人脑是怎样认知图像的？——相互作用激活理论（最新模式识别之四）

相互作用激活理论（interactive activation model）是麦克利兰和鲁姆尔哈特（McClelland & Rumelhart ）于1981 提出。主要处理在语境（context）作用下的字词知觉。

一般假设：

（一）、知觉加工发生在一个分层次的加工系统中，每个层次都形成具有不同抽象水平的输入表征。对于词的视知觉来说，加工系统包含着视觉特征水平、字母水平、词水平以及若干更高的水平。其中，某些更高水平的信息，如一般的知识向单词水平提供了“自上而下”的输入。

（二）、视知觉是平行加工的。两种含义：

①视知觉在空间上总是平行加工的，它能同时处理一定空间范围内的信息，至少是一个四字母的单词。

②在同一时间内，视觉加工发生在若干水平上。例如，词由一系列字母组成，字母又有一系列特征组成，特征的激活与词的激活可能是同时发生的。

（三）、知觉本质上是一个相互作用的过程，即自上而下的加工与自下而上的加工同时起作用，通过复杂的限制作用共同决定我们的知觉。例如，对某种语言中单词的知识与输入的特征信息，共同决定着我们对单词中字母知觉的性质与时间长短。

（四）、不同知识来源的相互作用，可以用类似于神经元的兴奋激活与抑制激活来实现。

 

McClelland & Rumelhart主张，知觉系统是由许多加工单元组成的。每个相关的单元都有一个实体叫结点（node），即最小的加工单元。结点被组织在层次中，每个结点与大量其他结点联结在一起。联结的方式有两种，即兴奋和抑制。如果某个结点支持另一个结点的存在，那么它们之间的联结为兴奋性联结；如果两者相互矛盾，那么它们的关系是抑制的。每个结点在某一时间都有一个激活值（activation value），它既受到直接输入的影响，也受到相邻各结点（邻点）的兴奋或抑制的影响。当一种刺激呈现时，输入的特征集将对系统发生作用，其中每个特征是按不同的概率被觉察的。以后，这些被觉察的特征将激活作用送到包含这些特征的字母结点，并进而影响到单词结点。由于同层次和不同层次的结点之间兴奋和抑制的各种关系，因而构成了异常复杂的网络。（特征——字母——单词）

   

 

由图，知觉加工发生在一系列相互作用的层次上。每个层次都和其他一些层次联系在一起。这种联系是通过一种激活扩散机制（spreading activation mechanism）来进行的。这种机制使一个层次的激活作用扩散到邻近的层次。联系有两种，即兴奋和抑制。兴奋能提高接受器的激活作用，用箭头表示；抑制会降低接受器的激活水平，用圆点表示。层次间的抑制环（inhibitory loop）代表了同一层次内不相容的各个单元间的侧向抑制。

模型不仅肯定了自下而上的加工，而且也重视自上而下的加工。因此，单元间的联系不仅存在来自低层次的兴奋与抑制，也存在来自高层次对低层次的兴奋与抑制。

评论：

相互作用激活模型既重视自下而上的感觉信息在知觉和模式识别中的作用，也重视自上而下的人的知识表征的作用，因此从理论上解决了模式识别中两种处理的相互作用问题。该模型主要针对字词识别，但其基本原理与假设同样适用于各种非词的刺激模式的识别。所以，该模型出现以后受到学术界的高度重视，在字词识别和阅读理解的研究中，被许多心理学家广泛采用。