摘要/Abstract
展望塑造了我們感知、理解這個宿世界的體例——這一不雅點在系統神經科學界變得越來越有影響力,同時也為我們理解神經精力性掉調供給了一個框架——一般環境下,先驗信息會影響我們的感知和不雅念;而這一機制在精力掉調人群中被干擾了。這導致了患者無法形當作表征這個宿世界的最優模子。越來越多的人將展望的影響概念化為“自上而下”的過程——從信息加工的角度來看,發生于(皮層)更高級區域的展望影響了位于更底層的區域。然而,這種觀點并沒有考慮“自下而上”信息加工過程中發生的展望信息。正如本文將揭示的一樣,區分“自下而上”與“自上而下”的展望過程,是極其主要的。這種區分也是構建出展望加工框架的關頭,這將幫忙我們理解展望加工過程中的掉調是若何激發精力性掉調的癥狀與體驗的。
生命利用感官輸入來發現四周的布局,從而締造出對情況的表征。這樣的表征是施動者(agent)*調控與外界交互的關頭。然而,感官輸入寄義恍惚而且布滿噪音。是以,大師認為對情況的精確表征,也是需要先驗信息的。先驗信息供給的展望也許能消弭感官旌旗燈號的恍惚,而且讓人可以猜測導致感官輸入的外部刺激。按照這個展望加工的框架,基于關于外部宿世界的先驗信息作出展望,是大腦的關頭功能。
*編者注:在節制論、強化進修和人工智能等范疇中,施動者是指在面臨情況轉變時可以或許自立步履并進行自我調節的實體。
就如人們在強化進修和人工智能的范疇中所做的,在節制論的范疇,我們也將系統——即一套互動組件組成的同一整體——細分當作很多施動者及其情況。我們應該若何分辯系統、施動者和情況,取決于具體的問題。好比,系統可能是一條魚(施動者)按照旋渦和水流(情況)做出反映。此外,系統也可所以魚骨骼器官的部門(施動者),在整個身體(情況)中勾當。又或者,我們可以將水流和此中的所有生物視為系統。節制論學家考慮的是,施動者在面臨情況的轉變時,若何與情況交互從而維持內涵的穩態。早期的節制論學家意識到,這個假設同樣也可以用來架構大腦的研究——施動者對情況擾動的最佳反映是預先步履(proactive)而非因地制宜(reactive);也就是說,展望是需要的。這個范疇的前驅之一,威廉-羅斯-艾什比(W. R. Ashby),和他的同事提出了兩個定理,來申明施動者若何可以或許當作功抵當情況擾動:
既然情況多變,施動者也要多變。在節制論的范疇中,多變性(variety)是指一個系統(情況或者施動者)能處在的狀況的總數。若是一個施動者為了維持本身內涵的穩態,去節制或調節情況對他們的影響,那么施動者能處的狀況總數必然大于情況影響他們的體例總數。這就是所謂的需要多變性定理(Law of Requisite Variety)。值得注重的是,這個定理是指施動者經由過程應對情況的影響,在抱負規模內維持內涵穩態的能力,而非其直接影響情況的能力。是以,施動者必備狀況的數量必然會等于或大于地點情況可能擾動或者影響其的體例總數,而非情況可以或許達到的狀況總數。
威廉·格雷·沃特(William Grey Walter)和他聞名的主動化“陸龜”機械人,該系列機械人可以對外界的光線發生反映、碰著障礙物調整偏向、循著導航燈光回到充電處充電,還能彼此發生必然的互動,甚至對鏡中的本身發生反映。
-cmu.edu-
一個好的調節者能為其地點的情況成立優異的模子。與需要多變性定理緊密親密相關的是優異調節者定理。這是一個數學概念:若是施動者當作功地減輕了情況狀況的影響,從一些意義上來說,施動者必然成立了一個情況的模子。這就是說,施動者必然知道要用什么樣的內涵狀況來應對什么樣的情況狀況。
早期的節制論學家本家兒要關心的是簡單施動者的機能。此中有一個聞名的例子就是一系列的主動化“陸龜”機械人。這些機械人可以或許簡單地對情況中的轉變作出即時反映,以此介入到與情況的復雜交互中。節制論學家很稱心識到,同樣的定律也合用于大腦中的信息處置:為了當作功對情況轉變作出準確反映,施動者需要對情況的相關方面進行建模和展望。這意味著,想要領會大腦的設計,我們可以細心不雅察大腦面臨的這個外界情況。
