，空時(shí)距是兩個(gè)連續(xù)呈現(xiàn)的聲音之間的時(shí)間間隔;如果是視覺試次，空時(shí)距是顯示器屏幕上連續(xù)呈現(xiàn)的兩個(gè)圓點(diǎn)之間的時(shí)間間隔。不管空時(shí)距信息來(lái)自何種通道，被試的任務(wù)都是在第二個(gè)刺激呈現(xiàn)后，通過按鍵復(fù)制出相同的時(shí)距。每次按鍵后，被試會(huì)立刻得到結(jié)果反饋，被告知該試次的估計(jì)是正確、偏短、還是偏長(zhǎng)。若被試復(fù)制出的空時(shí)距落在以標(biāo)準(zhǔn)刺激空時(shí)距為中心的某個(gè)時(shí)間窗內(nèi)，則給予“正確”的反饋;小于這個(gè)時(shí)間窗的下限，則給予“偏短”

5、反饋;大于時(shí)間窗的上限，則給予“偏長(zhǎng)”反饋。這個(gè)窗口的寬度則是根據(jù)被試在先前試次中的表現(xiàn)（反饋類型），計(jì)算一個(gè)參數(shù)k，按某個(gè)函數(shù)決定，使得被試在整個(gè)任務(wù)中得到“正確”的反饋約為50％。我們的實(shí)驗(yàn)由四個(gè)任務(wù)組成:在兩個(gè)單通道（視覺或聽覺）任務(wù)中，所有試次的標(biāo)準(zhǔn)空時(shí)距都由同一個(gè)通道呈現(xiàn);在兩個(gè)關(guān)鍵的視聽混合任務(wù)中，一半試次的標(biāo)準(zhǔn)空時(shí)距是由聽覺呈現(xiàn)，另一半試次的標(biāo)準(zhǔn)空時(shí)距是由視覺呈現(xiàn)。我們從810 ms到1200 ms的間距中，以30 ms為

6、梯度，選取14個(gè)空時(shí)距樣本，較短的7個(gè)樣本分為一組，較長(zhǎng)的7個(gè)分為另一組。在兩個(gè)關(guān)鍵的混合任務(wù)(AV和VA)中，兩組長(zhǎng)短不同的空時(shí)距分別用不同感覺通道呈現(xiàn)，其中A代表聽覺組，V代表視覺組。即在AV任務(wù)中，較短的7個(gè)空時(shí)距用聽覺通道呈現(xiàn)，較長(zhǎng)的7個(gè)空時(shí)距用視覺通道呈現(xiàn);而在VA任務(wù)中，較短的7個(gè)空時(shí)距用視覺通道呈現(xiàn)，較長(zhǎng)的7個(gè)空時(shí)距用聽覺通道呈現(xiàn)。在兩個(gè)單通道任務(wù)中，長(zhǎng)、短兩個(gè)時(shí)距組刺激都由視覺(VV)或聽覺（AA）呈現(xiàn)。在四個(gè)任務(wù)中，每

7、個(gè)試次的空時(shí)距都從所有14個(gè)樣本隨機(jī)選取，每個(gè)樣本重復(fù)48次。每個(gè)任務(wù)連續(xù)重復(fù)三次，數(shù)據(jù)分析以第二、三次的測(cè)試為準(zhǔn)。參加四個(gè)任務(wù)的順序在被試間平衡。
　　被試的數(shù)據(jù)顯示，在四個(gè)任務(wù)(VV，AA，AV，VA)中復(fù)制的空時(shí)距與標(biāo)準(zhǔn)空時(shí)距都存在差異，復(fù)制出的空時(shí)距系統(tǒng)性地偏向長(zhǎng)、短兩個(gè)時(shí)距組整體分布的均值。無(wú)論是在單通道任務(wù)(VV，AA)、還是視聽混合任務(wù)(AV，VA)中，被試都在7個(gè)較短的空時(shí)距上出現(xiàn)高估，在7個(gè)較長(zhǎng)的空時(shí)距上出現(xiàn)低估

8、。最后，計(jì)算在關(guān)鍵任務(wù)AV和VA中每個(gè)被試在視覺組(V)試次和聽覺組(A)試次中得到“正確”、“偏長(zhǎng)”和“偏短”三種反饋的比例。結(jié)果表明，無(wú)論聽覺組(A)試次還是視覺組(V)試次，當(dāng)它們所包含的7個(gè)空時(shí)距樣本為較短時(shí)距時(shí)，估計(jì)偏長(zhǎng)的比例大于偏短的比例，而當(dāng)它們所包含7個(gè)空時(shí)距樣本為較長(zhǎng)時(shí)距時(shí)，估計(jì)偏短的比例大于偏長(zhǎng)的比例。
　　這些結(jié)果表明，被試的時(shí)距估計(jì)偏向于整個(gè)空時(shí)距樣本分布的均值，而非各通道內(nèi)部樣本分布的均值;全體空時(shí)距樣本

9、分布，而非同一通道內(nèi)的空時(shí)距樣本分布，影響了被試的表現(xiàn)。
　　我們進(jìn)一步構(gòu)建貝葉斯模型來(lái)精確描述被試的行為。首先，我們利用單通道任務(wù)(VV, AA)的數(shù)據(jù)，求得每個(gè)被試的內(nèi)部噪音參數(shù)wm和wp。wm表示呈現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)空時(shí)距的感覺通道的噪音參數(shù)，wp表示跟復(fù)制空時(shí)距有關(guān)的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的噪音參數(shù)。然后我們把求得的wm和wp放入貝葉斯模型，去預(yù)測(cè)被試在混合通道(VA，AV)任務(wù)中的表現(xiàn)。對(duì)被試在AV和VA任務(wù)中如何學(xué)習(xí)空時(shí)距樣本分布，我們建立了兩