計時和計數(shù)的相似與差異:中蘇改革相似與差異

　　摘 要 計時指判斷時距的長短，計數(shù)指辨別刺激呈現(xiàn)數(shù)目的多少。研究者發(fā)現(xiàn)計時和計數(shù)具有相似性，表現(xiàn)在類似的基本原理，對時間和數(shù)目的記憶都受到時間延遲的影響，跨通道效應(yīng)類似，而且藥物對它們的影響一致，模式控制模型認(rèn)為計時和計數(shù)共享同一機(jī)制，量值理論的觀點是時間和數(shù)目等不同維度具有部分重疊的同一表征形式，計時和計數(shù)都激活了前額、頂葉、小腦等區(qū)域，但兩者在行為結(jié)果和激活的腦區(qū)上也有部分差異，計時和計數(shù)具有同一表征還是兩者獨(dú)立加工，只在對比反應(yīng)階段存在共同機(jī)制仍需要進(jìn)一步研究。
　　關(guān)鍵詞 計時；計數(shù)；模式控制模型；量值理論；頂內(nèi)溝；頂葉后皮層
　　分類號 B842
　　
　　1　引言
　　
　　日常生活中人們常常面臨對時間信息的加工(tempora information processing)，例如講座持續(xù)了多長時間，比賽何時結(jié)束等。對時間信息的精確加工是個體生存所必須的功能，時間信息包括時距(事件的持續(xù)性)和時序(事件的順序性)兩方面。時距是指兩個連續(xù)事件之間的間隔或某事件持續(xù)的一段時間。時序指個人知覺到的事件的相繼性和順序性(黃希庭，孫承惠，胡維芳，1998)。因此，時間加工包括包括對時距加工和時序加工，但研究者為采用與計數(shù)(counting)――辨別數(shù)目的多少――一致的用法，用計時(timinZ)來描述時距加工(Meek&Church，1983)。因此文中的計時表示時距信息加工。研究者發(fā)現(xiàn)被試經(jīng)常會以數(shù)數(shù)的方式來計時，數(shù)數(shù)條件下估計的時間更加準(zhǔn)確(C16ment&Droit-Vo1et，2006)。即使在明確要求被試不能數(shù)數(shù)的情況下，有些被試也自動地數(shù)數(shù)。因此為了防止被試在計時中數(shù)數(shù)，常常在實驗中設(shè)置干擾任務(wù)。如心算、顏色辨別等。而且，數(shù)目的多少也影響估計的時間，數(shù)目越多，估計的時間越長(Macar，Ⅱ996)。從這些研究中，可以看出計時和計數(shù)的關(guān)系非常密切。本文主要綜述計時和計數(shù)在的相似性及存在的部分差異。
　　需要指出的是，數(shù)量(quantity)加工指不同形式的詞包含的數(shù)量意義，既包括對數(shù)字的加工(如比較1，2，3的大小)，也包括對數(shù)目的加工(如辨別1個物體和3個物體)，計數(shù)的含義與數(shù)目加工對應(yīng)。有研究發(fā)現(xiàn)數(shù)字大小影響計時(O1iveri，Vieario，Sa1erno，Koch，了urriziani，Mangano，Chi11emi，&Ca1tagirone，2008；Vicario，2009)，它與數(shù)目對計時產(chǎn)生作用的原因不同。本文僅限于探討計時和計數(shù)的關(guān)系。
　　
　　
　　2　計時和計數(shù)的研究方法
　　
　　計時的研究范式主要包括口頭報告法、產(chǎn)生法、復(fù)制法、比較法等(尹華站。黃希庭，2003)。在計數(shù)中主要是在嬰兒中運(yùn)用習(xí)慣法，包括習(xí)慣化和去習(xí)慣化過程(Starkey&Cooper,1980)。目前同時探討計時和計數(shù)關(guān)系的方法主要是兩分法Oisection task)和比較法。兩分法類似于時間兩分任務(wù)，實驗程序是：先給被試呈現(xiàn)兩個標(biāo)準(zhǔn)刺激。分別是長／多和短／少刺激(例8s／8個和2s／2個)標(biāo)準(zhǔn)刺激呈現(xiàn)之后，呈現(xiàn)比較刺激，比較刺激是時間固定，數(shù)目不同(例4s內(nèi)2-8個數(shù)目)和數(shù)目固定，時間不同(2S，，8s內(nèi)4個數(shù)目)的混合刺激，被試的任務(wù)是判斷比較刺激與哪個標(biāo)準(zhǔn)刺激相似。兩分法的結(jié)果分別用計時和計數(shù)的函數(shù)圖形來表示，計時中，縱坐標(biāo)是反應(yīng)“長”的比率，橫坐標(biāo)是數(shù)目固定，時間不同的值。