112 年 國立臺灣大學心理系碩士班一般心理甲組《知覺與生理心理學》

本題主要在測試考生對視覺系統中幾個重要結構、現象與理論的理解程度。

a. Fovea

• 核心觀念： 視網膜中央的感光細胞高度集中區域，提供最清晰的中央視覺。
• 詳解： Fovea（黃斑中心凹）是視網膜中央一個小而凹陷的區域，其特點是高度集中了視錐細胞（cones），而視桿細胞（rods）則非常稀少。在這個區域，感光細胞與神經節細胞的比例極高，且神經節細胞接收來自單一或少數視錐細胞的輸入，這使得 Fovea 能夠產生最高解析度的視覺，是我們進行精細視覺任務（如閱讀、辨識細節）時的主要區域。
• 【答案】 Fovea 是視網膜中央的黃斑區，富含視錐細胞，提供最高解析度的中央視覺。

b. Visual acuity

• 核心觀念： 衡量視覺系統辨識細節的能力。
• 詳解： Visual acuity（視覺敏銳度）是指眼睛辨識細節和形狀的能力。它通常透過測量在特定距離下，人眼能分辨的最小物體大小或最小間隔來量化。例如，標準視力表就是一種常見的視覺敏銳度測試工具。高視覺敏銳度意味著能分辨更小的細節。
• 【答案】 Visual acuity 是指眼睛辨識細節的能力，常用來衡量視覺系統的解析度。

c. Cortical magnification factor

• 核心觀念： 大腦皮質中，感官輸入區域在皮質表面所佔據的面積比例，與該區域感官受器的密度不一定成正比，但與其重要性或功能相關。
• 詳解： Cortical magnification factor（皮質放大因子）是指在視覺皮質（V1）中，相較於其在視網膜上的實際感光面積，來自視野中央（特別是 Fovea）的區域在大腦皮質中所佔據的比例遠大於其面積比例。換句話說，即使 Fovea 在視網膜上只佔很小的面積，但它在 V1 皮質中所佔的的神經元資源卻是相當可觀的。這反映了大腦對中央視覺訊息的處理資源投入較多，以確保高解析度的視覺訊息能被充分處理。
• 【答案】 Cortical magnification factor 指的是大腦皮質中，來自視野中央（Fovea）的區域所佔據的皮質面積比例，遠大於其在視網膜上的實際面積比例，反映了對中央視覺的優先處理。

本題旨在測試考生對感覺閾限、辨別閾以及相關定律的理解，特別是韋伯定律與史蒂文斯功率定律。

韋伯定律 (Weber's Law)

• 核心觀念： 最小可覺差 (Just Noticeable Difference, JND) 相對於原始刺激強度的比例是恆定的。
• 詳解： 韋伯定律（Weber's Law）指出，為了使一個人察覺到兩種刺激之間有差異，第二種刺激的強度必須比第一種刺激的強度增加一個固定的比例。這個比例稱為韋伯分數 (Weber fraction)，即 $\frac{\Delta I}{I} = k_w$，其中 $\Delta I$ 是最小可覺差（JND），$I$ 是原始刺激的強度，而 $k_w$ 是一個常數，取決於所使用的感覺通道和刺激類型。
• 實驗建立：
  1. 選擇一項感覺刺激： 例如，重量感知。
  2. 設定一個標準刺激強度 (I)： 例如，一個 100 克（g）的砝碼。
  3. 逐漸增加測試刺激的重量 ($\Delta I$)： 讓受試者比較標準刺激和測試刺激的重量。
  4. 確定最小可覺差 (JND)： 記錄受試者能夠可靠地判斷出兩者重量有差異時，測試刺激增加的最小重量值。
  5. 重複實驗： 使用不同的標準刺激強度（例如 200g, 300g, 400g 等）。
  6. 計算韋伯分數： 對於每種標準刺激強度，計算 $\frac{\Delta I}{I}$。如果韋伯定律成立，這個比值應該大致恆定。

