Perceptuell inlärning

Perceptuell inlärning är att lära sig bättre perceptionsfärdigheter som att skilja två musikaliska toner från varandra eller kategorisering av rumsliga och tidsmässiga mönster som är relevanta för verklig expertis. Exempel på detta kan vara att läsa , se relationer mellan schackpjäser och veta om en röntgenbild visar en tumör eller inte.

Sensoriska modaliteter kan inkludera syn , hörsel, taktil, lukt och smak. Perceptuell inlärning utgör viktiga grunder för komplexa kognitiva processer (dvs. språk) och interagerar med andra typer av lärande för att producera perceptuell expertis. Underliggande perceptuell inlärning är förändringar i de neurala kretsarna. Förmågan till perceptuell inlärning bibehålls hela livet.

Kategorilärande vs. perceptuellt lärande

Det kan vara ganska lätt att blanda ihop kategoriinlärning och perceptuell inlärning. Kategoriinlärning är "en antagen fixerad, förutbestämd perceptuell representation för att beskriva de objekt som ska kategoriseras." Kategoriinlärning bygger på perceptuell inlärning eftersom du visar en distinktion av vad objekten är. Perceptuell inlärning definieras som en "förändring i uppfattning som en produkt av erfarenhet, och har granskat bevis som visar att diskriminering mellan stimuli som annars kan förväxlas förbättras genom exponering". För att bättre särskilja skillnaden är här några exempel:

Kategoriinlärning: När en elev lär sig ett nytt språk skiljer de på främmande ord med sina modersmål. De sätter olika ord i olika kategorier.
Perceptuell inlärning: När en elev lär sig ett nytt språk kan de se skillnad på ord som låter som deras modersmål. De kan nu se skillnaden medan de i kategoriinlärning försöker skilja de två åt.

Exempel

Grundläggande sensorisk diskriminering

Laboratoriestudier rapporterade många exempel på dramatiska förbättringar av känslighet från lämpligt strukturerade perceptuella inlärningsuppgifter . I visuella Vernier skärpa uppgifter bedömer observatörer om en linje är förskjuten över eller under en andra linje. Otränade observatörer är ofta redan mycket bra med denna uppgift, men efter träning har observatörernas tröskel visat sig förbättras så mycket som 6 gånger. Liknande förbättringar har hittats för visuell rörelsediskriminering och orienteringskänslighet. I visuella sökuppgifter uppmanas observatörer att hitta ett målobjekt gömt bland distraktörer eller i buller. Studier av perceptuell inlärning med visuell sökning visar att erfarenhet leder till stora vinster i känslighet och snabbhet. I en studie av Karni och Sagi fann man att tiden det tog för försökspersoner att söka efter en sned linje bland ett fält med horisontella linjer förbättrades dramatiskt, från cirka 200 ms i en session till cirka 50 ms i en senare session. Med lämplig övning kan visuell sökning bli automatisk och mycket effektiv, så att observatörer inte behöver mer tid att söka när det finns fler föremål i sökfältet. Taktil perceptuell inlärning har visats på rumsliga skärpa uppgifter såsom taktil gitter orientering diskriminering, och på vibrotaktila perceptuella uppgifter såsom frekvens diskriminering; taktilt lärande på dessa uppgifter har visat sig överföras från tränade till otränade fingrar. Övning med punktskriftsläsning och dagligt beroende av känseln kan ligga till grund för förbättringen av den taktila rymdskärpan hos blinda jämfört med seende individer.

Neuropsykologi för perceptuell kategoriinlärning

Flera olika kategoriinlärningssystem kan förmedla inlärningen av olika kategoristrukturer. "Två system som har fått stöd är ett frontalbaserat explicit system som använder logiska resonemang, är beroende av arbetsminne och exekutiv uppmärksamhet, och som förmedlas främst av den främre cingulaten, den prefrontala cortexen och den associativa striatum, inklusive huvudet av caudaten. . Det andra är ett basalganglia-medierat implicit system som använder procedurell inlärning, kräver en dopaminbelöningssignal och medieras primärt av det sensorimotoriska striatumet." Studierna visade att det var signifikant involvering av striatum och mindre involvering av de mediala temporalloberna i kategoriinlärning. Hos människor som har striatala skador är behovet av att ignorera irrelevant information mer förutsägande för ett regelbaserat kategoriinlärningsunderskott. Medan regelns komplexitet förutsäger ett inlärningsunderskott i kategorin informationsintegrering.