-Stephan Schmitz-
這一不雅點在心理物理學、靈長類電心理學、認知計較神經科學和臨床神經科學范疇變得越來越有影響力。在這些范疇中,這個不雅點為感知、不雅念和行為的雜亂供給了全新的視角。然而,這些范疇對“展望”自己的界說經常不明白,是以對這個術語的利用的也很不精準。幾乎在每個處所,展望都被認為是在信息加工的品級中,高檔級加工以“自上而下”的體例感化于低品級加工。本文中,我們將供給證據挑戰這個僅僅考慮了“自上而下”的不雅點,而且表白神經系統中還包含了良多其他形式的展望信息,以“自下而上”的加工體例呈現出來。
在這篇不雅點文章中,我們認為,區分宿世界上兩種紀律(regularity)或者“模式”(pattern)長短常主要的,這兩種紀律配合組成了神經系統展望的根本。我們將介紹時空全局(或者恒常)不區分品級的紀律(spatio-temporally global or constant, non-hierarchical regularities)與時空局部的紀律(spatio-temporarlly local regularities)之間底子的區別,后者依靠于情景,是以是分品級的。我們將供給證據表白,基于這種兩種紀律的先驗信息的展望在機制上是分歧的:它們與兩種分歧形式的信息加工(自下而上和自上而下)相關。最后,我們舉例申明區分這兩種形式的展望的主要性。固然我們認為,跟著相關范疇研究的當作熟,這兩種形式的展望會被進一步細化,我們將這本家兒要的區分——基于形式而非展望的內容的區分——視作是在健康和疾病范疇,標的目的更為綜合和多樣的展望加工機制,邁進的主要第一步。
展望的素質
展望是信息理論(information theory)和貝葉斯決議計劃理論(Bayesian decision theory)中的主要部門。貝葉斯模子在幫忙我們理解大腦功能上一度闡揚了主要的感化,感知和認知揣度(perceptual and cognitive inference)不僅僅依靠于當前的輸入,并且也被所謂的先驗經驗或者關于情況布局的布景信息塑造著。值得強調的是,貝葉斯決議計劃理論供給了一個規范的框架:它許可研究者具體申明施動者考慮到能獲得的信息時,應該若何操縱當下的輸入和先驗信息來最大化特定的效用(utility),可是關于這一過程若何實施的精確機制仍然是不成知的。如統一個地圖能臚陳最佳路線卻不克不及供給最好的交通體例一樣,貝葉斯決議計劃框架是關于總體上的客不雅展望,而非展望是若何在神經系統中形當作的。
展望編碼(predictive coding)的概念很大水平上塑造我們了若何考慮神經信息的加工,而且在正常和疾病群體中,這個概念開導了一些最為具體的神經科學的展望機制。人們提出了一系列的展望編碼模子。這些模子在計較上都是相似的,可是在神經元層面操作的假設卻很是分歧。然而,這些最有展望性的編碼模子使得展望被進一步概念化為自上而下的加工過程。
在預示了現在展望加工框架大部門思慮的節制論(cybernetics)范疇中,早期研究對展望的素質供給了一個更廣漠的理解。值得注重的是,我們這里利用的“展望加工”是作為一個籠統的術語,包含了展望編碼;后者是展望加工的一種特定形式。節制論這個術語來自于“梢公”(steerman)這個希臘詞,這個詞暗示了一個當作功的施動者必然會經由過程某種體例節制其四周情況的效應:這種節制紛歧定是經由過程限制情況,也可所以經由過程順應性地對情況相關參數的轉變作出反映。梢公紛歧定要節制風,海潮和洋流,可是梢公可以經由過程做出調整從而最小化情況對船只航路的影響。
