科普|時(shí)間信息的貝葉斯優(yōu)化知覺(jué)。

時(shí)間知覺(jué)生活中我們常常需要對(duì)時(shí)間信息進(jìn)行加工，這對(duì)維持正常的生活至關(guān)重要。比如，每天幾點(diǎn)上班或上課，工作匯報(bào)或課堂展示需要在多少分鐘內(nèi)完成等。時(shí)間信息既包括了“毫秒至秒”的短時(shí)間范圍，又包括了“分至年”的長(zhǎng)時(shí)間范圍，尺度非常廣闊。

（圖源網(wǎng)絡(luò)，侵刪）心理學(xué)中的時(shí)間知覺(jué)研究主要關(guān)注于對(duì)“毫秒至秒”范圍內(nèi)時(shí)間的加工情況，研究對(duì)象是基本的時(shí)間經(jīng)驗(yàn)，包括同時(shí)性（simultaneity）、非同時(shí)性（successiveness）、時(shí)間順序（temporal order）、主觀時(shí)距（subjective duration）等(P?ppel, 1997)。其中，同時(shí)性知覺(jué)是指人類可以判斷兩個(gè)事件是同時(shí)發(fā)生的知覺(jué)。非同時(shí)性知覺(jué)是指人類可以判斷出兩個(gè)事件不是同時(shí)發(fā)生的，但不能判斷他們發(fā)生的先后順序的知覺(jué)。時(shí)間順序知覺(jué)（時(shí)序知覺(jué)）是對(duì)順序性的知覺(jué)，關(guān)注人類如何判斷兩個(gè)事件出現(xiàn)的先后順序。時(shí)距知覺(jué)是對(duì)持續(xù)性的知覺(jué)，關(guān)注人類如何在時(shí)間維度上累加時(shí)間單元（如脈沖、神經(jīng)振蕩），形成對(duì)事件持續(xù)時(shí)間的知覺(jué)。

高水平徑賽中運(yùn)動(dòng)員沖線時(shí)間難分先后（圖源網(wǎng)絡(luò)，侵刪）時(shí)間信息的加工經(jīng)典的時(shí)間信息加工模型那么時(shí)間信息是如何被加工的呢？經(jīng)典的時(shí)間信息加工模型認(rèn)為，時(shí)間加工過(guò)程被分為時(shí)鐘、記憶和決策三個(gè)階段。時(shí)鐘階段由節(jié)拍器、開(kāi)關(guān)和累加器組成，對(duì)于一段給定的時(shí)間，節(jié)拍器以一定的頻率發(fā)放脈沖，通過(guò)開(kāi)關(guān)后進(jìn)入累加器；記憶階段由參照記憶和工作記憶組成，累加器積累的脈沖進(jìn)入到工作記憶當(dāng)中，參照記憶中儲(chǔ)存著個(gè)體過(guò)去對(duì)時(shí)間信息的認(rèn)識(shí)；決策階段比較參照記憶和工作記憶中的時(shí)間信息，并做出反應(yīng)(Gibbon, 1977)。貝葉斯推理加工時(shí)間信息時(shí)間信息加工的準(zhǔn)確性怎么保證呢？研究者認(rèn)為大腦會(huì)運(yùn)用貝葉斯推理加工時(shí)間信息，形成優(yōu)化的時(shí)間知覺(jué)(Miyazaki et al., 2006; Shi et al., 2013)。貝葉斯推理是指，將個(gè)體的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)（先驗(yàn)，prior）與新輸入的信息（似然性，likelihood）進(jìn)行整合，從而做出*優(yōu)決策（后驗(yàn)，posterior）的過(guò)程(Pouget et al., 2013)。例如，從一個(gè)裝有不同重量小球的箱子中隨機(jī)抽取一顆球，小球的大小、表面觸感等特征相同，重量的差別不大。如果提前得知了不同重量小球所占的比例（先驗(yàn)），結(jié)合抽取球時(shí)輸入大腦的重量感覺(jué)信息（似然性），最后判斷小球的重量（后驗(yàn)）就能更加準(zhǔn)確。

（圖源網(wǎng)絡(luò)，侵刪）經(jīng)典的時(shí)間信息加工模型和貝葉斯推理存在相似之處（下圖）。Shi等(2013)指出時(shí)間信息加工模型中的時(shí)鐘、參照記憶、工作記憶以及決策階段，可以分別類比于貝葉斯推理的似然性、先驗(yàn)、后驗(yàn)和損失函數(shù)。在時(shí)鐘階段，假設(shè)外部輸入的時(shí)距信息為D，累加器測(cè)量節(jié)拍器發(fā)出的脈沖數(shù)量為S。由于神經(jīng)系統(tǒng)存在噪音，脈沖數(shù)量的似然性為概率分布p(S|D)。在記憶階段，以前對(duì)時(shí)距進(jìn)行估計(jì)的先驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)p(D)儲(chǔ)存于參照記憶中。根據(jù)貝葉斯定理，大腦對(duì)先驗(yàn)p(D)和似然性p(S|D)進(jìn)行整合，計(jì)算主觀時(shí)間的后驗(yàn)：

在決策階段，損失函數(shù)L是每種行為對(duì)應(yīng)的損失，個(gè)體根據(jù)后驗(yàn)和損失函數(shù)對(duì)時(shí)間信息進(jìn)行優(yōu)化估計(jì)(Shi et al., 2013)。貝葉斯觀點(diǎn)認(rèn)為時(shí)間知覺(jué)是無(wú)意識(shí)推理的結(jié)果，稱之為時(shí)間信息的貝葉斯優(yōu)化知覺(jué)(Jazayeri & Shadlen, 2010; Shi et al., 2013)。

時(shí)間信息加工模型與貝葉斯推理貝葉斯理論在趨中效應(yīng)、多源時(shí)間信息整合、時(shí)空干擾效應(yīng)以及同時(shí)性的貝葉斯校準(zhǔn)（Bayesian calibration of simultaneity）這四個(gè)時(shí)間信息加工的課題上取得了卓有成效。趨中效應(yīng)與同時(shí)性的貝葉斯校準(zhǔn)涉及時(shí)間背景對(duì)時(shí)距、時(shí)序信息加工的調(diào)節(jié)；多源時(shí)間信息整合涉及相同感覺(jué)通道內(nèi)或者不同感覺(jué)通道的時(shí)間信息整合；時(shí)空干擾效應(yīng)涉及時(shí)間信息與空間信息的整合加工。關(guān)于以上四個(gè)課題的貝葉斯模型分析，在文章正文中可以找到答案。聲明：文章來(lái)源公眾號(hào)心理科學(xué)雜志，圖文僅作為學(xué)習(xí)交流，其版權(quán)歸出版社或者原作者所有，本公眾號(hào)不對(duì)所涉及的版權(quán)問(wèn)題負(fù)責(zé)。如原作者認(rèn)為侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系我們，我們立即刪除文章，謝謝！版權(quán)歸原作者所有，如有侵權(quán)請(qǐng)告知?jiǎng)h除。卓智未來(lái)注意力 · 心理咨詢 · 學(xué)習(xí)能力訓(xùn)練—    E N D    —喜歡此內(nèi)容的人還喜歡@深圳家長(zhǎng)，兒童學(xué)習(xí)能力測(cè)評(píng)&體驗(yàn)課免費(fèi)報(bào)名通道開(kāi)放！

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