I den naturliga världen

Perceptuell inlärning är utbredd och sker kontinuerligt i vardagen. "Erfarenhet formar hur människor ser och hör." Erfarenhet ger den sensoriska input till våra uppfattningar samt kunskap om identiteter. När människor är mindre kunniga om olika raser och kulturer utvecklar människor stereotyper eftersom de är mindre kunniga. Perceptuellt lärande är ett mer djupgående förhållande mellan erfarenhet och perception. Olika uppfattningar om samma sensoriska input kan uppstå hos individer med olika erfarenheter eller träning. Detta leder till viktiga frågor om sensorisk upplevelses ontologi, förhållandet mellan kognition och perception.

Ett exempel på detta är pengar. Varje dag tittar vi på pengar och vi kan titta på dem och veta vad det är, men när du blir ombedd att hitta rätt mynt i liknande mynt som har små skillnader kan vi ha problem med att hitta skillnaden. Det beror på att vi ser det varje dag men vi försöker inte direkt hitta någon skillnad. Att lära sig att uppfatta skillnader och likheter mellan stimuli baserat på exponering för stimuli. En studie utförd av Gibson's 1955 illustrerar hur exponering för stimuli kan påverka hur väl vi lär oss detaljer för olika stimuli.

När vårt perceptuella system anpassar sig till den naturliga världen blir vi bättre på att skilja mellan olika stimuli när de tillhör olika kategorier än när de tillhör samma kategori. Vi tenderar också att bli mindre känsliga för skillnaderna mellan två instanser av samma kategori. Dessa effekter beskrivs som ett resultat av kategorisk perception . Kategoriska perceptionseffekter överförs inte mellan domäner.

Spädbarn, när olika ljud tillhör samma fonetiska kategori på sitt modersmål, tenderar att förlora känsligheten för skillnader mellan talljud vid 10 månaders ålder. De lär sig att uppmärksamma framträdande skillnader mellan infödda fonetiska kategorier och ignorera de mindre språkrelevanta. I schack kodar expert schackspelare större bitar av positioner och relationer på brädet och kräver färre exponeringar för att helt återskapa ett schackbräde. Detta beror inte på deras överlägsna visuella skicklighet, utan snarare på deras avancerade utvinning av strukturella mönster som är specifika för schack.

När en kvinna har ett barn, kort efter barnets födelse kommer hon att kunna tyda skillnaden i hennes barns gråt. Det beror på att hon blir mer känslig för olikheterna. Hon kan berätta vad gråt är för att de är hungriga, behöver ändras osv.

Omfattande övningsläsning på engelska leder till extraktion och snabb bearbetning av de strukturella regelbundenheterna i engelska stavningsmönster. Ordets överlägsenhetseffekt visar detta - människor är ofta mycket snabbare på att känna igen ord än enskilda bokstäver.

I talfonem är observatörer som lyssnar på ett kontinuum av lika åtskilda konsonant-vokalstavelser som går från /be/ till /de/ mycket snabbare att indikera att två stavelser är olika när de tillhörde olika fonemiska kategorier än när de var två varianter av samma fonem, även när fysiska skillnader likställdes mellan varje stavelsepar.

Andra exempel på perceptuell inlärning i den naturliga världen inkluderar förmågan att skilja mellan relativa tonhöjder i musik, identifiera tumörer i röntgen, sortera dagsgamla kycklingar efter kön, smaka på de subtila skillnaderna mellan öl eller vin, identifiera ansikten som tillhör olika raser, upptäck de egenskaper som särskiljer bekanta ansikten, särskilj mellan två fågelarter ("stor blåkronhäger" och "spånsparv"), och beakta selektivt de värden för nyans, mättnad och ljusstyrka som utgör en färgdefinition.

