認知心理學與認知神經科學/決策與推理
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無論你討論的是什麼公共話題，還是你擔心的是什麼個人方面，你都需要理由來支援你的觀點和論證。此外，推理能力對你的決策能力和選擇備選方案的認知特徵負責。
我們每個人在日常生活中都會最大限度地使用這兩種能力。因此，讓我們來考慮一下 Knut 生活中的以下場景
“奧斯納布呂克（德國）又是一個雨天，Knut 和妻子厭倦了觀察花園裡的黑烏鴉，他們決定逃離糟糕的天氣，去西班牙度假。Knut 從未去過西班牙，而且非常興奮。他們明天就出發，所以他正在收拾行李。首先是必不可少的東西：一些內衣、一些襪子、一件睡衣和他的洗漱包，裡面有牙刷、洗髮水、肥皂、防曬霜和驅蚊劑。但是，Knut 找不到驅蚊劑，直到他的妻子告訴他她丟了，會買新的。他建議她帶把傘去藥店，因為外面在下雨，然後他回到收拾行李的任務。但是，他之前已經裝進了什麼？他馬上就想起來了，繼續把衣服裝進包裡，考慮著每件衣服都適合另一件，最後裝上了他的 iPod，因為他只用這個裝置聽音樂。由於他們倆要去度假，Knut 特別把短褲和 T 恤裝進了包裡。大約半個小時後，他終於相信自己已經完成了所有必要的準備，可以度過一個美好的假期。”
關於 Knut 度假準備的這個草圖，我們將解釋推理和決策的基本原理。接下來，我們將展示對於日常生活中這部分內容，需要多少認知工作。在深入瞭解該主題後，我們將說明大腦的哪些損傷會導致這兩種認知特徵的哪些損害。
在推理過程中，可用的資訊以前提的形式被考慮在內。透過推理過程，根據這些前提得出結論。結論的資訊內容超出了前提的資訊內容。為了說明這一點，請考慮 Knut 在計劃假期之前做出的以下考慮
1. 前提：在所有南歐國家，夏季都很暖和。
2. 前提：西班牙位於南歐。
結論：因此，西班牙夏季很暖和。
這個例子中的結論直接從前提得出，但它包含了前提中沒有明確說明的資訊。這是推理過程的一個典型特徵。接下來，我們將區分兩種主要的推理型別，即歸納推理和演繹推理，它們通常被認為是彼此的補充。
...
在範疇三段論中，前提的陳述通常以“所有”、“沒有”或“一些”開頭，結論以“因此”或“所以”開頭。這些三段論的任務是描述兩個類別之間的關係。在引言中給出的演繹推理示例中，這兩個類別是西班牙和對短褲和 T 恤的需求。兩種不同的方法用於研究範疇三段論，即規範性方法和描述性方法。
規範性方法基於邏輯，處理將結論分類為有效或無效的問題。為了幫助判斷有效性，人們發展了兩個基本原理和一種稱為尤拉圓的方法。第一個原理是由亞里士多德提出的，他說：“如果兩個前提為真，那麼有效三段論的結論必須為真”（Goldstein，2005，第 431 頁）。第二個原理解釋了為什麼以下三段論是（出乎意料地）有效的
所有花都是動物。所有動物都能跳。因此，所有花都能跳。
雖然很明顯第一個前提是不真實的，而且結論也是不真實的，但整個三段論仍然是有效的。第二個原理表明“三段論的有效性僅由其形式決定，而與內容無關。”
由於這一前提，可以用符號或字母正式地展示一個三段論，並藉助圖表來解釋其關係。如圖所示，用圖表展示前提有多種方式。從一個圓圈開始，代表第一個前提，然後為第二個前提新增一個或多個圓圈，關鍵步驟是將構造的圖表與結論進行比較。應該清楚地說明圖表是否矛盾。如果彼此一致，則三段論是有效的。
描述性方法關注估計人們判斷有效性的能力和解釋判斷錯誤。這種心理方法使用兩種方法來確定人們的表現。對於評價方法（這是首選的方法），人們會得到兩個前提、一個結論，以及判斷三段論是否為真的任務。生成方法為參與者提供兩個前提，並要求他們（如果可能）得出邏輯上有效的結論。
研究人員透過評估方法發現，人們對三段論進行誤判的典型原因。以“所有”、“一些”或“沒有”開頭的前提會暗示一種特殊的氛圍，並影響人們的判斷。一個常見的錯誤是錯誤地判斷一個三段論是有效的，其中兩個前提和結論都以“所有”開頭。所提供的氛圍的影響在大多數情況下會導致正確的決定，但它絕對不可靠，並會導致人們做出草率的決定。這種現象被概括為氛圍效應。除了三段論的形式之外，內容也可能影響人們的判斷，導致人們忽視邏輯思維。例如，給出一個結論“一些香蕉是粉紅色的”，幾乎沒有參與者會認為這個三段論是有效的，即使它根據前提可能是有效的（例如，一些香蕉是水果。所有水果都是粉紅色的）。信念偏差表明人們傾向於將具有可信結論的三段論判斷為有效，而傾向於將具有不可信結論的三段論判斷為無效。
演繹推理的心理模型
[edit | edit source]從已經給出的資料來看，我們仍然無法確定人們在試圖判斷一個三段論是否有效時可能發生的思維過程。在發現尤拉圓可以用來確定三段論的有效性之後，Phillip Johnson-Laird（1999）想知道人們在沒有被教導使用尤拉圓的情況下是否會自然地使用它們。與此同時，他發現尤拉圓對於一些更復雜的三段論並不適用，而且一個問題可以透過應用邏輯規則來解決，但大多數人透過想象情境來解決問題。這就是人們使用心理模型的基本思想——一種在人們心中呈現的特定情境，可以用來幫助確定三段論的有效性——來解決演繹推理問題。這種心理模型理論背後的基本原理是：一個結論只有在它不能被前提的任何模式所反駁時才有效。這個理論很有吸引力，因為它可以做出可以被檢驗的預測，而且它可以在沒有邏輯規則訓練的情況下被應用。但研究人員在試圖確定人們如何推理三段論時仍然面臨著一些問題。這些問題包括人們在推理中使用了多種不同的策略，以及有些人比其他人更擅長解決三段論。