史蒂文斯功率定律 (Stevens' Power Law)

• 核心觀念： 感覺強度與刺激強度之間存在冪次關係。
• 詳解： 史蒂文斯功率定律（Stevens' Power Law）提出，感覺的強度（S）與

本題主要測試考生對眼睛屈光不正（近視、遠視、散光）的光學原理及其矯正方法的理解。

眼睛的屈光不正及其矯正

• 核心觀念： 屈光不正（refractive errors）是指光線進入眼睛後，無法準確聚焦在視網膜上，導致視物模糊。這與眼睛的屈光力（角膜和晶狀體的聚焦能力）或眼軸長度有關。

1. 近視 (Myopia)

• 光學性質：
  • 原因： 通常是由於眼軸過長，或角膜/晶狀體屈光力過強，導致平行光線在到達視網膜之前就聚焦成焦點。
  • 結果： 遠處物體成像在視網膜前方，看遠處模糊，但看近處相對清晰。
• 矯正方法：
  • 凹透鏡 (Concave lens)： 使用發散性的凹透鏡（負度數鏡片），可以將進入眼睛的光線稍微發散，使焦點後移，準確落在視網膜上。

2. 遠視 (Hyperopia)

• 光學性質：
  • 原因： 通常是由於眼軸過短，或角膜/晶狀體屈光力過弱，導致平行光線聚焦在視網膜後方。

本題要求考生闡述格式塔 (Gestalt) 知覺組織原則，並為其中五項原則提供定義與圖示範例。格式塔原則強調「整體大於部分之和」，說明我們的知覺系統如何自動地將零散的感官訊息組織成有意義的整體。

以下列出五項常見的格式塔原則，並包含定義、範例（文字描述與圖示概念）：

1. 接近原則 (Proximity)

• 定義： 物體或元素若在空間或時間上彼此靠近，則傾向於被感知為一個群體。
• 範例（文字）： 在一張紙上，如果有一群點，其中一些點靠得很近，另外一些點靠得很遠，我們會將靠得近的點視為一個群組，而將靠得遠的點視為另一個群組，即使所有點的大小和顏色都相同。
• 範例（圖示概念）：
  o o o o o o
o o o o o o
  我們會看到兩個由四個點組成的群組，而不是八個獨立的點。

2. 相似原則 (Similarity)

• 定義： 相似的物體或元素，無論在形狀、顏色、大小、紋理等方面，都傾向於被感知為一個群體。
• 範例（文字）： 在一個混合了圓形和方形的點陣中，我們會自動地將所有圓形視為一個群組，所有方形視為另一個群組。
• 範例（圖示概念）：
  o x o x
x o x o
o x o x
  我們會看到由圓形組成的對角線群組，以及由叉形組成的另一對角線群組。

3. 連續原則 (Continuity / Good Continuation)

本題主要考察考生對視覺訊息處理的雙通路模型（或稱雙道假說）的理解，特別是「什麼通路」（What pathway）、「哪裡通路」（Where pathway）和「如何通路」（How pathway）的功能及其神經基礎，以及支持這些通路的實驗證據。

視覺訊息處理的通路

視覺訊息從視網膜傳遞到大腦的過程，特別是進入視覺皮質後，被認為主要沿著兩條主要的通路進行處理，這兩條通路在功能上有所分化：

1. 「什麼」通路 (What Pathway) / 腹側通路 (Ventral Stream)

• 起始位置： 從視網膜經過視神經、視交叉、視束，到達外側膝狀體 (LGN)，再投射到初級視覺皮質 (V1)，然後沿著腹側方向（朝向顳葉）延伸。
• 功能角色： 主要負責識別物體的身份，即物體的形狀、顏色、紋理以及辨識出這是什麼物體。它與物體識別、命名和記憶有關。
• 神經結構： 經過 V1 後，進一步處理的區域包括 V2, V4, 腹側顳葉 (ventral temporal lobe)，特別是腹內側前顳葉 (ventromedial prefrontal cortex) 和腹側顳葉皮質 (ventral temporal cortex)，例如腹內側顳葉 (IT cortex)。