Kortfattad bakgrund

Det rådande uttrycket att "övning ger färdighet" fångar essensen av förmågan att nå imponerande perceptuell expertis. Detta har visats i århundraden och genom omfattande övningar i färdigheter som vinprovning, tygutvärdering eller musikalisk preferens. Den första dokumenterade rapporten, som dateras till mitten av 1800-talet, är det tidigaste exemplet på taktil träning som syftar till att minska det minimala avståndet på vilket individer kan urskilja om en eller två punkter på huden har berörts. Det visade sig att detta avstånd ( JND , Just Noticeable Difference) minskar dramatiskt med träning, och att denna förbättring åtminstone delvis bibehålls under efterföljande dagar. Dessutom är denna förbättring åtminstone delvis specifik för det tränade hudområdet. En särskilt dramatisk förbättring upptäcktes för hudpositioner där den initiala särskiljningen var mycket grov (t.ex. på ryggen), även om träning inte kunde få ner JND för initialt grova områden till den för initialt exakta (t.ex. fingertoppar). William James ägnade ett avsnitt i hans Principles of Psychology (1890/1950) åt "förbättringen av diskriminering genom praktiken". Han noterade exempel och betonade vikten av perceptuellt lärande för expertis. År 1918 Clark L. Hull , en känd inlärningsteoretiker, mänskliga deltagare att lära sig att kategorisera deformerade kinesiska tecken i kategorier. För varje kategori använde han 6 instanser som delade någon invariant strukturell egenskap. Människor lärde sig att associera ett ljud som namnet på varje kategori, och ännu viktigare, de kunde klassificera romankaraktärer korrekt. Denna förmåga att extrahera invarianser från instanser och tillämpa dem för att klassificera nya instanser markerade denna studie som ett perceptuellt lärandeexperiment. Det var dock inte förrän 1969 som Eleanor Gibson publicerade sin framstående bok The Principles of Perceptual learning and Development och definierade det moderna området för perceptuell inlärning. Hon etablerade studiet av perceptuell inlärning som en undersökning av beteendet och mekanismen för perceptuell förändring. I mitten av 1970-talet befann sig dock detta område i ett tillstånd av vila på grund av en förskjutning i fokus till perceptuell och kognitiv utveckling i spädbarnsåldern. En stor del av det vetenskapliga samfundet tenderade att underskatta effekten av lärande jämfört med medfödda mekanismer. Sålunda fokuserade det mesta av denna forskning på att karakterisera grundläggande perceptuella kapaciteter hos unga spädbarn snarare än på perceptuella inlärningsprocesser.

Sedan mitten av 1980-talet har det funnits en ny våg av intresse för perceptuell inlärning på grund av upptäckter av kortikal plasticitet vid de lägsta sensoriska nivåerna av sensoriska system. Vår ökade förståelse för fysiologin och anatomin i våra kortikala system har använts för att koppla beteendeförbättringen till de underliggande kortikala områdena. Denna trend började med tidigare upptäckter av Hubel och Wiesel att perceptuella representationer vid sensoriska områden i cortex är väsentligt modifierade under en kort ("kritisk") period omedelbart efter födseln. Merzenich, Kaas och kollegor visade att även om neuroplasticiteten minskar, elimineras den inte när den kritiska perioden tar slut. Således, när det yttre mönstret av stimulering är väsentligt modifierat, modifieras också neuronala representationer i lägre nivåer (t.ex. primära ) sensoriska områden. Forskningen under denna period fokuserade på grundläggande sensorisk diskriminering, där anmärkningsvärda förbättringar hittades på nästan alla sensoriska uppgifter genom diskriminering. Efter träning testades ämnen med nya förhållanden och lärandeöverföring bedömdes. Detta arbete utgick från tidigare arbete med perceptuellt lärande, som sträckte sig över olika uppgifter och nivåer.