文化對演繹推理的影響
[edit | edit source]現在已經知道，人們在判斷三段論的有效性時，可能會受到三段論內容的影響，而不是關注邏輯。心理學家想知道人們在判斷時是否會受到其文化的影響。因此，他們進行了跨文化實驗，在實驗中向不同文化的人展示了推理問題。他們發現，來自不同文化的人對這些問題的判斷不同。例如，來自賴比瑞亞傳統部落的人，當問題純粹從形式邏輯的角度考慮時，會給出錯誤的答案，但為了證明他的答案，他會使用邏輯。這表明，這個人使用了來自他自身經驗的證據（經驗證據），而忽略了三段論中提出的證據（理論證據）。當要求人們解釋他們的答案時，很明顯他們經常基於經驗證據做出回應。這些實驗發現的另一個事實是受教育者和未受教育者之間的差異。未受教育者經常受到結論可信度的影響，而受教育者則根據邏輯做出判斷。這些結果可能是由於養育孩子的差異造成的。它還表明，例如，歐洲美國人比東亞人更不容易受到信念偏差的影響。這些實驗加強了人們對不同文化的人可能使用不同推理策略的想法。
條件三段論
[edit | edit source]另一種型別的三段論被稱為“條件三段論”。與範疇三段論一樣，它也有兩個前提和一個結論。不同的是，第一個前提的形式是“如果……那麼”。這種三段論在日常生活中很常見。請考慮以下來自關於Knut的故事的例子：
1. 前提：如果下雨，Knut的妻子就會淋溼。
2. 前提：現在正在下雨。
結論：因此，Knut的妻子會淋溼。
條件三段論通常以抽象形式給出：“如果p那麼q”，其中“p”被稱為前件，“q”被稱為後件。
條件三段論的形式
[edit | edit source]條件三段論主要有四種形式，即肯定前件、否定後件、否定前件和肯定後件。下表（圖2）透過以上條件三段論（即如果下雨，Knut的妻子就會淋溼）對這四種形式進行了說明。表格顯示了前提、得出的結論，以及這些結論是否有效。最下面一行顯示了人們對結論的有效性做出正確判斷的相對數量。
顯然，具有有效結論的三段論的有效性比具有無效結論的三段論的有效性更容易判斷。肯定前件的結論顯然是有效的。在例子中，如果下雨，Knut的妻子會淋溼，這一點非常清楚。
否定後件的有效性更難識別。參照例子，如果Knut的妻子沒有淋溼，那麼不可能在下雨。因為第一個前提說如果下雨，她就會淋溼。所以Knut的妻子沒有淋溼的原因是，現在沒有下雨。因此，結論是有效的。
只有40%的人能夠正確地判斷剩餘兩種條件三段論的有效性。如果採用否定前件的方法，第二個前提說現在沒有下雨。但從這個事實並不能邏輯地推斷出Knut的妻子沒有淋溼——顯然雨水不是她淋溼的唯一原因。也可能是陽光明媚，Knut測試了他的新水槍，把她弄溼了。所以，這種條件三段論不會得出有效的結論。
在給定例子的情況下，肯定後件意味著第二個前提說Knut的妻子會淋溼。但同樣，造成這種情況的原因可能是除下雨之外的其他情況。因此，不能邏輯地推斷出現在正在下雨。因此，這種三段論的結論是無效的。
這四種三段論表明，在判斷結論的有效性時，並非總是很容易做出正確的判斷。以下內容將討論人們在條件推理過程中會犯的其他錯誤。
Wason選擇任務
[edit | edit source]Wason選擇任務是一個著名的實驗，它表明人們在進行推理時，如果涉及抽象專案，會比涉及現實世界專案更容易出錯（Wason，1966）。在Wason選擇任務的抽象版本中，向參與者展示了四張卡片，每張卡片一面寫一個字母，另一面寫一個數字（圖3，黃色卡片）。任務是指示必須翻轉的最小數量的卡片，以檢驗以下規則是否被遵守：“如果一面是母音，那麼另一面是偶數”。53%的參與者選擇了“E”卡片，這是正確的，因為翻轉這張卡片是檢驗規則真偽的必要步驟。然而，仍然需要翻轉另一張卡片。64%的參與者指出必須翻轉“4”卡片，這是錯誤的。只有4%的參與者正確地回答說，除了“E”卡片之外，還需要翻轉“7”卡片。如果用現實世界中的物品而不是母音和數字來描述同一個任務，那麼翻轉這兩張卡片的正確性會變得更加明顯。確定這一點的實驗之一是Richard Griggs和James Cox（1982）使用的啤酒/飲酒年齡問題。這個實驗與Wason選擇任務相同，只是卡片上使用的不是數字和字母，而是日常詞彙（啤酒、蘇打水和年齡）（圖3，藍色卡片）。Griggs和Cox給參與者提出了以下規則：“如果一個人在喝酒，那麼他或她必須年滿19歲”。在這種情況下，73%的參與者給出了正確的答案，即必須翻轉印有“啤酒”和“14歲”的卡片，以檢驗規則是否被遵守。
為什麼在現實世界中物品的情況下，表現會更好？
進化理論關注人類重要的欺騙檢測能力。該理論指出，人類行為的一個重要方面，尤其是在過去，是兩個人合作的方式，這種方式對雙方都有益。只要每個人都從對方有利的行動中獲得好處，他們的社會交換就能良好運作。但是，如果有人作弊，從別人那裡獲得好處而不回饋，就會出現一些問題（參見第3章：社會認知的進化視角）。人們認為，在進化過程中，檢測欺騙者的能力已經成為人類認知構成的一部分。這種認知能力提高了啤酒/飲酒年齡版瓦森選擇任務的表現，因為它允許人們檢測到不遵守規則的作弊者。抽象版的瓦森選擇任務中，欺騙檢測不起作用，因為母音和數字不像人類那樣具有行為能力，甚至不會作弊。
歸納推理
