反馈效价影响家族相似性类别学习的ERPs研究(1)
摘要采用事件相关电位技术，以大学生为被试，运用被试问实验设计探讨反馈效价(积极反馈，消极反馈)对家族相似性类别学习的影响。研究结果表明，行为结果上相比积极反馈，消极反馈在推理测验中的成绩显著优于积极反馈。脑电结果上，P200，P300和FRN均与家族相似性类别学习中的反馈加工有关；家族相似性类别学习中，积极反馈与消极反馈存在不对称性。相比于无反馈的条件，P300对消极反馈更加的敏感，消极反馈诱发更大的波幅，而P300对于有无积极反馈并不敏感。说明消极反馈条件下，吸引学习者投入更多的注意资源进行认知加工。此外，相比无反馈条件下，消极反馈条件下FRN有更大的激活，说明了消极反馈对被试以后的行为起着更大的调节作用。总之，研究表明相比于积极反馈，消极反馈对家族相似性类别学习更加有效，错误驱动发挥较大作用。
关键词类别学习，P300，反馈相关负波，反馈效价，家族相似性。
1引言
现实生活中，人们往往基于客体之间的相似性或按一定规则将客体分成不同的类别，这种将客体分类的能力可以通过不同方式加以学习其中分类学习是类别(category)学习的主要方式，分类学习的基本范式是：逐个呈现所有的完整刺激，要求被试判断该刺激属于哪个类别，反应后提供反馈，使得被试获取类别知识(Johansen&Kruschke，2005；刘志雅，莫雷，2009)。由此可见，分类学习范式中，反馈是必不可少的(孙海龙，邢强，2014)。
根据反馈的效价，可以将反馈分为积极反馈和消极反馈。积极反馈是指对正确反应给出反馈，消极反馈是指对错误反应给出反馈(Ashby&O'Brien，2007；Ashby&Maddox，2010)。已有研究认为反馈的功能不仅仅是对正确反应给予正强化，还在于对错误反应给予负强化。积极反馈注重对正确反应的正强化，而消极反馈则注重对错误反应的负强化，需要对类别的不同特征进行综合推理，消极反馈与积极反馈所起到的作用有所差异(KuIhavy&Anderson，1972；Monchi，Petrides，Doyon，Postuma，worslcy，&Dagher，2004，邢强，孙海龙，车敬上，2015)。Smilh和Kimball(2010)则进一步提出相比于积极反馈，对错误反应的消极反馈具有更大的作用，因为类别学习中反馈的作用在于促使学习者寻找正确的答案，犯错误会给学习者提供更多的信息，告诉学习者哪些特征是无关的，错误反应提供的信号能够引导规则的选择和策略转换。那么，到底积极反馈和消极反馈是如何影响类别学习的？随着认知神经技术的发展，相比于传统的行为实验，事件相关电位(ERPs)对很多认知事件具有相当的敏感性，为探讨类别学习中积极反馈和消极反馈的作用机制提供了很好的手段。
反馈领域的研究发现P200，P300和FRN均参与反馈加工(Hajeak Mosce Holroyd，&simons，2006；PoleZZi，Lotto，Daum，Sartori，&Rumiati，2008)。Polezzi等(2008)发现P200对反馈的预期敏感，不可预期的反馈比可预期的反馈诱发更大波幅的P200。一般认为P300是与注意、决策、结果评价等认知功能相关的ERP成分(Sato et al，2005；Yeung&Sanfey，2004)。P300波幅与认知资源的投入量成正比，能够反映大脑对注意资源的分配情况(Leng&zhou，2010；Polich，2007)。而采用赌博任务的研究发现P300对反馈数量敏感(如奖赏信息中提供+3的奖赏，还是+1的奖赏)而不受反馈效价(积极反馈或消极反馈)的影响。
此外，ERPs研究在200～300ms发现与反馈刺激特定相关的负波，被称为反馈相关负波(feedback-related negativity，FRN)(李鹏，李红，2008)。Holroyd和Coles(2002)认为FRN可能与行为所产生的结果的评价以及行为的动机意义相关联，而不是对犯错误本身其反应。随后，Yeung和Sanfey(2004)表明FRN只对结果反馈的效价(积极反馈或消极反馈)敏感，而对于奖惩的量的多少并不敏感。消极反馈比积极反馈诱发的FRN波幅更大，说明FRN对于积极反馈和积极反馈的敏感性不同。而FRN不仅仅代表结果的好坏，而且反映了未来如何调节行为。van derHelden，Boksem和Blom(2010)发现FRN大小能够预测被试是否在下次调节行为或转换策略。当被试从当前的消极反馈中有所学习时，下次就会选择以前没有尝试过的选项(即成功的调节行为)，FRN的波幅就越大；而当被试没有从当前的消极反馈中学习时，仍然选择以前尝试过的选项(重复错误的选项)，FRN的波幅就越小。但是以上结论大多是在赌博范式或测谎任务范式中得出，这些研究中的反饋效价涉及报酬的多少或奖惩机制，可能存在着复杂的情感过程(崔茜，张庆林，2013)。那么对于对家族相似性类别这类学习任务而言，积极反馈与消极反馈的认知神经机制如何，尚未有研究加以考察。
因此，本研究拟以家族相似性类别结构为研究对象，采用事件相关电位技术研究反馈效价影响类别学习的认知神经机制。家族相似性类别结构是以相似性为基础的类别学习任务，其更强调类别内成员之问的相似性(Yamauchi&Markman，1998)(如表1)。相比于基于规则和信息整合这类知觉类别结构，家族相似性类别结构具有明确的维度特征，更加接近自然的类别材料，被试可以采取多种策略进行学习(邢强等，2015)。具体而言，根据反馈效价分为积极反馈组和消极反馈组，积极反馈组为反应正确提供积极反馈，反应错误不提供任何反馈；消极反馈组与之类似。实验分别记录被试在不同反馈效价和有无反馈共四种条件下的认知过程，分别比较：有无积极反馈、有无消极反馈和积极反馈.消极反馈条件下的特定ERP成分差异。由于不同反馈条件下对个体注意资源、策略转换等不同，通过分析特定脑电成分探讨类别学习中反馈的作用机制。 (邢强 孙海龙 车敬上)