2. 「哪裡/如何」通路 (Where/How Pathway) / 背側通路 (Dorsal Stream)

• 起始位置： 從視網膜經過 LGN 到達 V1，然後沿著背側方向（朝向頂葉）延伸。
• 功能角色：
  • 「哪裡」通路 (Where Pathway)： 主要負責處理物體的空間位置、運動方向、速度以及物體與觀察者之間的空間關係。它幫助我們了解物體在哪裡。
  • 「如何」通路 (How Pathway)： 這一通路更側重於將視覺訊息轉化為運動指令，用於引導我們的動作，例如抓取物體、導航等。它涉及視覺訊息如何被用於控制行為。因此，有時也稱為「如何」通路，強調其在動作導向中的作用。
• 神經結構： 經過 V1 後，進一步處理的區域包括 V2, V3, MT (V5), 頂葉皮質 (parietal cortex)，特別是後頂葉皮質 (posterior parietal cortex)。

支持功能分化的實驗證據

以下是兩個經典的實驗或觀察，支持視覺處理的通路分化：

本題旨在測試考生對色彩視覺的兩種主要理論——三色視覺理論和對比視覺理論——的理解，以及視網膜的生理學如何支持這兩種理論。

1. 三色視覺理論 (Trichromatic Theory)

• 核心觀念： 色彩感知是由三種不同類型的視錐細胞（cones）負責，每種類型對不同波長的光最敏感。
• 詳解： 由 Young 和 Helmholtz 提出的三色視覺理論（又稱 Young-Helmholtz 理論）認為，人類的眼睛中有三種感光細胞（視錐細胞），分別對長波（紅色）、中波（綠色）和短波（藍色）的光最敏感。我們感知到的所有顏色，都是由這三種視錐細胞對不同波長光線的相對激發程度所組合而成。例如，黃色光會同時激發紅光和綠光視錐細胞，但對藍光視錐細胞的激發較少。
• 支持生理學：
  • 視錐細胞的存在： 視網膜確實存在三種不同類型的視錐細胞。
  • 光譜敏感度： 生理學研究（如單細胞記錄）證實了這三種視錐細胞對不同波長光線具有不同的吸收光譜，分別對紅光（約 560 nm）、綠光（約 530 nm）和藍光（約 420 nm）最敏感。

2. 對比視覺理論 (Opponent-Processing Theory)

• 核心觀念： 色彩感知不是由獨立的通道處理，而是由三對相互對抗的顏色通道（紅-綠、藍-黃、黑-白）處理。
• 詳解： 由 Hering 提出的對比視覺理論（Opponent-Process Theory）認為，色彩感知系統由三對相互作用的「對抗」通道組成：
  • 紅-綠通道： 一種神經元對紅光有反應（興奮），對綠光有抑制；另一種則相反。
  • 藍-黃通道： 一種神經元對藍光有反應，對黃光有抑制；另一種則相反。

本題旨在測試考生對雙耳聽覺定位（binaural auditory localization）的兩大線索的理解，包括它們產生的原因，以及聲頻如何影響這些線索的有效性。

雙耳聽覺定位的兩大線索

雙耳聽覺定位是指我們利用兩隻耳朵接收聲音的差異來判斷聲音來源的方向。主要有兩個線索：

1. 聲強差 (Interaural Intensity Difference, IID) / 聲壓差 (Interaural Level Difference, ILD)

