学习稳定性的认知神经机制-论文.pdf

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1、2014年9月河北工程技术高等专科学校学报Sep．2014第3期JOURNALOFHEBEIENGINEERINGANDTECHNICALCOLLEGENo．3文章编号：1OO8—3782(2014)03-0064-03学习稳定性的认知神经机制顾悦，李红宇，赵微，王秀珍，于晓红(1．东北农业大学电气与信息学院，黑龙江啥尔滨150030；2．哈尔滨师范大学计算机科学与信息工程学院，黑龙江哈尔滨150025)摘要：学习稳定性是从学习可塑性的角度考察知识掌握的程度，它囊括了记忆巩固模式中可塑和各个行为阶段一从记忆形成到

2、记忆巩固再到正确行为的实现，有效地解释了从学习到正确行为的进程。稳定性还吸纳了行为控制理论、信息理论与认知学习理论的合理成分，以及Ebbinghaus的记忆巩固和Craik的记忆容量保持理论，使学习可塑的信息加工过程得到了重新定位和补充，因而与可塑性相比，学习的稳定性更有利于综合解释记忆、学习和正确行为之间的关系，更有利于进一步支持有关的理论建构、功能研究以及教学策略的开发与验证。关键词：稳定性；可塑性；学习；记忆中圈分类号：B842．1文献标识码：A学习稳定性是指从已巩固的记忆组织中提取信息并有效加工的过程。作

3、为一种提升智能的认知活动，稳定性在大脑中的机制如何?大脑可塑到怎样的程度才能达到稳定，稳定性怎样影响人们更加有效的进行学习等，这些科学问题引起了脑科学、认知科学、神经科学和计算机科学领域的共同关注。近年来，随着学习可塑性的研究进展，稳定性神经机制逐渐引起了人们的重视L1]。在脑科学发展的同时，脑的可塑性研究也迅速发展起来。可塑性作为记忆组织是否稳固的决定性因素_2]，对学习、记忆和行为的影响倍受研究者的关注，涌现出了探讨可塑性对学习和记忆的影响。但是，可塑性研究中忽略了可塑性的域限问题[3]，单纯的可塑性研究导致

4、了记忆组织的过于稳固或不稳固的缺陷，也直接影响了学习的绩效。为了研究学习稳定性在认知中的作用，应该首先了解稳定性对记忆组织的影响。学习是记忆的必要条件，记忆稳定性是学习稳定性的前提。自核磁共振等设备出现后，脑科学界就在研究各类任务的记忆巩固的神经机制。这些研究涉及到词汇、语言、数学运算规则等记忆巩固的脑机制研究。近年来，人们开始关注巩固的记忆组织中信息提取和加工的作用，并对其神经机制进行探究]。1可塑性和稳定性的相互影响已有的阐释可塑性和学习的认知神经机制的成果，已经为探讨学习的神经基础提供了粗略的框架。Varg

5、ha—Khadem等人研究了在儿童时期切除左半球的病人，发现他们仍然具有习得语言的能力。在此之后，许多研究者相继用各种脑成像技术对脑损伤者进行了研究。Miiller等人用PET研究了左半球受损伤较早的患者会出现右半球优势。结果也显示出正常成人左半球的额叶和颞叶的血流量明显高于右半球；相反，脑损伤较晚的患者这种效应明显降低，脑损伤发生较早的患者会表现出右半球优势。对脑损伤患者的实验为研究神经系统的动态变化提供了一些实验依据，实验结果表明神经系统在一定程度上会受到经验的(已有的稳定性)影响。McCandliss、Ka

6、ssubek和Schiltz总结提出了脑可塑性研究的一个范式，该范式的实验结果认为，脑区的激活程度与实验任务中要求参与的认知成分有一定的关系。Wang等考察了成人知觉系统的可塑性。结果表明，语调任务的学习引起了左脑BA22区激活程度的增强。在Wang的实验中，还发现经过两个星期的学收稿日期：2014—06—17基金项目：黑龙江省教育厅基金项目(SEIE2013-04)，黑龙江省基金项目(11DO55，12DO67)，国家社科基金项目(13BTQO57)。作者简介：顾悦(1993一)，女，江苏如东人，东北农业大学电

7、气与信息学院软件工程专业本科在读。第3期顾悦等：学习稳定性的认知神经机制65习之后，在训练前没有出现激活的脑区一左脑BA42和右脑BA44区，在训练后得到激活。她认为这可能是学习任务的影响。可塑性的脑机制研究取得了很大的进展，为学习稳定性的研究提供了一定的支持，但同时也存在着问题：(1)研究者的研究都局限于特殊任务的脑区定位，希望考察任务相关的对应脑区的变化。而事实上，任何任务的完成都是多个脑区的协同合作的结果，是分布式网络的节点反应力和节点间连接强度的结果。(2)这些范式都是基于“可变”的脑机制研究的。在这些范

8、式中，没有考虑到稳定因素的重要性，忽略了稳定性在可塑中的决定作用，因而也就没有关心某些与稳定有关的脑机制。正如Tomasi所说，稳定性表明了行为的自然特性，必将成为一个热点的研究方向。2工作记忆提取信息的能力对稳定性的影响研究工作记忆对稳定性的影响，是探讨学习中稳定性调节机制的又一种方法。在进行复杂认知任务时，需要在工作记忆系统中临时的信息存储和加工处理。Dehaene等