最强大脑背后的心理学认知科学和脑科

《最强大脑》是江苏卫视播出的一档真人秀节目,从~年已播出三季,收视率一直位于同时段节目的前列,在中国被誉为现象级的节目。

该档节目的口号是“让科学流行起来”。在内容制作上,由来自北京大学心理与认知科学学院、北京师范大学心理学院等院所的心理学专家组成的团队提供了专业知识支持。特别是节目采用的展现人类认知能力的挑战项目都由科学家团队设计,用电视的手段进行了包装。

那么,这些看似匪夷所思的大脑能力展示的背后,到底有怎样的科学背景呢?其实,几乎每一个挑战项目都是心理学经典实验范式的变体。

《中国科学:生命科学》年第10期发表由Dr.魏(魏坤琳)、方方担任通讯作者撰写的文章,选取《最强大脑》节目中的四个项目进行了解读——

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看字知笔画

“扒鸡大妈”赵淑芳在最强大脑节目中表演了“看字知笔画”的能力,即随意给出一句话(节目中要求在12个汉字以内),她都可以快速报出这句话中所包含的所有汉字的笔画数之和。这一能力让在场的科学评审感到惊叹,一时难以进行评价和打分。

为什么数笔画这种看上去平淡无奇的能力却能让人感到惊讶呢?在日常学习和使用汉字的过程中,人们一般并不会对笔画数量的信息进行加工和记忆。需要数笔画的时候,往往需要一笔一画地重现汉字书写过程,而这一过程也就需要较长的时间才能完成。

那么,“扒鸡大妈”是如何做到在如此短的时间内报出汉字笔画数的呢?有两种可能的假设:(1)记忆假设,即“扒鸡大妈”可能是在日常生活中以内隐或外显的方式加工和记忆了汉字笔画数量的信息,然后在“数笔画”的表演中,直接将笔画数量信息从记忆中提取出来,这和人们对字形、字音、字义的记忆类似;(2)视觉加工假设,即“扒鸡大妈”可能是因为对汉字有较好的早期视觉识别与加工的能力,因此能够很快地数出汉字的笔画数量。研究显示,自闭症谱系患者中有一些人就具有这种超乎常人的视觉加工与数量辨别能力。

通过从全国各地找到多位具有这种“看字知笔画”能力者进行实验表明,这些被试识别汉字的速度与常人没有差异,也就是说被试与正常人相比并不存在对汉字的早期视觉加工优势,因此也就否定了上文中提出的视觉加工假设。同时,功能性磁共振成像实验数据表明,被试在数笔画过程中的反应越快,与记忆相关脑区左侧海马的激活就越强,存在显著的负相关。这一结果为前面提到的记忆假设提供了直接的证据支持。

除了脑成像的结果外,其他行为实验的结果也为记忆假设提供了间接的证据支持。首先,发现日常生活中汉字出现的频率显著地影响了被试数笔画的速度:对经常出现的高频汉字数笔画所需要的时间明显低于低频汉字、假字、伪字以及繁体字。也就是说被试对于日常生活中经常出现的高频汉字进行了更多的学习与记忆,因此数笔画的速度也就更快。其次,使用眼动仪追踪发现被试在数笔画过程中眼动较少,没有明显的注视点移动现象,几乎是看一眼汉字就立即报告出了笔画数目。正常人在数笔画的过程中需要追踪和扫描汉字字形中的每一个笔画,而“扒鸡大妈”们并不是一笔一画数出来笔画数目,更可能是在看到汉字后直接从记忆中提取该字的笔画数量信息。

“扒鸡大妈”赵淑芳在《最强大脑》中的表演项目(A)及实验研究中的主要实验流程(B)

除了对常见汉字笔画的学习与记忆外,实验结果表明被试也会采取一些策略来帮助计算汉字的笔画数目。值得注意的是,在实验中发现被试计算加法的心算速度明显高于控制组,而这一心算能力一方面能帮助他们在使用策略时更快地得到汉字部件的笔画数之和,另一方面也可以帮助他们更快地完成多个汉字的数笔画任务。

在确认了记忆在“看字知笔画”这一能力中的重要作用后,不禁要问,为什么他们会在日常生活中加工和记忆这些看似无用的汉字笔画数目信息呢?我们猜测这一能力的产生可能与自闭症和强迫症的相关特质有关。

自闭谱系量表和强迫行为量表评定分析结果表明,尽管这些被试者都没有达到自闭症和强迫症的诊断标准,但是他们在这两个量表上的得分与数笔画所需要的时间均存在显著的负相关。即倾向越强,数笔画的速度越快。前人研究发现,一些自闭症患者往往会倾向于对客体的局部细节特征进行加工,而在本实验中,被试虽然没有被诊断为自闭症,但是这种认知加工风格的倾向使得被试能够更加容易地从高度结构化的信息中获得有关单个元素的知识并进行精确记忆,有利于他们







































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