En fråga som fortfarande diskuteras idag är i vilken utsträckning förbättringar från perceptuell inlärning härrör från perifera modifieringar jämfört med förbättringar i avläsningsstadier på högre nivå. Tidiga tolkningar, som den som föreslås av William James , tillskrev det till kategoriseringsmekanismer på högre nivå där initialt suddiga skillnader gradvis förknippas med distinkt olika etiketter. Arbetet fokuserat på grundläggande sensorisk diskriminering antyder dock att effekterna av perceptuell inlärning är specifika för förändringar i låga nivåer av det sensoriska nervsystemet (dvs primära sensoriska cortex). På senare tid tyder forskning på att perceptuella lärandeprocesser är flexibla på flera nivåer. Detta går tillbaka till den tidigare gibsonska uppfattningen att inlärningseffekter på låg nivå moduleras av faktorer på hög nivå, och antyder att förbättring av informationsextraktion inte bara kan involvera sensorisk kodning på låg nivå utan också uppfattning om relativt abstrakt struktur och relationer i tid och Plats.

Under det senaste decenniet har forskare sökt en mer enhetlig förståelse av perceptuellt lärande och arbetat för att tillämpa dessa principer för att förbättra perceptuellt lärande i tillämpade domäner.

Egenskaper

Upptäckts- och flyteffekter

Perceptuella inlärningseffekter kan organiseras i två breda kategorier: upptäcktseffekter och flytande effekter. Upptäcktseffekter involverar vissa förändringar i basen för svar, som att välja ny information som är relevant för uppgiften, förstärka relevant information eller undertrycka irrelevant information. Experter extraherar större "bitar" av information och upptäcker högklassiga relationer och strukturer inom sina expertområden som är osynliga för nybörjare. Flytande effekter innebär förändringar i lättheten att extrahera. Experter kan inte bara bearbeta information av hög ordning, de gör det med stor hastighet och låg uppmärksamhetsbelastning . Upptäckts- och flyteffekter samverkar så att när upptäcktsstrukturerna blir mer automatiska, bevaras uppmärksamhetsresurser för upptäckt av nya relationer och för tänkande och problemlösning på hög nivå.

Uppmärksamhetens roll

William James ( Principles of Psychology , 1890) hävdade att "Min erfarenhet är vad jag går med på att ta del av. Endast de föremål som jag märker formar mitt sinne - utan selektivt intresse är erfarenhet ett totalt kaos." Hans uppfattning var extrem, men dess kärna stöddes till stor del av efterföljande beteende- och fysiologiska studier. Enbart exponering verkar inte räcka för att skaffa expertis.

I själva verket kan en relevant signal i ett givet beteendetillstånd betraktas som brus i ett annat. När man till exempel presenteras för två liknande stimuli kan man försöka studera skillnaderna mellan deras representationer för att förbättra sin förmåga att särskilja dem, eller så kan man istället koncentrera sig på likheterna för att förbättra sin förmåga att identifiera båda som tillhörande samma kategori. En specifik skillnad mellan dem kan betraktas som "signal" i det första fallet och "brus" i det andra fallet. Allteftersom vi anpassar oss till uppgifter och miljöer, ägnar vi allt mer uppmärksamhet åt de perceptuella egenskaperna som är relevanta och viktiga för uppgiften, och samtidigt mindre uppmärksamhet åt de irrelevanta dragen. Denna mekanism kallas uppmärksamhetsviktning.

Nya studier tyder dock på att perceptuell inlärning sker utan selektiv uppmärksamhet. Studier av sådan uppgifts-irrelevant perceptuell inlärning (TIPL) visar att graden av TIPL liknar den som hittas genom direkta utbildningsprocedurer. TIPL för en stimulans beror på förhållandet mellan den stimulansen och viktiga uppgiftshändelser eller på oförutsedda stimulansbelöningar. Det har alltså föreslagits att inlärning (av uppgiftsirrelevanta stimuli) är beroende av rumsligt diffusa inlärningssignaler. Liknande effekter, men på en kortare tidsskala, har hittats för minnesprocesser och kallas i vissa fall uppmärksamhetsförstärkning. Således, när en viktig (larm) händelse inträffar, kan inlärning också påverka samtidiga, obevakade och icke-framträdande stimuli.

