[論文レビュー] Cognitive Functions of the Brain: Perception, Attention and Memory

Jiawei Zhang|arXiv (Cornell University)|May 30, 2019

Neuroscience, Education and Cognitive Function参考文献 2被引用数 38

ひとこと要約

感知・注意・記憶を中核的な認知機能として詳述するチュートリアル概要で、これらのプロセス、タイプ、および理論モデルを含む。

ABSTRACT

This is a follow-up tutorial article of [17] and [16], in this paper, we will introduce several important cognitive functions of the brain. Brain cognitive functions are the mental processes that allow us to receive, select, store, transform, develop, and recover information that we've received from external stimuli. This process allows us to understand and to relate to the world more effectively. Cognitive functions are brain-based skills we need to carry out any task from the simplest to the most complex. They are related with the mechanisms of how we learn, remember, problem-solve, and pay attention, etc. To be more specific, in this paper, we will talk about the perception, attention and memory functions of the human brain. Several other brain cognitive functions, e.g., arousal, decision making, natural language, motor coordination, planning, problem solving and thinking, will be added to this paper in the later versions, respectively. Many of the materials used in this paper are from wikipedia and several other neuroscience introductory articles, which will be properly cited in this paper. This is the last of the three tutorial articles about the brain. The readers are suggested to read this paper after the previous two tutorial articles on brain structure and functions [17] as well as the brain basic neural units [16].

研究の動機と目的

• 脳基盤のスキルとして情報を獲得・処理する認知機能を説明する。
• 知覚プロセスとその様式・知覚処理のタイプを詳述する。
• 注意機構、視覚注意のモデル、マルチタスキングの概念を要約する。
• 感覚記憶・作業記憶・長期記憶などの記憶タイプと、符号化・統合・格納・検索といった記憶プロセスを論じる。

提案手法

• 神経科学および入門資料に基づく文献ベースの総説。
• distal/proximal stimuli および 変換としての知覚処理の説明。
• スポットライト/ズームレンズのモデル、FITとAETを含む注意モデルの概観、およびマルチタスキングの概念。
• 定義と関係性を含む記憶タイプと段階の分類。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 この論文で議論される脳の主要な認知機能は何か。
• RQ2 知覚・注意・記憶は脳機能の文脈でどのように定義され、区別されるか。
• RQ3 視覚注意を説明し、マルチタスキングと同時注意をどう説明するモデルは何か。
• RQ4 記憶のタイプと過程は何であり、どのように符号化・格納・検索されるか。

主な発見

• 知覚は感覚入力の処理と、学習・記憶・期待・注意によって形づけられる高レベルな解釈を含む。
• 視覚注意は二段階モデル（均一な処理の後、焦点化された処理）で説明され、スポットライトとズームレンズのアナロジーを伴う。
• マルチタスキングはパフォーマンスコストを生じ、資源理論とモダリティ干渉が分割注意を形成する。
• 注意は露出的にも covert（ covert: covert ）、外因性にも内因性にもなる場合があり、両方の指向性に共通の神経基盤が存在する。
• 記憶は感覚記憶・作業記憶（短期記憶）・長期記憶に分類され、符号化・統合・格納・検索といったプロセスを含む。