艾什比提出了必備多變性定理(Law of Requisite Variety)和優異調節者定理(Good Regulator Theorem),這兩個互補的定理與我們的構思緊密親密相關。這些定理供給了一個關于展望素質的視角。這兩個定理意味著,考慮相關情況影響的布局,可以或許為我們關于施動者的底子的特征設計供給主要的原則性看法。跟著這個設法的深切,情況能對施動者發生影響,施動者也能對情況進行建模。我們認為將情況的法則考慮在內,可以或許幫忙我們理清需要展望的形式。
我們可以按照分歧種類的情況法則對施動者發生影響的時空尺寸進行分類。一般認為,一些法則是時空全局(即不局限于特定的空間或者時候節點)的,而且與施動者與情況的每次相遇有關。這些法則自力于情境身分,是以是非品級的:法則的存在是不成改變的,且與當下情境或者情況中的其他狀況無關。是以我們可以假設,對這些法則進行建模要求施動者履歷并處置相似的情境。撐持這個假設的證據正在不竭增添,這些證據會鄙人文提到。從這些證據出發,我們揣度,讓人得以進行時空全局法則展望的先驗常識,是自下而上的加工布局的根本。這些先驗信息對我們發生的影響是展望性的;從某種意義上說,這種影響是對施動者四周情況(與當下具體情境無關)的總體展望,并不依靠于當下的感官輸入。我們假設,這種展望在每次施動者碰到刺激時無可避變地主動發生,決議和塑造了我們一向以來與宿世界的交互。
-Stephan Schmitz-
全局展望限制的概念固然并非全新的,可是被現有的展望加工詮釋所忽略。現有的詮釋更多地的存眷是另一種與時空局部法則相關的展望。這些法則只會在特定的情況下呈現從而影響施動者。因為他們的情境依存性,這些法則具有品級布局,在品級布局中,情境狀況決議了法則呈現或者相關與否。為了對這些法則進行建模,施動者的大腦必需反映出法則的特征。這可以經由過程一個有品級的、自上而下的加工系統來實現:高檔級的信息加工機制提取當下的情境信息,然后將展望成果返回給低品級的單位,以此來調制先前的加工。
兩種法則到展望的對應都有等價的節制論中的梢公比方:船的材料和外形是不變的——因為梢公依靠航行的前言的焦點特質是不變的。對比之下,對船布局特征的操縱必然進行了情境相關地轉變,來應對情況特征轉變(風,海潮,和洋流)所帶來的挑戰。簡單來說,施動者具有不變的特征,用來調控四周情況的恒定的影響,同時也有情境依靠的特征,這些特征反映和調控四周宿世界的情境依靠特征。鄙人一節中,我們將給出撐持這個不雅點證據的梗概。
此刻起頭,我們將利用術語“限制”(constraint)來指情境自力的法則和由此形當作的情境自力的展望的根本。這個術語來自于計較機視覺范疇。在這個范疇中,限制指代一個相似的不雅點。它直不雅地指出,神經系統的布局強迫信息加工沿著預先決議好的道路進步。這些道路的軌跡是施動者按照先驗信息對情況的估量,是以是展望性的。值得注重的是,我們不撐持對“展望”這個術語的概念進行擴張。相反,我們認為,對于這個術語的計較概念的一致性利用,能指導我們思慮自下而上加工的限制若何就是展望性的。與限制相反的是,我們利用術語,“期望”(expectation)來指代與情境依靠的法則的相關先驗信息。注重的自上而下加工的影響在功能上與展望加工分歧,展望加工是本文的所存眷的,是以我們不會會商注重的自上而下加工的細節。
紀律與展望
| 情境自力紀律性與約束