計數(shù)中，縱坐標(biāo)是“多”的比率，橫坐標(biāo)是時間固定，數(shù)目不同的值，反應(yīng)指標(biāo)主要有兩個，一是主觀平分點，它是縱坐標(biāo)反應(yīng)為50％的比較刺激值；二是韋伯比率，即主觀平分點與辨別閩限的比值，在函數(shù)圖形中指曲線的斜率。研究者發(fā)現(xiàn)計時和計數(shù)的主觀平分點是兩個標(biāo)準(zhǔn)刺激的幾何平均數(shù)(Meek&Church，1983；Meek，Church，&Gibbon，1985)，但也有研究表明主觀平分點是標(biāo)準(zhǔn)刺激的算數(shù)平均數(shù)(Droit-Vo1et，C1ement，&Fayo1，2003)。
　　兩分法是在訓(xùn)練中呈現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)時距，實驗中再呈現(xiàn)一定比率的標(biāo)準(zhǔn)時距，但受到時間延遲和練習(xí)的影響，被試可能對標(biāo)準(zhǔn)時距產(chǎn)生記憶偏差，最近研究者采用比較法，要求被試判斷連續(xù)呈現(xiàn)的兩個事件哪個時距更長或數(shù)目更多，時間和數(shù)目的設(shè)計采用S~oop范式，分為一致、不一致和中性條件，一致條件下，數(shù)目多的呈現(xiàn)的時間也長，不一致條件下數(shù)目多的時間短或數(shù)目少的時間長，中性條件下時間固定，數(shù)目不同或數(shù)目固定，時間不同。具體為在TⅡ時間內(nèi)，N1個圓點連續(xù)呈現(xiàn)，接著再在T2時間內(nèi)呈現(xiàn)N2個?點，計時中要求判斷T1和T2哪個時距更長，計數(shù)中要求辨別兩組刺激哪種數(shù)目更多，因變量的指標(biāo)是計時和計數(shù)的正確率和反應(yīng)時。研究者(Dorma1，Seron。&Pesenti，2006；Dorma1。Andres，&Pesenti，2008)用這種方法發(fā)現(xiàn)計時和計數(shù)的干擾作用并不一致。
　　
　　3　計時和計數(shù)在認(rèn)知上的相似與差異
　　
　　3.1　計時和計數(shù)的相似之處
　　3.1.1　類似的基本原理
　　最基本的是距離效應(yīng)(distance effect，Moyer&1andauer，1967)，指隨著時間或數(shù)目間隔的增加，辨別性增強(qiáng)。例如，辨別2s和8s比辨別2s和4s，或辨別2個和8個數(shù)目比2個和4個數(shù)目要容易，其次是大小效應(yīng)，指距離恒定時，隨著量的增加，對時間或數(shù)目的辨別性增加(Jordan&Brannon，2006)。例如1恒定時，辨別2s和3s要比辨別12s和13s,或辨別2個和3個比辨別12個和13個容易，這符合韋伯定律，韋伯定律也是時間、數(shù)目、亮度、長度等不同維度的共同特點，它表明人們對不同形式的量在心理上可能具有類似的表征(Cant1on，P1att，&Brannon，2009)，
　　3.1.2　記憶的作用
　　通常采用延遲的匹配樣本程序(de1ayedmatching-to-samp1e procedure)，即訓(xùn)練中首先呈現(xiàn)兩個或多個刺激作為標(biāo)準(zhǔn)刺激，延遲一段時間后，再呈現(xiàn)兩個或多個比較刺激，對比較刺激與標(biāo)準(zhǔn)刺激匹配時的正確反應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)化。實驗時標(biāo)準(zhǔn)和比較刺激的延遲時間與訓(xùn)練中不同。Spe~h和Wi1kie(1982)訓(xùn)練時呈現(xiàn)2s或者10s的室內(nèi)光(house1ight)作為標(biāo)準(zhǔn)刺激。0s延遲后，在左右兩側(cè)同時出現(xiàn)紅色和綠色作為比較刺激，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)刺激呈現(xiàn)2s時，按紅色進(jìn)行強(qiáng)化，標(biāo)準(zhǔn)刺激呈現(xiàn)8s后，對綠色的反應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)化。測試時延遲時間在os到20s內(nèi)變化，發(fā)現(xiàn)延遲時間越長，對短時距的反應(yīng)更準(zhǔn)確，這稱為選擇短效應(yīng)，人類中也發(fā)現(xiàn)了此現(xiàn)象(1ieving，1ane，Cherek，&7cheremissine，2006)。 