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什麼是視覺經驗?

活躍星系核_96
・2014/07/07 ・3860字 ・閱讀時間約 8 分鐘 ・SR值 530 ・七年級

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

本文由民視《科學再發現》贊助,泛科學獨立製作

作者 / 俞欣豪(認知科學博士。目前是墨爾本 Monash 大學的研究員,專長是靈長類動物的視覺系統)

大概是因為笛卡爾的影響,有些人認為當下的感官經驗,可以完全靠著內省(introspection)的方法來理解,不需要科學方法的幫助。我不贊成這種說法,我認為我們對自己的感官經驗世界,瞭解得非常少[1]。我舉一個簡單的例子:我們大約是一百多年前透過食品化學研究,才知道基礎味覺除了甜、酸、苦、鹹外,還有一種叫 umami (中文翻成 “鮮味”)。為什麼有一種味覺跟別的基本味覺不一樣,要透過科學研究才能發現?為什麼我們不是靠直覺就知道 umami, 跟甜味一樣,是一種吃得到的感覺?有人說 umami 太不直覺了,所以它很明顯的不能跟其它的味覺相提並論。有人說它只能算是一種生理學知識,不是真的經驗。不過不直覺不代表是錯,也許直覺會隨著知識而改變。有一天我在聽美食頻道,聽到美食評論人講起 umami 講得跟甜鹹一樣自然。也許對於愛吃,對味覺特別留意的人而言,umami 是很直覺的也說不定。至少在西方國家,umami 這個字已經越來越普及化,已經不是一個術語了。也許未來所有人都會覺得 umami 很自然…也說不定…

另一個好範例是視覺心理學有關 “運動感” 的研究。我們一直要到八零年代才真正的瞭解到運動感是一種基礎視覺經驗 [2]。這句話是什麼意思?顏色是一種基礎視覺經驗、亮度是一種是基礎視覺經驗、立體感 (stereopsis) 是一種基礎視覺經驗、形狀 [3] 也是一種基礎視覺經驗。我要是給你一顆檸檬,你同時可以感覺到它的顏色、它的亮度、它的形狀。你也知道它是立體的,因為這些感覺都是同一個視覺經驗的不同面相,可以同時存在,而且可以獨立改變。假如說這個檸檬是顯示在任天堂3DS遊戲主機上,要是我們突然關閉了三度空間顯示器的功能,視覺經驗有什麼差別?差別就是少了立體感。這個立體感是一種無法用別的感官經驗描述的經驗 [4]。

要是我把檸檬丟給你,你看到檸檬在空間裡移動,這個空間的改變是一種基礎視覺經驗嗎?大部份的人會說它只是形體這種基礎經驗在時間上的變化,不應該算是一種基礎經驗。的確,一直到七零年代還有心理學家認為運動感只不過是空間視覺加上時間,因此不需要專門的理論。不過八零年代後我們已經很確定運動感跟顏色或是立體感一樣,是一種基礎視覺經驗。這就好比科學家發現 umami 是一種基礎味覺經驗一樣。剛剛舉的檸檬的例子,正確的描述應該是:你看到檸檬在空間裡改變位置, 你同時也看到了檸檬的運動,這兩者不是同一個感覺。

這個說法聽起來很不直覺。原因是在我們的日常生活裡,這兩種感覺很接近,而且通常同時發生。不過心理學家設計了一些巧妙的實驗,可以把它們分離出來。以下的幻象我覺得是一個好例子 [5]:

你應該可以看到粉紅色環似乎是在往順時鐘的方向連續地旋轉,淺綠色環似乎是在往逆時鐘的方向連續地旋轉 (如過你看不到旋轉的話,可以調整眼睛跟螢幕的距離)。我先強調,這是一個幻象,兩個環其實沒有在旋轉。這整個動畫只有三幕不斷的重複,在第一幕跟第二幕,淺綠色的方塊稍微往逆時鐘的方向移動一點點 (1.5 度),粉紅色的方塊稍微往順時鐘的方向移動一點點。第三幕只有黃色的背景,也就是你看到的閃光的效果。要是我拿掉第三幕,幻象就消失了,每個方塊看起來只是在震動。

那個閃光是整個幻象的關鍵,背後的原理跟神經生理學有關,我們這裡暫時不討論,把注意力集中在視覺經驗上。我們在看這個幻象的時候,到底是看到了什麼?我們看到每個方塊都在往逆時鐘或是逆時鐘的方向運動,不過我們也同時看到它們並沒有改變位置。這兩句話乍聽之下應該不能同時是對的,不過這不是一個悖論。我們談的是經驗,不是物理。依照物理的定義,運動一定要有位置的改變,不過在視覺經驗的世界裡,因為運動感跟形體視覺是同一個經驗的兩個面向,所以我們可以同時看到這兩個性質。這就好比是我們可以同時看到檸檬是黃綠色的,也可以看到它是橢圓形的,這兩者並不抵觸。

我們再來看另一個幻象 [6]:

