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绪论⚓︎

心理学是科学⚓︎

心理学是用科学的方法研究心理过程及个体行为的学科
- 心理过程：情感、思维、梦境、记忆等
- 行为：微笑、哭泣、攻击、合作、竞争等
生活中的与心理学相关的许多常识并不可靠；心理学（脑科学）中有一些不可思议的发现
心理学家得出的结论是基于实验事实的科学观察
心理学研究结论具有系统性和可重复性
研究对象：动物、（各种状态的）人

生活中的伪心理学⚓︎

举例：
- 手相学 (palmistry)
- 颅相学 (phrenology)
- 笔迹学 (graphology)
- 占星术 (astrology)
为何伪心理学如此流行：
- 无批判接受顺言 (uncritical acceptance)：容易相信别人对自己奉承赞扬的偏向（比如很多星盘的解释都是为了媚谄于人而预设建造的）
- 肯定例证谬误 (fallacy positive instances)：倾向于记住或注意与自己期望相一致的信息，而忽略不一致的信息（选择性相信效应）
像科学家一样思考：

心理学的研究方法⚓︎

描述性研究方法：不能揭示因果关系
- 调查研究法：获得人的行为及心理过程的信息最直接的一种方法，仅需向人提问。被广泛应用于人们对电视节目、饮料、政治候选人等对象的态度
  - 优点：可在短时间内获取大量资料
  - 缺点：
    - 不同的调查对象群体可能得到不同的结果
    - 不能保证人们对调查问题的回答是完全诚实的
    - 很多微妙因素会影响调查结果，如语气、措辞等
- 自然观察法：在自然的环境下，对人或动物自然发生的行为作观察和描述
  - 缺点：
    - 被观察对象的行为容易受到观察者影响
    - 容易出现观察者偏差
    - 被观察对象行为难以控制和精确重复
- 个案观察法：对单个被试进行深入研究，以揭示出对所有个体来说都适用的规律
  - 优点：个案研究可以为心理学积累大量有价值的知识，这些知识可为实验研究指引方向
  - 缺点：个案研究缺少对研究过程的控制，只能提供观察性描述，有些结果难以重复
- 相关研究法：法用于揭示一个量的变化是否伴随另一个量的变化
  - 正相关：一个测量的值从小到大变化时，另一个测量的值对应地也从小到大变化
  - 负相关：一个测量的值从小到大变化时，而另一个测量的值从大到小变化
  - 相关系数是 -1~1 的值，用于描述变量间相关的程度
实验研究法（可揭示因果）是通过谨慎操控变量，观察是否导致行为结果的变化；是获得行为因果的最有效方法
- 变量
  - 自变量 (independent variable)：因实验者操纵而变化的因素；（引起行为反应的因）
  - 因变量 (dependent variable)：实验的测量结果，自变量引起的特定反应；（行为反应）
  - 干扰变量 (extraneous variable)：与实验无关的其他因素
- 实验组 vs 对照组，两者不可或缺：后者的结果是一个参考点，前者的结果与之比较才能揭示原因
  - 实验组 (experimental group)：接受自变量条件
  - 对照组 (control group)：接受除自变量条件之外所有条件
- 被试偏差 (participant bias)：因为被试的主观期待而造成结果上的无意偏差
- 安慰剂效应 (placebo effect)：因为被试对药物效果产生期待而导致的药物效应
  - 安慰剂效应非常强大，生理盐水作为安慰剂的镇痛效果能达到吗啡效果的 70%
  - 大量的心理过程受安慰剂效应影响：痛觉、焦虑、抑郁、警觉、酒精渴求等
- 研究者偏差 (research bias)：主试不经意的暗示对实验结果造成影响
- 自证预言 (self fulfilling prophecy)：预言促使人们朝预言的方向努力
- 单盲试验 (single-blind experiment)：不让被试知道自己被分为实验组还是对照组
- 双盲实验 (double-blind experiment)：被试和主试都不知道哪组被试是实验组，哪组是对照组
- 心理学实验要遵循伦理道德
  - 基本要求：
    - 不会造成伤害（心理和生理）
    - 让被试知晓可能潜在的危险
    - 尽量减少实验过程中的不适
    - 保密被试的所有行为记录
    - 不侵犯被试隐私尽力减少欺骗
    - 尊重被试
  - 动物研究中的伦理道德：
    - 大约 7% 的心理学研究中使用动物，其中 95% 使用老鼠和鸟类
    - 大量不能适用于人的研究在动物上开展：药物成瘾、焦虑、攻击性、电生理等
    - 实验中尽量减少动物的痛苦