天然宿世界或許看起來千變萬化,然而,從高地草甸到地中海海岸,天然景不雅在圖像中表示出了千絲萬縷的聯系:分歧圖像在諸如局部線條偏向、輪廓的外形與物體的擺放位置的分布上都很是相似。感官系統在解讀圖像時操縱這些紀律來優化編碼信息,從而在耗能最小化的同時實現最優表示。現在,越來越多的研究著眼于從神經學角度,探討感官信息(sensory evidence)與基于先驗常識的展望(knowledge-based predictions)是若何整合的。這些研究成果表白,人們基于先驗信息總結出的全局性、情境自力性紀律被內隱地鑲嵌進了信息加工機制的布局中。舉個例子,在景不雅圖片中的偏向信息并不是平均分布的——垂直與程度偏向偏向在圖片中往往存在著過度表達(over-represented)。正如感官系統對本家兒軸(cardinal axes)偏向存在著感官誤差,以及神經元對于該偏向的敏感水平更高一樣,人們在感知局部朝標的目的(local orientation)時也存在著基于分布法則的傾標的目的性。主要的是,基于一些電心理學及功能磁共振當作像研究成果,人們認為這種傾標的目的/限制(constraint)是內隱地存在于初級視覺皮層(V1)布局中的調頻于(tuned to)本家兒要(cardinal)偏向的神經元在V1區域存在著過度表達,且調頻功能相較于其他神經元更狹小。在該布局根本上,人們可以或許內隱地進行基于偏向常識(先驗信息)的貝葉斯揣度(Bayesian inference),而無需將先驗信息以自上而基層級布局(top-down hierarchy)的體例進行外顯的表達。一項關于別的一個情況根基屬性紀律——物體移動速度的研究顯示,(先驗)限制同樣在神經元密度不平均分布、相關神經元群調頻功能較為狹小的布局上獲得了內隱表征。
人們還經由過程整體的、情境自力紀律對于情況中局部表征進行分組。界說物體視覺鴻溝的輪廓中同樣存在著紀律性。在提取圖片中的輪廓信息時,人們的視覺系統會操縱先驗信息中的典型輪廓外形來對單個的位置信息進行分組使之當作為更大的處置單位。這種分組機制稱作“聯想場(associate field)”,聯想場中的偏向信息分組與天然界中的輪廓分布紀律極為相關。輪廓信息對于界說圖片中的特征與物體信息至關主要。動物研究顯示,對早期視網膜皮層(early retinotopic cortices)神經元間平行毗連(horizontal connection)的布局[MOU3]在聯想場的成立中飾演了不成或缺的主要腳色。邇來,一項動物研究探討了偏向調頻(orientation tuned)的V1神經元中的 “沉寂(silent)”布景。沉寂布景指的是當刺激位于特定視覺區域時,該刺激自己雖不足以激活激活神經元,但可以或許調節該神經元的勾當。該研究表白V1神經元的程度毗連布局在其空間排布上與人類的心理物理聯絡場(psychophysical association field)極其相似。V1區域平行聯接擺列布局的發現為人們操縱與情況布局相關的先驗信息對輪廓識別進行展望供給了神經心理學證據。這些布局嵌入式的限制包管了輪廓中的局部偏向信息與我們對宿世界布局的先驗常識相一致。關于輪廓整合的情境自力機制可能會受到自上而基層級布局的影響。
甚至在完整的物體中也存在著情境自力的根基紀律。一個例子是,物體的輪廓凡是跟著物體一同彎曲(convex)。盡管包含自上而下過程在內的一系列機制都介入了視覺系統將物體從布景平分離的使命,仍有研究表白,情境自力展望以將彎曲度(convexity)限制鑲嵌于自下而上處置程序內的體例在該使命中闡揚主要感化。在V1區域中,前饋神經聯絡與反饋神經聯絡終止于分歧的層級(layer)中,這為我們對自上而下調節與包含了平行影響(horizontal influences)在內的自下而上調節的分手供給了機遇。一項對恒河猴利用層級錄制(laminar recordings)的研究表白,V1中的平行聯絡在早期圖像-布景分手中闡揚了主要感化。主要的是,計較模子顯示,V1區域內神經環路間的促進與按捺平行毗連的專一性包管了展望的實施,且這種展望中的彎曲度限制來自于物體布局的情境自力性紀律。
-Stephan Schmitz-