你應該看到一個往左下角的運動。不過你應該有注意到,你看到的其實是很多小塊的元素,每一個小塊的元素都在往不同的運動方向。我們的經驗是每個小塊元素的總和嗎?好像不是,我們除了每個小塊元素之外,還多看到了一個東西,那個東西就是往左下的 “運動感”。


我再舉一個聽起來也是直覺上不合理的現象。依照我們一般的視覺經驗 “運動” 的意義是指某個東西的運動,要是沒有看到東西,那當然看不到運動,也就是說運動這種感覺不能單獨存在,它一定要跟形體視覺共存才行。不過科學家發現,在一些特殊的情況之下,真的有可能可以感受到 “純運動感”。有些腦部受創的病人,說他們有時能感覺到運動,但感覺不到什麼東西在動,也說不出來是什麼形狀的東西在動,或是什麼顏色的東西在動。因此我們只能說他看到的就是獨立存在的運動感。最早描述這個現象的是一篇 George Riddoch 醫生在 1917 年出版的論文,因此被稱為 Riddoch 症狀。Riddoch 症狀跟所謂的盲視現象 (blindsight) 有很密切的關係 [7],有些人把它視為是盲視現象的一種。

有些人不接受這種證據,因為這種病患很罕見,我們對他們視覺經驗的瞭解很片斷,所以也許不應該太早下結論。也許這些病人也不瞭解自己的經驗,也許語言很難溝通他們的的感覺…不過有趣的是正常人在特定的情況之下,也有可能體驗這種所謂的“純運動感”。生理學家 Sigmund Exner 在 1875 年描述到,如果一個運動中的物體出現在你的視野邊緣,你也可以感覺到一種沒有形體沒有顏色的運動感 [8]。很不幸你沒有辦法立刻體驗這種感覺。這需要在實驗室裡在控制的情況之下才能做得到,不過至少原則上這是每個人都感覺得到的經驗。

你也許會問:就算我真的做這個實驗,我怎麼知道這種沒有顏色沒有形體的感覺,就是運動感?有些人甚至會說這種感覺,根據定義,就算不上是運動感。我的回答是:我們可以測試你能不能分辨運動的方向,要是可以的話,那就有很強的理由說這種感覺就是運動感了,因為這種感覺承載著讓你可以分辨運動方向的資訊。

要是你再機車一點的話也許你會再問:就算我有這種沒有顏色沒有形體的感覺,就算我可以回答運動的方向,不過那還是沒有辦法證明這種感覺有承載運動方向的資訊。也許運動的方向是沒有感覺的(也就是說是無意識的),如果我可以使用無意識的資訊來決定運動的方向,那這種感覺就不需要承載運動方向的資訊,那就不能確定這種感覺是運動感。我的回答是:在你回答運動方向前,我可以要求你評估這個沒有顏色沒有形體的感覺有多強烈。如果在強烈的時後你的回答比較正確,那我們就可以說你的回答是來自這種感覺 [9]。


我之所以特別花時間討論這個主題,是因為在網路上看到人在爭辯科學的限制,常常會有人拿感官經驗當理由:

  • 有人說當下的感官經驗,是一種不需要科學方法就可以完全理解的知識,因此科學方法不是唯一得到知識的方法。
  • 有人說科學只能觀察客觀的行為,不能觀察主觀的經驗。因此依照科學的定義,經驗就不在科學的範圍之內。
  • 有人說科學能回答有關感官經驗背後的生理學機制的問題,但這些知識是生理學知識,跟經驗本身無關。

我認為這些都是錯的。“運動感是一種跟別的視覺經驗不一樣的經驗”就是一個科學知識。它是綜合神經生理學跟心理學得到的成果,它的內涵是解釋我們經驗本身的性質,不光只是描述生理學機制。

最後我要強調我們對自己的內心世界瞭解得非常少。我們有幾種視覺感覺?視覺真的是一種感覺嗎?感覺有強弱的區分嗎?這些都是不容易回答的問題,我認為正確地刻劃我們的感官經驗,是一個必須處理的問題。神經科學家,心理學家,跟哲學家在這方面,應該能有許多有意義的合作。


  1. 類似的觀點請參考哲學家 Eric Schwitzgebel 寫的書: Perplexities of Consciousness. Daniel Dennett 的 Sweet Dreams: Philosophical Obstacles to a Science of Consciousness 有討論 umami。
  2. Nakayama, K. (1985) Biological image processing: a review. Vision Research, 25, 625-660。
  3. 其實正確地說法應該是說形體視覺 (pattern vision) 是一種基礎視覺經驗. 形狀只是形體視覺的一種。
  4. 我這裡不用哲學家所說的 qualia,那是因為 qualia 這個字太籠統, 有很多不完全一致的定義。
  5. 這個幻象是 George Mather 教授設計的 two-stroke motion
  6. 詳情見 Amano et al. (2009)
  7. 參考 Zeki, S. and ffytche, D.H. (1998) The Riddoch syndromeinsights into the neurobiology of consciousness. Brain, 121, 25-45。
  8. 見 To, M.P.S., Regan, B.C., Wood, D., Mollon, J.D. (2011) Vision out of the corner of the eye. Vision Research, 51, 203-214。
  9. 有些人說我這種討論是在做哲學,不是在做科學。其實這些是有關盲視現象的科學文獻裡很常見的討論,有些人說 “xxx 是在做哲學,不是在做科學”,那些人只是不知道科學家在做什麼,或是不知道哲學家在做什麼。