[edit | edit source]在之前的章節中討論了演繹推理，即基於應用於一組前提的邏輯規則得出結論。然而，許多問題無法以可以應用這些規則得出結論的方式表示。本節將介紹一種在解決這些問題時可以採用的方法：歸納推理。
歸納推理是根據對某種事物進行的簡單觀察，並透過概括將這些觀察應用於不同的問題以做出決定的過程。因此，人們從特例推斷出一般原理，這與演繹推理的過程正好相反（圖4）。
以下是一個很好的例子：
前提：克努特和他的妻子見過的所有烏鴉都是黑色的。
結論：因此，他們推斷地球上所有的烏鴉都是黑色的。
在這個例子中，很明顯克努特和他的妻子從他們所見過的烏鴉的簡單觀察中推斷出關於所有烏鴉的一般原理。考慮圖5，這意味著他們從子集（黃色圓圈）推斷出整體（藍色圓圈）。正如在這個例子中所見，在歸納推理過程中，前提被認為支援結論，但不保證結論的真實性。
圖5
歸納推理的形式
[edit | edit source]歸納推理的兩種不同形式是“強”和“弱”歸納。前者描述的是，如果假設的前提為真，那麼結論的真實性很可能是真的。前一節給出的例子就是這種推理形式的例子。在這種情況下，很明顯前提（“克努特和他的妻子見過的所有烏鴉都是黑色的”）為結論（“地球上所有的烏鴉都是黑色的”）是真實的提供了很好的證據。但是，儘管可能性很小，但仍然有可能並非所有烏鴉都是黑色的。
相反，透過“弱歸納”得出的結論，其真實性被前提以較弱的方式支援。在這種方法中，前提的真實性使結論的真實性成為可能，但並非可能。這種推理的例子如下：
前提：克努特總是用他的IPod聽音樂。
結論：因此，他推斷所有的音樂只能用IPod收聽。
在這個例子中，結論顯然是錯誤的。前提中包含的資訊沒有代表性，儘管它是真的，但它沒有為結論的真實性提供決定性的證據。
總之，強歸納推理得出非常可能的結論，而弱歸納推理基於前提得出的結論，其真實性不太可能。
結論的可靠性
[edit | edit source]如果需要確定歸納論證的結論的強度，則有關前提的三個因素起著決定性的作用。以下例子參考克努特和他的妻子以及他們對烏鴉的觀察（見前幾節），展示了這些因素。
當克努特和他的妻子除了在德國觀察到黑色的烏鴉外，還在西班牙觀察到烏鴉時，他們對烏鴉的觀察次數顯然增加了。此外，如果克努特和他的妻子在不同的白天和黑夜觀察烏鴉，並發現它們每次都是黑色的，那麼這些觀察的代表性就會得到支援。理論上，烏鴉可能在晚上改變顏色，這將使所有烏鴉都是黑色的結論錯誤。如果克努特和他的妻子新增支援結論的科學測量，那麼所有烏鴉都是黑色的證據質量就會提高。例如，他們可以發現烏鴉的基因決定了它們只能是黑色的。透過歸納推理得出的結論永遠不會絕對正確，因為沒有人見過地球上所有的烏鴉，而且儘管可能性很小，但仍然有可能存在綠色或棕色的烏鴉。上述三個因素對歸納論證的強度起著決定性的作用。因此，這些因素越強，透過歸納得出的結論就越可靠。
過程和約束
[edit | edit source]在推理過程中，人們經常使用一些啟發式方法，這些方法在許多情況下可以迅速得出合理的結論，但有時也會導致錯誤。以下將解釋這兩種啟發式方法（可用性啟發式和代表性啟發式）。隨後將介紹確認偏差，這種偏差有時會影響人們的推理，使其符合自己的觀點，而他們自己卻沒有意識到。
可用性啟發式人們傾向於認為更容易記住的事物更常見。一個例子是Lichtenstein等人在1978年進行的實驗。參與者被要求從兩個不同的列表中選擇死亡原因，這些死亡原因發生的次數更多。由於可用性啟發式，人們認為“驚險”的原因，如兇殺或龍捲風，比哮喘等其他原因導致的死亡更多。受試者這樣回答的原因是，例如電影和電視新聞經常報道驚險和有趣的死亡原因。這就是為什麼這些資訊對實驗中的受試者更容易獲得。可用性啟發式使用帶來的另一個影響叫做虛假相關。人們傾向於根據刻板印象做出判斷。在他們的眼中，某些事件之間存在相關性，而實際上並不存在。這就是“偏見”的含義。這意味著對某一類人做出了過度簡化的概括。通常，負面特徵與某些型別的人（通常是邊緣群體）之間似乎存在相關性。例如，如果一個人的鄰居失業了，而且非常懶惰，那麼這個人就傾向於將這兩個屬性聯絡起來，併產生一種偏見，認為所有失業的人都很懶惰。這種虛假相關是由於人們考慮了可獲得的資訊，並將其判斷為在許多情況下普遍存在。代表性啟發式如果人們需要判斷事件的可能性，他們會試圖找到一個類似的事件，並假設這兩個事件具有相似的可能性。Amos Tversky和Daniel Kahneman（1974）在他們的實驗中向參與者提出了以下任務：“我們從美國人口中隨機選擇了一個男人，羅伯特，他戴著眼鏡，說話輕聲細語，經常讀書。他更有可能是一個圖書管理員還是一個農民？”大多數參與者回答說羅伯特是一個圖書管理員，這是代表性啟發式的影響。參與者選擇的類似事件是典型的圖書管理員，因為羅伯特以其說話輕聲細語和戴眼鏡的特徵，更像一個典型的圖書管理員，而不是一個典型的農民。因此，典型的圖書管理員事件與羅伯特相比，比典型的農民事件更具有可比性。當然，這種影響可能會導致錯誤，因為羅伯特是從人口中隨機選擇的，而且他可能是一個農民，儘管他說話輕聲細語，戴著眼鏡。代表性啟發式也會導致推理錯誤，在這種情況下，聯合規則被違反了。這條規則指出，兩個事件的聯合發生的可能性永遠不會超過單個事件的可能性。一個例子是女權主義銀行出納員（Tversky & Kahneman, 1983）。如果我們被介紹給一個女人，我們知道她對婦女權利非常感興趣，並且在大學參加了許多政治活動，我們需要決定她更有可能是一個銀行出納員還是一個女權主義銀行出納員，我們會傾向於得出後者，因為我們瞭解到的關於她的事實更像一個女權主義銀行出納員，而不是僅僅是一個銀行出納員。
