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神經網絡中的注意力機制范文1
摘要：自適應共振模型是為了能夠分類任意次序模擬輸入模式而設計的，它可以按任意精度對輸入的模擬觀察矢量進行分類，較好地解決了前穩定性和靈活性問題，同時能夠避免對網絡先前所學的學習模式修改。本文將ART2模型應用于信用風險評估，通過實證比較研究，結果顯示應用自適應共振模型進行信用風險評估在精度和準確性上，都優于其他神經網絡模型和統計方法。
1統計方法用于信用風險分類評估存在的局限性
對信用風險評估一類主流方法是基于分類的方法，即把信用風險分析看成是模式識別中的一類分類問題—將企業劃分為能夠按期還本付息和違約兩類。其具體做法是根據歷史上每個類別（如期還本付息、違約）的若干樣本，從已知的數據中發現其規律，從而總結出分類的規則，建立判別模型，用于對新樣本的判別，這樣信用評估就轉化為統計中的分類問題。傳統的統計模型主要基于多元統計分析方法，根據判別函數的形式和樣本分布的假定不同，主要的模型有：多元回歸分析模型、多元判別分析模型（MDA）、Logit分析模型、近鄰法等。其中以多元判別分析模型和Logit分析模型應用最為廣泛，已有大量商業化軟件。
盡管這些方法在國外有大量應用，但是大量實證研究（Altman，1983；Tam & Kiang，1992；Altman，et al，1994）結果發現：（1）企業財務狀況的評價可以看作是一類基于一系列獨立變量基礎上的分類問題；（2）企業財務狀況好壞與
財務比率的關系常常是非線性的；（3）預測變量（財務比率）可能是高度相關的；（4）大量實證結果表明，許多指標不成正態分布。而統計的方法卻不能很好地解決以上問題。由此可見統計模型的最大優點在于其具有明顯的解釋性，存在的缺陷是過于嚴格的前提條件。如多元判別分析模型（MDA），它要求數據服從多元正態分布、等協方差、已知先驗概率和誤判代價等要求，而現實中大量數據嚴重違背了這些假定（Eisenbeis，1997）。引入對數變化可在一定程度上改進數據的非正態分布，但一方面變換后的變量可能失去經濟解釋含義，另一方面仍沒有滿足等協方差的要求；應用二次差別分析（QDA）雖可解決等協方差問題，但一方面沒有滿足正態性假設，另一方面當數據樣本小、維數高（指標多）時二次差別分析的性能明顯下降，而樣本少、維數高正是我國信用數據的顯著特點。實證結果還表明二次差別分析對訓練樣本效果較好，而對測試樣本并不理想。除此以外，多元判別分析模型適用于成熟行業的大中型企業，因為這些企業具有較強的穩定性和規范性，其發展有一定的規律可循，參數統計方法易于給出較準確的結果及合理的解釋。然而這類方法是靜態的，需要根據地區、行業經濟情況的變化不斷地調整參數，甚至進行變量的調整。
為了解決這些問題，引入了Logit分析模型和近鄰法。Logit分析模型不需要假定任何概率分布，也不要求等協方差，但是當樣本點存在完全分離時，模型參數的最大似然估計可能不存在，模型的有效性值得懷疑，另外該方法對中心區域的差別敏感性較強，導致判別結構的不穩定。近鄰法不要求數據正態分布，但當數據的維數較高時，存在所謂的“維數禍根（Curse of dimensionality）”——對高維數據，即使樣本量很大，其撒在高維空間中仍顯得非常稀疏，絕大多數點附近根本沒有樣本點，這就使得“利用空間中每一附近的樣本點來構造估計”的近鄰法很難使用[4]。
2應用神經網絡進行信用風險評估的意義
商業銀行信用風險評估是復雜的過程，除了對企業的財務狀況的各種特征的評估外，還須對企業的非財務狀況進行評估，而且又涉及宏觀經濟環境和產業結構、產業周期的影響；除了客觀的評估外，還依賴于專業人員依據經驗進行主觀評估。神經網絡是一種具有模式識別能力，自組織，自適應，自學習特點的計算機制，它的知識編碼于整個權值網絡，呈分布式存儲且具有一定容錯能力。神經網絡對數據的分布要求不嚴格，也不必要詳細表述自變量與因變量之間的函數關系，神經網絡的這些特征使之成為信用風險分析方法的一個熱點。
建立商業銀行信用風險評估模型必須依賴于一組已知的函數集合。要求這種函數集合在任意精度上可以逼近實際系統，從數學上講，這就要求這個集合在連續函數空間上是致密的。目前已經從理論上嚴格證明了只用一個隱藏層的神經網絡就可以唯一地逼進任何一個連續函數。多層神經網絡為系統的辨識和建模，尤其是非線性動態映射系統提供了一條十分有效的途徑。非線性動態映射系統的神經網絡建模被認為是應用神經網絡的最成功的范例。
影響商業銀行信用風險評估的機理很復雜，無法建立精確的非線性動態模型，而人工神經網絡擅長處理非線性的、關系不確定的十分復雜以至于數學模型難以描述的問題。對于分析時間序列數據，由于人工神經網絡能識別和模擬數據間的非線性關系，不需要正態分布和先驗概率等條件的約束，能針對新增樣本靈活的訓練再學習，因此優于其他統計方法，同時由于網絡本身具有自學習的功能，預測結果相對精度較高而且穩定性好，因此應用神經網絡可以通過對網絡的訓練，掌握借款人的財務特征的非線性函數關系。神經網絡是由許多神經元構成的，它對系統特性的記憶表現為各個神經元之間的連接權值，單個神經元在整個系統中起不到決定性作用，一個經過訓練的神經網絡可以按相似的輸入模式產生相似的輸出模式，當商業銀行信用風險評估系統因某些非財務風險因素和判斷誤差過大的財務風險因素造成輸入模式變形時，網絡仍可以保證穩定的輸出。
神經網絡可以逼進任意復雜的非線性系統，神經網絡的轉換函數能夠非線性地響應沖擊，例如，像覆蓋比率這樣的財務比率超過最低水平（如AAA級）時，超過這個閥值的增加值不會對信用質量有什么影響。線性回歸不能以這樣的方式限制響應程度，神經網絡的轉換函數卻能實現。神經網絡以并行的方式處理信息，具有很強的信息綜合能力，因此神經網絡理論在商業銀行信用風險分析和實施對信用風險的主動控制中將會發揮更大的作用。
由神經網絡構成的非線性模型具有較強的環境適應能力。在根據多個訓練樣本企業的財務特征建立神經網絡非線性系統后，如果企業類型、財務特征和非財務特征發生變化，神經網絡可以通過學習，建立企業信用的非線性函數關系，并且不需要改變網絡的結構和算法。
綜上所述，對于那些無法建立精確的動態判別函數模型的非線性商業銀行信用風險評估，可以將神經網絡理論應用于風險評估當中，撇開企業財務因素、非財務因素和企業信用狀況復雜的非線性機理，建立起非線性風險映射近似的動態模型，使這個模型盡可能精確地反映風險映射關系非線性動態特征。通過該系統我們能夠計算對各種輸入的響應，預估商業銀行信用風險狀況及其發展趨勢，進而能夠使用各種信用工具對風險進行主動控制，促進商業銀行的智能化風險管理系統的建設和發展完善。
3基于自適應共振理論的信用風險評估模型
一個公司財務狀況的好壞往往是企業自身、投資者和債權人關注的焦點。因為一個營運良好、財務健康的公司可提高自身在市場上的信譽及擴展籌資渠道，以使投資者信心倍增。相反，一個陷入財務困境和瀕臨破產的企業不僅乏力吸引投資，還讓原有投資者面臨巨大的信用風險。
由上文的分析中我們知道，對企業財務指標的分析，傳統的分類方法盡管有它的優點但本身也存在一些局限性。作為研究復雜系統的有力工具，神經網絡能處理任意類型數據，這是許多傳統方法無法比擬的。通過不斷學習，能夠從未知模式的大量復雜數據中發現其規律。神經網絡方法克服了傳統分析過程的復雜性及選擇適當模型函數形式的困難，它是一種自然的非線性建模過程，毋需分清存在何種非線性關系，給建模與分析帶來極大的方便。該方法用于企業財務狀況研究時，一方面利用其映射能力，另一方面利用其泛化能力，即在經過一定數量的帶有噪聲的樣本訓練之后，網絡可以抽取樣本所隱含的特征關系，并對新情況下的數據進行內插和外推以推斷其屬性。
目前我國銀行機構主要使用計算貸款風險度的方法進行信用風險評估——在對企業進行信用等級評定的基礎上，考慮貸款方式、期限以及形式因素，進而確定貸款的風險度。其中作為核心的信用等級評定，是通過對企業的某些單一財務指標進行評價，而后加權平均確定的。該方法的最大缺陷在于指標和權重的確定帶有很大的主觀性，使得評級結果與企業的實際信用狀況有很大出入，因此需要引入科學方法來確定有效指標，并建立準確的定量模型來解決信用評估問題。
針對這種形勢，根據我國商業銀行的具體情況，結合國際上目前較為流行人工神經網絡技術，本文設計了一種基于自適應共振理論的信用風險評估方法。
3.1自適應共振理論（ART）介紹
自適應共振理論（Adaptive Resonance Theory）簡稱ART，是于1976年由美國Boston大學S. Grossberg提出來的。他多年來一直潛心于研究用數學來描述人的心理和認知活動，試圖為人類的心理和認知活動建立統一的數學理論，ART就是這一理論核心部分，又經過了多年的研究和不斷發展，至今已經提出了ART1、ART2和ART3共三種結構。ART網絡作為模式分類器較好地解決了前面提到的穩定性和靈活性問題。使用ART網絡及算法具有較大的靈活性以適應新輸入的模式，同時能夠避免對網絡先前所學的學習模式修改。ART是一種能自組織的產生對環境認識編碼的神經網絡理論模型，由于橫向抑制是自組織網絡的特性，ART采用了MAXNET子網結構，該網絡采用橫向抑制方法增強并能選擇具有最大值輸出的一個節點。
ART模型的算法過程如下：
第一， 將一個新樣本X置入節點；
第二，采用自下而上的過程，求得： ；
第三，運用MAXNET網絡，找到具有最大輸出值的節點；
第四， 通過自上而下的檢驗，判斷X是否屬于第j類，即如果有 ，則X屬于第j類， 是警戒參數。如果上式不成立，轉到第六步，否則繼續。
第五， 對于特定的j和所有的i更新 和 ，設t+1時刻 ， ， ， 。
第六， 無法判斷X是否屬于第j類，抑制該節點返回到第二步，執行另一個聚類的處理過程。
本文所使用的神經網絡模型就是ART2神經網絡模型。ART2神經網絡是為了能夠分類任意次序模擬輸入模式而設計的。它可以按任意精度對輸入的模擬觀察矢量進行分類。
3.2應用ART2神經網絡進行信用風險評估的可行性分析
通過上文對ART2神經網絡的介紹，筆者認為將ART2神經網絡應用于信用風險評估具有統計方法和其他神經網絡算法無法比擬的優勢。首先，ART2神經網絡較好地解決了穩定性和靈活性問題，它可以在接受新模式的同時對舊模式也同樣保持記憶，而其它類型神經網絡所記憶的樣本個數有限，由此可見，ART2神經網絡隨著輸入樣本數的增加，它作為模式分類器分類的精度也越高，所覆蓋的樣本空間也越大。其次，ART2神經網絡是邊學習邊運行的無監督學習，所以它不存在像BP算法那樣需要進行幾小時甚至更長時間的訓練過程，也就是說ART2網絡具有較高的運行效率和較快的學習速率，這一點對于解決像信用風險評估這樣的復雜問題來說是相當具有優勢的。再次，ART2神經網絡與人腦的某些功能類似，能夠完成識別、補充和撤銷的任務。這三種功能在英文中稱為Recognition，Reinforcement和Recall，可簡稱為3R功能。識別功能在上文已經介紹過，下面對補充、撤銷功能做些簡單介紹。補充功能包含有以下幾方面的內容：（1）每當ART2系統對輸入矢量的類別作一次判決即是給出矢量所屬類別的輸出端編號，根據此判決，系統可以采取一種“行動”或者作出某種“響應”。這和人總是根據對外界情況的判斷來決定自己的行動相似。（2）人在識別時對于所有被識別的類并不是一視同仁的，識別過程受到由上向下預期模式的很強制約。這樣就會使得人們在某些情況下只關心幾種類別，而對其他類別則“不聞不見”，這種集中注意力的本領可以使人們在混亂的背景中發現目標。在客體發生某種變形或缺損或者有強噪聲情況仍能對其正確分類。我國商業銀行進行信用風險分析的起步較晚，有關的信息往往殘缺不全，ART2網絡的這種在混亂中集中注意力發現目標的功能更適合我國的現實數據情況。撤消功能的作用與補充功能相反，這是指某些不同的觀察矢量在初步分類時被劃分成不同的類別，但是通過系統（主體）與客體相互作用的結果，又應判定它們屬于同一類。由此可見基于ART2網絡的這些功能，應用ART2神經網絡進行信用風險評估相當于人類專家進行信用風險評估的建模過程，而且ART2神經網絡與人類專家相比進行的評估更客觀、更有效、更精確。最后，ART2神經網絡可通過調整警戒線參數 （門限值）來調整模式的類數， 小，模式的類別少（對分類要求粗）， 大，模式的類別多（對分類的要求精細），這一點是其他方法無法比擬的，我們可以通過調整 值對輸入網絡的財務數據進行傳統的兩級分類（即違約、非違約兩類），也可以通過提高 值對輸入網絡的財務數據進行國際通用的五級分類（即正常、關注、次級、可疑，損失五類）。Altman、Marco和Varetto與意大利銀行聯合會合作在其經濟和金融信息系統中首次進行了將神經網絡應用于企業的經濟和金融問題診斷的試驗，試驗的研究結果表明，將企業的財務狀況分為正常、關注和次級三類比分為正常和問題兩類困難得多，而ART2神經網絡卻可以通過 值的調整靈活地實現該功能。