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活躍星系核_96
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活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia

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用這劑補好新冠預防保護力!防疫新解方:長效型單株抗體適用於「免疫低下族群預防」及「高風險族群輕症治療」
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2023/01/19 ・2874字 ・閱讀時間約 5 分鐘

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

本文由 台灣感染症醫學會 合作,泛科學企劃執行。

  • 審稿醫生/ 台灣感染症醫學會理事長 王復德

「好想飛出國~」這句話在長達近 3 年的「鎖國」後終於實現,然而隨著各國陸續解封、確診消息頻傳,讓民眾再度興起可能染疫的恐慌,特別是一群本身自體免疫力就比正常人差的病友。

全球約有 2% 的免疫功能低下病友,包括血癌、接受化放療、器官移植、接受免疫抑制劑治療、HIV 及先天性免疫不全的患者…等,由於自身免疫問題,即便施打新冠疫苗,所產生的抗體和保護力仍比一般人低。即使施打疫苗,這群病人一旦確診,因免疫力低難清除病毒,重症與死亡風險較高,加護病房 (ICU) 使用率是 1.5 倍,死亡率則是 2 倍。

進一步來看,部分免疫低下病患因服用免疫抑制劑,使得免疫功能與疫苗保護力下降,這些藥物包括高劑量類固醇、特定免疫抑制之生物製劑,或器官移植後預防免疫排斥的藥物。國外臨床研究顯示,部分病友打完疫苗後的抗體生成情況遠低於常人,以器官移植病患來說,僅有31%能產生抗體反應。

疫苗保護力較一般人低,靠「被動免疫」補充抗新冠保護力

為什麼免疫低下族群打疫苗無法產生足夠的抗體?主因為疫苗抗體產生的機轉,是仰賴身體正常免疫功能、自行激化主動產生抗體,這即為「主動免疫」,一般民眾接種新冠疫苗即屬於此。相比之下,免疫低下病患因自身免疫功能不足,難以經由疫苗主動激化免疫功能來保護自身,因此可採「被動免疫」方式,藉由外界輔助直接投以免疫低下病患抗體,給予保護力。

外力介入能達到「被動免疫」的有長效型單株抗體,可改善免疫低下病患因原有治療而無法接種疫苗,或接種疫苗後保護力較差的困境,有效降低確診後的重症風險,保護力可持續長達 6 個月。另須注意,單株抗體不可取代疫苗接種,完成單株抗體注射後仍需維持其他防疫措施。

長效型單株抗體緊急授權予免疫低下患者使用 有望降低感染與重症風險

2022年歐盟、英、法、澳等多國緊急使用授權用於 COVID-19 免疫低下族群暴露前預防,台灣也在去年 9 月通過緊急授權,免疫低下患者專用的單株抗體,在接種疫苗以外多一層保護,能降低感染、重症與死亡風險。

從臨床數據來看,長效型單株抗體對免疫功能嚴重不足的族群,接種後六個月內可降低 83% 感染風險,效力與安全性已通過臨床試驗證實,證據也顯示針對台灣主流病毒株 BA.5 及 BA.2.75 具保護力。

六大類人可公費施打 醫界呼籲民眾積極防禦

台灣提供對 COVID-19 疫苗接種反應不佳之免疫功能低下者以降低其染疫風險,根據 2022 年 11 月疾管署公布的最新領用方案,符合施打的條件包含:

一、成人或 ≥ 12 歲且體重 ≥ 40 公斤,且;
二、六個月內無感染 SARS-CoV-2,且;
三、一周內與 SARS-CoV-2 感染者無已知的接觸史,且;
四、且符合下列條件任一者:

(一)曾在一年內接受實體器官或血液幹細胞移植
(二)接受實體器官或血液幹細胞移植後任何時間有急性排斥現象
(三)曾在一年內接受 CAR-T 治療或 B 細胞清除治療 (B cell depletion therapy)
(四)具有效重大傷病卡之嚴重先天性免疫不全病患
(五)具有效重大傷病卡之血液腫瘤病患(淋巴肉瘤、何杰金氏、淋巴及組織其他惡性瘤、白血病)
(六)感染HIV且最近一次 CD4 < 200 cells/mm3 者 。

符合上述條件之病友,可主動諮詢醫師。多數病友施打後沒有特別的不適感,少數病友會有些微噁心或疲倦感,為即時處理發生率極低的過敏性休克或輸注反應,需於輸注時持續監測並於輸注後於醫療單位觀察至少 1 小時。

目前藥品存放醫療院所部分如下,完整名單請見公費COVID-19複合式單株抗體領用方案

  • 北部

台大醫院(含台大癌症醫院)、台北榮總、三軍總醫院、振興醫院、馬偕醫院、萬芳醫院、雙和醫院、和信治癌醫院、亞東醫院、台北慈濟醫院、耕莘醫院、陽明交通大學附設醫院、林口長庚醫院、新竹馬偕醫院