Tidsförlopp för perceptuellt lärande

Tidsförloppet för perceptuellt lärande varierar från en deltagare till en annan. Perceptuell inlärning sker inte bara under det första träningspasset utan även mellan sessionerna. Snabb inlärning (dvs. inlärning under första sessionen) och långsam inlärning (dvs. inlärning mellan sessioner) involverar olika förändringar i den mänskliga vuxenhjärnan . Medan de snabba inlärningseffekterna endast kan bibehållas under en kort period på flera dagar, kan de långsamma inlärningseffekterna bevaras under lång tid över flera månader.

Förklaringar och modeller

Mottagande fältmodifiering

Forskning om grundläggande sensorisk diskriminering visar ofta att perceptuella inlärningseffekter är specifika för den tränade uppgiften eller stimulansen . Många forskare menar att perceptuell inlärning kan fungera genom att modifiera de receptiva fälten hos cellerna (t.ex. V1- och V2-celler) som initialt kodar för stimulansen. Individuella celler kan till exempel anpassa sig för att bli mer känsliga för viktiga funktioner, och effektivt rekrytera fler celler för ett visst ändamål, vilket gör vissa celler mer specifikt inställda för uppgiften. Bevis för receptiv fältförändring har hittats med användning av encellsinspelningstekniker hos primater i både taktila och auditiva domäner.

Men inte alla perceptuella inlärningsuppgifter är specifika för de tränade stimulierna eller uppgifterna. Sireteanu och Rettenback diskuterade diskrimineringsinlärningseffekter som generaliserar över ögon, näthinnor och uppgifter. Ahissar och Hochstein använde visuell sökning för att visa att lära sig att detektera ett enda linjeelement gömt i en rad olika orienterade linjesegment kunde generalisera till positioner där målet aldrig presenterades. I mänsklig syn har inte tillräckligt med mottaglig fältmodifiering hittats i tidiga visuella områden för att förklara perceptuell inlärning. Träning som ger stora beteendeförändringar som förbättringar av diskriminering ger inte förändringar i receptiva områden. I studier där förändringar har hittats är förändringarna för små för att förklara förändringar i beteende.

Omvänd hierarkiteori

The Reverse Hierarchy Theory (RHT), föreslagen av Ahissar & Hochstein, syftar till att länka mellan inlärningsdynamik och specificitet och de underliggande neuronala platserna. RHT föreslår att naiva prestationer baseras på svar på högnivåområden i kortikala, där grova, kategoriska representationer av miljön är representerade. Därför innebär initiala inlärningsstadier att förstå globala aspekter av uppgiften. Efterföljande övning kan ge bättre perceptuell upplösning som en konsekvens av att få tillgång till information på lägre nivå via återkopplingsanslutningarna som går från höga till låga nivåer. Att komma åt relevanta lågnivårepresentationer kräver en sökning bakåt under vilken informativa indatapopulationer av neuroner på låg nivå allokeras. Följaktligen återspeglar efterföljande lärande och dess specificitet upplösningen av lägre nivåer. RHT föreslår således att initial prestanda begränsas av högnivåupplösningen medan prestanda efter träning begränsas av upplösningen vid låga nivåer. Eftersom representationer på hög nivå av olika individer skiljer sig åt på grund av deras tidigare erfarenheter, kan deras initiala inlärningsmönster skilja sig åt. Flera avbildningsstudier är i linje med denna tolkning, och fann att initial prestanda är korrelerad med genomsnittliga (BOLD) svar på högre nivåer medan efterföljande prestanda är mer korrelerad med aktivitet på lägre nivåer [ ^{citat behövs ]} . RHT föreslår att ändringar på låga nivåer endast kommer att ske när bakåtsökningen (från hög till låg bearbetningsnivå) är framgångsrik. Sådan framgång kräver att bakåtsökningen kommer att "veta" vilka neuroner på den lägre nivån som är informativa. Denna "kunskap" erhålls genom att träna upprepade gånger på en begränsad uppsättning stimuli, så att samma neuronala populationer på lägre nivå är informativa under flera försök. Nyligen genomförda studier har visat att en blandning av ett brett spektrum av stimuli också kan ge effektiv inlärning om dessa stimuli tydligt uppfattas som olika, eller är uttryckligen taggade som olika. Dessa fynd stöder ytterligare kravet på top-down vägledning för att få effektivt lärande.