綜上所述，筆者選擇算法復雜的ART2神經網絡進行信用風險評估。并且設計了一個自適應共振網絡，對信用風險分析進行了實證研究。
3.3基于ART2模型的信用風險分析的實證研究
下面以某國有商業銀行提供的90多家企業客戶為對象，應用自適應共振理論對這些企業客戶的財務數據進行信用風險評估。對于輸入到神經網絡的財務比率的選擇，參照國內財政部考核企業財務狀況及國外用于信用風險評估所使用的一些經典財務比率指標，一共挑選出包括企業盈利能力、企業營運效率、企業償債能力及企業現金流量狀況等二十余個指標，考慮到指標間的相關性，利用SAS統計分析軟件進行回歸分析，得出以下幾個比率：
經營現金流量/資產總額（流動性）
保留盈余/資產總額 （增長性）
息稅前利潤/資產總額 （贏利性）
資產總額/ 總負債 （償債性）
銷售收入/資產總額 （速動性）
某國有商業銀行提供的樣本數據有90多家企業的財務數據，數據質量不高，有些企業財務數據缺失嚴重，經過對樣本數據的初步審查，刪除了不合格的樣本40多個，最終得到有效的樣本為55個，其中能夠償還貸款的企業34個，不能償還貸款的企業21個。
評估的準確程度用兩類錯誤來度量，在統計學中，第一類錯誤稱為“拒真”，第二類錯誤稱為“納偽”。在信用風險評估中把第一類錯誤定義為把不能償還貸款的企業誤判為能償還貸款的企業的錯誤，第二類錯誤定義為把能夠償還貸款的企業誤判為不能償還貸款的企業的錯誤。顯然，第一類錯誤比第二類錯誤嚴重得多，犯第二類錯誤至多是損失一筆利息收入，而犯第一類錯誤則會造成貸款不能收回，形成呆帳。
在應用自適應共振模型進行信用風險評估的同時，筆者也使用了統計方法和經典的BP神經網絡模型對同樣的樣本數據進行了信用風險評估，以便比較驗證自適應共振模型的評估準確性。
統計方法使用的是可變類平均法，可變類平均法是由Lance和 Williams(1967)發展的，計算距離的組合公式為:
Djm=(Djk+DjL)(1-b)/2+DkLb （1）
參數b介于0到-1之間，DkL——是類Ck與CL之間的距離或非相似測度。筆者使用SAS統計軟件中提供的可變類平均法對樣本數據進行了聚類分析。
BP神經網絡的結構包括輸入層5個節點，用來輸入5個財務指標比率，輸出層1個節點（取值為1表示能償還貸款，取值為0表示不能償還貸款），另外還有一個隱層，隱層包括5個隱節點。網絡的有效性采用K組交叉檢驗的方法進行驗證，也就是將樣本分為K組，其中K－1組為訓練數據，第K組為檢驗數據，這里將樣本數據分為兩組，第一組用于訓練網絡，包括11個違約的企業和16個非違約的企業，第二組作為檢驗數據，包括10個違約企業，18個非違約企業。該方法使用MATLAB語言編程實現。
ART2模型包括輸入層為5個節點，用來輸入5個財務指標比率，輸出層3個節點，分別表示信用風險的三個級別（正常，關注，可疑），這里應用ART2模型將信用風險分為三個級別有如下幾個原因：（1）將信用風險分為三個級別，比前面使用統計方法和BP模型方法將信用風險簡單分成兩類（違約、非違約）更容易把握風險的程度，更接近實際信用風險評估的需要，也更貼近于國際通用的五級分類標準。（2）通過ART2網絡門限值參數的調整可以將信用風險分為國際通用的五級分類標準，這也正是ART2模型的優勢所在，但是ART2網絡是信用風險分析混合專家系統的組成部分，它的評估結果要作為輸入，輸入到專家系統中，以便信用風險評估專家系統進行定性及定量的綜合評估，考慮到專家系統的規則的數量和知識庫的規模對系統執行效率的影響，因此這里將信用風險分為三類。有關專家系統的詳細說明，將在下一節討論。下面給出ART2模型網絡的參數設置：a＝10，b＝10，c＝0.1，d＝0.9， ＝0.2， 。由于ART2模型是無教師指導的網絡，因此不用訓練，直接輸入數據，網絡自動進行信用風險評估。其中評估的結果：正常、關注兩類屬于非違約企業，可疑為違約企業。該方法使用C語言編程實現。
下面給出三種方法的最后評估結果見表1
表1 訓練樣本和測試樣本的誤判
訓練樣本 測試樣本
第一類錯誤 第二類錯誤 總誤判 第一類錯誤 第二類錯誤 總誤判
統計模型 8(38.01%) 9(26.5%) 17(30.9%)
BP模型 2(18.1%) 1(6.1%) 3(11.1%) 3(30.0%) 4(22.2%) 7(25.0%)
ART2模型 4(19.1%) 5(14.7%) 9(16.3%)
通過表1的比較結果可以看出對于統計方法和BP模型自適應共振模型的誤判率是最低的，說明了該方法的有效性和可靠性。
另外需要說明的一點是，這里所使用的企業樣本數據偏少，而且噪聲過多，數據的質量不是很好，這樣的數據作為初始數據輸入網絡對網絡的評估的準確性有一定的影響，雖然ART2這種集中注意力可以在混亂的背景中發現目標的特性使得它的評估的準確性比其它兩種方法要高，但是筆者相信如果初始輸入網絡的數據質量再提高一些，網絡的誤判率會更低。
參考文獻：
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神經網絡中的注意力機制范文2
論文摘要：本文在分析國外在信貸風險評估方法上創新、應用及其發展趨勢的基礎上，結合內部評級的國際經驗，分析了我國商業銀行在信用風險管理方式、控制手段和管理框架上的不足，提出了建立內部評級體系的一系列措施，以期為我國金融機構信貸風險管理提供一些有益的參考。
一、信用評級相關研究成果綜述
(一)財務指標變量預測企業經營危機的起源最早運用單一財務指標變量預測企業經營危機的研究，始于1930年代的Smith&Winker(1930、1935)。Fitzpatrick(1932)進行單變量破產預測研究，選擇了19家公司作為樣本，運用單個財務比率指標將樣本劃分為破產和非破產兩組，發現判別能力最高的是凈利潤，股東權益和股東權益，負債兩個比率。1966年由威廉，比弗(WilliamBeaver)沿著該思路繼續研究。Beaver(1966)應用統計方法研究1954～1964年期間的79家失敗企業，并以單變量分析法建立財務危機預測模型。發現有些財務比率在兩組公司間確有顯著不同，其中“現金流量，負債總額”是預測經營失敗的最佳指標，其次為“資產負債率”以及“資產報酬率”。筆者認為，Beaver用單一的財務指標變量來判別企業的違約概率這樣的復雜層面分類存在問題，因為企業違約概率的影響因素是多層面，僅用一個指標來判斷未免偏頗。
(二)多元線性判別分析模型典型的代表是美國的愛德華·阿爾特曼博士(Edward Airman)著名的Z-score模型和ZETA信用風險模型。多元線性判別分析模型是研究對象所屬類別進行判別的一種統計分析方法，該方法是從若干表明觀測對象特征的變量值(財務比率)中篩選出能提供較多信息的變量并建立判別函數，使推導出的判別函數對觀測樣本分類時的錯判率最小。Airman(1968)是率先將多變量分析用于預測財務困境公司，提出了著名的z一8COle模型。其過程包括各種可選函數(包括每個自由變量的相對貢獻的判決)的統計顯著性的觀測；相關變量的相關關系評價；各種變量組合預測精度的觀測；專家的意見。作者早在1968年對美國破產和非破產生產企業進行觀察，采用了22個財務比率經過數理統計篩選建立了著名的5變量Z-score模型，最后選出了最具解釋力的5個財務指標，分別是營運資金／總負債、保留利潤／總資產、息稅前利潤／總資產、權益市價／總負債、銷售收入／總資產財務比率。根據比率對借款還本付息的影響程度確定變量權重，最后將每一個比率乘以相應權重后相加，最后結合成一個線性模型，被定名為z-score模型。1977年Altman對此模型進行了修正和擴展，建立了ZETA信用風險模型，模型變量由5個變為7個。對于此種不同期間導致模型的差異，Altman認為是由于企業環境的改變而需要使用不同的財務變量，且財務預警模型也可能因使用不同期間的財務報表而有差異。
(三)多元回歸模型來判別企業違約的代表Horrigan(1966)使用多元回歸模型預測Moody與S&P的評級，對各個不同的等級賦予主觀數值，如Aaa為9，A a為8，最低為c，數值為1，依次類推，最后的回歸模型包括總資產、債券順位、營運資金，營運收入、凈值，負債，凈值周轉率與凈利率等。其預測的正確率對Moody為58％，S&P為52％。其次West也使用多元回歸模型，利用其預測Moody與S＆P的投資級債信評級，將Fisher(1959)用以估計風險溢價的自變量建立一個多元回歸模型，針對Moody評級在B級以上的公司建立等級決定模型，其變數包括9年的獲利變異性、償債期間、負債權益比率與在外流通的債券總額等，正確率為62％。相對前述的危機預測，兩者的準確率均不高，原因之一是前述的預測只有兩類，非高即低，債券等級預測卻可能多達9個等級，在其他條件固定下預測正確率下降屬必然。
(四)神經網絡分析法對財務危機進行預測雖然神經網絡的理論可追溯到上個世紀40年代，但在信用風險分析中的應用還是始于上個世紀90年代。神經網絡是從神經心理學和認識科學研究成果出發，應用數學方法發展起來的一種并行分布模式處理系統，具有高度并行計算能力、自學能力和容錯能力。神經網絡的結構是由一個輸入層、若干個中間隱含層和輸出層組成。國外研究者如Altman，Marco和Varetto(1995)，對意大利公司財務危機預測中應用了神經網絡分析法。Coats，Pant(1993)采用神經網絡分析法分別對美國公司和銀行財務危機進行了預測，取得了一定的效果。然而神經網絡的最大缺點是其工作的隨機性較強。因為要得到一個較好的神經網絡結構，需要人為地去調試，非常耗費人力與時間，因此應用受到了限制。Altman(1995)在對神經網絡法和判別分析法的比較研究中得出結論：神經網絡分析方法在信用風險識別和預測中的應用，并沒有實質性的優于線性判別模型。但神經網絡作為一門嶄新的信息處理科學仍然吸引著眾多領域的研究者。
(五)財務因素的可量化性、數據的可獲得性使其在傳統的信用評估研究中受到廣泛的關注由于財務因素在銀行信用評估分析中存在滯后性、灰色性(財務報表披露的信息很大程度上帶有不完整性，甚至虛假性)和短期性等諸多弊端，已有越來越多的學者將部分注意力轉移到非財務因素上。認為借款企業不是處于一個封閉的系統中，必然還要受到外部因素的影響和制約，認為非財務因素是未來貸款風險的預警信號，因此，同時結合財務因素和非財務因素比僅用其中任一因素在違約率預測上更為精確。巴塞爾銀行監督委員會(2001)要求銀行不僅要考慮定量因素，還要考慮定性因素。《巴塞爾新資本協議》于2004年正式公布，其推廣實施將對全球銀行業的發展格局產生深遠影響。新協議對銀行風險管理提出了更高要求，強調了風險計量的精確性、敏感性和標準化，突出了內部評級法(Internal Ratings-Based Approaches，IRB)的地位和作用。正如巴塞爾委員會主席卡如納所說，內部評級法作為新資本協議的核心技術，代表著未來銀行業風險管理和資本監管的發展方向。內部評級系統所提供的違約概率(PD)、違約損失率(LGD)、預期損失(EL)以及非預期損失(UL)等關鍵指標，在授信審批、貸款定價、限額管理、風險預警等信貸管理流程中發揮著重要的決策支持作用。同時，該系統的計量分析結果也是制定信貸政策、計提準備金、分配經濟資本以及實施RAROC管理的重要基礎。
