分类:理解型学习和机械式学习对比

来自Big Physics


研究背景和问题

前人研究发现人类在习得新词汇的意义时会激活头脑中的奖赏系统 [1]

Ripolles et al. (2014)[1]让36名被试在核磁共振扫描下完成词汇学习任务和赌博任务。在词汇学习任务中,给被试呈现夹杂人造词的英文句子(比如句子1:Every Sunday the grandma went to the Jedin),这些人造词会在多个句子中反复呈现,其中一部分词是可以获得词义的(M+),它们在不同句子中的表达一致的意思;而另一部分词是不可获得词义的(M-),它们在多个句子中表达了不一致的意思。

他们发现被试在第二次见到新词、且顺利学得词义的时候(相比于没学得词义时:M-,M+没学会),会激活与奖赏密切相关的腹侧纹状体(ventral striatum, VS),而且这样的激活与被试在赌博赢钱时候的激活很相似。他们还发现被试顺利获得词义时VS与皮层上的脑区存在更强的功能连接。此外,他们还发现词汇学习效果越好的被试,其VS与皮层上脑区白质纤维束的径向弥散(radial diffusivity, RD)越小。RD越小,代表神经元髓鞘化程度更高,可以更好地传递神经信号。

该研究从多个角度(i.e. 不同对方方式的激活、功能连接和解剖连接)共同指向VS与词汇语义习得的关系,以增加结论的可信度。该研究揭示了人类在“理解世界”时候伴随着自我奖赏过程。

未来可推进的方向

1、习得词义

理论研究和实验设计

从理论上,我们想看一下,概念之间的联系会造成什么后果。

第一步看一下:假设概念是独立的,是不是可以从理论上验证,就算每个概念对应的衰减指数不一样(这时候可能需要假设一个衰减指数的分布函数形式),整体看起来,只要假设每个概念自身还是指数衰减的,则还是满足指数衰减规律。当然,如果每一个概念独立加上每一个概念的指数函数形式一样,则整体来看肯定还是指数衰减的。

第二步,如果上面的结论是正面的,也就是说,整体来看,多个独立概念合起来的遗忘曲线是指数的,如果假设每一个都是指数的,那么,我们就可以考虑概念之间的联系(这时候需要从理论上假设一种联系的网络),是否可以把指数的衰减变成幂率的衰减。

上面这个两步还可以这样来做:找一个遗忘曲线指数衰减行为的模型,如果前人已经做过的话,在这个基础上,加上概念之间的联系,看看遗忘曲线的函数形式是不是会改变。

在这里,一个关键,就是一旦有了网络,遗忘将如何发生。例如,我们可以这样,如果这个概念周围的其他概念的熟练程度还是大于某个阈值的,则甚至在这个概念本身的熟练程度比较小的时候,这个概念也是能够被回忆起来的。

从实验上,我们可以考虑人造的概念或者字的学习,其中一些概念的理据性(和其他概念之间的联系)比较强,其中一些没有理据。然后,测这些概念的遗忘率,来看两者是不是有区别。例如分成三种情况:所学习的人造字的内部结构是没有意义的(音、行、义之间没有联系),人造字的内部结构是有意义的(音、行、义之间有联系)但是不提醒被试这个联系,人造字的内部结构是有意义的(音、行、义之间有联系)同时提醒被试这个联系。然后来看学习这的遗忘曲线。甚至,我们可以考虑结合脑科学研究,比较一下这三种情况下脑活动是不是有区别,例如活跃区域的区别,或者更有意思的脑活跃模式(例如连通性之类的指标)的区别。

下一步的工作

  1. 文献调研,看看Ebbinghaus遗忘曲线的实验和模型的研究
  2. 做理论模型的探索
  3. 做实验研究的探索

参考文献

  1. 1.0 1.1 Ripolles, P., Marco-Pallares, J., Hielscher, U., Mestres-Misse, A., Tempelmann, C., Heinze, H. J., . . . Noesselt, T. (2014). The role of reward in word learning and its implications for language acquisition. Current Biology, 24(21), 2606-2611.

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