另一個證實布景自力性紀律的例子源于這樣一個事實:部門物體類別常呈現在合適經驗紀律的位置上。因為我們的心理感官是用于識別情況的,真實宿世界中物體的坐標紀律性是以被轉換當作為視網膜當作像上的紀律。舉個例子,草坪與地毯的坐標位置可以轉換為我們的下半部門視野,而面目面貌與文字可轉換為我們上半部門的視野。邇來一項關于神經元群感觸感染野(populational receptive fields)的研究顯示,對位置紀律的展望發生于與特定物體類別相關感觸感染野的高級視覺皮層神經元中,也就是說,感觸感染野對特定物體類別在視野中常呈現的位置呈現了方向性。譬如,在英文母語者中,與文字識別相關的神經元群在感觸感染野中的表示為規模更小、方向視覺正中,且更方向于程度排布(而非垂直排布)。該發此刻人臉與景色識別中同樣獲得了驗證。
總而言之,上述研究表白了外界情況的紀律性信息被內隱地編碼于信息處置系統中,且為該系統中不變的布局性當作分。展望由此影響/限制了自下而上的信息處置過程。本段落中我們本家兒要著眼于知覺過程,但還有更多來自進修或其他認知范疇的研究同樣為情境自力限制供給了證據。譬如,一些嘗試證實了分歧生物體(organism)對于情況法則的習得水平是分歧的。分歧生物體對于進修的籌辦狀況似乎受到了分歧水平的限制,限制強度可能是由情況法則與該動物的相關水平決議的。邇來一項關于果蠅的籌辦進修(prepared learning)研究為該發現供給了證據。該研究團隊對兩組果蠅施加分歧的嘗試處置:一組在施與視覺旌旗燈號后施加厭惡性刺激,另一組在施與嗅覺旌旗燈號后施加厭惡性刺激。在顛末40代滋生后,兩組果蠅對分歧的刺激(視/嗅)發生了分歧的籌辦狀況。將展望成立在對自下而上信息處置過程的限制中,可以或許使得某種特定動物最大水平地操縱情況信息,在包管闡揚狀況的同時降低代謝耗能。是以,我們不難理解為何人們在開辟人工智能算法時會將情境自力法則鑲嵌進人工智能收集中。
而這種鑲嵌于布局中的限制源于何處呢?無論是從理論抑或是方式論上,我們都很難將系統發育(phylogeny)與個別發育(ontogeny)對動物的影響朋分開來。本文將不合錯誤該問題進行進一步的會商,但現存的證據表白,不存在一個可以或許詮釋所有相關現象的理論。系統發育與個別發育可能交互影響了神經系統中該限制的發生。在一些極端例子中,人們發現該限制可能以自力于感知經驗的體例而與基因編碼相關。在別的一些例子中,該限制還可能與當作年后的相關履歷有關。
| 情境相關紀律與期望
別的一些情況法則以情境相關(context-dependent)的形式呈現。設想這樣一個場景:在叢林安步時,我們更可能不雅察到林地鳥類而非涉禽類。對鳥類種類的識別因而激活了人腦頂用于展望特定特征的表征——好比對某種形態的喙的表征。喙的呈現預示了某些根本程度(lower-level)的紀律,例如某些特定輪廓及某些朝標的目的邊緣呈現的視野位置。在這個例子中,對情境的依靠性取決于輸入刺激的低程度局部特征紀律是由其更高程度特征決議,仍是由與該刺激無關的信息決議。是以,除了情境自力性特征外,情況布局中還存在著一種品級嵌套特征:情況中的高檔級紀律性決議了低品級紀律性。我們展望,大腦中必然存在著近似的,用于處置情境相關情況紀律的品級嵌套式信息處置機制。我們認為該處置機制中存在著一種自上而下的布局,高級程序由此可以或許提取情境信息(contextual information),進行推理展望,并將該展望回饋至模子中,進而影響早期知覺過程。
