2013.09.10 知覺心理學 (一) 導論

l   Ch1  Introduction to perception：

l   Outline：

n   The perceptual Process 知覺的過程

n   How to approach the study of perception 知覺研究的方法

n   Measuring perception 如何測量知覺？

l   知識與過往經驗影響知覺結果，因而有個體差異、主觀感受產生。

l   知覺歷程(perceptual process)共有七個流程：stimulus è transformedèreceptor processesèneural  rocessingèperceptionèrecognition(combine with knowledge)èaction。

n   Stimulus:

u  外界刺激可視為一種能量之型態，如光、波動等等。
u  訊息輸入時，個體將選擇性的擷取所需的資訊。

u  刺激引起個體行為反應，經歷編碼與再解碼(或約重現)之過程，因此實際引起行為的為重現之刺激(而非原始刺激)，然重現過程受知識與過往經驗影響，因而重現刺激與原始刺激相似但並非完全相同。

※   Transformation：將刺激之物理訊號轉變為神經傳導使用之電訊號，或者將電訊號轉變為大腦可理解之資訊，是產生知覺之兩大重要步驟。

※   Representation：為刺激之重現，透過解讀神經訊號將刺激以大腦可理解形式重現，實質上引發個體後續的行為反應，因受知識與過往經驗影響，其與原始刺激相似但有所差異。刺激之擷取受receptor之數量與效率影響，但並非單純解析度越高越好，仍須仰賴大腦對於刺激辨別之能力。舉例而言，如2100萬畫素與3000萬畫素，所能擷取有意義之資訊相似，則其功能性本質上相似，後者未必優於前者。

n   Receptor process(Transduction)：意指receptor將環境刺激之能量形式，轉變為電訊號之過程。因刺激之強度可大可小，然神經傳導之電位變化皆為動作電位，單一神經僅能以頻率高低反應刺激強弱，但，因此神經分布與運作模式將影響刺激強弱之判定。

•       線狀模式：所有神經獨立運作，僅有1與0之結果，無法呈現過程中之刺激程度差異。
•       疊加模式：末梢神經之間彼此連結，後再匯入主要神經通道，此方式如果刺激越強，主通道的電位則偏高，可對比強弱。
•       促進抑制模式：神經存在促進與抑制作用，並且可依區域對應促進與抑制神經，藉此方式可於主通道呈現不同程度的電位變化，可擷取特定強度範圍的刺激。 

u  敏感性：receptor對於刺激強弱感應之能力，如視覺中，錐狀細胞尖端較尖細，可偵測到細微的變化，分布於中央窩附近且範圍較小，因而對應的腦細胞區域亦相對小；桿狀細胞數量龐大且分布廣泛，可接受大量資訊，因此對細節的處理可能相對較差，但對於光的明暗相當敏感。

u  差異性：receptor對於不同的刺激具有專一性，如視細胞接收光之能量，而毛細胞接收震動、頻率等波之能量。

n   Neural process：意指神經訊號於大腦網路中作用的過程，可包含自脊髓上傳至大腦皮質區(各視覺處理區域)，亦納入大腦對於神經訊號進行翻譯詮釋。

n   Behavioral responses：為行為上之回應表現，如人可描述其感受，然神經活動與知覺產生之模式與關聯，是目前研究之瓶頸。

n   Recognition：比照腦中的知識和過去的經驗，因而previous knowledge是影響的要素之一。

u  知識影響個體知覺與認知：對於模稜兩可的圖形，於資訊有限的情況下，經受部分有意義圖形之影響è圖中部分重要結構(被擷取)者，可作為線索去推測其全貌，為部份取代全體的概念，因此，少量重要的圖形，將影響對於圖片的判斷(仍以大腦解釋為主)，換言之，知識影響知覺與認知。

l   知識與過去之經驗相關，亦與過去所學習的東西相關，如果與過去的經驗不同，則需要更多時間與精力去處理此資訊。

l   知識對於資訊的影響，可分為二種取向：

n   top-down approach：表示資訊詮釋透物知識與經驗層級出發，如命名或者連結起過去使用經驗等等，絕大部分的知覺都屬於此類別。

n   bottom-up approach：表示資訊詮釋單純透過感覺刺激而來，如單純的疼痛、癢、 溫度覺等。

u  HOME WORK：設計一個完全暗室，並且在裡面待20mins，並且記錄知覺到的東西。(是一個知覺剝奪的經驗，剝奪視覺與聽覺刺激的時候，感覺到的是甚麼？)