大脑⚓︎

基础结构⚓︎

大脑由神经元构成，神经元的结构如下：

树突 (dendrites)：接受从其他神经元传入信息的神经纤维
胞体 (soma)：神经元的主要部分 , 对各种输入信息进行汇总、整合
轴突 (axon)：从神经细胞体向外传导信息的纤维
突触末梢 (axon terminals)：轴突末端分支的纤维

神经元的工作流程：

神经元之间的对话——动作电位

神经元既是神经系统的导线，又是神经系统的电池
静息电位 (Resting potential)：神经元在静息状态时细胞的内外的电位差，约 -70mV
动作电位: 因为其他神经输入，静息电位达到 -50mV 的阈值时，神经元上的离子通道发生一系列开关动作，造成膜电位的快速上升之后又快速恢复的过程
- 动作电位是通过放电频率来编码信息
- 动作电位轴突传递到下一级神经元，最快 90 米 / 秒

神经元间的连接纽带——突触和神经递质

突触：一个神经元的轴突末梢与另一个神经元接触的特异性连接
神经递质：突触前神经元分泌的可激活突触后神经元受体的分子
受体：探测神经递质并启动细胞反应的特化蛋白质
- 突触后神经元整合兴奋性和抑制性神经输入
- 近百种神经递质被发现：
  - 兴奋性：乙酰胆碱 (Ach)、谷氨酸 (Glu)
  - 抑制性：$\gamma$ 氨基丁酸 (GABA)
- 通过控制神经递质的作用强度调节心理或行为
- 神经调节剂：神经肽 (neuropeptides)
  - 可通过突触以外的部位释放，作用更慢，效应长
  - 调节神经活动：影响记忆、痛觉、情绪等
- 脑内的鸦片：内啡肽
  - 疼痛成瘾 ,“痛并快乐着”
  - 脏话上瘾、安慰剂止痛等
- 爱情激素：催产剂
  - 增强亲社会行为，提升亲和力、慷慨度、共情能力等

如何建立神经联结——赫布 (Hebb) 学习原则

Fire together, wire together
大脑神经联结随着年龄（经验）而变得丰富、复杂

功能和结构⚓︎

大脑的功能：感知觉、运动、记忆、情感、认知

大脑的结构：

大脑皮层：人类大脑皮层厚度 3mm，包含神经系统 70% 的神经元
- 灰质：神经元胞体排列在皮层表面，呈现为灰色
- 白质：皮层下的区域，由皮层神经元的轴突构成，因为这些轴突被髓鞘包裹，呈现为白色
- 大脑半球
  - 大脑皮层由两个大脑半球组成，两个半球由一条厚厚的纤维带（1 亿条轴突） ——胼胝体相连接
  - 每个半球控制对侧躯体：左半球控制右侧，右半球控制左侧
  - 左、右侧视野的视觉信息分别投射到右、左半球
  - 左右脑的功能是不一样的
    - 左脑：口语能力、更关注细节 ...
    - 右脑：空间能力、更关注整体 ...
- 大脑皮层的分区及功能（根据大裂纹把大脑分为 4 个脑叶）
  - 枕叶：负责对视觉信息进行初步加工
  - 颞叶：处理听觉信息，参与语言、记忆功能
  - 顶叶：处理躯体感觉信息 ( 温度、触觉、压力觉等 ) 还负责空间推理和空间注意
  - 额叶：大脑的控制中心，控制运动、情绪 / 情感、冲动等，参与决策、思维等高级功能
- 镜像神经元 (mirror neurons)：当做出某种动作时，这些神经元会反应；看到别人做相似动作时，它们也会反应。帮助理解、模仿别人的行为
皮层下结构：源自于进化的更早期，负责基本的生命活动
- 丘脑：各种感觉信息（视觉、听觉、味觉、触觉）传输的中转站。损伤将导致除嗅觉之外的其他感觉的丧失
- 小脑
  - 控制不随意的、快速及精细动作，协调肌肉的运动，维持平衡，使运动自动化，如行走、舞蹈、打字、演奏乐器等
  - 负责动作的记忆
  - 音乐家的小脑比普通人的更大
- 脑干 (brain stem)
  - 构造：网状结构、脑桥、延髓
  - 功能：
    - 维持基本的生命活动（呼吸、心跳、吞咽、消化等）
    - 上行和下行信息的分类 / 选择（觉醒、警觉、睡眠）
- 边缘系统 (limbic system)：位于脑干 / 丘脑与皮层之间的结构，出现于进化的中期，与情绪、记忆、动机有关
  - 海马 (hippocampus)：参与形成新的长时记忆
  - 杏仁核 (amygdala)：与恐惧情绪与恐惧记忆有密切关系。摘除杏仁核的猴子不怕蛇和人
  - 下丘脑 (hypothalamus)：基本动机的控制中心，包括摄食、饮水、体温调节和性唤醒。被称为“快乐中枢” “奖赏系统”，电刺激下丘脑某些区域时会产生强烈的、广泛的快感或特定的性快感