在大腦皮層布局中存在很多可以或許支撐自上而下處置的證據。在上文所舉的鳥類學例子中,情況情境信息決議了我們更有可能碰見哪種鳥類。研究表白,大腦可以或許借助情景-物體相關性(scene-object dependency)對物體進行感知。例如,人們對置于常規情境中的物體識別速度更快。人們認為高程度情境加工皮層(high-level context-specific cortices)由情景作出的展望反饋至初級物體表征中,從而發生了這種促進感化[73]。當物體粗略的邊緣從布景中提取分手出來時,人腦便推導出紀律性展望,由此發生結局部特征處置與展望間的動態交互影響。很多關于靈長類動物的電心理學研究顯示,自上而下布局可以或許極大水平地對信息加工各層級進行過濾,這種過濾甚至影響到了位于皮質下布局的早期信息加工階段。
在上文例子中,展望信息本家兒要來自于感官輸入。然而邇來,越來越多的研究指出自上而下布局不僅僅操縱了感官輸入信息。例如,鳥類學專家可以或許敏捷地挖掘并識別鳥的種類。心理物理及腦功能當作像研究給出了這樣的證據,即對某種物體的專業常識(knowledge)能以自上而下的形式對物體識別闡揚顯著的促進感化。此外,心理物理學研究顯示,對特定物體當作分甚至語義意義的預期也能以自上而下的形式影響早期視覺特征的識別。預期發生于感官輸入之前,存儲于高級記憶系統中。腦功能當作像研究也給出了近似的證據——儲存于頂葉/額葉區等分布式收集中的物體先驗常識,動態影響了早期視網膜皮層中的視覺當作像。有趣的是,心理物理學及腦功能當作像研究均發現了只有對刺激當作分的期望可以或許激活早期視覺皮層中的特征模版。
-Stephan Schmitz-
人類及社會性動物的社會互動(social interaction)有較強的情境相關性。一些研究顯示基于先驗社交常識發生的預期對信息加工發生了極其主要的影響。心理物理學研究顯示,人們可以或許操縱社會互動常識中的情境相關紀律來理解他人動作模式中的信息。這種指導關系同樣是自上而下的。甚至是對他人心理狀況的預期,如他人發生某一動作的意圖,都可能影響對社會性信息的早期知覺加工。
持續性表露于不異或近似感官刺激下可能影響人們的感知覺加工,這種現象凡是被稱作順應(adaption)。順應現象紛繁復雜,人們對其背后機制的理解尚不完全。現存模子大多否決將其視作被動的“神經委靡”(neural fatigue)而更傾標的目的于將其理解為一種本家兒動加工,但我們仍不清晰順應現象是否受到了展望加工的影響。人們認為,諸如對反復呈現或可預見刺激降低神經反映強度、對不成預知刺激增添反映強度等現象與自上而下處置的情境自力展望相關。但另一部門研究顯示自下而上加工也同樣影響著順應現象。認為順應現象與自下而上加工相關的研究凡是采用相似的嘗試處置,而認為順應現象與自上而下加工相關的嘗試采用了各類分歧的嘗試處置。這些發現可能揭示了兩種機制:一種是受情境自力限制影響的自下而上加工,另一種是受情境相關展望影響的自上而下加工。后者可以或許在多變的情況下闡揚感化。
總而言之,很多研究指出,情況展望性可能是情境相關的。在這種情景中,我們在上一部門所會商的鑲嵌了展望信息的自下而上加工便顯得不那么有幫忙。發生最佳表示的個別凡是可以或許操縱展望來以自上而下形式矯捷調整信息加工,而現今大大都展望加工模子研究也凡是著眼于這種展望形式。
意義與應用
有的人認為,沒有需要區分展望的分歧形式,因為它們最終都辦事于統一個目標:即促進對宿世界狀況的揣度,從而優化有機體與宿世界的彼此感化。這種設法是有事理的,當我們盡力去對行為進行高條理的、功能性的描述時,就像很多與最優化有關的模子一樣。這些模子為從功能角度評估一個施動者的機能供給了貴重的基準。
然而,展望處置框架經常做出一個額外的前提假設:即展望過程是由自上而下的機制介導的。正如我們上文所說的,這個不雅點是不完整的:展望信息可以在大腦中以至少兩種形式實現。若是我們的方針是追求在神經機制上的理解,那么批改當前的單一不雅點是有需要的。在很多方面,我們都已經看到了加強和擴展單一的展望處置機制的價值。
| 將計較模子與神經機制聯系起來
