科普|时间信息的贝叶斯优化知觉。

2024年10月20日更新

时间知觉生活中我们常常需要对时间信息进行加工，这对维持正常的生活至关重要。比如，每天几点上班或上课，工作汇报或课堂展示需要在多少分钟内完成等。时间信息既包括了“毫秒至秒”的短时间范围，又包括了“分至年”的长时间范围，尺度非常广阔。（图源网络，侵删）心理学中的时间知觉研究主要关注于对“毫秒至秒”范围内...

时间知觉生活中我们常常需要对时间信息进行加工，这对维持正常的生活至关重要。比如，每天几点上班或上课，工作汇报或课堂展示需要在多少分钟内完成等。时间信息既包括了“毫秒至秒”的短时间范围，又包括了“分至年”的长时间范围，尺度非常广阔。

（图源网络，侵删）心理学中的时间知觉研究主要关注于对“毫秒至秒”范围内时间的加工情况，研究对象是基本的时间经验，包括同时性（simultaneity）、非同时性（successiveness）、时间顺序（temporal order）、主观时距（subjective duration）等(P?ppel, 1997)。其中，同时性知觉是指人类可以判断两个事件是同时发生的知觉。非同时性知觉是指人类可以判断出两个事件不是同时发生的，但不能判断他们发生的先后顺序的知觉。时间顺序知觉（时序知觉）是对顺序性的知觉，关注人类如何判断两个事件出现的先后顺序。时距知觉是对持续性的知觉，关注人类如何在时间维度上累加时间单元（如脉冲、神经振荡），形成对事件持续时间的知觉。

高水平径赛中运动员冲线时间难分先后（图源网络，侵删）时间信息的加工经典的时间信息加工模型那么时间信息是如何被加工的呢？经典的时间信息加工模型认为，时间加工过程被分为时钟、记忆和决策三个阶段。时钟阶段由节拍器、开关和累加器组成，对于一段给定的时间，节拍器以一定的频率发放脉冲，通过开关后进入累加器；记忆阶段由参照记忆和工作记忆组成，累加器积累的脉冲进入到工作记忆当中，参照记忆中储存着个体过去对时间信息的认识；决策阶段比较参照记忆和工作记忆中的时间信息，并做出反应(Gibbon, 1977)。贝叶斯推理加工时间信息时间信息加工的准确性怎么保证呢？研究者认为大脑会运用贝叶斯推理加工时间信息，形成优化的时间知觉(Miyazaki et al., 2006; Shi et al., 2013)。贝叶斯推理是指，将个体的知识经验（先验，prior）与新输入的信息（似然性，likelihood）进行整合，从而做出*优决策（后验，posterior）的过程(Pouget et al., 2013)。例如，从一个装有不同重量小球的箱子中随机抽取一颗球，小球的大小、表面触感等特征相同，重量的差别不大。如果提前得知了不同重量小球所占的比例（先验），结合抽取球时输入大脑的重量感觉信息（似然性），最后判断小球的重量（后验）就能更加准确。

（图源网络，侵删）经典的时间信息加工模型和贝叶斯推理存在相似之处（下图）。Shi等(2013)指出时间信息加工模型中的时钟、参照记忆、工作记忆以及决策阶段，可以分别类比于贝叶斯推理的似然性、先验、后验和损失函数。在时钟阶段，假设外部输入的时距信息为D，累加器测量节拍器发出的脉冲数量为S。由于神经系统存在噪音，脉冲数量的似然性为概率分布p(S|D)。在记忆阶段，以前对时距进行估计的先验经验p(D)储存于参照记忆中。根据贝叶斯定理，大脑对先验p(D)和似然性p(S|D)进行整合，计算主观时间的后验：

在决策阶段，损失函数L是每种行为对应的损失，个体根据后验和损失函数对时间信息进行优化估计(Shi et al., 2013)。贝叶斯观点认为时间知觉是无意识推理的结果，称之为时间信息的贝叶斯优化知觉(Jazayeri & Shadlen, 2010; Shi et al., 2013)。

时间信息加工模型与贝叶斯推理贝叶斯理论在趋中效应、多源时间信息整合、时空干扰效应以及同时性的贝叶斯校准（Bayesian calibration of simultaneity）这四个时间信息加工的课题上取得了卓有成效。趋中效应与同时性的贝叶斯校准涉及时间背景对时距、时序信息加工的调节；多源时间信息整合涉及相同感觉通道内或者不同感觉通道的时间信息整合；时空干扰效应涉及时间信息与空间信息的整合加工。关于以上四个课题的贝叶斯模型分析，在文章正文中可以找到答案。声明：文章来源公众号心理科学杂志，图文仅作为学习交流，其版权归出版社或者原作者所有，本公众号不对所涉及的版权问题负责。如原作者认为侵权，请联系我们，我们立即删除文章，谢谢！版权归原作者所有，如有侵权请告知删除。卓智未来注意力 · 心理咨询 · 学习能力训练— E N D —喜欢此内容的人还喜欢@深圳家长，儿童学习能力测评&体验课免费报名通道开放！