  • 中部

         大千醫院、中國醫藥大學附設醫院、台中榮總、彰化基督教醫療財團法人彰化基督教醫院

  • 南部/東部

台大雲林醫院、成功大學附設醫院、奇美醫院、高雄長庚醫院、高雄榮總、義大醫院、高雄醫學大學附設醫院、花蓮慈濟

除了預防 也可用於治療確診者

長效型單株抗體不但可以增加免疫低下者的保護力,還可以用來治療「具重症風險因子且不需用氧」的輕症病患。根據臨床數據顯示,只要在出現症狀後的 5 天內投藥,可有效降低近七成 (67%) 的住院或死亡風險;如果是3天內投藥,則可大幅減少到近九成 (88%) 的住院或死亡風險,所以把握黃金時間盡早治療是關鍵。

  • 新冠治療藥物比較表:
藥名Evusheld
長效型單株抗體
Molnupiravir
莫納皮拉韋
Paxlovid
倍拉維
Remdesivir
瑞德西韋
作用原理結合至病毒的棘蛋白受體結合區域,抑制病毒進入人體細胞干擾病毒的基因序列,導致複製錯亂突變蛋白酵素抑制劑,阻斷病毒繁殖抑制病毒複製所需之酵素的活性,從而抑制病毒增生
治療方式單次肌肉注射(施打後留觀1小時)口服5天口服5天靜脈注射3天
適用對象發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與兒童(12歲以上且體重至少40公斤)的輕症病患。發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與兒童(12歲以上且體重至少40公斤)的輕症病患。發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人(18歲以上)的輕症病患。發病7天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與孩童(年齡大於28天且體重3公斤以上)的輕症病患。
*Remdesivir用於重症之適用條件和使用天數有所不同
注意事項病毒變異株藥物交互作用孕婦哺乳禁用輸注反應

免疫低下病友需有更多重的防疫保護,除了戴口罩、保持社交距離、勤洗手、減少到公共場所等非藥物性防護措施外,按時接種COVID-19疫苗,仍是最具效益之傳染病預防介入措施。若有符合施打長效型單株抗體資格的病患,應主動諮詢醫師,經醫師評估用藥效益與施打必要性。

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你認為閱讀只需要用眼嗎?先聽懂,才能讀懂!
雅文兒童聽語文教基金會_96
・2022/08/27 ・3967字 ・閱讀時間約 8 分鐘

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

  • 文/雅文基金會聽語科學研究中心研究員 詹益智
人類大腦最初演化的目的是為了聆聽口說語言。圖/EXECUTIVEMIND

人類習得語言的順序:先學會聽才能學會讀

於 2016 年上映的電影「寒戰 II」中,由梁家輝飾演的李文彬有一句經典的台詞

「沒有學會走,先學跑,從來不是問題,但先問一問自己是不是天才。如果不是,就要一步步來[1]。」

這就好似使用口語溝通者語言發展的歷程,除非你是天選之人,有過人的天份,否則通常會依聽、說、讀、寫的順序習得語言[2],這樣的順序透露了一個重要的訊息,即閱讀的學習應奠基於聽理解力。為何語言習得的順序是先聽再讀呢?從人類大腦的演化的足跡便可略知一二。除非特別說明,以下皆以使用口語者為主要談論對象。

人類大腦最初演化的目的是為了習得口說語言(後簡稱口語)[3],而是習得口語的最佳媒介。在幾十萬年前口語就已出現[4],而書面語則約在五千年前才誕生[5],因此人類祖先在開始透過文字溝通之前,早已有了數萬年的口語交流經驗。我們可以發現,使用口語溝通的兒童一出生便自然地開始聆聽口語,接著才是學會閱讀,這並非是巧合,而可能是大腦演化之下的產物。

閱讀不只是認字這麼簡單,還需要良好的聽理解力

談到閱讀,許多人的第一印象就只是閱讀文字,但僅只如此嗎?閱讀文字其實只是閱讀過程中最基本、最初階的的技能。兒童在學習閱讀的過程中,無不從識字開始,透過記憶字形、拼讀注音、部首或聲旁線索認讀文字,但即便能將文本所有的文字唸出,也不代表能理解文本背後的涵意,癥結在於是否能將唸出的文本賦予應有的意義,才可達到閱讀理解的目的[6]

兒童在早期學讀的過程中,所接觸文本的難度大多低於其口語理解的水準,因此其閱讀理解主要受到識字能力的限制[7],到了晚期透過閱讀來學習的階段,兒童的識字能力會因多次的練習而趨近自動化,也就是一眼便能提取文字的語音;此時,他們所接觸文本在內容與結構上也會變得更加困難與複雜,單憑識字能力,並不足以讓他們理解全文,而聽理解力,才是決定其閱讀成效的因素之一 [7]。

早期「學習閱讀階段」的文本內容相對容易,閱讀理解主要受識字能力的影響,晚期「透過閱讀學習階段」的文本內容相對困難,閱讀理解主要受聽理解力的影響。圖/筆者製圖 & TheSchoolRun