二、國有商業銀行信貸風險評級中的問題分析
(一)信用評級指標體系的組成有待進一步深入研究目前國有商業銀行使用的評級指標體系中選擇的各項指標大多是通過內部從事信貸管理的專家確定的，屬于專家意見法，缺乏對于各項指標能否靈敏反映借款企業違約率、企業信用水平的定量化研究。此外，科學的評級指標體系應該能夠全面而不冗余、重復的反映評級對象的風險信息，僅通過專家意見法確定的評級指標體系難以實現這一目標。
(二)信用評級指標權重缺乏科學性目前評級方法中主要依靠專家的經驗，即專家對各項指標相對重要性的認識，確定指標的各自權重，通過主觀意見確定權重形成的評級辦法在科學性與客觀性方面都存在問題，影響了評級結果的準確性，因此科學合理的確定評級指標權重，提高評級結果的準確性是目前需要解決的重要問題。
(三)國內信用評級方法存在缺陷國內學者和專業人士提出的貸款信用評級方法主要包括信用評分法，綜合評判法，判別分析法和神經網絡預測法等，這些方法存在的主要缺陷：一是評級指標和權重的確定缺乏客觀依據，基本依靠專家意見法確定，主觀性較強，某些研究雖然應用了數理統計方法，但存在不能很好的解決反映風險有關信息重疊與遺漏矛盾等方面的向題；二是模型只能對是否違約進行判斷，不能給出貸款違約概率等信息；三是由于模型不能給出貸款違約概率等信息，難以指導信貸定價等控制信用風險的工作；四是神經網絡方法存在的黑箱性、過分擬合不穩定性、隨機性，可能實現局部最優而非全局最優，因此這種方法的應用性受到不少人特別是實務界的懷疑。
(四)商業銀行缺乏有效的信用風險防范和控制手段在信用風險防范和控制手段上，我國商業銀行沒有建立起分產品、分部門、分客戶的核算機制和以內部資金轉移價格為中心的定價體系。貸款審查通常是以定性分析為主，缺少市場細分，盲目吸納大型客戶，沒有清晰的市場風險、行業風險和地區風險控制的政策目標。在信用風險發生后又急于抽回貸款，方式、方法過于簡單，容易造成企業經營困難，甚至導致企業破產和銀行不良貸款的積累。另外，我國信用評級行業尚處在起步階段，存在問題較多，整體上難以達到國際上認可的技術和管理標準。健全的風險管理框架是實現全面風險管理的前提。國外銀行通過引進內部評級制度，對信用風險進行識別、評估和分類，并由風險管理委員會等專職機構來統籌信用風險管理政策的執行和協調。而國內銀行此方面管理職責分散，缺乏專門的管理部門，而且不同類型的風險由不同的部門負責。這種分散管理的做法，使得銀行系統缺乏統一的風險管理戰略和政策，高層管理者更是無法清楚了解銀行面臨的整體風險狀況。同時，分散管理還使得有些信用風險因無人管理而陷入真空狀態。另外，我國商業銀行現行的組織管理結構為典型的“金字塔”式結構，在實踐中存在管理層次多、決策滯后、風險集中、成本過高等問題，縱向過長的鏈條加上商業銀行過大的規模使得信息傳遞和決策渠道存在過多環節，極易形成銀行內部委托鏈條上的信息不對稱，難以有效防范信用風險的發生。
三、國有商業銀行內部評級體系構建的整體思路和方法步驟
神經網絡中的注意力機制范文3
【關鍵詞】中文識字；腦科學研究；最新進展；識字教育
【中圖分類號】G610 【文獻標識碼】A 【文章編號】1004-4604（2015）11-0010-04
一、有關中文識字的腦科學研究最新進展
中文認知與拼音文字（如英語）認知的神經心理機制是否不同？有何不同？認知科學家們從神經生物學的角度開展了很多研究和探索。借助功能性磁共振成像（fMRI）等腦科學研究的新手段，研究者對中文識字有了許多新的發現，主要表現在以下兩個方面。
1.中文認知加工中樞
人類大腦左前額中回區（Left Middle Frontal Gyrus，LMFG）是對個體認知控制和協調起非常重要作用的腦區。〔1，2〕左前額中回區包括許多腦區，如第八、九、十、四十五、四十六腦區等。有關中文認知的腦科學研究表明，與閱讀拼音文字（如英語）相比，中文認知時的左前額中回區會被更強烈地激活。這是因為在中文認知時左前額中回區可以利用“視覺正字法形態”進行信息加工。眾所周知，非字母形態的中文字形更多強調的是視覺正字法信息，較少關注音位加工。這可能也解釋了為什么中文讀者的左前額中回區的神經網絡與拼音文字讀者的大腦活動映射存在相當顯著的差異。Perfetti 等人的研究證實了左前額中回區在中文認知中的作用。〔3〕譚力海等人還提出左前額中回區可能會參與中文語音和語義的分析，只是因為錯綜復雜的中文字形會讓中文認知更多地進入自動的視覺正字法加工程序，所以左前額中回區的主要功能變為對文字特征進行協調和整合，以期進一步提高中文認知處理效率?！?，5〕
有關中文認知的眾多腦科學研究顯示，左前額中回區的第九腦區（BA9）可能是中文認知的主要加工中樞。例如，Siok等人比較了閱讀障礙兒童與正常兒童在中文認知過程中的大腦活動，結果發現，中文閱讀障礙兒童在左前額中回區的第九腦區和第四十六腦區存在功能性損傷，〔6〕而對英語閱讀障礙兒童的腦科學研究卻發現這種功能性損傷主要存在于左顳頂枕和枕顳區域。〔7，8〕這些研究結果進一步表明中文認知和英文認知可能存在完全不同的認知加工中樞。Siok等人的進一步研究發現，左前額中回區第九腦區和第四十六腦區，特別是第九腦區，可以被看作是識別中文閱讀障礙的一項有效指標，因為中文閱讀障礙患者在這些腦區，尤其是第九腦區，普遍存在功能和結構畸變。〔9〕左前額中回區與中文認知之間的這種聯系已經被后續眾多研究進一步證實。系統分析已有的有關中文認知加工，特別是對字形、字音和語義加工的功能性磁共振成像研究結果會發現，第九腦區在中文認知加工中發揮了重要作用，比如從中文語義到語音的轉換加工需要第九腦區的激活，從字形到語義的映射也需要第九腦區和頂葉區域的參與，從字形到語音的轉換也需要第九腦區的參與，等等。〔10〕可以說，左前額中回區，特別是第九腦區，在中文認知中起著非常重要的作用，相當于中文認知的加工中樞。
2.中文認知的大腦網絡通路
中文認知的大腦網絡通路是怎樣的？它和英文認知所涉及的大腦網絡通路有什么區別嗎？腦成像技術的新發展為研究者探索這些問題的答案提供了便利條件。正電子發射斷層成像（PET）、事件相關電位（ERP）、功能性近紅外光譜技術（fNIRS）和功能性磁共振成像（fMRI）等技術日新月異，便于研究者繪制出大腦的語言加工通路。例如，譚力海等人利用fMRI和PET技術探究了與中文加工、學習、記憶和注意力相關的神經解剖學機制。他們的研究表明，負責言語工作記憶的左前額中回區，尤其是第九腦區對中文識別有重要作用，而對英文認知有重要作用的后顳葉區在中文認知中參與程度很低。〔11〕他們還發現中文和英文閱讀的神經加工系統是由兩種語言文字的早期學習經歷所塑造的，左前額中回區的活動程度是判斷中文閱讀障礙的神經生物學標志?！?2〕這一研究佐證了不同的母語早期學習障礙兒童需要不同的早期干預方案的觀點。
需要特別指出的是，雖然第九腦區是中文認知加工中樞，但這些認知活動其實是大腦前額葉和頂葉網絡協調合作的結果，中間額葉皮層和頂葉上回皮層都廣泛參與了中文認知加工過程?！?3〕譚力海等人在一項通過語義和同音異形異義字決策任務來探究中文認知神經加工機制的研究中發現，左前額中回區（第九腦區）、右額葉和頂葉都在中文認知過程中被激活?！?4〕這可能與中文是方塊字、大腦需要更多的空間加工信息有關。Booth 等人也發現左前額中回區和頂葉腦區在需要語音和語義加工的任務中會被同時激活。〔15〕關于中文認知的大腦網絡通路，Chen等人的研究工作也非常出色?！?6〕他們對比了與不同認知機制相關的大腦活動模式，發現拼音文字與中文所需要的認知機制有著明顯差異。他們發現，閱讀拼音文字會引發頂葉雙側皮層（楔前葉和前顳中回）更強烈的激活，而閱讀中文激活的是左側梭狀回、雙側楔葉、后顳、額下回和雙側額上回。這些研究結果意味著，中文與拼音文字的認知存在不同的大腦網絡通路。
二、腦科學研究成果對幼兒識字教育的啟示
1.可以適當開展早期識字和閱讀活動
有研究者對香港學前兒童進行了為期兩年的追蹤研究，發現同音語素意識、視覺技能和語音意識與中文識字能力顯著相關，而視覺技能和音節刪除能力與中文聽寫能力顯著相關?！?7〕同年，該研究團隊發現5歲時的語音意識和快速自動化命名（RAN）能力可以有效預測6歲時的拼音能力，并且能有效預測小學時的中文識字水平?！?8〕快速自動化命名還能夠預測個體中文閱讀的流暢性。研究者發現，詞匯是中文讀寫能力的主要預測變量，執行能力（Executive Function）則能夠很好地預測幼兒早期的中文識字水平?！?9〕諸如此類的腦科學研究表明，語音意識、視覺技能、快速自動化命名能力等能顯著預測個體中文認知加工能力的發展水平，而這些能力都是可以在幼兒階段的游戲和學習活動中逐步培養的。如果能在幼兒園階段適當開展一些早期識字和閱讀活動，并在活動中有意識地培養幼兒的早期閱讀技能，則對促進幼兒中文認知能力的提高有較大幫助。
2.可以適當開展游戲化的記憶訓練、感知運動游戲等活動
腦科學研究結果顯示，左前額中回區第九腦區是中文認知加工的神經中樞，它主管工作記憶，并與負責動作的大腦運動皮層位置相近，而左腦后部則關乎字母與聲音的轉換，并與負責聲音的大腦聽覺皮層位置相近。因此，對工作記憶和感知運動機能的訓練可能會對幼兒的中文學習更有幫助，而在字母與聲音的轉換和提高聲音辨識敏感性方面的訓練會對英文學習更有益。如果能在幼兒園階段適當開展一些游戲化的記憶訓練、感知運動游戲等活動，并在活動中有意識地培養幼兒的感知運動技能，則會對強化幼兒的中文認知中樞機能有較大幫助。
3.重視幼兒早期識字和閱讀教育的理論與實踐探索
腦科學研究證實，中文與拼音文字認知存在不同的大腦網絡通路，而早期閱讀的過程其實就是個體主管中文或拼音文字閱讀加工的大腦皮層功能及其神經回路特異化的過程，并最終會形成在結構與功能上不太相同的“中文腦”或“英文腦”。中文認知和拼音文字認知存在截然不同的神經加工中樞和大腦網絡通路，因此，我們需要重視符合“中文腦”特點的早期閱讀教育、課程與教學法、早期識字活動等的理論與實踐探索，而不能照搬西方理論。我們應當對那些盲目推崇西方全語言教學法、語音意識訓練和讀寫萌發課程等的做法抱謹慎態度。
例如，在政策方面，中國目前只有香港特區政府允許在幼兒園開展幼兒識字教育活動，并有明確的相關課程指引。在其他地區，正式的識字教育活動是在幼兒園被明令禁止的，而事實上有許多幼兒園又或明或暗地在開展幼兒識字教育活動。美國的閱讀戰爭（The Reading War）啟示我們，早期識字和閱讀教育是有必要的，因為早期識字是利大于弊的。美國現在已經在改正以往的錯誤了，我們也有必要對當下的教育政策進行科學論證。建議教育主管部門能組織幼兒中文教育專家對幼兒識字教育問題展開專項的科學實證研究，在有科學研究支持的基礎上，及時調整、規范幼兒識字教育的相關政策，以期徹底解決目前的某些混亂現象。
又如，在幼兒園課程與教學方面，許多問題需要在有科學研究依據支持的前提下加以改進。例如，幼兒中文識字教育應該以什么形式開展？是識字優先還是拼音優先？是先讀后寫還是邊讀邊寫？諸如此類的困惑亟待通過科學研究加以解決。教育主管部門確實有必要組織專業人員開展深入的研究，以探究符合中國國情的幼兒園課程與教學安排。