Anrikning kontra differentiering

I vissa komplexa perceptuella uppgifter är alla människor experter. Vi är alla väldigt sofistikerade, men inte ofelbara vid scenidentifiering, ansiktsidentifiering och taluppfattning . Traditionella förklaringar tillskriver denna expertis några holistiska, något specialiserade, mekanismer. Kanske uppnås sådana snabba identifieringar av mer specifika och komplexa perceptuella detektorer som gradvis "klumpar" (dvs förenar) egenskaper som tenderar att överensstämma, vilket gör det lättare att dra en hel uppsättning information. Huruvida någon överensstämmelse av egenskaper gradvis kan chunkas med övning eller chunking kan endast erhållas med viss pre-disposition (t.ex. ansikten, fonologiska kategorier) är en öppen fråga. Aktuella fynd tyder på att sådan expertis är korrelerad med en signifikant ökning av den kortikala volymen som är involverad i dessa processer. Alltså har vi alla något specialiserade ansiktsområden, som kan avslöja en medfödd egenskap, men vi utvecklar också något specialiserade områden för skrivna ord i motsats till enstaka bokstäver eller strängar av bokstavsliknande symboler. Dessutom har specialexperter inom en given domän större kortikala områden involverade i den domänen. Expertmusiker har alltså större hörselområden. Dessa observationer är i linje med traditionella teorier om anrikning som föreslår att förbättrad prestation innebär en ökning av kortikal representation. För denna expertis kan grundläggande kategorisk identifiering baseras på berikade och detaljerade representationer, lokaliserade till viss del i specialiserade hjärnområden. Fysiologiska bevis tyder på att träning för förfinad diskriminering längs grundläggande dimensioner (t.ex. frekvens i den auditiva modaliteten) också ökar representationen av de tränade parametrarna, även om ökningen i dessa fall främst kan involvera sensoriska områden på lägre nivå.

Selektiv omviktning

2005 påpekade Petrov, Dosher och Lu att perceptuell inlärning kan förklaras i termer av valet av vilka analysatorer som bäst utför klassificeringen, även i enkla diskrimineringsuppgifter. De förklarar att den del av det neurala systemet som ansvarar för särskilda beslut har specificitet ^{[ förtydligande behövs ]} , medan lågnivå perceptuella enheter inte har det. I deras modell ändras inte kodningar på den lägsta nivån. Snarare uppstår förändringar som sker i perceptuell inlärning från förändringar i abstrakta representationer på högre nivå av de relevanta stimulierna. Eftersom specificitet kan komma från differentiellt urval av information, tillåter denna "selektiva omviktningsteori" inlärning av komplex, abstrakt representation. Detta motsvarar Gibsons tidigare redogörelse för perceptuell inlärning som urval och inlärning av särskiljande egenskaper. Urval kan vara de förenande principerna för perceptuellt lärande på alla nivåer.

Effekten av träningsprotokoll och dynamiken i lärande

Ivan Pavlov upptäckte konditionering . Han fann att när ett stimulus (t.ex. ljud) omedelbart följs av mat flera gånger, skulle blotta presentationen av denna stimulans senare framkalla saliv i en hunds mun. Han fann vidare att när han använde ett differentiellt protokoll, genom att konsekvent presentera mat efter en stimulans utan att presentera mat efter en annan stimulus, konditionerades hundar snabbt för att selektivt salivera som svar på den belönade. Han frågade sedan om detta protokoll kunde användas för att öka perceptuell diskriminering genom att differentiellt belöna två mycket lika stimuli (t.ex. toner med liknande frekvens). Han fann dock att differentiell konditionering inte var effektiv.