一般而言,聆聽口語可幫助一個人建構閱讀時所需的語言基礎,例如詞彙與句法[8],換言之,聽理解力可能會影響語言知識的習得,進而左右閱讀的表現。研究指出聽理解力對於閱讀理解的影響會隨著兒童年紀漸長而有所增加[9]。最終,聽理解力甚至可以完全預測其閱讀理解[10]

語言知識是閱讀發展的關鍵

你可能會質疑聾人朋友沒有聽力也可閱讀,原因在於他們仍可透過手語或讀唇的方式獲取語言知識。沒錯,語言知識便是其中的關鍵!有許多具有殘存聽力的兒童,因聽經驗較為缺乏而需要花更多時間奠定語言根基,相對於典型聽力的兒童,也較易有閱讀發展遲緩的現象[11]。有些研究甚至發現,聽損兒童的閱讀能力到了國小四年級時就停滯不前[12],顯見聽力對使用口語為主要溝通者閱讀發展的重要性。

聽理解力可用以區分不同類型的閱讀障礙

在臨床上,閱讀理解困難可分為三大類:失讀症(dyslexia),即有識字困難但保有完好的聽理解力;理解困難(poor comprehender),即有足夠的識字能力,但聽理解力有缺陷;廣泛性閱讀障礙(garden variety poor reader),即識字與聽理解力皆低落[7]。由此可見,聽理解力在閱讀理解上扮演著決定性的角色。

聆聽和閱讀都會在內心產生感官意象

聽理解力不單只是透過聽去理解口語中的詞彙與句法,良好的聽理解力還牽涉到是否能將這些語言及背景知識整合成一個心理模型(Mental Model)[13],也就是能在內心中,將人、事、時、地、物具像化,以幫助理解。舉例來說,你將和朋友去參加一場美食盛宴,你可能會在腦海中勾勒出當天會場的樣貌、會出席的要角、即將發生的事、食物的滋味、美妙的音樂等。

在聆聽言談與閱讀文本時,皆會觸發這種感官意象的形成[7]。因此聽理解力與閱讀理解其實同出一轍。換句話說,聽理解力和閱讀理解其實共用了相同的心理處理機制,只不過聽理解力並未涉及文字解碼的歷程。

閱讀時,內心也會聽到「聲音」

聽理解力對閱讀的影響也可從「默讀」(subvocalization or silent reading)的觀點來談。所謂「默讀」指的是在閱讀時,心中將文字唸出聲音,這是典型聽力者閱讀時的自然過程,它有助於大腦理解與記憶所讀過的內容,從而能夠減少認知負荷,並將剩餘的認知資源用在高層次的語言理解[14]

既是唸出「聲音」,自然就會牽涉到聽理解力,若是聽經驗不足,即便將文字唸出,對讀者而言只不過是一連串無意義的語音符號,因而也就無法達到閱讀理解的目的。

聆聽與閱讀同篇文章時,相同的大腦區塊都被激活了

這些透過顏色編碼的 3D 大腦地圖顯示了大腦在聽聆聽(頂部)和閱讀(底部)同一篇故事時,語意處理的過程基本相同。圖/Fatma Deniz University of California, Berkeley

一群加州大學柏克萊分校的腦神經學家 Deniz 等人[15],在《神經科學雜誌》(Journal of Neuroscience)上,發表了一篇有關大腦處理聽力與閱讀的論文,他們利用功能性磁振造影(Functional Magnetic Resonance Imaging, fMRI)技術,記錄一群成人受試者在閱讀和聆聽同一篇故事時,大腦活動的狀況,並根據結果繪製3D大腦互動式地圖(interactive map ,這個網頁可以讓你體驗 3D 大腦互動式地圖)。

這個地圖以不同的顏色標示大腦活動的區塊。研究人員不但發現聆聽和閱讀同一時詞彙時,相同的大腦區塊會被激活外,更發現不同類別的詞彙所激活的大腦區塊也有所不同。例如,與數字相關的單詞會激活一個區塊,而與時間​​相關的單詞則會激活另一個區塊。

也就是說,無論透過聆聽或是閱讀相同的文本,這兩種處理語意訊息的方式都是類似的,這也證實了聆聽與閱讀間緊密不可分割的關係。研究人員也提到了未來對於閱讀理解有障礙的兒童或許可以透過聆聽有聲書的方式來改善他們的閱讀理解力。

如何透過「聽」來提升閱讀理解?