复杂的心理功能和行为是由大脑很多子脑区综合协调工作的结果。

清醒状态下大部分脑区都在工作

例子：朗诵时涉及的脑区

视觉区接收视觉信息
角回把视觉词汇转换为听觉编码
威尼卡区理解词汇
布洛卡区作朗读的准备
运动区支配肌肉运动

窥探大脑的方法⚓︎

脑组织切除：通过外科手术切除大脑某些部分，观察行为的改变
电刺激：电刺激大脑某些区域，观察行为的改变，或询问被试的感受
- 虚拟损伤法 —— 经颅磁刺激（TMS）
  - 利用交变强磁场，刺激大脑某个区域，让该脑区神经元去极化或超极化，从而短暂干扰该脑区的功能
大脑电活动记录：
- 脑电图（EEG）和脑磁图 (MEG)
- 通过放置于头皮上的电极或磁探头，测量脑部大范围的电或磁活动
- 觉醒状态、睡眠阶段与脑电波
- 细胞外记录：通过插入极细的金属或玻璃电极，靠近神经元胞体或轴突，记录神经元的放电活动
脑成像技术：
- 正电子发射断层扫描技术 PET：将含有正电子的葡萄糖注射至人体静脉，葡萄糖进入大脑后，正电子与脑中负电子湮灭，发射伽马射线，PET 通过测量伽马射线强度，推测在完成各种任务时大脑中葡萄糖消耗量，从而推测大脑各脑区的功能
  - 不同的认知任务引起不同脑区的活动
  例子
  - 左侧被试比右侧被试的大脑消耗更多的葡萄糖，但在完成推理任务的成绩更差（11 vs 33）
  - 勤奋的脑就是聪明的脑？NO！效率越高的脑才越聪明
- 磁共振成像（MRI）：利用人体组织中氢原子核（质子）对强磁场的反应构建出大脑的三维图像
  - 功能磁共振成像（fMRI）：通过测量大脑对氧气的消耗来确定各脑区的认知功能

感觉⚓︎

基本概念、测量方法⚓︎

感觉：是感觉器官（眼、耳）检测物理能量 , 将其转化为神经信号并输送给大脑的过程。感觉系统塑造了我们聪明的大脑。

感觉过程：

感觉的测量：

绝对阈限：产生感觉所必需的最小物理量

不同感觉的绝对阈限：
差别阈限：人们在辨别两种强度不同的刺激时所需要的刺激强度最小差异值，又被称为最小可觉差 (Just Noticeable Difference, 简称 JND)。
韦伯定律：引起最小可觉察的刺激变化量和原刺激强度的比值是一个常数，公式为： $$ K = \dfrac{\Delta I}{I} $$

其中 $K$ 为韦伯常数，$\Delta I$ 为差别阈限，$I$ 为原刺激强度
- 不同感觉的韦伯常数：
费希纳定理：各刺激强度下最小感觉差别相等，揭示了刺激与感觉之间的数学关系： $$ \begin{align} \Delta S & = a \dfrac{\Delta I}{I} \notag \ \text{d}S & = a \dfrac{\text{d}I}{I} \notag \ S & = k \log I \notag \end{align} $$

其中 $\Delta S$ 为韦伯定律，各刺激强度下 $\dfrac{\Delta I}{I}$ 是常数，$S$ 为感觉大小，$k$ 和 $a$ 是常数，对应的曲线图如下：

感觉适应：感觉器官因接受刺激太久，其敏感度暂时发生改变的现象。

感觉不到手上带着表，脚上穿着鞋等，使得我们对变化更敏感，把注意集中到新的刺激上
视觉没有适应特性，因为在没有眼动的情况下，视觉适应使我们无法看到东西

Troxler's effect

盯着中间的小点看 10s，你发现什么有趣的现象呢？

视觉⚓︎

70% 的信息靠眼睛获取
可见光谱范围：400-700nm

眼睛的结构⚓︎

眼睛的成像原理：

近视、远视、散光：

视网膜及感光细胞⚓︎

感光细胞有：
- 视锥细胞 (cone)：负责颜色和白昼视觉的光感受器；高分辨率；约 700 万个；3 种视锥编码颜色信息
- 视杆细胞 (rode)：对暗光敏感的视觉感受器，产生黑白感觉 ; 低分辨率；约 1.2 亿个
感光细胞在视网膜上的分布：