＠Prosopagnosia：對於臉部辨識的困難，可能與FFA腦區損傷相關，盛行率有1%，可透過其他線索代償因而較難以判別。其可能影響的範圍，包含neural processing, perception and recognition，可用不同方式解釋其可能發生的問題。

l   知覺研究方法：

n   心理物理學方法：Stimulusè(PP)perception，屬於傳統心理學檢驗的方式，觀察資訊輸入與資續輸出的因果關聯。

n   生理心理學方法：stimulusè(PH1)physiologyè(PH2)perception，屬於生理物理學，重視的是刺激的訊號如何轉變為生理訊號，並為大腦所詮釋。此三者為研究知覺的主要方法。

l   PP：呈現刺激讓受試者回報反應。如研究發現，人對於垂直或者水平兩方向的變化最為敏感，但對於45斜角的敏感度明顯較差。

l   PH1：經開顱等作法，使大腦暴露後，透過光照射於大腦，並利用高階攝影機捕捉影像(optical imaging of intrinsic signal )，取得原始狀態資料，並給予不同圖形刺激，觀察捕捉結果反應。如投影片上之資訊，紅色代表呈現0度的時候活化的區域，紫色代表180度的活化區域，由全體結果呈現，其顏色似對於紅色、青色、紫色(0,90,180)度的區域較多。è代表大腦對應的區域也有相符的特質。

l   PH2：使用fMRI，主要以人來執行，因人可以回報其知覺。可觀察神經反應的與perception的相關性，於fRMI的結果來說，發現其視覺活化的區域，於0,90,180有較多的活化。
note：生理心理學的問題，在於儘管可證實PH1與PH2之關聯性，但實質上難以產生因果關係的確立(cause)。

l   知覺測量方法：

n   心理物理學(PP)

u  絕對閾(absolute threshold)：為偵測刺激所需之最小能量，可透過三種方式檢驗：

l   極限法(Method of limits)：給予程度的分級，並且由受試者主觀反映其可否區辨，自困難至簡單/簡單至困難兩方向逼近，記錄其知覺產生轉變的瞬間點，並且取平均值而得。

l   調整法(Method of adjustment)：由受試者自行調整刺激的強度，可透過重複測驗與平均的方式取得。於手法上，亦可由強至弱/弱至強的面向逼近。

l   定值刺激法(Method of constant stimuli)：取固定數量的量尺(強度)，並且進行百分比的換算，繪成座標軸後運用數學方式取50%處。

è但須注意：threshold具有個體差異，亦因時間與情境而有變化。

u  差異距(difference threshold, DL)：又稱為最小偵測差異，為區辨兩刺激不同所需之最小差異量，換言之，兩者需異多少方能被區辨，其與刺激大小呈現正比關係，Weber’s law以DL/S=K表示(DL代表最小差異，S代表刺激大小，k代表常數。

u  強度估計：藉由提供標準值，使受試者比較強度差異測量方法，所有刺激皆須大於threshold。

l   就結果而言，刺激強度與感覺強度未必一致，可能狀況有三：

n   擴大反應(response expansion)：代表感覺之強度增加量，比起實際強度增加量更高。

n 壓迫反應(response compression)：代表感覺之強度增加量，比起實際增加量更低。

l   對於電刺激：其有擴大反應，代表其強度增加的次數比起實際值更快。

l   對於光刺激：其有壓迫反應，代表其強度增加的次數比起實際拾來的緩。。

l   Steven’s Power law：P=KSⁿ(P代表知覺大小，K代表常數，S代表刺激強度，n代表能量)