TEDxTaipei 是個可用來訓練聽理解力的平台。圖/TEDxTaipei

既然聽與閱讀間的關係來自於語言理解,訓練聽力來提升語言理解進而促進閱讀能力應是可行的方法,那麼應該要怎麼透過聽來提升閱讀理解力呢?平時我們可以利用手機或電腦的 TEDxTaipei 平台聆聽不同主題的演說,並利用四種實證策略來聆聽[16]

1.預測(prediction)

在聆聽演講時,可試著預測講者後續要說的內容,因為對內容的理解有很大程度取決於我們所聽到的是否與預期的一樣,如與期待不符,則可能會產生誤解。相反地,如果我們能準確地預測接下來的內容,聆聽便會變得更有效率。

2.釐清(clarification)

除了預測外,釐清自己是否能理解所聽到的內容,也是聆聽中重要的一環。有時我們可能會發現講者使用了一些艱澀難懂的專有名詞或概念,此時不妨按下暫停鍵,稍微 Google 一下,找出相關的解釋,如此不但可豐富自己的背景知識,更有助內容的理解。若我們對不懂之處置之不理,就無法順利地理解演說的內容。

3.提問(questioning)

有目的的去聽一場演講比漫無目的聆更可使聽者對演說的內容產生共鳴,而自我提問便可以達到這樣的目的。自我提問的策略可在演講的任何時刻皆可使用,例如在演講前使用,便能將背景知識帶入自己的意識中,而有助內容的理解。在演講中使用,可以促使自己更專注的聆聽,因為在某種程度上,也是與內容作交流。若在演講後使用,則可訓練自己的批判性思維。

4.摘要(summary)

聽完一場演講後,試著用自己的話重述一遍講者的內容,但需將焦點放在講者主要闡述的想法是甚麼?有哪些細節可以支持這些想法?哪些訊息是不相關或非必要的?對演講的內容做摘要不但可幫助自己更積極且專注地聆聽,也可訓練自己整合訊息的能力,並對內容也會留下更深刻的印象。

閱讀若想要達到「讀你千遍也不厭倦」的境界,或許可從訓練自己的聽理解力開始,當建立起閱讀所需的語言與背景知識的基礎後,就不會產生「讀你一遍都感厭倦」的無奈感囉!

參考資料

  1. 寒戰II
  2. Pawarbrother21. (2022, February 11). Language skills- Listening, Speaking, Reading, Writing. 
  3. Victor. (2021, March 15). Three reasons listening is the most important skill to tackle first. 
  4. Scerri, E. M., Thomas, M. G., Manica, A., Gunz, P., Stock, J. T., Stringer, C., … & Chikhi, L. (2018). Did our species evolve in subdivided populations across Africa, and why does it matter?. Trends in Ecology & Evolution33(8), 582-594.
  5. Gelb, I. J. (n.d.). Sumerian language
  6. Hoover, W. A., & Gough, P. B. (1990). The simple view of reading. Reading and Writing2(2), 127-160.
  7. Hogan, T. P., Adlof, S. M., & Alonzo, C. N. (2014). On the importance of listening comprehension. International Journal of Speech-Language Pathology16(3), 199-207.
  8. Hogan, T. P., Bridges, M. S., Justice, L., M., & Cain, K. (2011). Increasing higher level language skills to improve reading comprehension. Focus on Exceptional Children, 44(3), 1-19.
  9. Catts, H. W., Hogan, T. P., & Adlof, S. M. (2005). Developmental changes in reading and reading disabilities. In The connections between language and reading disabilities (pp. 38-51). Psychology Press.
  10. Adlof, S. M., Catts, H. W., & Little, T. D. (2006). Should the simple view of reading include a fluency component?. Reading and Writing19(9), 933-958.
  11. Harris, M., Terlektsi, E., & Kyle, F. E. (2017). Literacy outcomes for deaf and hard of hearing primary school children: A cohort comparison study. Journal of Speech, Language, and Hearing Research, 60, 701–711
  12. Traxler, C. B. (2000). The Stanford Achievement Test, 9th edition: National norming and performance standards for deaf and hard-of-hearing students. Journal of Deaf Studies and Deaf Education, 5, 337–348.
  13. Kintsch, W., & Kintsch, E. (2005). Comprehension. In S. G. Paris & S. A. Stahl (Eds.), Current issues in reading comprehension and assessment (pp. 71-92). Mahwah, NJ: Erlbaum.
  14. Erickson, K. (2003). Reading comprehension in AAC. The ASHA Leader, 8(12), 6-9.
  15. Deniz, F., Nunez-Elizalde, A. O., Huth, A. G., & Gallant, J. L. (2019). The representation of semantic information across human cerebral cortex during listening versus reading is invariant to stimulus modality. Journal of Neuroscience39(39), 7722-7736.
  16. Aarnoutse, C., Brand-Gruwel, S., & Oduber, R. (1997). Improving reading comprehension strategies through listening. Educational Studies23(2), 209-227.
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雅文兒童聽語文教基金會_96
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雅文基金會提供聽損兒早期療育服務,近年來更致力分享親子教養資訊、推動聽損兒童融合教育,並普及聽力保健知識,期盼在家庭、學校和社會埋下良善的種子,替聽損者營造更加友善的環境。

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大腦其實略懂「預知未來」?NATURE 新發表在視覺皮質發現「預測性編碼」的關鍵拼圖
活躍星系核_96
・2020/05/21 ・3644字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 585 ・九年級

  • 文/V. 瓦西里耶夫│日內瓦大學博士後研究員,23 歲獨自背著背包從亞洲跨越俄國歐洲來到美國,28 歲取得神經科學博士後重新回到路上;始終更喜歡穿梭亂入各種不同形貌的生活,浪跡各大洲 100 多個國家以尋找寫小說的靈感。撰寫臉書部落格「瑞士豬尾巴・神經科學界的V