• 發生原因： 當聲音來自頭部一側時，離聲源較近的耳朵接收到的聲音強度會比離聲源較遠的耳朵來得大。這是因為頭部對聲音產生了「聲影效應」（head shadow effect），聲波在繞過頭部時會被削弱。
• 功能： 聲強差主要用於判斷聲音的水平方向（左右方向）。
• 與聲頻的關係：
  • 低頻聲： 聲波波長較長，容易繞過頭部，因此聲強差效應較小，對定位的幫助不大。
  • 高頻聲： 聲波波長較短，在繞過頭部時被削弱得更多，產生較大的聲強差。因此，聲強差是判斷高頻聲音來源左右方向的重要線索。

2. 聲時差 (Interaural Time Difference, ITD) / 聲相位差 (Interaural Phase Difference, IPD)

本題主要測試考生對多巴胺神經傳導物質在腦內主要投射通路及其功能的理解，特別是腹側被蓋區 (VTA) 和黑質 (substantia nigra) 發出的兩條重要多巴胺能通路。

多巴胺的主要神經通路

多巴胺（Dopamine, DA）是一種重要的神經傳導物質，在許多腦功能中扮演關鍵角色，包括運動控制、獎賞、動機、認知和情緒。它主要由起源於中腦的兩個核團（黑質和腹側被蓋區）中的神經元釋放，並投射到不同的腦區，形成以下兩條主要通路：

1. 中腦紋狀體通路 (Mesostriatal Pathway) / 黑質紋狀體通路 (Nigrostriatal Pathway)

• 起源結構： 主要起源於黑質緻密部 (Substantia Nigra pars compacta, SNc)。
• 投射區域： 這些多巴胺能神經元將其軸突投射到紋狀體 (striatum)，紋狀體是基底核 (basal ganglia) 的一部分，主要包括尾狀核 (caudate nucleus) 和殼核 (putamen)。
• 主要功能：
  • 運動控制： 這是該通路最主要的功能。多巴胺在調節自主運動、協調運動模式、維持運動的流暢性和啟動運動方面起著至關重要的作用。
  • 習慣形成與學習： 在某些方面，它也參與到習慣的形成和某些類型的學習中。
• 疾病關聯： 該通路多巴胺能神經元的退化是帕金森氏症 (Parkinson's disease) 的主要病理生理學基礎，導致運動遲緩、僵直、顫抖等症狀。

2. 中腦邊緣皮質通路 (Mesolimbocortical Pathway)

本題要求考生闡述睡眠過程中涉及的四個關鍵神經系統，包括它們的主要腦結構、神經傳導物質以及在睡眠中的具體功能。這四個系統共同協調，調節著清醒與睡眠的轉換以及睡眠的不同階段。

睡眠相關的四個神經系統

1. 前腦系統 (Forebrain System)

• (a) 主要腦結構：
  • 視前區 (Preoptic Area, POA)，特別是腹內側視前區 (ventrolateral preoptic nucleus, VLPO)。
  • 丘腦 (Thalamus)
  • 大腦皮質 (Cerebral Cortex)
• (b) 對應之神經傳導物質：
  • VLPO： 主要釋放抑制性神經傳導物質，如 GABA 和 galanin。
  • 丘腦與皮質： 受到抑制性訊號影響，表現出與清醒時不同的活動模式（如慢波睡眠的慢波）。
• (c) 主要與睡眠相關之功能：
  • 啟動和維持睡眠： VLPO 被認為是「睡眠啟動器」，它通過釋放抑制性神經傳導物質來抑制腦幹和丘腦中覺醒系統的神經元活動，從而促進入睡和維持睡眠。
  • 慢波睡眠 (Non-REM Sleep)： 前腦系統，特別是丘腦和皮質，在慢波睡眠階段的 EEG 活動模式（如慢波）中起關鍵作用。丘腦也調節著感官訊息進入皮質的通路，在睡眠時會阻斷大部分感官輸入。

2. 腦幹系統 (Brainstem System)

