论文摘要
数量认知能力是人和多种动物具有的一种高级认知能力,在生存和生活中具有重要价值;进化赋予了数量的心理表征以压缩的形式。Dehaene和Changeux指出,输入的视觉信息经过总和编码和位置编码,将数量信息抽取出来,从而完成数量的表征。总和编码与数量呈线性关系,位置编码与数量呈对数关系,符合韦伯-费希纳定律。此前有很多研究发现了猴子和人的顶叶神经元具有位置编码的功能,同时在猴子前额皮层也发现了位置编码的神经元。但仅有Roitman等人的研究中发现了总和编码的神经元。神经成像研究表明,人类的顶内沟区域也表现位置编码的特征。一方面,大量研究发现大数和小数具有不同的加工机制；另一方面,多数研究采用小数作为刺激,使得部分学者怀疑这些编码仅适用于小数。因此,①检验这两种编码是否同时存在以及②大数和小数是否具有相同的编码机制是本研究的两个目的。此前的研究大多采用了数量比较的方法,发现顶内沟表现出数量加工的效应。同时,在其他连续性变量的研究中,也发现了量的比较与顶内沟活动的相关性。因此,这一区域是与数量表征有关还是反映了一般的比较能力尚不清楚。此外,Verguts指出数量的编码策略可能受到任务要求的影响。在大小比较任务中,总和编码是一种更优的策略：在异同比较任务中,位置编码是一种更优的策略。因此,①设计精巧的任务以有效地排除反应的干扰以及②分离出纯粹的数量加工过程而有效避免数量比较的影响是本研究的难点和主要创新点。本研究首先通过反应时技术检验了感数与计数的自然分离。行为研究的结果表明,二者的分离在较短时间内不受呈现时间的影响,反应时随着数量的增加而增加,符合幂函数的增长模式。本实验一方面提高了感数研究的生态效度,另一方面首次明确了反应时非线性增加的具体模式。实验二创造性地用无关任务范式将反应阶段从加工过程中分离出去,并实现了对与任务无关的数量加工过程的检测。在研究范式上取得了重大突破。在无关任务范式中,刺激序列的呈现与oddball范式类似,仅仅要求对偏差刺激进行反应。理论上,标准刺激与偏差刺激是在不同维度上变化的。这一范式有效避免了概率不同产生的效应,也避免了不同因素间的相互影响,使之能够分离出某一方面的认知加工过程。实验结果表明：（1）感数与计数是有区别的,小数与大数加工机制的不同反映在加工的早期阶段,在ERP的P1成分上表现出来。这一结果澄清了此前大量研究的困惑,清晰地表明感数与计数的分离不是前注意的,而是与视空间注意和工作记忆具有密切联系。（2）在不受任务干扰的情境下,数量的自动加工过程中同时存在总和编码和位置编码。总和编码和位置编码是序列进行的,分别在N1和P2p成分上表现出米。这一结果支持了Dehaene和Changeux的神经网络模型。总之,本研究通过对实验范式的改进,有效地揭示了数量加工的神经机制。但是视空间注意和工作记忆在数量加工中的作用、视觉场景中数量信息的抽取、神经编码的普遍性和神经编码的生理机制等问题还需要进一步的研究。