11月13日下午4点,前沿交叉学科研究院第15期周三茶座在静园一号院201成功举办。本次茶座的主题为“人类认知能力的增强及其脑机制”,主讲人为北京大学心理与认知科学学院院长方方教授,王恩哥院士主持了本次茶座。
主讲人方方教授
方方教授的讲述从Konrad Lorenz、Roger Sperry 和Daniel Kahneman 等十位诺贝尔奖获奖者展开,多位生理学或医学、经济学获奖者都有认知科学的学习背景,这些科学家利用认知科学在本学科领域提出了创新性的理论和研究。
认知科学中的一个重要问题是发育关键期,而与其对应的经典实验是选择性养育实验。研究人员在小猫出生后带到黑暗环境饲养,偶尔转换到光亮环境时只让它看到垂直方向的物体,研究发现,小猫大脑内与视觉感知相关的神经元均为垂直方向,长大后的小猫只能看到垂直方向的物体,对水平方向的物体“视而不见”。因此,把握发育关键期非常重要。方教授指出,现在科学界关注的问题是,一旦错过发育关键期,成年人的认知能力是否能增强以及老年人的认知能力在衰弱过程中是否能提高。这些问题的答案便与方教授研究的知觉学习领域息息相关。
为了更加生动地解释毫秒级尺度的知觉学习神经机制,方教授通过几个简单的测试与现场的老师和同学们进行了热烈互动,测试分别在16.67ms、33.33ms、50.00ms、100.00ms、200.00ms的极短时间内未经过任何训练的人员是否能分辨出掩蔽条件下隐藏的电影图片。测试视频播放的一瞬间,所有在场人员都聚精会神地盯着大屏幕,努力分辨隐藏的图片内容,终于在100.00ms时有老师指出隐藏的图片是电影《泰坦尼克号》的经典拥抱画面。方教授解释到,现场的实验是为了让大家了解知觉训练的基本过程,知觉认知能力可以通过实验刺激和掩蔽刺激的测试改善和增强,在实验室有计划地训练20小时就能实现毫秒级的图像辨认。知觉学习的研究与工作记忆和流体智力密切相关,科学研究表明工作记忆可以通过训练提高,工作记忆提高后会显著提高学业成绩和流体智力。为了阐释工作记忆的运行原理,方教授引入了另一个互动环节——让现场人员在短时间内判断多个不同颜色的色块数量和空间变化。
欢乐的互动现场
方教授强调,研究知觉学习十分重要。一方面以知觉学习为基础可以探索认知增强的机理,从而应用于临床、教育和军事等多个领域,另一方面知觉学习可以启发人工智能与深度学习算法。方教授课题组通过多模态数据采集方法、多模态数据分析方法和多种神经调控手段研究知觉学习的神经机制和增强知觉学习的训练方法。这些研究内容与每个人都密切相关,比如不同训练量对知觉学习的效果的影响、睡眠中的记忆巩固对知觉学习的作用、神经活动调控手段对知觉学习的促进作用、动作电玩能否提升知觉学习和其他认知功能、训练情境调节能否强化学习效果等。最后,方教授展望到,科学家们仍在不断探索这些问题背后的科学原理,相信在不久的未来可以实现科学化的学习模式。
本次周三茶座在大家热情的掌声中结束,部分与会嘉宾意犹未尽,方教授对其疑问与建议进行了进一步的解答与探讨。
与会专家积极参与讨论