但Spetch(1987)后來發(fā)現(xiàn)鴿子在訓(xùn)練中適應(yīng)10s延遲后，再在延遲時間短于10s的條件下測驗出現(xiàn)選擇長效應(yīng)。Robe,s，Maeuda和Brodbeck(1995)在4s內(nèi)呈現(xiàn)2個或8個閃光刺激，當(dāng)數(shù)目少時，對比較刺激為紅色進(jìn)行強(qiáng)化，數(shù)目多時，對比較刺激為綠色進(jìn)行強(qiáng)化。發(fā)現(xiàn)隨著時間延遲，對少的數(shù)目準(zhǔn)確率仍很高，而對多的數(shù)目準(zhǔn)確率低于50％，這稱為選擇少效應(yīng)，Santi和Hope(2001)用不同延遲證明了選擇短／少和選擇長／多效應(yīng)。Spetch和Wi1kie(1983)提出的主觀縮短假設(shè)(subJectiveshortening)來解釋選擇短效應(yīng)，它也可以解釋選擇長效應(yīng)，根據(jù)這一解釋，時間和數(shù)目存儲在同一工作記憶中，在訓(xùn)練時，工作記憶中與參照記憶中的表征相似，隨著時間的延遲，對時距的記憶表征不斷減少，因此測驗大于訓(xùn)練延遲時，對時距長的反應(yīng)更與短時距的表征相似，出現(xiàn)選擇短效應(yīng)；而當(dāng)測驗延遲小于訓(xùn)練延遲時，對長時距的表征與參照記憶類似，因此對長時距的反應(yīng)仍很準(zhǔn)確，出現(xiàn)選擇長效應(yīng)。對選擇少或選擇多的解釋與此一樣。這在后來的研究中得到進(jìn)一步證明(santi&Rooyen，2007)。
　　3.1.3　跨通道效應(yīng)
　　跨通道效應(yīng)是指刺激呈現(xiàn)的通道對任務(wù)沒有顯著影響，Meek和Church(1982)要求白鼠對視覺呈現(xiàn)2s和8s的閃光做不同的按鍵反應(yīng)，再用聽覺呈現(xiàn)同樣的時距，發(fā)現(xiàn)視覺和聽覺呈現(xiàn)對被試的成績沒有影響。Chen(2009)要求辨別一個時距比標(biāo)準(zhǔn)時距長還是短，視覺聽覺同時呈現(xiàn)時距，要求被試忽略一種通道的刺激，只注意指定的通道，發(fā)現(xiàn)與視覺或聽覺單通道呈現(xiàn)相比，雙通道呈現(xiàn)時。聽覺呈現(xiàn)影響視覺反應(yīng)，而視覺呈現(xiàn)對聽覺計時沒有影響，表明了聽覺計時占優(yōu)勢。Church和Meck(1984)向白鼠呈現(xiàn)兩個視覺或聽覺刺激，發(fā)現(xiàn)雙通道同時呈現(xiàn)與單通道中呈現(xiàn)同樣的數(shù)目在成績上沒有差異，表明白鼠能在視覺和聽覺中能同時計數(shù)，人類中兩種通道和單通道呈現(xiàn)也沒有顯著差異(Jordan，2008)。計時具有跨通道性，但在視聽中也存在差異，差異與實驗任務(wù)有關(guān)，可能是聽覺與視覺累加脈沖的速率不同，計數(shù)中的跨通道效應(yīng)是一致的。
　　3.1.4　藥物的影響
　　Ross和Santi(2000)連續(xù)兩周給切除卵巢的白鼠注射1713-雌二醇，發(fā)現(xiàn)計時和計數(shù)的成績不斷提高。動物服用甲基苯丙胺使計時和計數(shù)的主觀平分點向左偏移(Meck，1983)，藥物可能加速起搏器發(fā)放脈沖的速率，使同等時間內(nèi)計時和計數(shù)累加器中脈沖的數(shù)目增多，因此在短時間內(nèi)就達(dá)到了無藥物時的脈沖數(shù)，平分點左移。而Santi，Coppa和Ross(2001)向白鼠注射0，02mg／kg和0，08 mg／kg之間的興奮劑D2喹吡羅(quinpiro1e)或者鹽水，要求完成4個數(shù)目固定時2，8s的計時，或者4s固定時2，8個的計數(shù)，發(fā)現(xiàn)興奮劑對計時和計數(shù)的影響類似，主觀平分點增加，辨別閩限提高，注射的劑量越大，成績越差。這與先前藥物加速內(nèi)部時鐘頻率的促進(jìn)作用不一致，原因可能是藥物影響了注意，減慢了內(nèi)部時鐘速率，因此，藥物對計時和計數(shù)的影響是一致的，但具體的作用需要進(jìn)一步探索。
　　3.1.5　辨別性具有類似的增長