但實際上，某人僅僅是銀行出納員的可能性遠大於某人是女權主義者並且也是銀行出納員的可能性。圖 6 說明了這種效應，其中藍色圓圈代表僅僅是銀行出納員，它更大，因此機率更高，而較小的綠色圓圈則顯示了銀行出納員和女權主義者的結合，它是銀行出納員的一個子集。確認偏差 這種現象描述了人們傾向於根據他們自己認為是真或好的東西來做出決定的事實。例如，如果有人相信他們在星期五十三日會走黴運，他就會特別注意在這一特定日期發生的任何負面事件，但會忽視其他日子發生的負面事件。這種行為強化了星期五十三日與走黴運之間存在關係的信念。這個例子表明，人們得出結論時並沒有考慮實際資訊，而只考慮支援自己信念的資訊。這種效應會導致錯誤，因為人們傾向於以主觀方式推理，如果涉及個人利益和信念。
所有提到的因素都會影響事件的主觀機率，使其不同於實際機率（機率啟發式）。當然，所有這些因素並不總是單獨出現，而是相互影響，並且可以在推理過程中以組合形式出現。
所有描述的約束都表明了歸納推理容易出錯的程度，因此出現了這樣的問題，為什麼我們還要使用它？但歸納推理仍然很重要，因為它們充當了我們推理的捷徑。將可用性啟發式或代表性啟發式應用於問題比考慮當前主題的所有資訊並使用邏輯規則得出結論要容易得多且更快。在以下非常常見的行為片段中，包含大量的歸納推理，儘管人們乍一看並不意識到這一點。它指出了這種認知能力的重要性。
每天早晨的日出和傍晚的日落，季節的交替，電視節目，椅子在我們坐上去的時候不會塌陷的事實，或者我們在按下按鈕後閃爍的燈泡。
所有這些情況都是從歸納推理過程中得出的結論。因此，人們假設自己坐著的椅子不會塌陷，就像以前坐過的椅子一樣不會塌陷。這並不能保證椅子不會碎成碎片，但無論如何，假設椅子保持穩定是一個相當有用的結論，因為這很有可能。總之，歸納推理在演繹推理不適用時非常有利，因為只有證據，沒有得到證實的的事實。由於這些情況在日常生活中經常發生，因此無法想象沒有使用歸納推理的生活。
歸納與演繹
下面的表格（圖 7）總結了演繹推理和歸納推理之間最普遍的特性和區別，需要牢記在心。
| 演繹推理 | 歸納推理 | |
|---|---|---|
| 前提 | 陳述為事實或一般原則（“西班牙夏季天氣很暖和。”） | 基於對特定案例的觀察（“庫特和他的妻子看到的所有烏鴉都是黑色的。”） |
| 結論 | 結論比前提提供的資訊更特殊。它透過將邏輯規則直接應用於前提得出。 | 結論比前提提供的資訊更一般。它透過概括前提的資訊得出。 |
| 有效性 | 如果前提為真，則結論必須為真。 | 如果前提為真，則結論可能為真。 |
| 使用 | 更難使用（主要用於邏輯問題）。需要事實，這些事實絕對為真。 | 常用於日常生活（快速且容易）。使用證據代替得到證實的事實。 |
根據後果的不同等級，每個決策過程都需要適當的努力，並需要考慮各個方面。以下關於庫特的片段說明了這一點：“在考慮了西班牙溫暖的天氣以及在這種情況下襯衫和短褲更舒適的事實（資訊收集和可能性估計）之後，庫特推理出他需要它們去度假。因此，他最終決定將主要以襯衫和短褲為主打包到行李箱裡（最終的選擇行為）。”現在看來，沒有先前的推理就無法進行任何決策，但這並非如此。當然，存在著人們自發地決定做某事的情況，沒有時間去思考它。我們不會在這裡詳細介紹，但你可能會考慮諸如“在這種情況下，我們為什麼選擇這個或那個選項？”之類的問題。
心理過程決策與日常生活中的情況不斷發生聯絡。再次思考庫特，我們可以想象他決定是為他的假期打包更多的藍色襯衫還是更多的綠色襯衫（這隻會產生微小的後果），還可以決定是否申請特定工作或與妻子生孩子（這會對未來生活中重要情況產生重大影響）。提到的例子都具有個人決策的特徵，而專業決策，例如處理經濟或政治問題，同樣重要。
有三種不同的方法可以分析決策。規範方法假設一個理性的決策者，擁有明確定義的偏好。雖然理性選擇理論基於先驗考慮，但描述方法基於經驗觀察和對選擇行為的實驗研究。處方方法開發方法以改善決策。根據曼克特洛和雷伯的定義，“效用是指因為符合個人最大利益而被認為是理想的結果”（雷伯，A. S.，1995；曼克特洛，K.，1999）。這種規範/描述方法透過貨幣價值的預期最大效用來表徵最佳決策。這種方法可以幫助賭博理論，但同時包含一些缺點。人們並不一定關注金錢回報，因為他們除了金錢之外，還發現其他事物具有價值，例如樂趣、空閒時間、家人、健康等。但這並不是什麼大問題，因為完全有可能應用下面的圖表，它顯示了（貨幣）收益/損失與其主觀價值（等於效用）之間的關係，應用於上述所有有價值的事物。因此，不選擇最大貨幣價值並不一定代表非理性的決策過程。
但即使考慮到上述考慮因素，也可能仍然存在問題，因為各種誤導性效應會妨礙做出“正確”的決定，這些效應主要源於歸納推理的約束。總的來說，這意味著我們對某種情況/問題的模型可能不是解決問題的最佳方式。以下三點是此類效應的典型例子。
情境模型
這種效應與之前關於歸納推理約束部分提到的虛假關聯非常類似。它涉及人們建立的模型可能具有誤導性，因為它們依賴於主觀的推測。一個例子可能是透過考慮對各個國家的典型偏見來決定搬到哪裡（例如，義大利總是好的比薩餅、宜人的天氣和輕鬆的生活方式，與英國某種無聊的食物和持續的雨天形成對比）。預測的事件並不等於實際發生的事件。（卡尼曼和特沃斯基，1982；鄧寧和帕普爾，1989）