中央视野和外周视野
- 中央凹 (fovea)：视网膜中央的一小块凹陷区域，视锥细胞密集，负责颜色、细节加工
- 外周 (periphery)：视网膜上的外围区域，主要分布于视杆细胞。视觉敏锐度差；颜色知觉差
  - 对光线敏感，在暗环境下工作；对运动信息敏感。这种能力对运动员、驾车和走入黑暗走廊等环境下保持知觉能力是十分重要的。
盲点：下图中，血管汇集处的高亮区域即为盲点

视觉信息处理⚓︎

对光线的检测只是视觉的第一步，更重要的是对视觉感受器传来的神经信号的进行计算和处理
照相机 / 计算机对图像是按像素来处理的，各像素之间是离散的、没有关联的；而大脑是以整体的方式来处理视觉信息
视觉过程由很多阶段来完成，不同的阶段识别不同的模式
视觉通路：
- 视网膜（光点）
- 丘脑外膝体（圆形）
- 初级视皮层（线段）
- 高级视觉皮层（形状 / 物体）
- 丘脑（外膝体）：圆形感受野
- 视网膜有 1.3 亿个感光细胞，但只有 120 万根视神经；每根视神经会接受多个感光细胞的输入
- 感受野(receptive field)：能引起某个视觉细胞的反应视网膜区域
  - 感受野结构：中央外周结构，有助于检测边界
  - On-off 感受野：在感受野中央给光刺激时引起细胞放电，在外周区给光则抑制细胞的放电
  - Off-on 感受野：在感受野中央给光刺激时抑制细胞放电，在外周区给光时引起细胞的放电
  - Off 中心型神经节细胞对边界的反应
- 马赫带：光线的明暗交界处有一条明显的光带，靠近暗处的更暗，靠近亮处的更亮的现象
- 侧抑制：相邻的感觉神经元之间彼此有抑制作用
  - 下面两张图中间的灰色看起来右边的那个更深一些，但实际上两种灰色是一样的
  - 首次发现海洋节肢动物鲎复眼的不同小眼之间存在相互抑制，并提出了经验公式解释这种现象。这种对信息的预加工可增强刺激的反差。侧抑制现象普遍存在于各种感觉神经系统中，具有重要的生理功能
  有趣的例子
  
  白色背景下有一个个黑色小方块，没有其他颜色。
视觉皮层——特征检测
- 丘脑的视觉信号传递到视觉皮层作进一步加工
- 不同的脑区，检测不同的特征（朝向、运动、颜色等）
- 越高级的视觉脑区，检测的视觉特征越复杂（点、线、面、物体），脑区的损伤导致对应的识认症
- 各个脑区并行工作

颜色视觉⚓︎

不同类型的电磁波之间的差别在波长；视觉系统把可见光的波长信息转化为颜色

颜色的混合：所有的颜色都可以通过三种基本的颜色按照一定比例的混合得到
- 580nm 的纯光是黄色，可通过 650nm ( 红 )、500nm ( 绿 )、450nm ( 蓝 ) 混合得到与 580nm 完全一样的颜色
- 颜色的混合说明颜色是一种心理量
- 颜色的混合是各种显示技术的基础（电视、电影、摄影、印刷等）
颜色三原色理论：虽然我们能感知无数种颜色，但视觉系统只有三种颜色感受器（红绿蓝），不同颜色的光会引起这三种感受器不同比例的激活，造成不同的颜色感受。

颜色拮抗说：视觉系统的颜色表征是由颜色相互对抗的机制构成，如红 - 绿拮抗、蓝 - 黄拮抗、黑 - 白拮抗。某个拮抗机制不能同时对它的两种颜色反应，它会被某种颜色激活，而被与其相对的颜色抑制。

例子

请盯着每张图片中矩形内的黑点 10s，然后再看旁边那个单个的黑点，你看到了什么？

图 1 图 2 图 3

上述两种理论均正确，它们反映的是不同视觉信息处理阶段颜色的加工机制
- 三原色理论可解释视网膜颜色机制
- 颜色拮抗理论可解释视觉信息离开眼睛之后，大脑内的颜色机制
不同动物对颜色的体验：

色盲：
- 为什么没有绿色毛发的哺乳动物？因为大部分哺乳动物是红绿色盲
- 人类为了采摘果实，再次进化出分辨红绿能力

知觉⚓︎

认识知觉的误区⚓︎

感觉 (sensatation)：把物理能量转化神经生理信号。这些信号是零碎的、分离的、无意义的
知觉 (perception)：对感觉神经信号进行解释和理解。该过程是整体的、综合的、有意义的

知觉过程并不是对感觉信号忠实的解读（眼不见未必为虚，眼见未必为实），知觉的结果与感觉的物理输入可能有较大的差别。

例子

例 1 例 2

原图解释

看起来方格 A 颜色更深，方格 B 颜色更浅

而实际上：

看起来图像在转动 ...