n   Visual search：視覺搜尋任務，通常會以評估其reaction time(RT)作為指標，反應資訊在大腦中處理所需的時間。

u  於不同的RT，可判斷其難度。

u  如常見的字(正)與不常見的(反)，後者難度較高；此也與照片的正片、負片判斷相似。

n   序號偵測理論(signal detection theory)，被用以檢測對受試者之回答標準與原則，納入受試者之回答傾向後區分之。

n   作答者的傾向保守與積極(傾向說yes或者no)，也影響其絕對閾測量之結果。

l   Summary：

n   訊號處理的過程

u  7個step

u  Bottom up and top down

n   如何研究此過程

u  PP,PH

n   如何利用心理生理方式，去解釋測量過程

u  絕對閾

u  差異閾

u  測量方法

l   下周主題：Visual、photoreceptor，包含眼睛結構與神經反應。

Dis

l   Top-down and bottom-up approach：

n   Top down比較類似cognition，代表資訊的詮釋需要過去的經驗、知識產生，因而大部分的知覺都為此類別。

n   Bottom-up比較類似單純的sensation，如痛、溫度、兩點區辨等等，比較基礎且初步，因而不牽扯到知識。

l   DL：相對數量概念，如25è35的滷肉飯，對比139è149的麥當當，前者的變化感覺比較強烈(DL比較小)。

l 偵測實際量：於此條件，刺激必須大於threshold，且須有標準值去比較。

n   對於電刺激：其有放大的效應。

n   對於光刺激：其有縮小的效應。

l   Steven’s Power law，其長相為P=KSⁿ，於此公式中，n代表的意義為何？
l      文中並未提及差異閾之測量方法為何？

應知事項： from https://ceiba.ntu.edu.tw/course/eefaa7/index.htm

• Ψ知覺歷程包括哪些步驟？

•   知覺歷程包含七個步驟：stimulus, transformed, receptor process, neural process, perception, recognition, action.

• Ψ知識如何介入影響知覺歷程？

•   感覺訊號進入大腦經詮釋後，會與知識過過往經驗結合，進而產生不同知覺：如對於物品、形狀之辨識，或者對於模稜兩可之圖形、資訊有限(出現時間短暫)之圖形，部分特定結構將影響對整體圖片的知覺(eg.鼠與人)。

• Ψ如何進行知覺歷程的研究?

•   研究知覺歷程，至少可分為兩大方向：

•   心理物理學(PP)：透過觀察輸入資訊與輸出結果之間的因果關聯，如看到形狀之後，由受試者自行回報結果。

•   生理心理學(PH)：可再分為兩個階段，分別為刺激經大腦詮釋的過程(PH1)，以及詮釋後以行為表現的結果(PH2)。

•     PH1：可透過高階攝影機，觀察刺激輸入之後，於大腦區域活化之狀態。

•     PH2：可透過fMRI，於受試者回報知覺資訊同時檢測大腦活化狀態。

• ＊心理物理取向有哪些測量方法？

•    心理物理學可測量絕對閾、差異閾以及強度估計，絕對閾之測量方法有三：

•     1)極限法：可自刺激低強度至高強度，或高強度至低強度，給予刺激並由受試者回報其知覺，並記錄受試者知覺轉變的強度(自有到無，或自無到有)。

•     2)調整法：由受試者自行調整知覺轉變的強度，經由多次測量後取平均而得。

•     3)定值刺激法：給予特定強度刺激，並且記錄受試者知覺強度百分比，進而繪出曲線並且求出50%知覺之刺激強度。

• ＊絕對閾和差異閾分別是什麼？

•    絕對閾意指「產生知覺所需之最小刺激能量」，可透過上述極限法、調整法與定值刺激法方式測量。

•    差異閾意指「受試者得以區辨兩刺激所需之最小刺激能量」，研究結果顯示，刺激強度與差異閾呈現正相關。

• ＊如何利用Stevens (1957)發展的強度估計法研究物理刺激與知覺的關係？

•    待理解)

• ＊信號偵測理論如何區分敏感度(sensitivity)和反應偏誤(bias)？

•    信號偵測理論，以2*2之表格，討論兩要素之交集狀況，分別為偵測結果以及實際狀況：

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• 當偵測結果為真，實際狀況亦為真時，此結果為真陽性，代表可正確偵測結果為真之狀況。

• 當偵測結果為真，但實際狀況為假時，此結果為偽陽性，又稱為 假警報，屬於第一類錯誤。

• 當偵測結果為假，實際狀況亦為假時，此結果為真陰性，代表可正確偵測結果為假之狀況。

• 當偵測結果為假，但實際狀況為真時，此結果為偽陰性，屬於二類錯誤。

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