　　VanMar1e和Wyno(2006)用習(xí)慣化范式先讓6個月的嬰兒練習(xí)辨別2s和4s的聲音，實驗中混合其他不同時間的聲音，發(fā)現(xiàn)兒童更傾向注意新異的刺激，表明6個月的嬰兒能以Ⅱ：2的比例計時，但不能辨別3s和4，5s的聲音，研究者用類似的方法發(fā)現(xiàn)6個月的兒童也能以1：2的比例辨別16個和32個數(shù)目(Xu，Spe1ke，&Goddard，2005)。嬰兒10個月時以2：3，成人以7：8的比例辨別時間和數(shù)目(Brarmon，Suanda，&1ibertus，2007；Brannon，1utz，&Cordes，2006)。人們對時間和數(shù)目的辨別性具有類似的增長，而且發(fā)展心理學(xué)的研究也表明空間、數(shù)目和時間等在環(huán)境中是緊密聯(lián)系的，嬰兒最初以一維的思維來表征不同維度的信息，不能區(qū)分時間和空間順序。這些說明它們可能具有同一心理機(jī)制。雖然從獨(dú)自領(lǐng)域的研究來看，不能直接證明計時和計數(shù)的共同機(jī)制，但兩者的確存在很多共性，說明它們之間可能存在共同的成分。
　　3.1.6　反應(yīng)函數(shù)上的相似
　　同時研究計時和計數(shù)時發(fā)現(xiàn)，兩者在反應(yīng)函數(shù)上具有相似點，Meck(1983)訓(xùn)練白鼠先練習(xí)辨別聽覺中的2s內(nèi)2個聲音(短／少)和8s內(nèi)8個聲音(長／多)，分別按不同的鍵進(jìn)行反應(yīng)，然后讓被試對數(shù)目固定時間不同(2―8秒內(nèi)4個聲音)或者時間固定數(shù)目不同(4秒內(nèi)2-8個聲音)混合起來的Ⅱ4個聲音刺激完成平分任務(wù)，2s／2個和8s／8個呈現(xiàn)的比率是25％，其他刺激呈現(xiàn)的比率一樣。發(fā)現(xiàn)分別得到的計時和計數(shù)的函數(shù)圖形相同，主觀平分點近似H和8的幾何平均數(shù)4，辨別比率都是4：1，后來他們用類似的方法得出相同的結(jié)論(Meck，ct a!，，1985)。計時和計數(shù)存在共同加工更有利的證據(jù)是發(fā)現(xiàn)兩者存在對稱的干擾，Brown(Ⅱ997)在雙任務(wù)研究中，要求人們從事3類雙任務(wù)作業(yè)，計時和旋轉(zhuǎn)追蹤，計時和視覺搜索，計時和心理算數(shù)，發(fā)現(xiàn)所有的第二項任務(wù)都干擾了計時成績，只有計時干擾了同時進(jìn)行的算數(shù)任務(wù)，兩者存在對稱的千擾。受到注意資源的限制，計時容易受到同時進(jìn)行的非時間任務(wù)的影響，很難千擾其他非時間任務(wù)，但卻干擾了算術(shù)任務(wù)，說明除了注意資源，計時和計數(shù)還可能在心理上存在共同機(jī)制。
　　
　　3.2　計時和計數(shù)相似的理論解釋
　　計時和計數(shù)具有共同點或相似之處，目前主要有兩種理論假設(shè)，Meck(1983)提出了模式控制模型(Mode contro1 mode1)，，見圖1，該模型包括內(nèi)部時鐘、記憶和決策3個階段。內(nèi)部時鐘包括起搏器、計時和計數(shù)開關(guān)及相應(yīng)的累加器，計時時，計時開關(guān)一直閉合，直到刺激呈現(xiàn)結(jié)束才斷開，起搏器發(fā)出的脈沖不斷地進(jìn)入計時累加器；計數(shù)時，計數(shù)開關(guān)每計一個數(shù)閉合一次，然后打開，再閉合，每個脈沖逐個進(jìn)入計數(shù)累加器。記憶階段包括參照記憶和工作記憶。參照記憶存儲標(biāo)準(zhǔn)刺激的值，工作記憶存儲當(dāng)前實驗中的值，時間和數(shù)目信息同時與參照記憶中的信息比較，然后在決策階段做出行為判斷。該模型認(rèn)為，計時是連續(xù)而計數(shù)是斷續(xù)的過程，它們相等的原因是計數(shù)中計完一個刺激后進(jìn)入累加器中的脈沖數(shù)大概等于計時開關(guān)閉合固定時間內(nèi)進(jìn)入累加器中的脈沖數(shù)，這樣刺激呈現(xiàn)完后兩個累加器中的值是相等的，累加器把編碼后的信息用同一值輸入到記憶中。不同累加器的存在使被試能同時計時和計數(shù)。Robe,s和Mitche11(1994)發(fā)現(xiàn)當(dāng)參照記憶中的信息為1個／1s時，鴿子能辨別與其 不匹配的8個／2s和2個／8s的混合刺激，根據(jù)模式控制模型，累加器中脈沖的總數(shù)是相同的，差異出現(xiàn)在記憶階段，他修改了模式控制模型，把工作記憶分為計時和計數(shù)兩種工作記憶，時間或數(shù)目中最顯著的信息首先與參照記憶比較，因此被試能同時計時和計數(shù)，但兩者的成績并不完全相同，這種修改使模式控制模型更具靈活性，能解釋計時和計數(shù)中的部分差異。