一個畫面可以有多種解讀,真相永遠只有一個

很多時候,我們所見到的,與大腦對於這個世界的預期有著緊密的連結。用 Kanizsa 三角作為示範,即便我們可以確定此圖形僅是由三個缺角的實心圓形和三個銳角邊緣所組成,我們卻不可否認地知覺到一個白色的倒三角形,位於三個黑球和一個黑框正三角形之前,即便它不存在著可明確眼見的邊界。

Kanizsa三角是錯覺輪廓中的著名例子,通過幾何排列,讓人感知到白色三角形的存在。圖:Wikipedia

這個現象最早是由義大利心理學家 Gaetano Kanizsa 所描述,可謂「心有所想,目有所見」的範例。

過去有段時間裡,興起於 20 世紀德國的格式塔學派,又稱為完形心理學,將此現象歸功於人腦專司將感覺訊息彙整成最具完整性的運作原理;然而直到近代神經科學的蓬勃發展,才使得過去無法從生物上去證明的假說得以受到研究與辯論。

然而神經科學又是如何解釋:為何我們都看到白色的倒三角形,而不是其他各種可能的組合,例如一個白色正三角形周邊圍繞著三個小精靈(Pac-Man),抑或是一個異色六芒星前置於三個黑球?這也許涉及了大腦如何運作的終極大哉問。

大腦很在意外部感覺輸入和內部預期的落差

早在神經科學家能夠記錄神經元的訊號,並且發現大腦內有大量對於視野中移動訊息產生反應的神經元,過去的科學家就已經假設了人腦有偵測物體移動的能力;然而神奇的是,在我們用眼睛掃射周邊的當下並不會產生世界移動了的感覺。赫爾曼.馮.亥姆霍茲(Hermann von Helmholtz)於是推測,眼球運動期間沒有移動知覺,是由於自發眼球運動的訊號抵銷了整個世界在視網膜上產生的移動訊息;相對的,如果我們使用外力推動眼球,整個世界往反方向移動的知覺就會產生。這就是一個用行為實驗推敲大腦運作法則的成功案例。

一年多前,Georg B. Keller 和 Thomas D. Mrsic-Flogel 在這一篇文獻回顧中1清楚闡明了大腦對於外在環境的預測處理可作為解釋多重大腦功能的框架:皮質中負責預測誤差的神經元、負責內部表徵的神經元和其他抑制性的神經元合力組成了一個標準的計算單元

高級動物的大腦皮層是包裹在腦外側的連通皮狀結構,其中各類神經元共同組成標準的計算單元。圖:Wikipedia

而過去十年間,在小鼠初級視皮層的研究已經產出了許多支持的證據:部分神經元會受到不符合預期的光流(optical flow)大量活化,或者對於不符合預期的視覺刺激而劇烈反應。 而這些個別的結果都正逐步完成預測處理的理論藍圖。

大腦資訊傳播的另一種可能:預測性編碼

起源於計算機領域,預測性編碼(Predictive Coding)在神經系統的應用,是由 Rajesh P. N. Rao和Dana H. Ballard 所提出的2神經系統的連結在適應了外界規則後,會在各個階層比較訊息中沒有被預期的成分,並將這個精簡化的結果向上傳輸。

更且,在這篇論文中,他們利用電腦模擬建立以此前提而連結的多層次神經網絡,在讓這個模型對自然場景進行學習後,他們在初階層級發現的網路節點,與生物學家在視覺皮質中所記錄到的神經元,表現出相似的行為反應,例如對角度與明暗邊界的選擇性。

預測性編碼的優勢在於可以大量減少冗餘的資訊處理,僅僅傳輸跟預期不同的部分,並高效率地應用神經元有限的訊息傳遞量;畢竟自然環境中的信號大部分都是可預期的,而大腦在短暫瞬間可以處理的訊息量卻是有限的。

預測性編碼的優勢是精簡冗餘的資訊處理,能夠高效率應用神經元的訊息傳遞。圖:Wikipedia

即便過去科學家們經由神經生理紀錄而推理出「前饋(Feedforward)主導神經編碼」,即感覺訊號從周邊系統單向傳輸到大腦初級皮質進行加工;繼而認定感官系統的工作就是在大量冗餘的訊息裡篩選偵測出關鍵的訊息,例如邊界、物件甚至語義的表徵;然而在研究成果推陳出新之後,是時候討論預測性編碼的可能了。

NATURE: 科學家發現關鍵的一塊拼圖

近日,位在加州大學舊金山分校 Massimo Scanziani 的實驗室中,Andreas J. Keller 與其同僚在最富盛名的科學期刊《自然》上發表了一系列驚動感覺神經學界的研究成果3

一切始於 David H. Hubel 和 Torsten Wiesel 在五零年代研究貓的視覺皮質而發現「感受野」(Receptive Field),也就是視覺刺激能激發神經元活性的空間區域;並因此獲得 1981 年諾貝爾生理醫學獎的肯定。自此以後,通過研究從感覺器官一路向大腦傳輸訊息的經典前饋感受野,就成了感覺神經學界的圭臬。傳統經典的神經科學認為大腦的訊息傳播,類似於最早期計算機科學中的類神經網路,控制參數只會從輸入層向輸出層單向傳播,而不會反向傳播。