Pavlovs studier följdes av många träningsstudier som fann att ett effektivt sätt att öka perceptuell upplösning är att börja med en stor skillnad längs den önskade dimensionen och gradvis gå vidare till små skillnader längs denna dimension. Denna lätt-till-svåra överföring kallades "överföring längs ett kontinuum".

Dessa studier visade att inlärningsdynamiken beror på träningsprotokollet snarare än på den totala mängden träning. Dessutom verkar det som om den strategi som implicit valts för lärande är mycket känslig för valet av de första försöken under vilka systemet försöker identifiera de relevanta ledtrådarna.

Konsolidering och sömn

Flera studier frågade om inlärning sker under träningspass eller däremellan, till exempel under efterföljande sömn. Dynamiken i lärande är svår att utvärdera eftersom den direkt mätta parametern är prestation, som påverkas av både inlärning , inducerande förbättring och trötthet, som hämmar prestation. Aktuella studier tyder på att sömn bidrar till förbättrade och varaktiga inlärningseffekter , genom att ytterligare stärka kopplingar i avsaknad av fortsatt träning. Både slow-wave och REM (rapid eye movement) stadier av sömn kan bidra till denna process, via ännu inte förstått mekanismer.

Jämförelse och kontrast

Övning med jämförelse och kontrast av instanser som tillhör samma eller olika kategorier gör det möjligt att plocka upp de särskiljande egenskaperna – funktioner som är viktiga för klassificeringsuppgiften – och filtret av de irrelevanta egenskaperna.

Uppgiftssvårighet

lära sig enkla exempel kan leda till bättre överföring och bättre inlärning av svårare fall. Genom att spela in ERP från mänskliga vuxna undersökte Ding och kollegor påverkan av uppgiftssvårigheter på hjärnmekanismerna för visuell perceptuell inlärning. Resultaten visade att svår uppgiftsträning påverkade tidigare visuell bearbetningsstadium och bredare visuella kortikala regioner än enkel uppgiftsträning.

Aktiv klassificering och uppmärksamhet

Aktiva klassificeringsinsatser och uppmärksamhet är ofta nödvändiga för att producera perceptuella inlärningseffekter. Men i vissa fall kan blott exponering för vissa stimulusvariationer ge förbättrad diskriminering.

Respons

I många fall kräver inte perceptuell inlärning feedback (oavsett om klassificeringen är korrekt eller inte). Andra studier tyder på att blockfeedback (återkoppling först efter ett block av försök) ger fler inlärningseffekter än ingen feedback alls.

Gränser

Trots den markanta perceptuella inlärningen som demonstreras i olika sensoriska system och under varierade träningsparadigm, är det tydligt att perceptuell inlärning måste möta vissa oöverstigliga gränser som påtvingas av det sensoriska systemets fysiska egenskaper. Till exempel, i taktila rumsliga skärpeuppgifter, tyder experiment på att omfattningen av inlärning begränsas av fingertoppsytan, vilket kan begränsa den underliggande tätheten av mekanoreceptorer .

Relationer till andra former av lärande

Deklarativt och procedurmässigt lärande

Inom många expertområden i den verkliga världen interagerar perceptuellt lärande med andra former av lärande. Deklarativ kunskap tenderar att uppstå med perceptuell inlärning. När vi lär oss att skilja mellan en rad vinsmaker utvecklar vi också ett brett utbud av vokabulärer för att beskriva inveckladheten i varje smak.

På liknande sätt interagerar perceptuellt lärande också flexibelt med procedurkunskap . Till exempel kan den perceptuella expertisen hos en basebollspelare på slagträ tidigt i bollens flygning upptäcka om pitchern kastade en kurvboll. Men den perceptuella differentieringen av känslan av att svänga fladdermusen på olika sätt kan också ha varit inblandad i att lära sig de motoriska kommandon som ger den önskade svängningen.

Implicit lärande

Perceptuell inlärning sägs ofta vara implicit , så att lärande sker utan medvetenhet. Det är inte alls klart om perceptuellt lärande alltid är implicit. Förändringar i känslighet som uppstår är ofta inte medvetna och involverar inte medvetna procedurer, men perceptuell information kan kartläggas på olika svar.