聚焦錯覺
另一個誤導性效應是所謂的聚焦錯覺。透過只考慮最明顯的方面來做出某個決定（例如天氣），人們往往會忽略各種真正重要的結果（例如工作環境）。如果人們對自己生活的判斷相比於對他人生活的判斷，這種效應會更頻繁地發生。
框架效應
同一個問題可以用不同的方式描述，因此會引發不同的決策策略。如果一個問題是用收益來描述的，人們往往會使用風險規避策略，而用損失來描述的問題則會導致人們使用風險承擔策略。下面是一個相同問題但可預測的不同選擇的例子：一群人被要求想象自己比現在富有 300 美元，然後面臨著 100 美元的確定收益或 50% 的機會獲得 200 美元或什麼也得不到的選擇。大多數人會避免風險，選擇確定的收益，這意味著他們採取了風險規避策略。另一方面，如果人們被要求假設自己比現實中富有 500 美元，並且面對著 100 美元的確定損失或 50% 的機會損失 200 美元或什麼也得不到的選擇，大多數人會選擇冒險損失 200 美元，採取風險尋求或風險承擔策略。這種現象被稱為**框架效應**，也可以用上面名為“效用：因為符合個人利益而被認為有價值的結果”的圖表來解釋，該圖表對收益是凹函式，對損失是凸函式。（認知心理學基礎，萊維廷，D. J.，2002）
決策過程通常需要為決策指定一個理由，從而進行正當理由說明。這一點在 A. 特沃斯基和 E. 沙斐爾 (1992) 的一個實驗中得到了說明：一個非常有吸引力的度假套餐被提供給了一組剛剛透過考試的學生和另一組剛剛考試不及格的學生，這些學生有機會在即將到來的假期後重考。所有學生都有以下選擇：立即購買機票，呆在家裡，或者支付 5 美元保留稍後購買的權利。在這一點上，兩組學生之間沒有區別，因為透過考試並決定預訂航班的學生人數（理由是應得的獎勵）與不及格並預訂航班的學生人數相同（理由是安慰和有時間重考）。第三組學生在兩天後被告知將收到考試結果，他們面臨著同樣的問題。大多數人決定支付 5 美元並保留選擇權，直到他們收到考試結果。因此，結論是，儘管實際的考試結果不會影響決定，但它需要被納入理由中才能提供一個合理的解釋。
隨後，問題就變成了，這種做出決定的認知能力是如何在人類大腦中實現的？正如我們已經知道，整個過程中涉及幾個不同的任務，因此必須有一些東西來協調和控制這些大腦活動——即執行功能。它們是大腦的指揮者，指示其他大腦區域執行或保持沉默，並通常協調它們同步的活動（戈德堡，2001）。因此，它們負責最佳化所有“多執行緒”認知任務的效能。
定位這些執行功能相當困難，因為它們不能被指定到單個大腦區域。傳統上，它們被等同於額葉，或者更確切地說，是額葉的前額葉區域；但它們的所有方面是否都能與這些區域相關聯仍然是一個懸而未決的問題。
儘管如此，為了對執行功能在認知中的重要作用有所瞭解，我們將集中在額葉的前額葉區域。此外，可以將這些區域細分為功能部分。但需要注意的是，並非所有研究人員都認為前額葉皮層包含功能不同的區域。
我們首先描述失去啟動某項行動的能力的影響。患有執行功能障礙的人可能在沒有外界強力幫助的情況下很難開始一項任務，而左額葉損傷的人通常表現出自發言語障礙，右額葉損傷的人則表現出非語言流暢性差。當然，原因之一是，這個人本身可能不會有解決任務的意願、願望或關注，因為這也是執行功能障礙的另一個特點。但這還與失去適當執行功能時經常出現的另一個心理影響有關：心理慣性。
就像物理學中的慣性一樣，在這種情況下，慣性意味著啟動一項行動非常困難，但一旦開始，就很難改變或停止。這種現象的特點是從事重複性的行為，被稱為“刻板行為”，在著名的實驗中——威斯康星卡片分類測試（簡稱 WCST）中，最能觀察到這種現象。
參與者會收到一些卡片，這些卡片上顯示著某些物體。這些卡片根據卡片上物體的形狀、顏色和數量來定義。現在需要根據基於這三個標準之一的規則對這些卡片進行分類。參與者不知道哪個規則是正確的，但必須根據實驗者的正面或負面反饋得出結論。然後，在參與者找到正確分類卡片的規則之後，實驗者會改變規則，正確的分類會導致負面反饋。參與者必須意識到規則的變化並透過根據新規則對卡片進行分類來適應它。
患有執行功能障礙的患者一開始很難識別規則。他們需要明顯更長的時間，因為他們難以利用已經給出的資訊得出結論（將在後面解釋）。但一旦他們能夠正確分類，規則改變後，他們仍然按照舊的規則對卡片進行分類，儘管他們中的許多人注意到了負面反饋。他們只是無法切換到另一種分類原則，或者至少需要嘗試很多次才能學會新的規則。他們會固執地堅持舊的規則。
執行功能障礙造成的另一個問題可以在患有“環境依賴症”的患者中觀察到。他們的行動受到他們物質或社會環境的驅使或強制。這以多種不同的方式表現出來，並在很大程度上取決於個人的個人經歷。例如，有些患者看到電腦鍵盤就會開始打字，看到髒廚房就會開始洗碗，或者在地板上發現錘子、釘子和圖片時就會開始在牆上掛圖片。這使得這些人看起來像是衝動地行動，或者像是失去了“自由意志”。這表明他們對自己的行為缺乏控制。這是因為執行功能受損導致他們的思維與行動之間脫節，這些患者知道他們的行為是錯誤的，但就像 WCST 中一樣，他們無法控制自己的行為。即使有人告訴他們應該根據哪個屬性對卡片進行分類，他們仍然會按照舊的規則對卡片進行分類，因為他們在將這些指示轉化為行動方面存在重大困難。
為了避免這些問題，需要具備啟動、停止或改變行動的能力，但很可能還需要具備利用資訊指導行為的能力。