关键词类别学习，P300，反馈相关负波，反馈效价，家族相似性。
1引言
现实生活中，人们往往基于客体之间的相似性或按一定规则将客体分成不同的类别，这种将客体分类的能力可以通过不同方式加以学习其中分类学习是类别(category)学习的主要方式，分类学习的基本范式是：逐个呈现所有的完整刺激，要求被试判断该刺激属于哪个类别，反应后提供反馈，使得被试获取类别知识(Johansen&Kruschke，2005；刘志雅，莫雷，2009)。由此可见，分类学习范式中，反馈是必不可少的(孙海龙，邢强，2014)。
根据反馈的效价，可以将反馈分为积极反馈和消极反馈。积极反馈是指对正确反应给出反馈，消极反馈是指对错误反应给出反馈(Ashby&O'Brien，2007；Ashby&Maddox，2010)。已有研究认为反馈的功能不仅仅是对正确反应给予正强化，还在于对错误反应给予负强化。积极反馈注重对正确反应的正强化，而消极反馈则注重对错误反应的负强化，需要对类别的不同特征进行综合推理，消极反馈与积极反馈所起到的作用有所差异(KuIhavy&Anderson，1972；Monchi，Petrides，Doyon，Postuma，worslcy，&Dagher，2004，邢强，孙海龙，车敬上，2015)。Smilh和Kimball(2010)则进一步提出相比于积极反馈，对错误反应的消极反馈具有更大的作用，因为类别学习中反馈的作用在于促使学习者寻找正确的答案，犯错误会给学习者提供更多的信息，告诉学习者哪些特征是无关的，错误反应提供的信号能够引导规则的选择和策略转换。那么，到底积极反馈和消极反馈是如何影响类别学习的？随着认知神经技术的发展，相比于传统的行为实验，事件相关电位(ERPs)对很多认知事件具有相当的敏感性，为探讨类别学习中积极反馈和消极反馈的作用机制提供了很好的手段。
反馈领域的研究发现P200，P300和FRN均参与反馈加工(Hajeak Mosce Holroyd，&simons，2006；PoleZZi，Lotto，Daum，Sartori，&Rumiati，2008)。Polezzi等(2008)发现P200对反馈的预期敏感，不可预期的反馈比可预期的反馈诱发更大波幅的P200。一般认为P300是与注意、决策、结果评价等认知功能相关的ERP成分(Sato et al，2005；Yeung&Sanfey，2004)。P300波幅与认知资源的投入量成正比，能够反映大脑对注意资源的分配情况(Leng&zhou，2010；Polich，2007)。而采用赌博任务的研究发现P300对反馈数量敏感(如奖赏信息中提供+3的奖赏，还是+1的奖赏)而不受反馈效价(积极反馈或消极反馈)的影响。
此外，ERPs研究在200～300ms发现与反馈刺激特定相关的负波，被称为反馈相关负波(feedback-related negativity，FRN)(李鹏，李红，2008)。Holroyd和Coles(2002)认为FRN可能与行为所产生的结果的评价以及行为的动机意义相关联，而不是对犯错误本身其反应。随后，Yeung和Sanfey(2004)表明FRN只对结果反馈的效价(积极反馈或消极反馈)敏感，而对于奖惩的量的多少并不敏感。消极反馈比积极反馈诱发的FRN波幅更大，说明FRN对于积极反馈和积极反馈的敏感性不同。而FRN不仅仅代表结果的好坏，而且反映了未来如何调节行为。van derHelden，Boksem和Blom(2010)发现FRN大小能够预测被试是否在下次调节行为或转换策略。当被试从当前的消极反馈中有所学习时，下次就会选择以前没有尝试过的选项(即成功的调节行为)，FRN的波幅就越大；而当被试没有从当前的消极反馈中学习时，仍然选择以前尝试过的选项(重复错误的选项)，FRN的波幅就越小。但是以上结论大多是在赌博范式或测谎任务范式中得出，这些研究中的反饋效价涉及报酬的多少或奖惩机制，可能存在着复杂的情感过程(崔茜，张庆林，2013)。那么对于对家族相似性类别这类学习任务而言，积极反馈与消极反馈的认知神经机制如何，尚未有研究加以考察。
因此，本研究拟以家族相似性类别结构为研究对象，采用事件相关电位技术研究反馈效价影响类别学习的认知神经机制。家族相似性类别结构是以相似性为基础的类别学习任务，其更强调类别内成员之问的相似性(Yamauchi&Markman，1998)(如表1)。相比于基于规则和信息整合这类知觉类别结构，家族相似性类别结构具有明确的维度特征，更加接近自然的类别材料，被试可以采取多种策略进行学习(邢强等，2015)。具体而言，根据反馈效价分为积极反馈组和消极反馈组，积极反馈组为反应正确提供积极反馈，反应错误不提供任何反馈；消极反馈组与之类似。实验分别记录被试在不同反馈效价和有无反馈共四种条件下的认知过程，分别比较：有无积极反馈、有无消极反馈和积极反馈.消极反馈条件下的特定ERP成分差异。由于不同反馈条件下对个体注意资源、策略转换等不同，通过分析特定脑电成分探讨类别学习中反馈的作用机制。 (邢强 孙海龙 车敬上)