　　第二種解釋是Wa1sh(2003)提出的量值理論(A70M，A Theory Of Magnitude)，見圖2。這種理論認(rèn)為空間、時間和數(shù)目等不同維度雖然具體形式不同，具有獨(dú)特性，但具有共同的度量標(biāo)準(zhǔn)；時間和數(shù)目具有相似的或部分相同的累加原則；時間、空間和數(shù)目在形式上的獨(dú)特性是從出生時單一的量值系統(tǒng)發(fā)展而宋的；人類借助語言來表，達(dá)數(shù)目，因此，對語言的依賴不同，造成了數(shù)目、空間和時間在任務(wù)成績及腦半球上的部分差異。Ga11iste1和Ge1man(2000)提出，可數(shù)的數(shù)字、數(shù)目和不可數(shù)的時間可用同一心理維度來表征，兩個維度共同引起了行為的變化，Xuan等(2007)和Droit-Vo1et(2008)都證明了量值理論。Xuan(2007)同時呈現(xiàn)數(shù)目和時間，1個數(shù)目呈現(xiàn)600ms，9個數(shù)目呈現(xiàn)750ms，發(fā)現(xiàn)數(shù)目越多，判斷的時間越長：當(dāng)先呈現(xiàn)短時間的9個數(shù)目，再呈現(xiàn)937ms的“+”，或者先呈現(xiàn)8個數(shù)目，再呈現(xiàn)750ms的“+”，發(fā)現(xiàn)先前呈現(xiàn)的數(shù)目越多，隨后判斷刺激呈現(xiàn)的時間越長。
　　
　　3.3　計時和計數(shù)存在的差異
　　根據(jù)模式控制模型，被試能同時計時和計數(shù)但研究者也發(fā)現(xiàn)兩者存在差異。在人類和動物中具有不同的結(jié)果，受到信息的顯著性和注意資源的影響。
　　3.3.1　信息顯著性的影響
　　Breuke1aar和Da1rymp1e-A1ford(1998)重復(fù)Meek(1983)的實驗，發(fā)現(xiàn)計時的成績優(yōu)于計數(shù)。他進(jìn)一步訓(xùn)練白鼠辨別4s時2個和8個聲音，以及2s和8s時4個聲音，對2s和2個都按左鍵反應(yīng)，8s和8個反應(yīng)按右鍵，然后呈現(xiàn)4s或4個固定的混合刺激，發(fā)現(xiàn)白鼠更容易辨別時距。在實驗4中，練習(xí)與前面一致，實驗呈現(xiàn)2s-8s內(nèi)固定數(shù)目為2個和2s-8s內(nèi)固定數(shù)目為8的混合刺激，發(fā)現(xiàn)白鼠對8s內(nèi)2個聲音按右鍵，2s內(nèi)8個聲音按左鍵，而且計數(shù)比計時的韋伯比率要大；不經(jīng)過訓(xùn)練的白鼠的計數(shù)優(yōu)于計時。這說明整體的時距比數(shù)目，數(shù)目比每個刺激的時間間隔是更顯著的線索，最顯著的信息首先與參照記憶中的信息比較。計時和計數(shù)是順序加工的，受到信息顯著性的影響，計時或計數(shù)開關(guān)先閉合，累加器先加工一種信息，與參照記憶比較，再加工另一種信息，這種質(zhì)疑在轉(zhuǎn)換實驗中也得到證明，轉(zhuǎn)換是指實驗進(jìn)行到一半時，轉(zhuǎn)換實驗任務(wù)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)改變?nèi)蝿?wù)線索時，動物能正常計時卻不能計數(shù)(Robeys，Cough1in，&Robe,s，2000)。這些研究表明時間是更顯著的信息，動物對時間更敏感。
　　3.3.2　注意的作用
　　計時和計數(shù)對注意資源的需求不同，計時很容易受到注意的影響，注意資源增多，計時成績提高(Brown&Bennett，2002)；數(shù)目更具自動性，需要更少的注意資源(Dorma1&Pesenti，2007)，就發(fā)展的觀點來看，受到注意的影響，人類從動物能同時計時和計數(shù)向偏好計時或計數(shù)轉(zhuǎn)移，兒童不能有效地分配注意，因此計時比計數(shù)的成績好，隨著年齡增長，計時成績提高(Droit-Vo1et，2003)。研究者(Roitman，Brannon，Andrews，&P1ait，2007)在實驗中降低了整個時距的顯著性，保持整體時距3，2s固定，時間為1，6s條件下數(shù)目從4-16變化時，刺激呈現(xiàn)前就有1，6s空白延遲階段。數(shù)目為8個時，時從0，8s~3，2s變化，刺激呈現(xiàn)前就有不同的空白延遲時間，被試辨別4個／0，8s的少／短和Ⅱ6個／3，2s的多／長刺激，實驗中對混合刺激反應(yīng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)計數(shù)優(yōu)于計時的成績；當(dāng)指導(dǎo)語要求被試注意時間或數(shù)目信息時，計時的感受性提高了，但計數(shù)成績不受影響。這表明計時和計數(shù)存在差異，可能與注意資源的分配有關(guān)，因為當(dāng)指導(dǎo)語只要求計時，注意增加，計時的成績提高。