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神經網絡中的注意力機制范文4
教育部人文社會科學研究規劃基金項目（10YJAXLX001），羊城學者首席科學家資助項目(10A030S)。
通訊作者：曾紅，E-mail:tzhyn@jnu.省略。
摘 要：鏡像神經是近年來認知與大腦神經科學研究中嶄新的課題，大量實驗證實了鏡像神經元(系統)參與到了多種心理能力的發展與進化之中。目前有研究發現，吸煙相關線索會激活尼古丁成癮者大腦相應的動作腦區，而該區域也正是人類鏡像神經區域，這意味著鏡像神經在相關線索激發的心理渴求中可能扮演了重要角色。該實驗結果有重要的意義，動作計劃腦區的神經線索反應為發展可靠的依賴行為的生物學標記提供了另一個新目標，不僅開發了一個新型的依賴行為的理論模型，還為把神經科學的研究發現運用到實踐應用打下了良好的基礎。
關鍵詞：鏡像神經；藥物依賴；心理渴求
中圖分類號：B8409
文獻標識碼：A 文章編號：1003-5184(2012)01-0013-04
藥物依賴是一種長期的復發性腦疾病，其治療是一個世界性難題。持續存在的心理渴求(craving)及其導致的復吸(relapse)是產生藥物依賴的核心問題。藥物心理渴求是一種想重新感受神經活性藥物效應的一種渴望(Drummond，2001)。由于渴求可能激發復吸和持續的藥物濫用及依賴，因此了解心理渴求的神經生物學基礎，對于理解藥物依賴的病理生理過程以及尋找有效的復吸治療具有重要意義。
用藥相關線索和急性應激是藥物渴求的兩大誘因(陸林等，2009)。藥物依賴者因長期用藥產生了對藥物相關環境線索的高度敏感性。臨床研究發現，在藥物依賴戒斷后，如果再次接觸或回到先前的吸毒環境，觀察到他人的吸毒行為，或者遭遇應激，都可以發生復吸(Shah，2003)。因此藥物依賴治療的關鍵是解除生理脫毒后對藥物的心理渴求，以防止復吸(Grimn et al.，2001)。要解除這種心理渴求，就必須了解心理渴求的心理行為特點及其神經機制，對癥下藥，才有可能找到有效的治療方法。
第32卷第1期
曾 紅 鏡像神經系統―研究藥物依賴行為的新靶點
心理學探新2012年
關于藥物依賴的神經心理學研究尤其是關于相關線索下的心理渴求的神經機制已經累積了豐富的經驗性數據，但目前大多數的研究都集中在獎賞、學習和行為控制的大腦機制上，一直缺乏新的理論指導，源于鏡像神經研究的概念化理論，可以豐富對相關線索下心理渴求研究的引導，從新的角度開展依賴行為的研究。目前已有的研究顯示：動作腦區的神經活動(部分與鏡像神經系統重合)已被頻繁地牽涉到各類物質依賴疾病當中。包括各類藥物依賴。因此，從鏡像神經(動作腦區)出發，探索其活動、功能及其與其他腦區活動的關聯，有可能幫助我們找到心理渴求產生的神經機制，并進而發展相應的治療方法。
1 鏡像神經的定位與功能
鏡像神經元是一組猴腦運動前皮質和頂葉皮質的視覺神經元，負責執行操作和觀察目標行為的動作，被認為靈長類動物社會能力的生物基礎(Casile，Caggiano，& Ferrari，2011)。
自從Rizzolatti等人在猴腦F5 區發現鏡像神經元后，開始利用功能核磁共振fMRI 等腦成像技術對人腦進行研究。近期的行為和影像研究顯示，當人類在心里重復一個熟悉的動作，在一些動作表現中會激發一些相同的神經操作，類似的，在觀察他人動作時，在許多相同的通常用于動作的大腦區域，也顯示出神經激活的特征，包括運動前皮質，同時，觀察他人行為表現時，大部分在背側前運動皮層的與完成任務相關的神經也顯示相同的激活模式（Nelissen，K.，Luppino，G.，Vanduffel，W.，et al.，2005）。激活的大腦皮層中有3個主要區域。其中一個是顳上溝(superior temporal sulcus，STS)，這個區域的神經元會在自愿者觀察身體部位的運動時作出反應。另外兩個區域是頂下小葉(inferior parietal lobule，IPL)和額下回(inferior frontal gyrus，IFG)，它們所對應的頂下小葉以及腹外側運動前皮質(ventral premotor cortex)正是發現鏡像神經元的F5區域(Paul et al.，2004)。這說明人類大腦左前額葉皮層的Broca 區、腹外側運動前皮質、頂下小葉、額下回、等區域同樣存在著這些能將觀察動作和執行動作匹配起來的具有鏡像屬性的神經元(Rizzolatti & Craigherm，2004)。
不僅與動作模仿和觀察相關的行為會激活鏡像神經，鏡像神經同時還具有理解、分析動作的目的和性質的功能。Gazzola等人的實驗中，要求被試看人的手臂和機器手臂做相同的動作的視頻，雖然人的手臂和機器手臂運動的方式和細節特征很不相同，但兩種條件下，都激活了被試相同的頂-額鏡像回路，說明該神經回路能夠從復雜的動作細節中概括出動作目標和意義，這正是鏡像神經的重要功能之一(Gazzola，2007；姚遠，2011)。最新的研究還發現，運動前皮質被執行動作與觀察同樣的動作激活，同時也會被所觀察的動作所處的位置不同程度地調節，顯示鏡像神經對觀察到的動作行為進行編碼，不僅是為了理解動作，也是試圖分析這樣的動作，以做(模仿)出適當的行為(Caggiano et al.，2009)。
這些結果表明人腦中統一存在具有鏡像功能的神經系統，這些鏡像神經系統可能是人類進行模仿學習(imitation learning)的基礎(Meltzoff & Decety，2003)。在發現人腦鏡像神經系統之前，William James 解釋模仿行為，認為人類觀察到的行為會在某種程度上激活自己相應的行為模式，類似于啟動效應(Iacoboni & Dapretto，2006)。但這些解釋并未指出實際上人們對行為的觀察和執行是基于一個共同的機制，這個機制從現在的研究結果來看就是鏡像神經系統，其核心特征是觀察他人行為可以激活自己大腦中負責編碼及執行這些行為的皮層，包括運動皮層，在腹側額葉的運動前區皮層及初級運動皮層的激活使得人們經歷著“perceiving is doing”，并達到動作理解及分析和推測他人的意圖，從而進行具身模仿(embodied simulation)并完成動作的輸出。也就是說，觀察者與被觀察者經歷了同樣的神經生理反應，從而啟動了一種直接的體驗式理解方式：在負責產生運動神經反應(IFG 和VPC)的大腦部分區域的參與下，通過一種直接的映射機制，就可以充分感知他人運動時的身體動作及其所隱含的意義，并產生外在或內隱的模仿，或使人們對觀察到的情緒有“感同身受”的體驗，從而達到理解行為、情感的目的，這就是具身模仿。
但鏡像神經的功能還不僅是具身模仿，不同的模仿行為會引發不同的鏡像神經的激活。近期的一項研究發現帶著學習的意圖去模仿行為和單純的模仿相比，鏡像神經激活有不同；動機對鏡像神經激活具有調節作用：對于觀察他人拿食物這一情境，鏡像神經元系統的激活水平和饑餓程度表現出正相關，證明了進食的動機影響著被試觀察他人行為的神經回路(Cheng et al.，2007)；另外從腦的發展來看，研究還發現，后天的學習經驗在很大程度上影響著鏡像神經的激活程度：專業的芭蕾舞演員和非芭蕾舞專業的舞蹈演員在觀看芭蕾舞蹈片斷時鏡像神經系統的激活有顯著區別，觀看和自己專業相關的舞蹈動作時運動前區皮層、上頂葉、顳上溝等鏡像神經系統激活程度更加明顯(Calvo-Merino et al.，2005)。
鏡像神經是近年來認知與大腦神經科學研究中嶄新的課題，鏡像神經元分布十分廣泛，在兩個大腦半球的重要區域都有分布，包括運動前皮質(premotor cortex)和頂葉皮質(parietal cortex)。當前有大量實驗證實了鏡像神經元(系統)參與到了多種心理能力的發展與進化之中(Cisek，P.，John，F.，Kalaska，J.F.，2004)。因此鏡像神經的發現，可以幫助人們更進一步理解人類行為，并尋找到某些心理疾病行為的神經機制，從而為發展適當的治療提供理論基礎。
關于鏡像神經的研究目前正處于蓬勃發展中，但它在人類活動中的功能研究依舊非常有限，大部分研究仍然集中在基礎部分，對簡單動作進行實驗室影像觀察、分析，而對實際生活中的人類行為研究得少。若要從鏡像神經的角度進一步理解人類行為之謎，則需要把研究視角轉向實際生活，把鏡像神經科學的研究發現運用到實踐應用中，為人類的社會生活實踐提供更多答案，解決更多問題。而藥物依賴問題正是其中之一。
2 心理渴求神經機制研究新發現――動作腦區與鏡像神經
相關線索下的心理渴求一直是藥物依賴領域研究的重點，經典的關于相關線索下心理渴求機制的影像研究，一直集中于高級神經活動，幾乎沒有涉及動作大腦區域的研究，其功能主要集中在獎賞、學習和行為控制的大腦機制上（Volkow，N.D.，Fowler，J.S.，& Wang，G.J.，2004）。這可能是因為基于廣為流行的ROI的神經影像數據分析，對大腦區域的分析范圍常常局限在大腦結構，如紋狀體和前額皮質。但實際上，這些腦區域已經在動物研究領域得到廣泛研究，而且在有關的依賴行為中得到驗證。而且已有的研究結果不能完全說明渴求感是如何產生的，尤其是相關線索引發的心理渴求，因此需要從新的角度和方向對相關線索下的心理渴求進行探索。
早期對尼古丁成癮者的研究顯示，與吸煙有關的物體引發額中回，前運動皮質和頂上小葉的線索反應，這些區域是典型的熟練使用工具區域(Wagner et al.，2011)。最近一項關于尼古丁成癮者在相關線索下的心理渴求的神經機制研究發現動作腦區(額下回和頂上小葉及前運動皮質)在相關線索引發的渴求過程中的作用，該項研究為進一步從鏡像神經的角度研究藥物渴求提供了重要的研究起點和可能性。
該研究發現，吸煙者在左半腦的頂內溝、額下回三角區域內呈現顯著的與吸煙線索相關的神經活動，此外，吸煙者還在背側前扣帶回，眶額皮層以及雙腦的背外側前額葉呈現明顯的吸煙相關線索活動。相反，不吸煙的對照組在被定義為與觀看對象有關的任何腦區域都沒有顯示顯著的活動。這說明，觀察吸煙的尼古丁成癮者比不抽煙的人會更強的激活頂內溝和額下回，這正是動作觀察神經網絡(AON Action Observing Neurno)參與其中的結果。除此之外，AON也參與觀察，計劃和模仿行為，因此吸煙行為有關的動作神經不僅是被物體本身所激活，當吸煙者觀看完一個有象征意義的與吸煙有關的動作(如一個人使用打火機)后，實際會內隱模仿吸煙行為，這會激活大腦的相關區域，如額下回和頂內溝，同時，這種內隱動作回應(motor resonance)將降低執行實際吸煙行為的閾限并提高戒煙者復吸的可能性。
在此，相關線索引發渴求的過程中，為什么大腦動作反應區會被激活，它是如何被激活的？它和經典研究發現的前額部及紋狀體的激活的不同之處在此非常重要。前頂內溝，額下回屬于動作觀察神經網絡(AON)，是鏡像神經的一部分；額中回，運動前皮質和頂上小葉代表了與吸煙有關的工具使用技能和關于吸煙用具的吸煙動作知識(Yalachkov & Naumer，2011)，這是與經典的心理渴求的神經機制截然不同的腦神經活動。Wagner等人的這一關于吸煙相關線索激活大腦相應的動作區域的發現有重要的意義，為發展更為可靠的依賴行為的生物學標記提供了另一個目標。該研究成果不僅開發了一個新型的心理渴求的理論模型，還為把神經科學的研究發現運用到藥物依賴治療的實踐應用打下了良好的基礎。