為了解決許多工，重要的是一個人能夠使用給定的資訊。這通常意味著材料必須以抽象的方式而不是以具體的方式進行處理。患有執行功能障礙的患者有抽象困難。另一個卡片分類實驗證明了這一點（德利斯等人，1992）。
這次，卡片上顯示了動物的名稱和放在單詞上方或下方的黑色或白色三角形。同樣，可以根據動物的不同屬性（生活在陸地或水中、家養或危險、大或小）或三角形（黑色或白色、在單詞上方或下方）對卡片進行分類。與 WCST 不同的是，患有額葉損傷的人無法完成任務，因為他們甚至無法概念化動物或三角形的屬性，因此無法推匯出對卡片進行分類的規則（相反，有些只具有固執傾向的人可以找到一個分類標準，但隨後無法改變它）。
正如我們在之前的其他例子中看到的那樣，在參與者收到抽象的甚至具體的提示之後，這些抽象概念化的問題仍然存在。因此，有些人認為，他們的問題可能是由於，再一次，他們難以將想法轉化為行動造成的。此外，一旦他們找到一個分類規則，他們就無法描述他們的分類標準。
一般來說，所有這些問題並不與持續性傾向有關，而是與額葉損傷患者難以以抽象的方式概念化資訊有關。此外，這些資訊無法用於指導行為。這些問題的可能原因可能是策略形成方面的普遍困難（將在稍後討論）。
認知估計缺陷
[edit | edit source]認知估計是指利用已知資訊對世界做出合理的判斷或推論的能力。現在，認知估計能力的缺失是執行功能障礙患者常表現出的第三種缺陷型別。已知執行功能障礙患者的知識庫相對不受影響。這意味著他們無法保留關於資訊的資訊，或者至少無法根據資訊進行推論。這種情況下，個體會出現各種影響。例如，額葉損傷患者難以估計普通女性脊柱的長度。要進行這種現實的估計，需要基於其他知識進行推論，在這種情況下，就是知道普通女性的身高約為 5 英尺 6 英寸（168 釐米），並考慮到脊柱約佔身體長度的三分之一到二分之一等等。這種功能障礙的患者不僅在估計認知資訊方面存在困難，而且在估計自己的能力方面也存在困難（例如，他們以目標為導向的方式指導活動或控制情緒的能力）。Prigatuno、Altman 和 O'Brien（1990 年）報道，當患有與其他腦區瀰漫性軸索損傷相關的額葉損傷患者被問及他們能夠執行哪些任務（例如，安排日常活動或防止情緒影響日常活動）時，他們會嚴重高估自己的能力。Smith 和 Miler（1988 年）從多項實驗中發現，額葉損傷患者在確定特定檢查序列中是否包含某項時沒有困難，但他們難以估計該項出現的頻率。這不僅可能反映出認知估計方面的困難，也可能反映出記憶任務方面的困難，而這些任務在很大程度上依賴於記憶時間資訊。稍後將更詳細地解釋執行功能障礙和額葉損傷患者在一系列排序任務中存在障礙的原因。因此，這兩種困難（認知估計和時間排序）可能導致估算發生頻率的能力下降。儘管在某些領域存在這些障礙，但在額葉損傷患者中，估計能力仍然得以保留。這些患者在估計自己能多好地防止情緒影響日常活動方面也存在問題。在判斷解決謎題需要多少線索方面，他們與顳葉損傷患者或神經正常患者一樣有能力。為了解決謎題，額葉損傷患者試圖猜測答案。因此，估計能力並沒有完全消失，但在許多方面都受到了影響。
缺乏認知靈活性以及對新穎性的反應缺陷
[edit | edit source]執行功能障礙患者無法從多個角度看待情況，併產生多種行為，因此無法具有認知靈活性。現在，這種認知僵化可以被稱為與認知估計不同且相關的概念。但當處理新情況時，這種靈活性非常重要。當一個人不得不對舊刺激做出新的反應時，它也是必要的。因為大腦前額葉區域的損傷會導致處理新情況方面的困難，因此一些理論家認為該區域發揮著重要作用。
目標導向行為缺陷
[edit | edit source]我們要討論的執行功能障礙影響的最後一個部分是目標導向行為問題。這個話題與 解決問題 領域密切相關，因為這只不過是將行為組織起來以達到目標。
為了使這一點更加形象，在本話題的討論過程中，我們想舉一個需要個人表現出目標導向行為的例子。假設一個人，我們稱他為 John，剛起床，想要穿衣服，在這種情況下，John 的目標是穿好衣服。對於神經正常的人來說，這項任務並不難掌握，他們甚至可能意識不到這是一項任務，因為它太簡單了。但如果你仔細觀察，在努力穿好衣服的過程中，以及在完成任何其他任務（無論是否簡單）的過程中，有很多事情需要考慮。
什麼特點決定了目標導向行為？
[edit | edit source]現在，在 John 的例子中，這些特點是什麼？
必須牢記目標
在整個過程中，始終牢記 John 想要做的事情非常重要。如果他開始穿衣服，卻忘記了他想要快速穿好衣服，因為他可能睡過頭了，時間很緊，於是開始做早餐，他肯定無法實現穿好衣服的目標。
將任務分解成子任務並進行排序
大多數任務必須分解成子任務，在 John 的例子中，這些子任務包括：獲取衣服，例如內衣、襯衫、褲子、襪子和領帶，並按照合理的順序一件一件地穿上。這意味著 John 必須對子任務進行排序。他必須考慮到他無法穿上仍然在衣櫃裡的任何衣服，也無法在穿上褲子後才穿上內衣。
必須牢記已完成的部分
John 必須記住他已經完成了哪些子任務，這意味著他不需要再次執行這些任務。他只需要從衣櫃裡拿出一件（或一對）每種型別的衣服，並且在他繫上領帶後，他必須知道他不需要再尋找另一條領帶並繫上它。
靈活性與適應性
想象一下，John 有一件最喜歡的襯衫，他計劃今天穿它。他看了看衣櫃，沒有找到。現在他必須意識到襯衫不在衣櫃裡，並且必須制定出完成穿衣任務的替代方法。也許他的妻子已經把襯衫放進洗衣機了，因為它很髒？在這種情況下，John 必須適應這種情況，並選擇另一件他最初沒有計劃穿的襯衫。