　　但當(dāng)指導(dǎo)語相同，不存在注意的差異時，Dorma1(2006)用S~oop范式發(fā)現(xiàn)計時和計數(shù)存在不對稱的干擾，3種實驗條件(一致性條件，不一致條件和中性條件)，中性條件是時間固定數(shù)目不同或者數(shù)目固定時間不同；兩種距離(大距離，相距3個或600ms；小距離，相距1個或300ms)，兩種呈現(xiàn)順序(先多／長和先少／短)是被試內(nèi)變量，計時和計數(shù)是被試間因素。時間是從1200ms-1500ms，數(shù)目刺激是從5個一9個的圓點。發(fā)現(xiàn)時間與數(shù)目的一致性促進(jìn)了計時，不一致使計時的反應(yīng)時更長，錯誤率增大；3種實驗條件對計數(shù)成績沒有影響。這表明被試能同時計時和計數(shù)，但干擾作用不一致。原因可能是，數(shù)目更具自動性，但人們一般以回溯式的方法研究計時，當(dāng)刺激結(jié)束后，被試才開始注意時間，這樣對時間的注意減少，數(shù)數(shù)使人們傾向注意時間，促進(jìn)了對時間的回憶。
　　如果計時和計數(shù)完全相同或完全不同，它們在之間應(yīng)該沒有交互作用，出現(xiàn)對稱或不對稱的干擾用表明它們在某個階段存在共同加工，這些質(zhì)疑的研究并不完全支持模式控制模型，但也表明被試能同時計時和計數(shù)，行為研究的結(jié)果和測量指標(biāo)不能提供充分的證據(jù)，因此需要結(jié)合腦機(jī)制進(jìn)一步探討。
　　
　　4　腦機(jī)制研究
　　
　　4.1　計時與計數(shù)共同的神經(jīng)機(jī)制
　　近年來，隨著研究技術(shù)的發(fā)展，開始了對計時和計數(shù)腦機(jī)制的研究。計時和計數(shù)激活了丘腦，皮質(zhì)，紋狀體(tha1amo-cortico-striata1 circuits)的活動，兩者在頂葉后皮層(PPC，posterior parieta1COdeX)、前額、基底神經(jīng)節(jié)和小腦中具有共同神經(jīng)機(jī)制(Buhusi&Meck 2005；Wa1sh，2003)，wa!sh認(rèn)為大腦頂葉負(fù)責(zé)把刺激信息分為“多”或“少”。它的一些亞區(qū)域負(fù)責(zé)加工空間、數(shù)目和時間等不同維度的信息，這些維度的量值在下頂葉皮層(inferior parieta1 cortex)存在連接點。
　　4.11　頂葉
　　計時和計數(shù)激活了頂葉的部分區(qū)域，研究者發(fā)現(xiàn)左或右的頂葉后皮層與計時有關(guān)(A1exander,2005)；它也負(fù)責(zé)大的數(shù)字比較(Andres，Seron，&O1ivier，2005)，頂葉后皮層與比較任務(wù)中信息的存儲和提取有關(guān)(oztekin，McE1ree，Staresina，&Davachi，2009)，計時和計數(shù)都是要求對比兩組信息，因此可能是共同激活頂葉后皮層的原因。
　　Maquet等(1996)發(fā)現(xiàn)計時激活了右半球下頂 葉皮層的活動，Dehaene，Piazza，Pine1和Cohen(2003)認(rèn)為頂內(nèi)溝的雙側(cè)水平段(thc bi1atera1horizonta1 segment of the intraparieta1 su1cus，HIPS)主要完成數(shù)字比較、計數(shù)等任務(wù)，而且頂內(nèi)溝(intraparieta1 su1cus)與反應(yīng)選擇無關(guān)，它負(fù)責(zé)表征數(shù)目特別是語義上的數(shù)量信息(Cappe11etti，Mugg1eton，&Wa1sh，2009)，下頂葉皮層主要與量值的距離效應(yīng)有關(guān)，距離效應(yīng)導(dǎo)致包括頂內(nèi)溝在內(nèi)的項葉兩側(cè)的活動(Kaufmann，Koppe1staetter，De1azer，Siedentop￡Rhomberg，ct a1，，2005)，因此時間和數(shù)目在下頂葉皮層存在共同表征可能與距離效應(yīng)有關(guān)。但下頂葉皮層在計時中的作用也可能與持續(xù)的注意有關(guān)，因為下頂葉連接了與計時有關(guān)的額葉、基底神經(jīng)節(jié)和小腦等通路。