因為這一發現意味著心理渴求相關線索可能激活了兩種神經活動：除了經典的前額葉相關區域的激活外，還有動作大腦區域的激活。動作腦區所包括的頂內溝，額下回所相對應的頂下小葉以及腹外側運動前皮質(ventral premotor cortex)正是發現鏡像神經元的F5區域。屬于鏡像神經，負責將觀察動作和執行動作匹配起來的，是人類進行模仿學習(imitation learning)的基礎神經機制(Meltzoff & Decety，2003)，確切地說，是具身模仿的神經基礎。而具身模仿的重要特點即在觀察他人行為的同時，通過直接的映射機制，產生外在或內在的模仿行為，并理解行為的意義。這意味著在相關線索下的藥物成癮者，有可能在線索的刺激下，激活相關的動作腦區，并產生內隱地用藥行為模仿，這種內隱用藥模仿行為，將進一步增強對藥物的心理渴求，而增高復吸的可能性。
同時，前額葉是高級神經活動區域，是信息的整合中樞，與工作記憶、計劃和行動的準備、不當行為的抑制以及藥物相關刺激的注意有關，在認知過程中發揮重要作用(Bonson et al.，2002)?？是筮^程中前額葉皮層的神經活動顯著可能表明注意、工作記憶和情感加工等多項過程參與渴求狀態的形成和維持，成癮者對于線索給予更多的注意，并且通過工作記憶的參與，來發起并維持渴求狀態(Garavan et al.，2000)。
3 結論
聯系鏡像神經和高級神經在相關線索下的激活情況，可以形成鏡像神經和高級神經共同作用，引發相關線索下心理渴求的途徑(理論假設)。這一途徑即是：相關線索激活動作腦區(鏡像神經)，并成為鏡像神經功能參與并促進渴求形成的起點。觀察到相關線索的成癮者，其鏡像神經被激活，由于鏡像神經的核心特征使得成癮者經歷著被觀察者同樣的感受，“perceiving is doing”意味著看到對方用藥，就是自己用藥的感覺，這正是鏡像神經的具身模仿(embodied simulation)特征。這一模仿過程可能表現為兩種形式：動作的內隱輸出或外在輸出，當成癮者的動作輸出表現為內隱地模仿時，能夠使觀察的成癮者與被觀察者的身體圖示之間形成一個“共享簇”(share manifold)，充分感知被觀察者的身體動作所隱含的意義，并產生特定的 “意圖共鳴” 狀態。這種 “意圖共鳴”使成癮者產生或增強藥物渴求感，降低復吸的閾限，提高復吸的可能性；當這一動作輸出表現為外在模仿時，則意味著直接的復吸行為。從整體來看，鏡像神經的激活，使動作腦區即負責產生運動神經反應的大腦部分區域參與相關線索-觀察-渴求反應形成的過程中，同時由于鏡像神經功能形成的心理渴求又進一步激活前額葉皮質等高級神經活動區域，包括獎賞中樞，使注意力、工作記憶、抑制性，共同參與到渴求的進一步形成和維持過程。
鏡像神經理論所揭示的人類模仿行為和共情的能力和對尼古丁成癮者動作腦區的研究結果也許可以解釋相關線索下成癮者的心理渴求的發生機制，為進一步從鏡像神經(動作腦區)的角度，采用腦成像方法探索心理渴求產生的神經機制，找到引發藥物成癮者戒斷后重新復吸的根本原因提供了基礎，這對成癮者戒斷后復吸的預防和干預都將有很大指導作用，對藥物成癮的研究具有重要意義。當然，具體的過程還需要進一步的實驗和臨床實證研究。
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Mirror Neruon System-New Target for Research of the
Neuro Mechnism of Drug Dependence
Zeng Hong
(The Division of Medical Psychology & Behavior Science of Medical School，Jinan University，Guangzhou 510632)
Abstract：
神經網絡中的注意力機制范文5
關鍵詞 威脅性信息；杏仁核：皮層通路；皮層下通路
分類號 B845
1 引言
我們的大腦每時每刻都接受大量感覺信息的輸入，即使在睡眠狀態下，也有源源不斷的信息涌人大腦。由于容量的限制，大腦只能選擇一部分信息進行完全的加工。一般認為，選擇性注意通過對刺激的選擇和過濾，能夠促進與當前期望或行為目標相一致的刺激的加工，而這一機制主要由額頂注意網絡（frontoparietai attention network）進行自上而下（top-down）的調節（Brosch & Wieser，2011）。除了這種調節機制，還有一些刺激具有自動捕獲注意的能力（Michael & Gálvez-García，2011），其中威脅性刺激就具有這種注意的優先性（Reeck，LaBar，& Egner，2012）。
對威脅性刺激的快速、自動化加工使得動物能迅速作出逃跑或攻擊的決定，提高生存概率（Boyer & Bergstrom，2010）。突發性、威脅性事件對人類的生存和生命安全同樣具有重要影響，為了提高生存概率，神經系統必然會進化出一個專門的系統來處理這類事件（Brosch & Wieser，2011）。Boyer和Bergstrom（2011）認為，兒童發展過程中對威脅信息的應答順序很好地反映了人類進化過程中遭遇的威險。一些學者對威脅檢測的腦機制進行了探索，比如，Candidi，Stienen，Aglioti和de Gelder（2011）采用事件相關的重復經顱磁刺激（repetitive Transcranial Magnetic Stimulation，rTMS）技術檢測了人腦對威脅性動物和身體姿勢的反應，結果表明顳上回后部（posterior SuperiorTemporal Sulcus，pSTS）對檢測威脅性的身體姿勢具有特異性，杏仁核-顳葉-皮層回路在威脅性身體姿勢的檢測中發揮重要作用。Conty，Dezecache，Hugueville和Grèzes（2012）最新的研究發現，對威脅性身體姿勢的檢測有一條快速通道，情緒內容在刺激呈現后170 ms左右就可以由杏仁核（amygdala）檢測到。這暗示了威脅性刺激不僅能夠快速捕獲注意，而且這一過程是由特定的神經結構來完成的。雖然對威脅信息的檢測在人和動物中有著相似的機制，但威脅檢測不僅具有先天的基礎，還受到后天經驗的影響（Eilam，Izhar，& Mort，2011）。例如，Monk等（2004）的研究表明對威脅信息的注意可以通過訓練而改變，并會引起枕顳皮層（the occipitotemporal cortex）活動水平的變化。
早期的研究發現，杏仁核能夠檢測威脅性刺激并通過向感覺皮層和額頂注意網絡提供反饋而促進該類刺激的加工（Dalgleish，2004；LeDoux，2003），但是杏仁核在威脅性信息加工中的具體作用還不十分明了。一方面，杏仁核的作用可能不僅僅是加工威脅性信息，而是對于與當前的行為目標和動機相關的所有刺激都會作出反應（Cunningha m &Brosch，2012）。另一方面，杏仁核與注意的關系還不明確。其早期加工可能是不需要注意參與的，而晚期加工卻受到注意的調節（Pourtois，Spinelli，Seeck，& Vuilleumier，2010），這表明杏仁核在不同時段的活動可能涉及不同的環路。此外，Tsuchiya，Moradi，Felsen，Yamazaki和Adolphs（2009）發現，雙側杏仁核完全損傷的病人雖然不能識別出恐懼面孔，但是能夠對恐懼、憤怒面孔以及威脅性場景進行快速檢測和無意識加工。他們認為杏仁核的功能不是檢測威脅性信息，而是調節知覺和社會性判斷。最近的研究發現威脅性信息的檢測可能在杏仁核之前的視覺通路中就已經完成了（Maratos，Senior，Mogg，Bradley，&Rippon，2012），并且這一過程可能是在皮層下通路（subcortical pathway）中實現的（Pegna，Khateb，Lazeyras，& Seghier，2004）。這些研究都對杏仁核負責檢測威脅性信息的觀點構成了挑戰，而將威脅信息檢測的功能指向了更早的加工過程。
對威脅性信息檢測的研究主要涉及兩大問題：一是注意與威脅性信息檢測的關系。杏仁核在威脅性信息的自下而上（bottom-up）加工和自上而下加工中占據樞紐地位（Ochsner et a1.，2009；Wright et a1.，2008），與威脅性信息的注意機制有密切關系。二是威脅信息檢測的神經通路。威脅性信息的視覺檢測可能在兩條通路中完成：皮層下通路能夠實現迅速的信息檢測，而皮層通路則能夠對威脅信息進行精確加工。由兩條通路傳入的信息會在杏仁核等更高級的腦結構中進行整合，最終完成威脅性信息的檢測，為有效應對威脅做好準備。
2 威脅性信息檢測的注意機制
威脅性信息具有注意優先性，這種優先性具有重要的生存意義，其檢測機制可能與皮層下結構的快速加工有關（Pessoa & Adolphs，2010）。許多研究認為，皮層下結構將威脅性信息傳遞至杏仁核，然后由杏仁核調節對威脅性信息的注意。從解剖結構上看，杏仁核與知覺通路上的多個皮層區域存在廣泛的雙向聯系，包括初級視皮層（primary visual cortex）、顳下回（inferior temporalgyrus）等負責感覺信息加工的區域，以及眶額皮層（orbitofrontal cortex）、前額皮層（prefrontal cortex）等高級認知加工區（Cunningham & Brosch，2012）。這種廣泛的聯系使得杏仁核一方面能夠獲得豐富的感覺信息，并通過感覺通路的反饋增強對威脅信息的神經表征；另一方面能夠接受額葉的調節，使得情緒加工和審慎的決策和復雜的動機聯系起來。可以說，杏仁核在情緒信息的加工中處于聯結知覺和決策的樞紐地位。然而，這是否意味著杏仁核就是威脅性信息檢測的中樞呢？
早期的研究認為，杏仁核對威脅性刺激的檢測是完全自動化的、不需要注意資源的（Davis &Whalen，2001，），然而最近的研究對這一觀點提出了質疑。比如，Vuilleumier，Arrnony，Driver和Dolan（2001）發現，即使在非注意條件下，杏仁核對情緒性刺激的反應也比對中性刺激的反應強烈。而Pessoa，McKenna，Gutierrez和Ungerleider（2002）卻發現在高注意負荷（attentional load）條件下，杏仁核對威脅性刺激的反應顯著降低了。這些沖突的結果使我們不得不思考杏仁核與注意的交互作用，下面我們從多感覺加工、多過程加工和注意捕獲的角度分析杏仁核活動與注意的關系。
第一，從多感覺加工的角度看，在真實生活場景中，人們總是同時接收視覺、聽覺、嗅覺、觸覺等多種感覺信息的輸入，任何一個通道都可能包含威脅性信息。如果威脅信息的優先加工是大腦功能組織的一般原則，那么即使注意集中在其他的感覺通道，威脅信息應該仍然能激活杏仁核。Brosch，Grandjean，Sander，& SchereL 2009；Zeelenberg和Bocanegra（2010）的研究表明，當被試的注意力集中在視覺通道時，威脅性的聽覺信息能夠促進對視覺目標的識別，在加工的早期增強大腦對視覺目標的反應。此外，還有研究發現視覺情緒信息能夠減少分配在聽覺驚奇刺激上的資源，使得對注意敏感的腦電成分P3的波幅減小（Keil et a1.，2007）。這些行為和腦電研究至少為“情緒信息在注意之外的通道中的加工具有優先性”這一觀點提供了間接的證據。
然而，Mothes-Lasch，Mentzel，Miltner和Straube（2011）的研究中卻沒有發現跨通道加工的效應。他們給被試呈現憤怒或中性的聲音，同時用視覺呈現十字或圓圈。被試必須同時注意視覺和聽覺信息，判斷聽覺呈現的聲音是男聲還是女聲，以及視覺呈現的是十字還是圓圈。在這種跨感覺通道的情境下，雙側顳上回、左側杏仁核以及左側腦島（insula）都只有在注意聽覺通道的時候才會出現顯著激活。當被試注意視覺信息時，憤怒的聲音沒有引起杏仁核的激活。因此，作者認為杏仁核和聽覺皮層對威脅聲音的反應依賴于通道特異性（modality-specific）的注意。然而該結果也可能是由磁共振（Magnetic Resonance Imaging，MRI）信號的時間分辨率較低造成的。由于磁共振的信號比較緩慢，這可能導致極短時間內的信號被混合在一起，在信號平均的過程中被抵消掉（Brosch & Wieser，2011）。此外，那些報告杏仁核自動激活的研究（Vuilleumier et a1.，2001）多使用事件相關設計（event-related design），而報告杏仁核受注意調節的研究（Mothes-Lasch et a1.，2011；Pessoa et a1.，2002）采用了組塊設計（blockdesign）。兩種實驗設計的不同時間特性也可能是造成這些沖突結果的重要原因。因此，威脅性信息的跨通道注意效應不能被簡單否定。