對行為進行評估
在實現最終目標的過程中，John 必須不斷評估自己的表現，從“考慮到我要穿衣服的目標，我做得怎麼樣？”的角度進行評估。如果他正在尋找襪子，或者正在系領帶的結（在他穿上所有其他衣服之後），他應該知道他正在順利完成實現目標所需完成的子任務。但如果他被衣櫃裡的新燕尾服吸引，並開始穿上它，只是為了看看它穿在自己身上是什麼樣子，他必須意識到他沒有朝著穿好衣服上班的目標努力。如果他認為自己只穿著內褲和襪子就穿好衣服了，那麼他也無法實現自己的目標。
正如我們所見，目標導向行為絕不像乍看之下那麼容易。大多數人仍然不會遇到任何麻煩，但想想我們之前關於執行功能的內容。
執行功能障礙與目標導向行為
[edit | edit source]執行功能障礙在很大程度上會影響目標導向行為。無法概括地說明影響的方式，它取決於受損的特定腦區。因此，一個特定病灶的個體可能在上述五個方面中的兩個或三個方面存在問題，並在測試其他能力時表現出平均水平，然而，如果鏈條中只有一個環節缺失，那麼整個計劃可能變得非常困難，甚至無法掌握。此外，受影響的特定半球也起著作用。左半球病灶患者在任務的一個方面存在困難，而右半球病灶患者在同一任務的其他方面存在困難。
排序問題
例如，在一個實驗中（Milner，1982 年），人們看到了帶有圖片的一系列卡片。實驗包括兩個不同的任務：識別測試和近期測試。在識別測試中，患者被展示了兩幅不同的圖片，其中一幅以前出現在序列中，參與者必須決定哪一幅是它。在近期測試中，他們被展示了兩幅不同的圖片，兩幅圖片都以前出現過，他們必須說出比另一幅圖片更最近展示的那一幅圖片。該實驗的結果表明，顳葉病灶患者在識別測試中存在更多困難，而額葉病灶患者在近期測試中存在困難，因為前額葉區域對排序很重要。這是因為識別測試需要正常的 識別記憶，而近期測試需要正常的 專案順序記憶。這兩個是可分離的，並且位於大腦的不同區域。
另一個有趣的結果是，左右半球額葉的病灶會損害不同的能力。右半球的病灶會導致在做出近因判斷時出現問題，而左半球的病灶只會損害患者在呈現的材料是言語或實驗變體需要自發排序時患者的表現。因此，我們知道行為排序的能力不僅存在於額葉，而且在處理運動行為時尤其存在於左半球。
額葉不僅對排序很重要，對工作記憶也很重要，因為患者必須跟蹤呈現給他們的專案才能做出近因判斷。這一觀點得到了以下事實的支援：額葉外側區域的病灶比額葉皮層其他區域的損傷更容易損害這種能力。
但這並不是排序的全部。為了以最佳方式達到目標，除了能夠制定正確的順序之外，一個人還必須能夠弄清楚哪種行動順序，哪種策略最適合目的。這可以透過一個名為“倫敦塔”的實驗（Shallice，1982）得到證明，該實驗類似於著名的“漢諾塔”任務，不同之處在於該任務要求將三個球放在三個不同長度的杆子上，以便一個杆子可以容納三個球，第二個杆子可以容納兩個球，而第三個杆子只能容納一個球，這樣才能在儘可能少的移動次數內從固定的初始位置獲得可變的目標位置。特別是左額葉受損的患者在執行此任務時證明效率低下且無效，他們需要很多移動，並參與了沒有朝目標前進的行動。但最終，儘管執行功能受損的方式因額葉病灶所在的特定半球而異，但與排序相關的能力主要由兩側額葉重疊的結構提供。
策略轉換和修改方面的問題
額葉中完整的神經組織對於我們上面描述的與目標導向行為相關的另一種執行功能也至關重要：靈活性與適應性。這意味著額葉受損的人在策略轉換方面會遇到困難——這意味著在發現原始計劃由於某種原因無法執行後，要制定新的計劃——並且在根據新策略修改初始策略方面也會遇到困難。患者在哪些具體方面可以觀察到這種情況，不能籠統地說，而取決於必須進行的轉換的性質。
一項實驗（Owen，1991）向患者展示了需要不同概念轉換的圖片，例如區分兩種黑色形狀、在忽略交織的白色的情況下區分兩種黑色形狀（“內部維度”）以及區分兩種白色形狀（“外部維度”），結果表明額葉病灶患者僅在外部維度轉換方面存在困難。這表明這些人無法將一般規則應用於與學習這些規則時最初情況不同的情況。此外，他們無法為其原始計劃建立替代方案，因為他們仍然固執地堅持其最初的處理情況的方式，無法擺脫這種方式。這也是在執行功能障礙患者中常見堅持問題的部分。
額葉受損患者的另一個問題是，他們不像其他腦區受損的人那樣，不會使用許多適當的假設來建立策略，或者在找到適當的假設後，他們會突然放棄。此外，他們似乎很難在 Owen 的實驗中指示的假設之間進行切換，這一點也不奇怪。即使很明顯某個假設不可能正確，患者仍會堅持下去，無法放棄它（稱為“隧道視野”）。
前面描述的“重新定向”策略的問題與在任務之間進行實際“切換”的行為形成對比。對於額葉受損患者來說，這也是另一個問題。由於控制任務切換本身的控制系統獨立於實際執行這些任務的各個部分，因此任務切換在背外側前額葉皮層受損的患者中特別受損，而同時他們單獨執行單個任務時沒有任何問題。當然，這會導致目標導向行為出現很多問題，因為正如之前所說，大多數任務都包含必須完成的更小的子任務。
對可用資訊的解釋方面的問題
通常，如果我們想要實現目標，我們會得到一些提示，說明如何最好地做到這一點。這意味著我們必須能夠根據什麼是合適的策略來解釋可用資訊。對於許多執行功能障礙患者來說，這也不是一件容易的事。他們很難利用這些資訊，因此會進行效率低下的行動，並且解決問題的速度比考慮額外資訊並制定有效策略的速度慢得多。