　　4.1.2　額葉一頂葉
　　計時和計數(shù)還共同激活了額葉和頂葉的活動。在計時中額葉一頂葉的激活與實驗任務(wù)有關(guān)，不同的實驗任務(wù)對注意和記憶的要求不同，Maquet(1996)用時間泛化任務(wù)(tempora1genera1ization task)來研究1s以上的計時中，要求被試對兩個時距作相等或不等的判斷，發(fā)現(xiàn)計時激活了右側(cè)前額、左右兩側(cè)的下頂葉皮層等區(qū)域。Harrington，Haa1and和Knight(1998)發(fā)現(xiàn)額，頂區(qū)損傷的病人計時成績下降，雖然通常認(rèn)為，有關(guān)數(shù)的加工位于頂葉，但也激活了前額的活動，計數(shù)中先激活后頂皮層，后出現(xiàn)前額的活動(Nieder&Mi11er,2004)，Piazza等人(2006)用fMRI研究計數(shù)，分別用視覺和聽覺呈現(xiàn)兩類刺激。視覺為紅色或綠色的方形，聽覺為高或低的聲音，刺激隨機(jī)呈現(xiàn)，30個刺激呈現(xiàn)完后，要求被試估計數(shù)目的多少并用fiVIRI觀測發(fā)現(xiàn)，不管視覺還是聽覺呈現(xiàn)都激活了頂內(nèi)溝和右?前額一頂葉區(qū)活動(hght-1atera1ised fronto-parieta1)。計數(shù)時，只是大概估計數(shù)目的多少，主要激活了右半球的腦區(qū)，而當(dāng)對數(shù)目進(jìn)行準(zhǔn)確計算時，激活了更多左半球的腦區(qū)(Pine1，Piazza，Bihan，&Dehaene，2004)，因此額葉一頂葉不是計時和計數(shù)的特定區(qū)域，它們的激活與任務(wù)有關(guān)，當(dāng)計數(shù)中要求辨別的數(shù)目多或者需要更多的注意資源時，激活了額葉和頂葉等皮質(zhì)，這與計時涉及的廣大腦區(qū)重疊。
　　4.1.3　小腦
　　小腦可能是中樞計時機(jī)制，負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)數(shù)百毫秒內(nèi)的計時，其損傷導(dǎo)致成績誤差的增加(Harrington，1ee，Boyd，Rapesak，&Knight，2004)。Breuke1aar和Da1rymp1e-A1ford(1999)損傷白鼠的小腦半球、蚓部和假手術(shù)(sham)，用兩分任務(wù)要求被試辨別200ms-800ms的時間或者2-8個數(shù)目，發(fā)現(xiàn)損傷小腦后，計時和計數(shù)的成績都下降，而蚓部的損傷對它們都沒有影響，而且，當(dāng)辨別的時間為2s-8s時，任何損傷對計時都沒有影響。根據(jù)模式控制模型，小腦負(fù)責(zé)數(shù)百毫秒內(nèi)的計時和計數(shù)，小腦的損傷影響開關(guān)的加工，因此損傷小腦對計時和計數(shù)的影響是一致的(Breuke1aar,1998)，當(dāng)時距大于2s時，計時受到更多因素的影響，因此只損傷小腦對計時無影響(Cat1u，E1 Massioui，Dutrieux，Brown，&Doyere，2009)。
　　
　　4.2　計時和計數(shù)的特異腦區(qū)
　　Dorma1等(2008)用離線(off-1ine)的rTMS(repetitive transcrania1 magnetic stimu1ation)刺激左IPS、右IPS和頂點(作為控制點)，要求每個被試完成計時和計數(shù)。數(shù)目為5、6、8、9四個不同的圓點數(shù)目，分為大距離和小距離，被試同時完成兩種任務(wù)，計數(shù)中比較連續(xù)呈現(xiàn)的數(shù)目哪個更多，計時要求被試比較哪一個圓點呈現(xiàn)時間更長發(fā)現(xiàn)兩種任務(wù)條件下的反應(yīng)都非�？�，具有典型的距離效應(yīng)，刺激左IPS后，計數(shù)的反應(yīng)時增加，而刺激右IPS對計數(shù)無影響；刺激左IPS、右IPS和頂點對計時都無顯著影響。這表明左IPS對計數(shù)起關(guān)鍵作用，而對計時不起主要作用，計時和計數(shù)至少在某一點上是分離的。