相似性判断和差异性判断的不对称性——来自ERP的证据

摘要

相似性在感知觉、分类、学习、记忆、决策、问题解决和推理等认知过程中具有重要地位。以往许多研究都默认相似性判断和差异性判断在逻辑上是相反的。Mill指出“相似性判断和差异性判断是相同的，相似性只是很少的差异”。也就是说，随着相似性程度的增加，差异性会以同等程度减少。按照这种观点，如果用1-6的数字来评定狗和狼的相似度，如果相似度是5，那么差异度应该为2。此外，William James认为，抽取相似或差异信息需要对相关物体的成分进行分析。换言之，相似性最根本的基础在于共同的性质或组成成分。例如，乌鸦和麻雀相似是因为他们都有鸟喙和翅膀，而差异主要体现在体型和颜色上。
　　 然而，随着相似性研究的深入，研究发现相似性判断和差异性判断并不一定是逻辑相反的，至少在一些任务上，相似性判断和差异性判断表现出不对称性。首先，除共享的特征外，特征之间的关系对相似性判断也有影响，且特征和关系在相似性判断和差异性判断中的作用不同，继而导致相似性判断和差异性判断的不对称性。其次，主题关系对相似性判断也有影响，主题关系(如奶牛和牛奶-奶牛产牛奶)对相似性的影响大于对差异性的影响，继而导致相似性判断和差异性判断的不对称性。尽管研究者做了相关研究，但相似性判断和差异性判断不对称性的理论机制仍不明确，尚无研究者对不对称性的神经机制进行探讨。
　　 本研究首次采用事件相关电位(ERP)技术，对相似性判断和差异性判断的神经机制进行探讨，并为相似性判断和差异性判断并不总是同一过程的互补性测最及其解释提供认知神经方面的证据。具体而言，本研究共包括如下两个实验：
　　 实验1着重探讨图形特征和结构关系加工的差异及其影响知觉相似性和差异性判断的神经基础。实验任务要求被试判断相继呈现的两组几何图形间相似性(差异性)程度大还是小，根据图形特征和结构关系的不同构成四个条件：只有特征差异，只有关系差异，既有特征又有关系差异和非匹配差异。对四个条件诱发的脑电分别进行叠加平均，进行平均波幅检验。条件主效应分析表明，只有关系条件诱发的P2成分明显小于其他两个条件；任务主效应分析表明，与相似性判断相比，差异性判断在300-400ms内诱发的波幅更正。分析表明，知觉相似性判断的时间进程包括：选择性注意(N1)、特征觉察(P2)、比较判断(P3b)，其中比较判断是其核心过程，但前两个过程构成了判断的基础。
　　 实验2着重探讨主题关系和分类关系加工的差异及其影响概念相似性和差异性判断的神经机制。实验任务要求被试判断相继呈现的名词词对间相似性(差异性)程度大还是小，根据词对间语义关系的不同构成三个条件：主题相关词对，分类相关词对和无关词对。对三个条件诱发的脑电分别进行叠加平均，进行平均波幅检验。条件主效应分析表明，无关词对诱发的N400成分显著大于其他两个条件：而分类相关词对诱发的P600成分显著大于主题相关词对。任务主效应差异不显著。而任务与电极点交互作用显著。进一步分析表明，在分类相关词对条件下，相似性判断诱发的LPC波幅大于差异性条件。分析表明，概念相似性判断的时间进程包括：选择性注意(N1)、语义加工与整合(N400和P600)、比较判断(LPC)。
　　 总体而言，两个实验的行为数据均发现了相似性判断和差异性判断的不对称性。但由于实验范式和任务要求的不同，这一结果与以往的行为研究具有一定差异。脑电数据表明，图形特征和结构关系，以及分类关系和主题关系的加工存在差异，且它们对相似性判断和差异性判断的影响也不相同。综合来看，本研究可以得出如下结论：
　　 (1)图形特征和结构关系，以及主题关系和分类关系的加工过程存在差异。ERP数据表明，对于图片信息，图形特征和结构关系加工的差异主要体现在P2成分上；而对于言语信息，语义无关词对和语义相关词对加工的差异主要体现在N400成分上，而分类相关词对和主题相关词对加工的差异体现在P600成分上。
　　 (2)根据图-词信息的双编码模型，相似性判断过程可以分为知觉相似性和概念相似性两种类型，两种相似性判断的表征方式是不同的，继而对相似性判断和差异性判断产生不同的影响。具体而言，知觉相似性判断和差异性判断的电生理特征表现出一定差异，这种差异主要体现在P300成分上。而概念相似性和差异性判断则表现出明显的LPC波幅差异。上述结果并非相互排斥，它们可能互为补充，共同反应了相似性的实质：与图片信息和言语信息的双编码模型对应，相似性判断也遵循知觉相似性和概念相似性的双编码过程，且两个编码过程加工的时间进程存在一定程度的差异。
　　 (3)根据以往研究及本研究结果，我们认为相似性判断的时间进程应该包括注意选择(N1)、特征觉察(P2)或语义加工与整合(N400，P600)，以及比较判断(P300或LPC)三个阶段。其中，比较判断是其核心过程，但前两个过程构成了判断的基础。