• (a) 主要腦結構：
  • 腦橋 (Pons)
  • 中腦 (Midbrain)
  • 延髓 (Medulla)
  • 特別是腦幹中的覺醒系統 (Ascending Reticular Activating System, ARAS) 區域，包括藍斑核 (Locus Coeruleus, LC)、網狀結構 (Reticular Formation) 等。
• (b) 對應之神經傳導物質：
  • 覺醒系統： 釋放多種興奮性神經傳導物質，如：
    • 去甲腎上腺素 (Norepinephrine, NE)，主要來自藍斑核 (LC)。
    • 血清素 (Serotonin, 5-HT)，主要來自縫隙核 (Raphe Nuclei)。
    • 乙醯膽鹼 (Acetylcholine, ACh)，在中腦和腦橋的部分核團。
    • 組織胺 (Histamine)
    • 食慾素/下視丘泌素 (Orexin/Hypocretin)（雖然起源於下視丘，但其投射與腦幹覺醒系統協同作用）。
• (c) 主要與睡眠相關之功能：
  • 維持清醒和警覺： 腦幹的覺醒系統通過釋放興奮性神經傳導物質，激活前腦系統（丘腦、皮質），維持個體的清醒狀態。
  • 參與 REM 睡眠的啟動和終止： 腦幹中的特定核團（如腦橋的 pontine reticular formation）在 REM 睡眠的啟動、維持和終止中起著關鍵作用，並產生 REM 睡眠期間的眼動和肌肉弛緩（atonia）。

本題主要測試考生對思覺失調症 (Schizophrenia) 的臨床症狀分類以及其在腦部結構和系統層面的神經病理學異常的理解。

思覺失調症的症狀

思覺失調症是一種複雜的精神疾病，其症狀可以分為三類：

1. 正向症狀 (Positive Symptoms)

• 定義： 指正常人不會出現，但在思覺失調症患者身上「額外增加」的症狀。這些症狀通常與幻覺和妄想有關，反映了對現實的扭曲。
• 常見症狀：
  • 幻覺 (Hallucinations)： 感官上的知覺，但實際上沒有外部刺激。最常見的是聽幻覺（聽到聲音，如命令、評論），但也可能出現視幻覺、觸幻覺、嗅幻覺、味幻覺。
  • 妄想 (Delusions)： 堅信不疑的錯誤信念，即使有證據反駁也無法改變。常見的有被害妄想（認為有人要害自己）、關係妄想（認為周遭事物與自己有關）、誇大妄想（認為自己有特殊能力或身份）、被控制妄想（認為自己的思想或行為被外力控制）。
  • 思維紊亂 (Disorganized Thinking)： 表現為言語雜亂無章、語無倫次、邏輯不清、話題跳躍（語詞鬆散、新詞症等）。
  • 怪異行為 (Bizarre Behavior)： 包括不合時宜的情緒表現、激動、重複刻板的動作、或完全的靜止不動（僵直）。

2. 負向症狀 (Negative Symptoms)

• 定義： 指正常人應有的情感和行為能力「喪失」或「減少」的症狀。這些症狀的出現往往對患者的社會功能和日常生活造成嚴重影響。
• 常見症狀：
  • 情感平淡 (Affective Flattening)： 面部表情減少，語調單調，情感反應減弱。
  • 言語貧乏 (Alogia)： 言語內容空洞、簡短，回答問題時詞不達意。
  • 意志力缺乏 (Avolition)： 缺乏動力和目標導向的行為，難以開始或維持有目的的活動。
  • 快感缺失 (Anhedonia)： 無法從過去能帶來愉悅的活動中獲得樂趣。
  • 社交退縮 (Asociality)： 對社交互動缺乏興趣，孤立自己。

3. 認知症狀 (Cognitive Symptoms)