第二，從多過程加工的角度看，最近的兩項研究（Luo et a1.，2010；Pourtois et a1.，2010）采用具有毫秒級時間分辨率的顱內腦電（intracranialelectroencephalography，iEEG）和腦磁圖（Magnetoencephalography，MEG）技術揭示出兩個分離的加工過程：杏仁核對威脅性面孔的早期反應不需注意的參與，而其晚期反應受注意調節。Pourtois的團隊對一位杏仁核外側電極植入的患者進行了局部場電位（local field potentials）的測量，結果發現無論注意是否指向威脅性刺激，杏仁核都會在極短的時間（140—290 ms）內對之作出響應。大約700ms以后，杏仁核的活動就受到注意的調節：當注意指向情緒刺激所在的通道時，杏仁核就會作出響應，反之就不作出響應。Luo的團隊則用腦磁圖記錄了高注意負荷和低注意負荷條件下杏仁核對威脅性面孔和中性面孔的反應，在威脅性面孔呈現30-60ms之后，杏仁核的gamma波段的能量出現了快速的升高，該活動不受注意負荷影響。在280-340ms左右，杏仁核與注意負荷產生交互作用，在低注意負荷下，觀察到威脅性面孔時杏仁核的gamma波段能量出現升高，但在高注意負荷下，杏仁核沒有表現出對威脅性面孔的反應。這兩個研究一致表明：在早期加工中，杏仁核的激活不受任務負荷和注意分配的影響：而在稍晚期的加工中，杏仁核對威脅性面孔的反應依賴于注意的調節。
第三，從注意捕獲的角度講，杏仁核不是情緒刺激捕獲注意的關鍵腦區，注意對杏仁核的調節依賴于其他腦結構。最近的一項研究（Klumpp，Angstadt，& Phan，2012）發現，通過操作注意的指向可以分別調節杏仁核和扣帶前回（anteriorcingulate cortex，ACC）的活動。研究者在同一視覺區域內同時呈現三聯體的幾何圖形（圓形、正方形、三角形）和三聯體的情緒面孔（憤怒、恐懼、高興），在一半的實驗組塊中要求被試判斷圖形是否匹配，在另一半組塊中要求被試判斷表情是否匹配。結果表明，執行面孔匹配任務與執行圖形匹配任務相比，杏仁核的激活更強，反之，ACC喙部（rostral）的激活更強。該研究通過調節被試的注意方向分別影響了杏仁核和ACC的活動，這暗示了杏仁核和ACC都是受注意調節的，而情緒信息對注意的捕獲依賴于其他的機制。另外，一項對杏仁核損傷病人的研究（Piech et a1.，2011）以更為有力的證據表明，杏仁核損傷并不影響威脅性刺激對注意的捕獲。該研究采用情緒性注意瞬脫任務（emotional attentional blink task）測量了注意瞬脫過程中杏仁核損傷病人和正常被試對目標反應的準確率，結果無論左側還是右側的杏仁核損傷都不影響威脅性情緒刺激對注意的捕獲，這表明杏仁核不是威脅性刺激捕獲注意的執行者。
綜上所述，杏仁核對威脅性刺激的加工分為不同的階段。在加工過程的早期，杏仁核的活動不受注意調節，而在加工過程的晚期，其活動受到注意的調節。未來的研究還需要采用具有較高時間分辨率的技術進一步確定杏仁核活動是否具有跨感覺通道的注意效應。此外，杏仁核不是威脅性信息捕獲注意的關鍵腦區，其功能主要是對刺激與當前動機的一致性進行評估（Cunningham &Brosch，2012）。在杏仁核對刺激進行評估之前，威脅性信息已經捕獲了注意。因此，威脅性信息捕獲注意的機制應該在杏仁核之前的加工通路中尋找。
3 威脅性信息檢測的神經通路
近年來關于威脅性信息檢測的研究描繪出一幅雙通路檢測的圖景：杏仁核的早期加工接受皮層下通路的信息輸入，而后期受注意調節的加工接受皮層通路的信息輸入。
3.1 威脅性信息檢測的皮層通路
皮層通路能夠對威脅性信息進行精細加工，是威脅性信息檢測的重要機制（Pantazatos，Talati，Pavlidis，& Hirsch，2012a，2012b）。迄今為止，已經發現事件相關電位（event-related potential，ERP）中的Cl成分、視覺皮層中神經元的gamma波振蕩（oscillation）等均對威脅性刺激表現出敏感性。
ERP中的Cl成分是初級視覺皮層（primaryvisual cortex）活動的重要指標，當刺激呈現在視野上部時，C1受到注意負荷的調節（Rauss，Pourtois，Vuilleumier，& Schwartz，2009）。Eldar，Yankelevitch，Lamy和Bar-Haim（2010）使用ERP技術考察了焦慮障礙（anxiety disorder）患者對威脅性刺激的注意偏向。通過對焦慮組和正常組進行比較發現，當線索中包含威脅性面孔時，焦慮組被試的C1成分（出現在刺激呈現后約80 ms）的波幅顯著增大，而在任何情緒條件下都有P2波幅的增大。其中，C1對威脅性刺激的特異性反應說明早期視覺加工跟威脅性刺激的注意捕獲有一定的關系。此外，Peyk，Schupp，Keil，Elbert和Junghofer（2009）運用重復呈現技術測量了大腦對情緒刺激的響應間隔。他們發現對情緒喚醒敏感的ERP成分——早期后部負波（early posteriornegativity，EPN）能夠對呈現頻率不高于12Hz的情緒刺激作出響應，也即視覺加工需要大約80ms的時間來編碼情緒刺激。與C1的潛伏期非常接近。
Jensen，Kaiser和Lachaux（2007）總結了神經振蕩方面的研究，首先明確指出神經活動在gamma波段（40-100 Hz）的同步化（synchrony）和去同步化（desynchrony）在注意、工作記憶等復雜的認知加工中起到重要作用。Rotermund，Taylor，Ernst，Kreiter和Pawelzik（2009）在對非人靈長類動物的研究中發現視覺皮層中gamma頻率的神經活動能夠易化對注意到的刺激的知覺，gamma波能量的變化與行為反應的成績呈正相關。Sokolov，Pavlova，Lutzenberger和Birbaumer（2004）在人類被試中發現了類似的效應：注意刺激誘發視覺皮層中gamma波活動的增強，非注意刺激使gamma波活動減弱；這說明Gamma波的活動可能跟選擇性注意的兩種機制有關，一是對注意刺激的強化，二是對干擾刺激的抑制。此外，具有較高時間和空間分辨率的MEG為研究gamma波的活動與威脅性刺激檢測的關系提供了有力的支撐。Luo等的研究指出，在威脅性刺激呈現后250 ms內視覺皮層和杏仁核的gamma波能力升高是不需意識參與的，即閾下和閾上的威脅刺激同樣能引起gamma波活動的增強（Luo，Holroyd，Jones，Hendler，& Blair，2007；Luo et a1.，2009）。而Maratos等（2012）則發現，在威脅性刺激呈現后50-250 ms的時間窗口內，紋外皮層（extrastriate cortex）的gamma波活動減弱。雖然這些研究都檢測到了gamma波對威脅性刺激的響應，但具體的機制還需要進一步澄清。
此外，來自fMRI的證據也表明，威脅信息的檢測涉及一條通往杏仁核的皮層通路。Han，Gao，Humphreys和Ge（2008）研究了大腦對潛在社會威脅的檢測。結果表明，對社會性威脅線索的加工涉及額葉的內側和外側（medial and lateral frontalcortex）、頂上小葉（superior parietal lobes）、顳中回后部（posterior middle temporal gyrus）及小腦（cerebellum）等皮層結構。Larson，Aronoff，Sarinopoulos和Zhu（2009）利用具有威脅性特征的簡單幾何圖形誘發了威脅檢測相關腦區的活動。威脅性圖形的識別激活了杏仁核、梭狀回（fusiform gyms）和顳上溝、顳上回，杏仁核又自上而下地影響了視覺區的活動。作者認為，這一神經回路是威脅性信息的有效檢測的重要結構。
具有較高時間分辨率的腦電和腦磁研究結合具有較高空間分辨率的磁共振研究證明了枕顳部的多個皮層結構能夠對威脅性信息進行快速檢測，但這并不是說皮層通路是威脅性信息傳人杏仁核的唯一路徑。那些初級視覺皮層受損的盲視病人的杏仁核仍然能夠對恐懼面孔作出快速響應（Pegna et a1.，2004），這表明杏仁核對威脅性信息的加工可能涉及一個皮層下通路。
3.2 威脅性信息檢測的皮層下通路
杏仁核除了接受感覺皮層的投射之外，還接受來自皮層下結構的直接投射，這些皮層下回路被認為是信息快速加工的通道（Morris，Ohman，&Dolan，1999）。一些研究發現，視覺皮層損傷的病人仍然能準確猜出視覺目標的位置。對這些病人的研究發現了一條從腦干（brain stem）經過上丘（superior colliculus）和枕核（pulvinar nucleus）到達杏仁核的快速視覺加工通路（Weiskrantz，Warrington，Sanders，& Marshall，1974）。這條皮層下通路是杏仁核在無意識狀態下加工視覺刺激的直接通道（Morris et a1.，1999），因而可能在威脅性信息檢測中發揮重要作用。
腦干是一個具有進化適應性的警覺系統（Liddell et a1.，2005）。在腦干中，藍斑（locuscoeruleus）是上行激活系統的重要組成部分，它不僅能保證大腦相應區域的充分喚醒，在注意的捕獲和危險信號的定向中也發揮重要作用（Williams，2006）。腦干的感覺神經核能夠對刺激的視覺信息進行粗糙的加工，這些粗糙的信息結合藍斑的喚醒功能可以使得個體對威脅性信息產生注意警覺（徐曉東，劉昌，2008）。經上丘向枕核的信息輸入能夠調節眼跳（saccade）并補償眼跳偏移（Berman& Wurtz，2011），同時也是調節視覺注意的重要回路（Petersen，Robinson，& Morris，1987）。而眼跳和視覺注意都在威脅性信息檢測中發揮重要作用（Bannerman，Milders，& Sahraie，2010；Flaisch，Schupp，Renner，& Jungh6fer，2009）。一些解剖損傷的研究為揭示上丘和枕核的功能提供了有力的證據。比如，Maior等（2011）使用神經毒素阻斷卷尾猴的雙側上丘一杏仁核傳輸通路，結果卷尾猴對橡膠蛇不再產生恐懼知覺，表明上丘在威脅信息的知覺中起到關鍵作用。Arend，Rafal和wlard（2008）對枕核損傷的病人進行了注意力檢測，發現枕核前部損傷的病人表現出空間注意的缺損，而枕核后部損傷的病人表現出時間注意的缺損：這表明枕核是調節時間和空間注意的重要結構。此外，磁共振研究也證明“上丘-枕核-杏仁核”這一皮層下的警覺系統在威脅性信息檢測在發揮重要作用（Liddell et a1.，2005；Tamietto & de Gelder，2010）。這些研究充分表明，由中腦至杏仁核的皮層下通路是對威脅性刺激進行快速識別和檢測的重要回路。
然而，皮層下通路對刺激特征的加工是粗略的，這使得不確定性信息往往也被認為是威脅性信息，從而引起杏仁核的活動（Rosen&Donley，2006）。對威脅性刺激的準確識別必須依賴視覺皮層的加工。因而，對威脅性信息的檢測涉及一個速度與準確性權衡的問題，必須依賴皮層下通路和皮層通路的合作。3，3
皮層通路和皮層下通路的功能聯結
大腦功能網絡的研究為理解心理活動的腦機制提供了嶄新的思路（Bassett&Gazzaniga，2011）。對威脅性信息加工的腦網絡的研究描繪出一幅與單一腦區分析截然不同的畫面。Pantazatos，Talati，Pavlidis和Hirsch（2012a）對非注意情境下的威脅刺激加工的腦結構進行了功能聯結分析。他們發現顳上溝（superior temporal sulcus，STS）與枕顳區（temporo-occipital）、頂顳區（temporo-parietal）及小腦的功能聯結對于閾下威脅的加工非常重要。此外，右側杏仁核與右側楔前葉（precBneus）的聯結增強，而雙側杏仁核的聯結減弱。同時，閾上的威脅面孔加工所涉及的顳上溝、顳中回等結構（Haxby，Hoffman，&Gobbini，2002；Sabatinelli eta1.，201 l；Said，Moore，Engell，Todorov，&Haxby，2010）也參與到非注意的威脅刺激的加工中來。這說明，皮層通路對威脅性刺激的檢測比皮層下通路更加重要（Pessoa&Adolphs，20tO）。在另一項研究（Pantazatos，Talati，Pavlidis，&Hirsch，2012b）中，Pantazatos等發現STS和MTG之間的信息交流在閾上的威脅信息的加工中起到重要作用。對于閾上和閾下的威脅信息檢測進行比較發現，角回（angular gyrus）和海馬（hippocampus）之問的功能聯結對閾上的威脅刺激檢測非常重要，右側杏仁核對閾下威脅信息的檢測更加重要；而無論對于閾上還是閾下的威脅信息的檢測，都與丘腦（thalamus）的活動有關，當威脅信息被注意到時，丘腦與MTG/STS以及腦島的聯系增強。
由此可見，皮層結構和皮層下結構在威脅性信息檢測中的作用是有區別的。這一區別不在于某一腦區功能的變化，而在于不同腦區之間功能聯結的緊密程度的變化。這表明，參與閾上和閾下的威脅信息加工的大腦通路是不同的，同一通路中傳遞信息的量也是不同的。但不同的通路傳遞了何種信息，刺激特征如何影響信息在不同通路中的權重，以及注意對不同通路聯結強度的影響等問題還需要深入研究。4總結與展望
對威脅性信息的檢測是有效處理危險的前提條件。威脅性信息的檢測涉及到皮層通路的準確加工和皮層下通路的快速加工，兩條通路中的信息存在著競爭、整合與權衡的問題。杏仁核接受兩條通路的信息并對其重要性進行評估，同時受到高級認知的調節，完成對威脅性信息的檢測。由于杏仁核能夠接收多感覺通道的信息輸入，并在刺激加工的不同階段表現出不同的特性，因而成為理解威脅性信息加工的核心腦區。然而，不同通路中的信息如何競爭與整合，加工速度與準確性如何權衡等威脅性信息檢測過程中的核心問題仍未得到解決，未來的研究需要從以下幾方面入手，充分探索威脅性信息檢測的腦機制。
第一：需要以杏仁核為節點，對皮層通路和皮層下通路的信息整合進行研究。雖然威脅性信息通過兩條通路進行檢測受到了大多數研究的支持，但是這兩條通路的信息是如何在時間和空間上進行整合的還不清楚。從時間上講，皮層通路也能夠在極短時間內對威脅性信息進行檢測，其加工過程與皮層下通路幾乎是同步的，并能夠在杏仁核受到注意調節之前把信息傳入杏仁核。從空間上講，兩條通路分別與不同的大腦結構進行聯結，引起不同的行為反應，同時它們對客體特征加工的靜息程度不同。如此復雜的信息在進入高級腦功能區之后必須得到整合才能引起合理的行為反應，因此，理解信息整合的機制是明確威脅應對機制的前提。
第二：需要在腦網絡中研究杏仁核的功能。杏仁核不僅是不同感覺通路信息匯聚的地方，也是自上而下調節的關鍵環節。然而，并非所有上下的信息流都經過杏仁核，杏仁核在威脅性信息的加工也不是最終的調節器（SMzman & Fusi，2010）。對威脅性信息加工網絡的完整了解是正確理解杏仁核功能的充分條件，同時，也是理解人類如何應對威脅的必由之路。
第三：對視覺之外的其他感覺通道的威脅信息檢測的研究還不多，其具體機制尚未闡明。一方面，其他感覺通道如何獨立地檢測威脅信息，是否也像視覺一樣存在快速和精確加工的權衡？對于各感覺通道工作模式的了解有助于我們理解威脅信息檢測的一般機制。另一方面，各感覺通道是如何相互協作的？威脅信息的檢測是否存在感覺通道之間的遷移？對多感覺通道的整合研究可以提供威脅信息處理的神經網絡的完整信息。
神經網絡中的注意力機制范文6
[關鍵詞]媒介記憶 淺層記憶 深層記憶 底層記憶
[基金項目]本文為浙江省社會科學重點研究基地傳播與文化產業研究中心課題《媒介如何打造我們的記憶：媒介記憶與社會記憶互動關系研究》（ZJ08Y03）成果之一。
對于個人記憶的剖析是理解自我的一種探索，是揭示個體獨特性和內在秘密的一次探秘之旅。個人記憶作為個人接受外界訊息并保存訊息的心理現象，作為其他記憶研究的基礎，醫學家、心理學家、社會學家和教育學家等研究者已經在這個領域進行了大量的研究，研究范圍也不斷向外擴展。法國社會學家Maurice Halbwachs首先提出“集體記憶”（collective memory）的概念，德國古埃及學家Jan Assmann則率先對“文化記憶”（cultural memory）進行研究，隨后有學者提出了“公共記憶”（public memory）、“社會記憶”（societal memory）等不同概念。
“媒介記憶”（meida memory）是作為媒介研究與記憶研究的交叉領域而提出的概念，試圖從中探討在媒介運作中媒介是如何通過扮演一個記憶角色來完成與社會其他領域的互動過程。[1]2011年，以色列奈塔亞學院和海法大學的Motti Neiger、Oren Meyers和Eyal Zandberg 三位學者第一次將媒介記憶領域的相關研究論文編撰成書，試圖更為系統地研究媒介記憶的場域以及媒介記憶與集體記憶之間的交互關系。[2]就研究目的而言，學者們通過對于不同類型記憶的劃分，強調記憶在不同領域中有著各自的特性與關聯。而不同概念運用的本身也包含著使用者對于不同的側重點的關照。然而，無論如何擴展，不同類型的記憶研究始終是以個人記憶為基礎單元的延伸與拓展，而媒介記憶正是建立在個人記憶基礎之上的一種集體記憶，是個人記憶的升華和集體記憶的固化。
教育學家與心理學家們一直致力于個人記憶內在運作機制的研究工作，并期望通過這樣的研究讓信息的傳遞與記憶能夠更為高效。澳大利亞學者John Sweller在經過30年對大腦信息處理運作模式研究后得出，個人記憶有著兩種截然不同的記憶功能并存于人的大腦之中：短期記憶和長期記憶。我們把即時的印象、感覺和思考作為短期記憶存放，這些記憶內容通常只能維持幾秒鐘。我們對這個世界的所有認識，無論是有意學到的還是無意學到的，都會以長期記憶的形式保存，這種記憶可以在我們的大腦中保存幾天、幾年甚至一輩子。而這兩種記憶功能之間可以根據實際應用情況的不同相互轉化和調用。[3]媒介記憶的內在運作機制同個人記憶的內在運作機制有著幾乎相同的特點。因此，我們同樣也可以按照個人記憶的特點，將媒介記憶劃分為淺層記憶（短期記憶）、深層記憶（長期記憶）、底層記憶（核心記憶），并通過這三個維度來研究媒介記憶的內在機制、傳播功能和運作鏡像。
一、媒介記憶的內在運作機制
人類的感知器官是大腦采集信息的重要渠道。我們全部感官信息輸入的90%是通過視覺來實現的，人的視覺雖然能延伸到大約180度，但是只有視線90度范圍內或20英寸球半徑內的圖像分辨率較高，另外90度的圖像信息并不清晰，聽覺等感知器官的分辨率也是如此。就是說人的感知器官對外部信息的接收和采集是選擇性的和有局限的，其在第一次采集與遴選過程中就將大量有價值或無價值的外部信息進行篩選了。媒介作為“人體的延伸”和人造之物，媒介記憶與個人記憶的機制大同小異，媒體記者按照自身的價值和認知標準從社會信息中采集、加工和制作文本，媒體的守門人再將文本信息予以選擇性編輯和傳播，進入媒介淺層記憶（圖1）。
媒體日復一日、連續不斷生產和更新的媒介產品首先形成的是媒介淺層記憶（短期記憶）。按照媒介生產周期不斷被采集遴選出來的新聞、娛樂信息產品傳播給受眾之后，在受眾有限的時空中是短暫的不停留的。報紙、期刊、廣播、電視和新媒體不斷刷新著自己的信息內容，就如同個人記憶中的短期記憶一般，形成一種即時的印象、感覺和思考，隨后立即有新的信息填補進來，舊的信息則消失在浩如煙海的信息大潮中。只有進入媒介淺層記憶的部分信息才能通過物質層面和精神層面兩種渠道的轉化進入媒介的深層記憶（長期記憶）和時空隧道，同后代交流。
媒介深層記憶具有長期性，從物質層面講，它是媒介淺層記憶的檔案化、積淀化和歷史化。媒介產品從一種即時消費的信息產品變成了一種具有社會價值、歷史價值和研究意義的文獻資料存儲檔案。在精神層面，媒介周而復始的短期記憶生產和處理過程逐漸沉淀進入媒介深層記憶之中，于是零散的淺層的記憶信息被有組織地排列起來，形成了某種經驗的或理論的復雜概念，或者說形成了一種“圖式”和“框架”。因此，無論是物質層面的檔案化的深層記憶或是精神層面的理論化的深層記憶，在以后的傳播運作中，它們都會對新的媒介淺層記憶的激活、生產和創造構成影響，從而形成淺層記憶與深層記憶之間的互動過程，讓信息內容更加飽滿。
媒介的底層記憶（核心記憶）是承載著一個民族的價值觀念和文化的基因密碼，就如同個體記憶存儲于我們基因中的信息。從某種意義上說，我們的記憶決定“我們是誰”，而這其中絕大部分是由基因決定的，是基因決定了我們能成長為怎樣的人，也決定了我們能適應怎樣的自然規律。[4]媒介底層記憶同人的底層記憶一樣，它深處媒介內在運作機制的最底層，決定了不同媒介具有不同的特點與功能，決定了不同媒介的外在表象和內在機制，使不同媒介能夠適應社會的不同需要，當然不同媒介也具有不同的淺層記憶與深層記憶的運作過程，內蘊著不同的媒介素養、專業精神和媒體愿景等抽象的核心信息。
二、媒介淺層記憶周期
個人記憶中的淺層記憶是一個非常短暫的過程，它可能僅僅維持幾秒鐘，也可能稍長，但無論如何它與遺忘相伴。正如德國心理學家艾賓浩斯（H·Ebbinghaus）研究發現的，短期記憶的遺忘速度呈現先快后慢的趨勢，大部分信息在被大腦接受的一個小時后就從記憶中消失了。根據實驗結果，他將其描繪成人類遺忘進程的曲線，即著名的“艾賓浩斯記憶遺忘曲線”。媒介淺層記憶的周期也符合這一記憶遺忘曲線的規律，“麥當勞化”的快速生產、快速遺忘成為當下媒介淺層記憶的重要特征。當然，媒介淺層記憶周期也有著自身的特點和規律。媒介機構畢竟不同于大腦有機體有著一個自然的信息更替過程，媒介淺層記憶還要受到媒介產品的生產周期、媒介議程設置周期、受眾興趣周期以及經濟政治等因素的影響，從而可能在一定程度上壓縮或延展媒介淺層記憶的周期或曲線（圖2）。
首先，媒介淺層記憶周期會受到媒介產品生產周期和生命周期的影響。就媒介產品的生產和傳播而言，它本身就是一個信息的更新與更替過程，報紙不可能兩天刊載同樣的新聞，廣播電視也不可能無限期地播放相同的節目。媒介產品短暫的“保質期”促使媒介產品的生產過程保持在嚴格的周期之內，從而在某種意義上決定了媒介淺層記憶的轉化周期。媒介產品具有從引入期、成長期、成熟期到衰退期的一個S型生命周期曲線，而不同媒介產品的生命周期也會長短不一，特點各異。[5]但不論不同媒介和不同媒介產品之間的生命周期與生產周期有多大區別，它們都遵循從進入媒介視野到逐漸淡出媒介視野的S型生命周期曲線。而這一曲線恰恰是媒介淺層記憶的第一層影響因素，也是決定性因素。媒介的生產周期決定媒介記憶的保留周期。日報每日一期地更新內容，雜志每周或更長周期完成內容和記憶的更新過程，廣播電視媒介同樣如此。時段的變化與內容的更替就是一個記憶的刷新過程，在這一過程中，剛剛生成的媒介記憶迅速地被新進入的信息記憶所替代。網絡新媒體中的信息傳播與接受雖然沒有強制性的退出機制，或者說沒有像傳統媒體那樣鮮明的周期曲線和更替機制，但是為了保證對受眾長期的和持久的吸引力，網絡新媒體的記憶代謝速度和頻率顯然要比傳統媒體更為快捷。
其次，議程設置的時間周期也是一個重要的影響因素。如果說媒介產品的生產與生命周期是媒介淺層記憶周期的客觀因素，那么議程設置就是媒介淺層記憶中的人為因素。Maxwell Mccombs指出，議程設置的作用就是媒介通過對新聞篩選、編輯、編排來影響公眾對社會與政治議題的關注，而日復一日地重復某個議題，正是其具有重要性的最有力證明。[6]從媒介記憶的角度來理解，議程設置形成最大效果的重要途徑，就是人為地調控哪些信息在媒介淺層記憶中可以停留更長時間和停留在怎樣顯著的位置之中。議程設置的過程其實就是一場零和博弈。媒介淺層記憶在時間與空間上是相對有限的，報紙上的空間有限，廣播電視的時間有限，網站雖然在表面上擁有無限容量但同樣受到受眾注意力維持時間與公眾擁有的空間等因素的影響。因此，在媒介的淺層記憶中某些信息被記憶或記憶的周期被人為延長，同時也就意味著另一些信息被忽視或被選擇性遺忘。
如何設置議題，是從幕后走向臺前的過程，是完成從淺層記憶走向深層記憶的一個路徑。即使媒介可以人為地設置議題和決定淺層記憶中信息停留時間，但對于受眾的影響程度或者說議程設置的效果終究要經歷一個逐漸降低的過程。Wayne Wanta 和Y. Hu通過對五家不同類型的新聞媒體調查后得出結論，媒介公共議程能夠產生最佳效果的匹配時間范圍從一周到八周不等，平均時限也不過是三周時間。[7]這就是說，人為的議程設置在媒介淺層記憶中的影響同樣受到時間因素的影響，同時帶來了另一些媒介記憶的選擇性遺忘。
第三個影響因素是媒介受眾興趣周期。今天受眾對媒介信息喜好或關切的興致或情緒在不斷遷移，興趣周期在逐步縮短，信息記憶的新陳代謝或更替變化的速度在加快。
對于網絡偶然性事件的研究表明，從受眾自發的開始關注某一信息到興趣逐漸減弱直至消失同樣遵循著S型曲線的規律，這與艾佛雷特·M·羅杰斯的“創新擴散理論”（Diffusion of Innovations Theory）頗為類似。受眾對于信息的關注從緩慢遞增快速遞增緩慢遞增直至越來越少的成員加入到采納者的行列。不同的是，在大眾傳播中受眾興趣的轉移與更替速度更是驚人。在研究的案例中，對偶然性事件的關注，在快速增長期僅僅持續兩天就進入了緩慢遞增階段，隨之開始逐漸遠離受眾視野。[8]在進一步針對網絡輿論運動的研究中也發現，雖然媒介信息中矛盾尖銳、熱點紛呈，但網絡輿論運動依然呈現出一種類似波浪運動的特征，在持續數月的媒介關注之下，受眾的情緒與興趣也如同波浪一樣，一旦沒有新的信息刺激，受眾興趣就急劇衰減。因而，輿論呈現出一種波浪式的起伏特征，隨著新的輿論熱點的加入，舊的記憶信息迅速回落，緊接著是新一輪的起伏。[9]在新媒體信息周期的研究中更有驚人的發現，當新媒體信息后，其效用價值會在較短的時間內迅速達到最大值，然后在較長一段時間內逐漸衰減，趨近于零，而這個較短時間平均不到兩小時。[10]
總之，三組研究都從不同側面證明，媒介的淺層記憶周期與受眾興趣的衰減有著緊密的聯系。盡管媒介可以人為調控受眾淺層記憶的關注時長，但是沒有新信息的介入，在經歷了短期關注之后，受眾興趣的轉移或更替仍然直接導致媒介尋求新的熱點。隨著新媒體的介入、碎片化傳播方式的使用、信息干擾和快速更新，媒介的淺層記憶周期變得越發短促。
第四，經濟、政治的影響因素。沒有一個媒介系統可以脫離經濟、政治等外在環境的影響而獨立運作。國家和政府的政治控制是影響媒介記憶的主要因素。這種控制的目的是通過制定媒介體制、法律、法規和政策來保障媒介記憶，為國家制度、意識形態以及各種國家目標的實現服務。政治決定社會信息的采集遴選過程，決定媒介淺層記憶的時長和周期，經濟也可以在一定程度上延長或縮短信息在媒介淺層記憶中的停留時間。譬如，企業可以通過廣告形式購買有限的媒介時間或空間以達到自己的宣傳目的，也可以通過經濟手段封鎖某些不利消息的傳播，使其在媒介淺層記憶中盡快消失。
三、媒介深層記憶互動機制
認知神經學家在個人記憶研究中發現，大腦對于長期記憶的提取過程是極其壯觀和高效的。當別人跟你提到“跑車”的一瞬間，你并不需要真的看到那輛跑車，你的大腦就已經開始如涌潮進入河網般的被調動起來，如同一場突然達到的交響樂，在神經網絡中產生了巨大的同步震蕩波，瞬間席卷數百萬個神經元，分別存儲在大腦中關于跑車的視覺記憶、空間記憶、聽覺記憶、觸覺記憶、情感記憶同時出現，相互交織，形成一個你對跑車的整體印象。而這一反應正是個人記憶中長期記憶與短期記憶、新記憶與老記憶之間的互動聯系。Paul Levinson認為，媒介演化過程就是一個“人性化趨勢”（anthropotropic）的過程，媒介技術開發的趨勢就是越來越像人，是技術在模仿、復制人體的感知模式和認知模式。[11]媒介在物質層面的深層記憶也是如此，媒介技術更新的目的就是為了讓信息的存儲與調用更加高效化、便捷化和人性化。
物質層面的深層記憶是檔案化和歷史化了的媒介短期記憶，是媒介產品從信息消費品到信息存儲品的轉化。但是，這些深層記憶絕不僅僅是為了研究或是歷史價值而保存的，某種程度上它也是新記憶與舊記憶之間的交結與互動，舊事物總能幫助人們加深對新事物的理解和認識，而這些時刻準備著被提取的深層記憶也在等待著與新的淺層記憶進行新一輪互動，從而在互動中增加自己的價值。媒介記憶在技術層面的數字化進程使得存儲過程變得更為便利，而搜索引擎過濾等技術發展則使得信息的調用與提取變得更加方便、高效。但是，十余年媒介數字化發展，仍有大量媒介深層記憶留存在傳統的存儲介質（如紙張、磁帶、磁盤、膠片）之上，如何更高效、快捷地保存和調用這些記憶是一個亟待解決的問題。同時，傳播空間和搜索技術的局限，也在一定程度上影響了非文字符號即圖片、圖像記憶的存儲和調用效率。[12]另外，媒介技術的開發與運用有時可能還跟不上媒體人的變化與流動，在媒體液體化的大背景下，媒體員工的較高流動性和媒介系統年輕化的趨勢已使得媒介深層記憶的保存與調用阻礙重重，新員工總是無法完全了解過去記錄下的一切。媒介對于自身記憶資源的忽視和媒介深層記憶責任感的缺失，也使媒介深層記憶在物質層面陷入了一種極為低效的互動狀態。
與物質層面的深層記憶不同，精神層面的深層記憶所存放的不只是事實，還是一個認識與理解的空間。媒介中大量零散的淺層記憶經過積累逐漸上升成為經驗，而經驗又進一步上升成為理論，進而逐步形成在精神層面上對媒介淺層記憶運作機制的有意識引導。從20世紀20年代初，布萊耶、哈里·F·哈林頓、格蘭特·M·海德、M·萊爾斯·斯潘塞等人開始編寫第一批新聞學教材以來，媒介這種有意識的專業化教育已經開展了近百年，這也說明有組織、有意識的采訪寫作指導對于新聞深層記憶起著至關重要的作用。而所謂無意識的引導則是一種在媒介記憶運作過程中周而復始所形成的約定俗成式的習慣性操作，并形成媒介框架，成為“一種認識、闡釋、成熟的持久穩固的方式，也是挑選、強調和剔除的依據，通過框架，符號操作者只需例行公事地組織符號，無論是語言還是視覺的”。[13]它是符號工作者長期組織言說（包括口語和視覺）的過程，長此以往形成固定的認知、解釋與呈現型態。[14]媒介系統中的從業者們從一開始接受有意識的媒介訓練，隨之周而復始的淺層記憶積累使他們成了流水線工人般的無意識“敲打”。當然這種無意識的引導并非獨立運作的，媒介深層記憶中的這種有意與無意的引導的轉換往往就在一念之間，彼此交織，共同發揮著作用。
四、媒介底層記憶的內驅機制
達爾文理論認為，環境對有機體的影響，是在有機體與環境接觸以后才產生的。如果有機體存活并繁殖，它所傳承的基因所生長的形狀就與原有的環境協調了。這也就意味著基因中所傳承的記憶信息絕不是任意的，這種復雜的信息編碼背后，起碼是一種有機體勝利或未被擊敗的“典范”。由此，Paul Levinson得出觀點，媒介技術的發展與更替，與基因和自然選擇的偶然性有著一定的可比性。[15]
對于媒介記憶的內在運作機制而言，它與時下不斷更新發展的新媒體技術不同，它已經是經過了數百年自然選擇和優勝劣汰后所傳承下來的成功典型，而這一“典型”正是由其媒介底層記憶信息或基因所組構的。就像基因信息解碼后，它決定著構成整個有機體的蛋白質的排序，媒介底層記憶同樣決定著什么樣的一群人聚集在一起，以怎樣的組織形式共同達成怎樣的目標和完成怎樣的任務。在媒介記憶的運作層面，媒介底層記憶是一種發自所有媒介組織機構和媒介從業者個人內部的驅動機制，它決定著媒介組織的自我認知、如何自處于社會，媒介從業者應當秉持怎樣的共同意識與價值進行有序的信息采集、處理和記憶流程，應當通過何種路徑和手段避免媒介失憶。
注釋：
[1]Carolyn Kitch.Chapel Hill.Pages of the Past:History and Memory in American Magazines,University of North Carolina Press,2005
[2]Edited by Motti Neiger,Oren Meyers and Eyal Zandberg,On Media Memory Collective Memory in a New Media Age,Palgrave Macmillan Memory Studies,Palgrave Macmillan,2011
[3]John Sweller,Instructional Design in Technical Areas,Camberwell,Australia: Australian Council for Educational Research,1999
[4]Howard Eichenbaum,The Cognitive Neuroscience of Memory: an Introduction,Oxford University Press,2002
[5]邵培仁：《媒介管理學》，高等教育出版社，2002
[6]Maxwell McCombs,Setting the Agenda:The Mass Media and Public Opinion,Polity 2004
[7]Wayne Wanta and Y. Hu,"Time-lag difference in the agenda setting process;an examination of five news media",International Journal of Public Opinion Research,6(1994)
[8] 邵慧：《網絡媒介中的偶然性事件傳播》，《當代傳播》2007年第2期
[9]廖衛民：《突發公共事件中網絡輿論傳播特征》，《新聞前哨》2010年11期
[10]馬費成、夏永紅：《網絡信息的生命周期實證研究》，《情報理論與實踐》2009年第6期
[11]Levinson,P.(1979).Human replay:A theory of the evolution of media(Doctoral dissertation,New York University,1979).Dissertation Abstracts International,40,03A:1136
[12]邵鵬：《媒介失憶：數字技術光環下的“信息黑洞”——“短命”的網絡腳注觸發的警報》，《新聞記者》2009年第1期
[13]Gans, H.Deciding what's news. New York: Harper and Row/ 1979:7
[14]Pan,Z.& Kosicki, G.M. Framing analysis:an approach to news discourse, Political Communication. 1993,10:56