最近研究者(Ca1ape11etti，F(xiàn)reeman，&Cipo1otti，2009)研究腦損傷病人的時間、數(shù)字、數(shù)目和空間加工的差異，病人主要損傷右半球，包括右頂下區(qū)、右顳上小葉、右額下區(qū)和側(cè)前額以及島區(qū)和右基底神經(jīng)節(jié)，但頂內(nèi)溝和小腦無損傷，發(fā)現(xiàn)被試在日常生活中與時間有關(guān)的行為出現(xiàn)混亂，在實驗室研究計時和計數(shù)時要求說出刺激顏色以防止數(shù)數(shù)，發(fā)現(xiàn)計時與控制組有顯著差異，而損傷對計數(shù)無影響。這表明計時和計數(shù)存在差異，頂內(nèi)溝是數(shù)字加工或計數(shù)的特異區(qū)域。但只是頂內(nèi)溝和小腦不能保證計時的順利完成，計時是更多腦區(qū)共同起作用，損傷了前額等區(qū)域會對計時產(chǎn)生影響。
　　從腦機(jī)制的研究發(fā)現(xiàn)，計時和計數(shù)在激活的腦區(qū)上既存在共同的腦區(qū)，也有部分差異，這與量值理論并不矛盾。因為計時是額葉、頂葉、小腦等區(qū)域共同起作用，而計數(shù)主要在頂葉特別是頂內(nèi)溝完成，不同任務(wù)下也激活的額一頂葉等腦區(qū)，因此兩者在腦機(jī)制上存在共同表征。
　　
　　5　未來研究的方向
　　
　　計時和計數(shù)的研究取得了一些成果，但仍有很多問題需待深入探討。
　　首先，模式控制模型認(rèn)為累加器具有內(nèi)部轉(zhuǎn)換機(jī)制，把不同通道(視覺、聽覺或運(yùn)動)、不同呈現(xiàn)方式(同時呈現(xiàn)或順序呈現(xiàn))和不同刺激(時間、數(shù)目、空間)轉(zhuǎn)換為單一的抽象信息，再把轉(zhuǎn)換后的單一信息輸入記憶階段，這表明經(jīng)過累加器的轉(zhuǎn)換作用，計時和計數(shù)存在共同加工，Robe~(1994)進(jìn)一步修改為兩種記憶存儲。但Breuke1aar(1998)認(rèn)為計時和計數(shù)是順序加工的，而且人類的研究也表明計時和計數(shù)存在差異。但也沒有完全否定計時和計數(shù)存在共同表征的可能性，未來需要研究計時和計數(shù)是否在編碼階段存在共同加工，即累加器能編碼不同形式的信息，然后把同一值輸入到記憶和決策階段；還是計時和計數(shù)是兩種記憶存儲，兩者的部分差異出現(xiàn)在記憶階段：抑或計時和計數(shù)象計時和非時間信息的加工一樣，受到注意資源的影響，在對比階段存在反應(yīng)沖突，這些需要結(jié)合ERP、fMRI等研究技術(shù)考察兩者在每個加工階段上的異同，
　　其次，除了刺激的數(shù)目，計時還受到其他因素的影響，例如，刺激數(shù)目的組織和加工方式以及注意的轉(zhuǎn)移等非時間信息也可能與數(shù)目共同起作用(黃希庭，徐光國，1997。1999)，時間認(rèn)知分段綜合模型認(rèn)為時間的長短、間隔、順序、刺激出現(xiàn)的時點以及個體的認(rèn)知、情緒、健康及人格等因素都會影響時間加工(黃希庭，1993)。已有的研究只是從時間和數(shù)目信息來考察計時和計數(shù)。如果計時和計數(shù)具有同一心理表征，那么未來可以考察影響時間的這些因素是否對計時和計數(shù)的影響一致。
　　再次，在研究方法上，對計時和計數(shù)的研究幾乎都是用回溯式的方式，而注意資源的多少對計時的影響很大，計數(shù)更具自動和靈活性，因此，注意資源的有限性使計時和計數(shù)存在差異，未來需要可以采用預(yù)期式的方法，增加注意資源，同時結(jié)合復(fù)制法、產(chǎn)生法等不同的方法來考察計時和計數(shù)的關(guān)系。
　　最后，在神經(jīng)機(jī)制上的研究中，計時激活了基底神經(jīng)節(jié)、小腦、前額，頂葉等區(qū)域的活動(Maquet，ct a1，，1996)，而也有研究在計數(shù)中沒有發(fā)現(xiàn)小腦和基底神經(jīng)節(jié)的激活(Pizza，et a1，，2006)，而且仍未見損傷它們對計數(shù)的研究。而且已有文獻(xiàn)大部分是單獨(dú)從計時和計數(shù)來研究的，未來需要探索不同的腦損傷對計時和計數(shù)影響，以及同時計時和計數(shù)時所激活的腦區(qū)有何相同和差異。

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