知觉的形成过程⚓︎

知觉 (perception): 是通过对感觉信息进行组织、整合并根据已有的知识和经验对这些感觉信息进行理解的过程。

知觉把无意义的感觉输入信息（如亮度、颜色、线条等）组织整合起来，赋予这些无意义的信息以意义
知觉总试图赋予感觉刺激一定的意义，哪怕这些感觉输入本身无任何意义。知觉的过程是“不自觉的”，而且是“豪不费力”的；人脑特别擅长这种识别和理解（电脑只擅长记录和存储）

知觉形成过程：

自下而上加工 (bottom up processing)
- 对输入的基本感觉信息进行抽提，形成简单的知觉特征，如颜色、亮度、线条朝向等；自下而上的信息是形成知觉的原材料
- 原材料是零碎的、无序的、无意义的，只有对这些原材料进行合理的组织才能形成知觉
自上而下加工 (top down processing)：利用原有的知识经验，把“感觉原材料”组织成有意义的整体
知识经验的作用：
- 加快感觉信息处理的速度
例子

心理学是门一常非有的趣学科，她以可帮助我们好更地识认自己。
- 当大量的感觉信息缺失时，可利用知识经验形成生动的知觉
例子

题目答案

猜猜这几个字是什么？

知觉的恒常性⚓︎

知觉的恒常性：

知觉能对目标物体的很多属性（颜色、亮度、形状、大小等）保持不变，即使它们投射在视网膜上的这些物理属性因视角 / 距离 / 光线等物理因素的变化而发生了极大的改变。
知觉的恒常性表明知觉并不是直接解读感觉输入 , 自上而下的经验在知觉中扮演重要角色。

各类恒常性：

明度的恒常性 (brightness constancy)：物体本身所处照明环境发生改变，而对物体的亮度知觉仍然保持不变的心理倾向。
- 例子：暗光下的粉笔仍为白色，阳光下的木炭仍为黑色。
颜色的恒常性 (color constancy)：当物体的环境照明颜色发生改变，而知觉经验仍对物体颜色知觉保持不变的心理倾向。
- 颜色的恒常性存在的前提是要熟悉物体的颜色
- 看到什么样的颜色取决于你认为衣服处于什么样的照明环境下
例子

例 1 例 2 例 3

原图解释

两幅图中的魔方在不同的环境光下，它们的颜色看起来没有发生太大的改变。实际上它们的颜色物理上发生了颠覆性变化。

原图

2015 年 2 月，网上流行了一张裙子的照片，人们对裙子的颜色争论不休，有人认为它是蓝 - 黑（blue and black）色，有人认为它是白 - 黄色（white and gold），你认为是什么颜色？心理学家们很好奇为什么人们看到了不一样的颜色。

=== 解释：

Step 1Step 2Step 3
大小的恒常性 (size constancy)：物体在视网膜上图像大小发生改变时，对物体的知觉体验不会发生改变

例子

例 1 例 2：月亮错觉例 3：Ames Room 例 4：Beuchet Chair

深度知觉⚓︎

深度知觉(depth perception)：人们能够把二维的视网膜上的图像恢复为三维图像的知觉过程，对开车、投篮、穿针等日常行为十分关键。

深度知觉线索来自两个方面：一方面是产生于视觉系统的特性；另一方面则是源自于刺激物的物理特征。

生理线索
- 辐合作用 (convergence)：由两眼球转动以聚合视线，从而获得深度知觉的双眼线索
单眼线索
- 线条透视 (linear perspective)：两条向远方延伸的平行线看来趋于接近
- 相对大小：远处的物体比近处的物体显得更小
- 遮挡 / 重叠：远处的物体被近处的物体遮挡
- 明暗 (shading)/ 光影 (shadow)：物体反射光的强弱以及它投下的光影 ( 影子 ) 反映了深度信息
例子
- 相对清晰度：因为空气对光线的散射，远处的物体显得更模糊
双眼线索
- 双眼视差 (binocular disparity): 视觉目标物体在两眼视网膜上成像位置的差别（应用：立体图、3D 电影等）