• 定義： 指影響患者思維、學習、記憶、專注力、執行功能等認知能力的障礙。這些症狀可能在疾病的早期就出現，並且與患者的預後和功能恢復密切相關。
• 常見症狀：
  • 注意力缺陷 (Attention Deficits)： 難以集中注意力，容易分心。
  • 工作記憶受損 (Working Memory Impairments)： 難以在短期內維持和操作訊息。
  • 執行功能障礙 (Executive Function Deficits)： 包括計畫、組織、決策、抽象思維、解決問題等能力下降。
  • 處理速度減慢 (Slowed Processing Speed)： 處理訊息的速度比正常人慢。
  • 學習和記憶困難 (Learning and Memory Difficulties)： 特別是學習新訊息和回憶複雜訊息的能力受損。

思覺失調症患者常見的腦部異常狀況

思覺失調症的病因複雜，涉及遺傳、環境和神經生物學等多方面因素，腦部結構和功能的異常是其重要表現。

(a) 腦室異常 (Ventricular Abnormalities)

本題旨在測試考生對神經系統基本訊息傳遞單位——動作電位 (Action Potential, AP) 的理解，包括其產生機制、傳導特性以及相關術語。

動作電位 (Action Potential)

• 定義： 動作電位是一種快速、短暫、大幅度的電位變化，發生在神經元（神經細胞）或肌肉細胞的細胞膜上。它是神經系統傳遞電化學訊息的基本方式。當一個刺激達到閾值強度時，細胞膜會產生一個「全有全無」的電脈衝，這個脈衝會沿著細胞膜傳播。

動作電位的形成機制

動作電位的形成涉及膜電位（細胞膜內外電荷的差異）的動態變化，主要由離子通道（特別是電壓門控離子通道，voltage-gated ion channels）的開放與關閉控制。這個過程可以分為以下幾個階段：

1. 靜息電位 (Resting Potential)： 在沒有刺激時，神經元細胞膜內外的電位差約為 -70 mV，內側為負，外側為正。這主要由細胞膜對鉀離子 ($K^+$) 的滲透性較高，以及鈉鉀離子幫浦 (Na+/K+ pump) 的作用維持。

2. 去極化 (Depolarization)： 當一個足夠強的刺激（達到閾值強度，約 -55 mV）作用於細胞膜時，電壓門控鈉離子通道 (voltage-gated Na+ channels) 會快速開放。大量的鈉離子 ($Na^+$) 從細胞外湧入細胞內，使得細胞膜內部的電位迅速升高，變得越來越正。

3. 反極化 (Repolarization)： 當膜電位達到頂峰（約 +30 mV）時，電壓門控鈉離子通道開始失活（inactivate），停止鈉離子的內流。同時，電壓門控鉀離子通道 (voltage-gated K+ channels) 開始開放，鉀離子 ($K^+$) 從細胞內流出到細胞外。這使得細胞膜內部的電位迅速下降，恢復到負值。

4. 超極化 (Hyperpolarization)： 由於鉀離子通道關閉較慢，鉀離子可能會流出過量，導致細胞膜內部的電位一時比靜息電位還要負（例如 -75 mV）。

5. 恢復靜息電位： 隨著鉀離子通道完全關閉，鈉鉀離子幫浦繼續工作，將離子泵回它們的原始位置，細胞膜電位最終恢復到靜息電位。

圖示概念：
一個典型的動作電位圖（膜電位隨時間變化）會呈現一個快速上升（去極化/反極化）然後快速下降（再極化/超極化）的波形。

      ^ 膜電位 (mV)
      |
  +30 |-------/\-------  (Peak of AP)
      |      /  \
      |     /    \
   0  |----/------\----
      |   /        \
  -55 |---/---------- (Threshold Potential)
      |  /
  -70 |-/---------------- (Resting Potential)
      |/                  \
  -75 |--------------------\ (Hyperpolarization)
      +---------------------> 時間

動作電位的傳導特性

本題要求對五個神經科學或心理學相關的名詞進行簡潔的解釋。

a. Hebbian Theory (赫布理論)