自我批評和自我監控方面的問題
我們在這裡要介紹的額葉受損患者的最後一個問題是上述列表中對適當目標導向行為很重要的屬性的最後一個要點。這是評估自己行動的能力，大多數患者都缺乏這種能力。因此，這些人很可能會“偏離任務”，並進行無法幫助他們實現目標的行為。除此之外，他們也無法確定他們的任務是否已經完成。造成這種情況的原因被認為是缺乏動力或缺乏對自身表現的關注（額葉損傷通常伴隨著情緒處理的變化），但這可能不是對這些問題的唯一解釋。
在這種情況下，另一個重要的腦區——額葉內側部分——負責檢測在朝目標努力時出現的行為錯誤。ERP 實驗已經證明了這一點，在出現錯誤後 100 毫秒，會出現與錯誤相關的負性波。如果該區域受損，這種機制將無法正常工作，患者會失去檢測錯誤並因此監控自己行為的能力。
但是，最後我們必須補充一點，儘管執行功能障礙會導致目標導向行為出現大量問題，但大多數患者在被分配任務時確實渴望解決問題，但他們只是無法做到這一點，這可能表現出上述段落中討論過的各種方式。
額葉功能在執行控制中的理論
[edit | edit source]為了解釋額葉受損患者在執行執行功能方面存在困難，已經形成了四種主要方法。每種方法都有助於更好地理解額葉區域在執行功能中的作用，但這些理論都沒有涵蓋出現的所有缺陷。
工作記憶的作用
[edit | edit source]最具有解剖學特異性的方法假設額葉的背外側前額葉區域對工作記憶至關重要。工作記憶必須與長期記憶區分開來，它將資訊線上保留，以便用於執行任務。
它沒有被生成來解釋廣泛的機能障礙，而是側重於以下三種缺陷：排序資訊並將行為導向目標，理解專案和事件之間的時序關係，以及環境依賴性和堅持行為的某些方面。
對猴子進行的研究有助於發展這種方法（延遲反應正規化，Goldman-Rakic，1987，是一個經典的例子。
在 2000 年，Baddeley 將工作記憶定義為“一種容量有限的系統，用於臨時儲存和處理資訊，以完成複雜的任務，如理解、學習和推理”（Goldstein），它包含三個組成部分。中央執行機構協調語音迴圈（儲存言語和聽覺資訊）和視覺空間草圖板（儲存視覺和空間資訊）的活動，並從長期記憶中提取資訊，是其中最重要的部分。
受控過程與自動過程的作用
[edit | edit source]有兩種理論基於以下基本假設：“額葉對於控制非例行情況下的行為以及覆蓋典型的刺激-反應聯想至關重要，但對自動和輕鬆的行為幾乎沒有貢獻。”（Banich，第 397 頁）。
Stuss 和 Benson（1986）認為，對行為的控制以等級方式發生。他們區分了三個不同的級別，每個級別都與特定的大腦區域相關聯。在第一級，感覺資訊由後部區域自動處理，在下一級（與額葉的執行功能相關聯），需要有意識的控制來將行為導向目標，在最高階，前額葉皮層進行有意識的自我反省。
該模型適合解釋目標導向行為方面的缺陷，處理新穎事物方面的缺陷，缺乏認知靈活性以及環境依賴綜合徵。此外，它可以解釋無法有意識地控制行動和自我批評的能力。
Shalice（1982）提出的第二個模型提議了一個由兩部分組成的系統來影響行為的選擇。第一部分，一個稱為競爭排程系統的認知系統，負責更自動的處理。各種連結和處理方案會導致單個刺激產生一系列自動行動。一旦行動開始，它就會保持活躍，直到被抑制。
第二個認知系統是監督注意系統，它透過決策過程引導注意力並引導行動，並且僅在“沒有可用的處理方案時，當任務技術上很困難時，當需要解決問題時，以及當必須克服某些反應傾向時”才活躍（Banich）。
該理論支援在例行情況下很少出現缺陷，但在處理新任務時（例如，倫敦塔任務，Shallice）出現相關問題，因為競爭排程系統中不存在用於處理此任務的方案。衝動行為是額葉受損患者的另一個特徵，該理論可以解釋這一點。即使被要求不要做某些事情，這些患者也會堅持他們的常規做法，無法控制他們的自動行為。
指令碼方法由 Schank（1982）等人提出，該方法基於指令碼，即一組相互關聯的事件、行為和想法，形成一個知識單元。
這些管理知識單元（MKUs）儲存在額葉皮層中，包含關於事件發生的環境、實現目標所需的一組事件以及終止行為的最終事件的資訊。 它們以層次化的方式組織，頂部是抽象的，底部越來越具體。
指令碼的損壞會導致無法進行目標導向的行為，更容易應對通常情況（因為難以檢索新事件的 MKU），以及行為啟動和停止方面的缺陷（因為 MKUs 指定了行為的開始和結束）。
人工智慧和機器學習的視角提出了一種假設，認為每個人都擁有一個目標列表，其中包含任務要求或目標。 該列表是引導行為的基礎，而額葉損傷會破壞形成目標列表的能力，因此該理論有助於解釋抽象思維、知覺分析、言語輸出和保持專注的困難。 由於缺乏內部目標以及難以將行動組織成目標，該理論還可以解釋額葉損傷患者對環境的強烈影響。
- Goldstein, E. Bruce (2005)。認知心理學 - 連線，思想研究和日常生活經驗。 湯姆森沃斯沃思。
- Marie T. Banich (1997)。神經心理學。精神功能的神經基礎。霍頓米夫林。
- Wilson, Robert A. & Keil, Frank C. (1999)。麻省理工學院認知科學百科全書。 馬薩諸塞州：布拉德福德圖書。
- Schmalhofer, Franz。課程幻燈片：認知心理學和神經心理學，2006 年夏季學期，奧斯納布呂克大學。