I komplexa perceptuella inlärningsuppgifter (t.ex. sortering av nyfödda kycklingar efter kön, att spela schack) kan experter ofta inte förklara vilka stimulansrelationer de använder i klassificeringen. Men i mindre komplexa perceptuella inlärningsuppgifter kan människor peka ut vilken information de använder för att göra klassificeringar.

Ansökningar

Förbättra perceptuella färdigheter

En viktig potentiell tillämpning av perceptuellt lärande är förvärvet av färdigheter för praktiska ändamål. Det är därför viktigt att förstå om träning för ökad upplösning i labbförhållanden inducerar en generell uppgradering som överförs till andra miljökontexter, eller resultat av mekanismer som är kontextspecifika. Att förbättra komplexa färdigheter uppnås vanligtvis genom att träna under komplexa simuleringsförhållanden snarare än en komponent i taget. Nya labbbaserade träningsprotokoll med komplexa action-datorspel har visat att sådan övning verkligen modifierar visuella färdigheter på ett allmänt sätt, vilket överförs till nya visuella sammanhang. 2010 granskade Achtman, Green och Bavelier forskningen om videospel för att träna visuella färdigheter. De citerar en tidigare recension av Green & Bavelier (2006) om användning av videospel för att förbättra perceptuella och kognitiva förmågor. En mängd olika färdigheter uppgraderades hos videospelsspelare, inklusive "förbättrad hand-öga-koordination, ökad bearbetning i periferin, förbättrade mentala rotationsförmåga, större delade uppmärksamhetsförmåga och snabbare reaktionstider, för att nämna några". En viktig egenskap är den funktionella ökningen av storleken på det effektiva synfältet (inom vilket tittare kan identifiera föremål), som tränas i actionspel och överförs till nya miljöer. Huruvida inlärning av enkla diskriminering, som tränas i separation, överförs till nya stimuluskontexter (t.ex. komplexa stimulusförhållanden) är fortfarande en öppen fråga.

Liksom experimentella procedurer använder andra försök att tillämpa perceptuella inlärningsmetoder på grundläggande och komplexa färdigheter träningssituationer där eleven får många korta klassificeringsförsök. Tallal, Merzenich och deras kollegor har framgångsrikt anpassat auditiv diskrimineringsparadigm för att hantera tal- och språksvårigheter. De rapporterade förbättringar hos barn med språkinlärningssvårigheter som använder speciellt förbättrade och utökade talsignaler. Resultaten gällde inte bara auditiv diskriminering utan även tal- och språkförståelse.

Tekniker för perceptuellt lärande

Inom utbildningsområden visade nyligen insatser från Philip Kellman och kollegor att perceptuell inlärning systematiskt kan produceras och accelereras med hjälp av specifik datorbaserad teknologi. Deras inställning till perceptuella inlärningsmetoder tar formen av perceptuella inlärningsmoduler (PLM): uppsättningar av korta, interaktiva försök som inom en viss domän utvecklar elevers mönsterigenkänning, klassificeringsförmåga och deras förmåga att kartlägga över flera representationer. Som ett resultat av övning med kartläggning över transformationer (t.ex. algebra, bråk) och över flera representationer (t.ex. grafer, ekvationer och ordproblem), visar eleverna dramatiska vinster i sin strukturigenkänning i bråkinlärning och algebra. De visade också att när elever tränar på att klassificera algebraiska transformationer med hjälp av PLM, visar resultaten anmärkningsvärda förbättringar i flytande algebraproblemlösning. Dessa resultat tyder på att perceptuellt lärande kan erbjuda ett nödvändigt komplement till konceptuella och procedurinstruktioner i klassrummet.

Liknande resultat har också replikerats i andra domäner med PLM, inklusive anatomisk igenkänning i medicinsk och kirurgisk träning, läsning av instrumentella flygskärmar och uppfattning av molekylära strukturer i kemi.

Se även