• 核心觀念： 學習和記憶的基礎是神經元之間的突觸連接強度發生變化，特別是「一起激發的神經元會形成更強的連接」。
• 詳解： 赫布理論（由 Donald Hebb 提出）是一種關於神經可塑性（neural plasticity）的理論，為學習和記憶的細胞基礎提供了早期解釋。其核心思想是「細胞集合」(cell assemblies) 的形成：當一個神經元 A 的軸突持續地參與觸發另一個神經元 B 的興奮（即 A 和 B 的活動在時間上高度相關），那麼 A 與 B 之間的突觸連接就會加強，或者 A 對 B 的影響會變得更有效率。這可以用簡單的陳述來概括：「Neurons that fire together, wire together.」（一起放電的神經元，連接在一起。）
• 【答案】 Hebbian Theory 是一種關於學習和記憶的理論，認為突觸連接的強度會因參與該連接的神經元共同活躍而增強。

b. Social Brain Hypothesis (社會腦假說)

• 核心觀念： 複雜的社會互動和社會結構的壓力，是驅動靈長類動物（包括人類）大腦複雜化和智能演化的主要因素。
• 詳解： 社會腦假說認為，相比於處理環境訊息，處理社會訊息（如理解他人意圖、建立聯盟、競爭、欺騙、合作等）對大腦提出了更高的認知要求。為了應對這種複雜的社會環境，靈長類動物的大腦，特別是新皮質 (neocortex) 的比例，演化得更大。這個假說強調了社會性在推動認知能力和腦容量演化中的核心作用。
• 【答案】 Social Brain Hypothesis 認為，複雜的社會互動和社會結構的壓力是驅動靈長類動物（包括人類）大腦演化、增大和智能提升的主要因素。

c. Competitive Ligands (競爭性配體)

• 核心觀念： 在藥理學和神經科學中，指兩種或多種分子（配體）競爭結合到同一個受體 (receptor) 上的情況。
• 詳解： 配體 (ligand) 是指能夠與特定受體結合並引發細胞反應的分子（如神經傳導物質、藥物）。當兩種或多種配體具有相似的結構，並且能夠結合到同一個受體上時，它們之間就存在競爭關係。

本題要求考生闡述格式塔 (Gestalt) 知覺組織原則，並為其中五項原則提供定義與圖示範例。格式塔原則強調「整體大於部分之和」，說明我們的知覺系統如何自動地將零散的感官訊息組織成有意義的整體。

以下列出五項常見的格式塔原則，並包含定義、範例（文字描述與圖示概念）：

1. 接近原則 (Proximity)

• 定義： 物體或元素若在空間或時間上彼此靠近，則傾向於被感知為一個群體。
• 範例（文字）： 在一張紙上，如果有一群點，其中一些點靠得很近，另外一些點靠得很遠，我們會將靠得近的點視為一個群組，而將靠得遠的點視為另一個群組，即使所有點的大小和顏色都相同。
• 範例（圖示概念）：
  o o o o o o
o o o o o o
  我們會看到兩個由四個點組成的群組，而不是八個獨立的點。

2. 相似原則 (Similarity)

• 定義： 相似的物體或元素，無論在形狀、顏色、大小、紋理等方面，都傾向於被感知為一個群體。
• 範例（文字）： 在一個混合了圓形和方形的點陣中，我們會自動地將所有圓形視為一個群組，所有方形視為另一個群組。
• 範例（圖示概念）：
  o x o x
x o x o
o x o x
  我們會看到由圓形組成的對角線群組，以及由叉形組成的另一對角線群組。

3. 連續原則 (Continuity / Good Continuation)

本題要求對五個神經科學或心理學相關的名詞進行簡潔的解釋。

a. Hebbian Theory (赫布理論)