若是一個計較模子只描摹出自上而下的展望模子,那么很可能面對著計較模子與神經機制之前脫節的風險,這將反過來阻礙模子和實證研究之間的反饋輪回,以至于阻礙接下來的研究進展。查驗包含錯覺的展望過程說明了這個問題。“錯覺”是被居心制造出來的,它違反感官系統在正常狀況中的運行。在今朝的展望加工過程中,錯覺被概念化為自上而下加工的成果。例如,經典的康士維效應(Cornsweet effect)——兩個燈光斑被一個中間的漸變部門分離隔,造當作在亮度上分歧的錯覺——已經被視為是自上而下影響的例子,這與關于亮度和反射的空間梯度的信念有關,而且已經利用了一個自上而下展望的收集進行了模擬。然而,盡管它可能受到神經高條理程度的調節,大部門的影響是源于早期皮層下甚至視網膜的展望信息:康士維效應在理論上與視網膜神經節細胞的感觸感染野布局有關,以及與外側膝狀體核(lateral geniculate nucleus)中旌旗燈號有很強的相關性(視網膜神經節細胞的投射),并已被證實發源于單眼神經元,表白它發源于皮層之下。更簡練地說,用自上而下的框架來詮釋錯覺的一個本家兒要挑戰是:導致錯覺發生的神經回路可以自力于任何先前經驗。這一點已經由臨床證據表白:先天或者早發性掉明的人在目力恢復手術后當即會發生某些錯覺,好比繆勒萊耶錯覺(Müller-Lyer illusion)。
康士維效應(Cornsweet effect)
-blog.prototypr.io-
這些錯覺也許發生于展望處置的過程之中。然而,我們認為這些現象中的大部門(但紛歧定是全數)都可以被自下而上過程中,與情景無關的約束來更好地詮釋。好比,大量的錯覺與來自上面的光有關。關于這個,我們將鄙人一節具體會商。在這個例子中,經驗證據和計較模子之間的脫節表白,一個詮釋可能在計較層面上具有描述有用性,可是在神經機制層面上是不具備有用性的。有趣的是,已有研究表白,即使是饒(Rao)和巴拉德(Ballard)開創性的展望編碼框架,也是可以經由過程這樣一種體例加以從頭描述:展望也許是經由過程橫標的目的按捺(lateral inhibition),而非反饋毗連(feedback connections)來實現的。
顯然,我們需要更慎密地集當作神經機制與計較模子,而且在分歧標準上區分分歧形式展望的分歧。例如,比來的一項研究臨時撐持這樣一種不雅點,即情景相關的展望可能共享一個公共源(common source),而情景無關的展望可能依靠于共享另一個源的內置約束。
| 申明展望之間的彼此感化
在分級展望處置過程中,展望是在信息處置條理的幾個分歧條理生當作的。分歧條理的展望被認為是經由過程自上而下的機制彼此感化,以確保最終所有的展望都是彼此一致的。然而,自下而上的約束和自上而下的期望可能以一種完全分歧的體例彼此感化。因為約束在很大水平上不會因為預期的短期轉變而轉變,約束和預期可能會影響不異的過程,但不會彼此直接影響而彼此對齊。
“自上而下的光的先驗”供給了一個很好的例子。光線照射到視覺場景的偏向和由此發生的暗影,供給了人類視覺系統用來揣度物體外形的信息。在缺乏光源位置的明白信息的環境下,人類不雅察者判定物體的性狀表白,視覺系統會保守地展望光線來自上方。有趣的是,這種展望可以經由過程經驗來批改;顛末練習后,不雅察者收到的反饋表白光源的位置已經改變,視覺系統的展望就會移動到新的位置。對這一現象的傳統展望處置方式表白,自上標的目的下的展望信息已被更新。然而,這與新先驗與嘗試室情況的研究成果紛歧致——先驗是由其他習得線索引起的。另一種詮釋與這種情景特異性和電心理學證據相一致,即來自上述光的先驗是作為自下而上處置的一種約束實現的,而且不受短期經驗的影響。嘗試練習并沒有改變本來的約束前提,而是發生了一種新奇的、與情況相關的預期,即光線已經發生了轉變。
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