然而,這樣一套訊息處理的機制不免陷入對於反饋(Feedback)功能解釋模糊或者冗餘過剩的問題。

在Andreas J. Keller新發表的論文中,作者發現來自高級視覺皮層的反饋,在傳輸到小鼠初級視覺皮層中的興奮性神經元之後會產生另一個從未被找到的反饋感受野。除了在視野部分與前饋感受野互補,反應也相對緩慢;更重要的是,這個反饋感受野和前饋感受野有著拮抗的特徵,也就是神經只會對於其中一方存在時有所反應。因此,反饋感受野使得神經元能夠使用前饋感受野原先所無法偵測的周邊訊息作比較,並向上層報告整個視覺空間中刺激特徵的差異,而這就恰巧是預測性編碼的核心價值。

作者們在實驗方法上使用雙光子鈣成像技術,在頭部固定的清醒小鼠之初級視覺皮層記錄神經活性,並用改變大小的古典光柵視覺刺激(下圖上)來測量前饋感受野;其後再反其道而行地用一個全場光柵,其中一部分被灰色圓形遮蓋而產生反向刺激的方式(下圖下),測量反饋感受野。

圖源:Feedback Generates a Second Receptive Field in Neurons of Visual Cortex

前饋感受野和反饋感受野在受到均勻刺激時相互拮抗的現象,使其可被視作皮質中負責預測誤差的神經元;而預測性編碼迴路中關鍵的抑制性調節,將可能由其他鄰近的抑制性神經元處理。於是作者使用基因轉殖小鼠的技術標定了帶有三種不同基因的抑制性神經元群集:即小白蛋白(PV),血管活性腸肽(VIP)和生長素抑制因子(SOM);繼而發現反饋感受野只存在於表現出小白蛋白和血管活性腸肽的抑制性神經元中,因此證明表現出生長素抑制因子的抑制性神經元所扮演的拮抗調節腳色。

最後,作者使用抑制性光遺傳學技術(Optogenetics),將對光敏感的離子通道表現在欲控制的神經元上,並使用雷射加以個別操弄,選擇性關閉個別高級視覺區域的活性,繼而證明反饋感受野的訊息傳遞,是源自特定高級視覺區域的反饋而非來自視覺感官的前饋迴路。

總結來說,此研究中應用多種神經科學的新興技術,除了使用神經造影以及電生理紀錄來偵測大腦活性,更應用光遺傳學來操弄大腦活動以達成因果的討論,大大增加了支持證據的可信度。而此篇論文的重要性在於完成了預測性編碼理論的最後一塊關鍵拼圖,將此理論融合到了神經科學界最廣為研究的視覺皮質系統之中,因此將對於未來領域的發展有著革命性的影響力。

作者怎麼從幻想三角形看到未來呢?

回到最初關於 Kanizsa 三角的解釋,Keller 談到:「簡而言之,根據自然圖像的統計數據對我們視覺系統所進行的訓練,大腦的內部表徵是傾向偵測到完整的圖像之間互相受到遮蔽,而非四散的小精靈和銳角圖形。因此,當視覺皮層中的神經元沒有偵測到任何東西出現在前饋感受野時,就會根據周圍的刺激,即反饋感受野中的刺激做出最佳猜測。」

視覺皮層為大腦皮層中主要負責處理視覺訊息的部分,位於大腦後部的枕葉,圖為其中的初級視皮層、背側流和腹側流。圖:Wikipedia

而在古典的前饋式神經迴路架構之下,視覺皮層中的神經元就像一個個的空間過濾器,針對已存在於視野的部分邊界進行處理,而後經由複雜的周邊連結優先補足倒三角形的虛幻邊緣,才能在高級視覺區域突破雜訊繼而偵測到它的存在。然而這說法卻是有違直覺的;畢竟,我是無法說服自己有看到白色倒三角形的邊界,卻又無法否定它的存在。

「大腦擁有對世界的內部表徵,其最大好處是讓我們可以『預測未來』。不僅可以預期自體運動所造成的後果,更可以預測其他主體的物理屬性與動態。」Keller說道。也許在大腦持續演化的情況下,預知更長遠的未來也不無可能呢!

感謝

之所以有機會為這篇研究撰寫新聞稿,是基於論文作者與筆者私交甚篤而在發表前所分享的內容。預祝他很快就能在瑞士擁有自己的實驗室!

原始論文

  1. Keller, G. B. & Mrsic-Flogel, T. D. Predictive Processing: A Canonical Cortical Computation. Neuron 100, 424–435 (2018).
  2. Rao, R. P. & Ballard, D. H. Predictive coding in the visual cortex: a functional interpretation of some extra-classical receptive field effects. Nat. Neurosci. 2, 79–87 (1999).
  3. Keller, A.J., Roth, M.M. & Scanziani, M. Feedback generates a second receptive field in neurons of the visual cortex. Nature (2020). https://doi.org/10.1038/s41586-020-2319-4
活躍星系核_96
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活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia