反应时间

反应时间是认知研究中最常用的度量指标之一。比如，研究人员给你看了计算机屏幕上的某个单词，让你一做决定就按下某个键。什么样的决定呢？他可能会给你看一串单词，比如，“oxen”“rout”“wont”等。之后是“game”“hello”“take”等。第一串单词的拼写都是正确的，但并不常见，第二串单词则更常见。如果是要决定词语是否有意义，那么你看到常用词时往往反应更快。同样，如果我给你看了一些无意义的词，比如，“gont”“faln”“yert”，相较于分辨“hlut”“pryn”“trah”，你决定的速度会更慢。这取决于其中的字母组合是否常见。

前一串无意义的词中包含高频的英语字母拼写组合（“nt”“ln”“rt”）。第二串词中则不包含（“hl”“yn”“ah”）。频率效应（frequency effect）是认知心理学中的公认事实之一，也是许多理论的基础。可能会让你惊讶的是，光是在人们处理不同刺激所花时间这一点上，就有着许多相互矛盾的理论。从一开始，反应时间测量就是认知心理学中的关键，在可见的未来可能也还是如此。

思考就是明白。

——奥诺雷·德·巴尔扎克（Honoré de Balzac）

焦点 大脑之窗

一些研究者认为通过在受控条件下监测大脑活动，我们就可以了解心灵。这种研究方法有很多证据的支撑。当大脑受到伤害时，心灵也会受到伤害。通常，如果大脑的特定地方受损，心灵的特定功能就会相应受损。测量大脑活动还有一个优势。认知理论可能存在很多种形式，而“低级”的生理学证据可能会有助于发现“高级”的认知功能，比如，记忆和问题解决，提供了更多误差的空间。因此，尽管我们很难通过大脑本身解释心理现象，从大脑中收集数据无疑也能帮助解释一些高级的认知功能。

单细胞记录

神经元是大脑的业务细胞，负责所有的神经活动。单细胞记录以神经元为对象，一个微电极触碰一个细胞。神经元以电脉冲的形式传递信息。静息状态下，神经元可能会在一分钟内放电几次。当细胞处理信息时，放电频率就会增加。通过改变刺激，比如视觉上的，以及改变研究的神经元，研究者可以勾勒出进行不同视觉作业时，哪个部分的大脑变得活跃。加拿大神经生物学家大卫·休伯尔（David Hubel）和托斯坦·维厄瑟尔（Torsten Wiesel）在1962年一起依此揭开了视觉皮质惊人的复杂构造。这个发现支撑并且规范了低层次感知的理论。

脑电图研究

脑电图（EEG）是用来测量大脑表面电流活动的一种方法。脉冲在神经元之间的移动导致了电流活动。对于大脑的整体功能，脑电图已经提供了非常宝贵的信息，包括睡眠的不同阶段和其他基础的生理学过程。但是，研究起心灵来，脑电图就显得有些笨拙了。第一，电流活动可以自发地变化；第二，这种活动只针对大脑表面，并不能反映深层的活动。虽然我们对于第二个问题束手无策，但第一个问题可以通过使用平均诱发电位（averaged evoked response potential）来解决。在一项实验中，研究人员给予了对象一系列相似的刺激，并记录了脑电活动。在呈现时间内，脑电活动被平均了，以此减弱自发活动的影响，只留下了由刺激诱发的活动。一些研究者把阅读脑电图比作把耳朵靠在墙上偷听隔壁说话。但是，脑电图可能会被用来区分那些集中于大脑不同区域的活动过程。

正电子发射断层扫描

大脑需要燃料来工作，比如氧气、糖和其他养分。血液负责运输这些燃料。大脑中任意一部分参与作业时，这个部分就会需要更多的燃料。对于特定作业，我们首先可以通过监测血液流量，观察哪些区域工作得更努力。这能帮助我们确定大脑不同区域的功能。名为正电子发射断层显像（PET）的扫描技术使用放射性同位素来测量血液流量。同位素在注射之后会穿过大脑和血液间的障碍，进入神经组织。由于同位素具有放射性，它们很快会变得不稳定，释放出一种叫作正电子的粒子。当正电子和电子相撞时会释放出两个光子。更重要的是，这两个光子会朝完全相反的方向飞去，被环绕着大脑的探测器记录下来。两个碰撞点之间形成的直线会显示光子的出发点，相应地，也会指示正电子的位置和血液流量。光子越多，血液就越多。由于正电子可能会在撞击电子之前移动一小段距离，发射断层显像无法做到非常精准。另外，扫描会持续数分钟，所以短暂的变化可能会被忽略。