• 核心觀念： 學習和記憶的基礎是神經元之間的突觸連接強度發生變化，特別是「一起激發的神經元會形成更強的連接」。
• 詳解： 赫布理論（由 Donald Hebb 提出）是一種關於神經可塑性（neural plasticity）的理論，為學習和記憶的細胞基礎提供了早期解釋。其核心思想是「細胞集合」(cell assemblies) 的形成：當一個神經元 A 的軸突持續地參與觸發另一個神經元 B 的興奮（即 A 和 B 的活動在時間上高度相關），那麼 A 與 B 之間的突觸連接就會加強，或者 A 對 B 的影響會變得更有效率。這可以用簡單的陳述來概括：「Neurons that fire together, wire together.」（一起放電的神經元，連接在一起。）
• 【答案】 Hebbian Theory 是一種關於學習和記憶的理論，認為突觸連接的強度會因參與該連接的神經元共同活躍而增強。

b. Social Brain Hypothesis (社會腦假說)

• 核心觀念： 複雜的社會互動和社會結構的壓力，是驅動靈長類動物（包括人類）大腦複雜化和智能演化的主要因素。
• 詳解： 社會腦假說認為，相比於處理環境訊息，處理社會訊息（如理解他人意圖、建立聯盟、競爭、欺騙、合作等）對大腦提出了更高的認知要求。為了應對這種複雜的社會環境，靈長類動物的大腦，特別是新皮質 (neocortex) 的比例，演化得更大。這個假說強調了社會性在推動認知能力和腦容量演化中的核心作用。
• 【答案】 Social Brain Hypothesis 認為，複雜的社會互動和社會結構的壓力是驅動靈長類動物（包括人類）大腦演化、增大和智能提升的主要因素。

c. Competitive Ligands (競爭性配體)

• 核心觀念： 在藥理學和神經科學中，指兩種或多種分子（配體）競爭結合到同一個受體 (receptor) 上的情況。
• 詳解： 配體 (ligand) 是指能夠與特定受體結合並引發細胞反應的分子（如神經傳導物質、藥物）。當兩種或多種配體具有相似的結構，並且能夠結合到同一個受體上時，它們之間就存在競爭關係。

本題要求考生闡述格式塔 (Gestalt) 知覺組織原則，並為其中五項原則提供定義與圖示範例。格式塔原則強調「整體大於部分之和」，說明我們的知覺系統如何自動地將零散的感官訊息組織成有意義的整體。

以下列出五項常見的格式塔原則，並包含定義、範例（文字描述與圖示概念）：

1. 接近原則 (Proximity)

• 定義： 物體或元素若在空間或時間上彼此靠近，則傾向於被感知為一個群體。
• 範例（文字）： 在一張紙上，如果有一群點，其中一些點靠得很近，另外一些點靠得很遠，我們會將靠得近的點視為一個群組，而將靠得遠的點視為另一個群組，即使所有點的大小和顏色都相同。
• 範例（圖示概念）：
  o o o o o o
o o o o o o
  我們會看到兩個由四個點組成的群組，而不是八個獨立的點。

2. 相似原則 (Similarity)

• 定義： 相似的物體或元素，無論在形狀、顏色、大小、紋理等方面，都傾向於被感知為一個群體。
• 範例（文字）： 在一個混合了圓形和方形的點陣中，我們會自動地將所有圓形視為一個群組，所有方形視為另一個群組。
• 範例（圖示概念）：
  o x o x
x o x o
o x o x
  我們會看到由圓形組成的對角線群組，以及由叉形組成的另一對角線群組。

3. 連續原則 (Continuity / Good Continuation)

本題要求對五個神經科學或心理學相關的名詞進行簡潔的解釋。

a. Hebbian Theory (赫布理論)

• 核心觀念： 學習和記憶的基礎是神經元之間的突觸連接強度發生變化，特別是「一起激發的神經元會形成更強的連接」。
• 詳解： 赫布理論（由 Donald Hebb 提出）是一種關於神經可塑性（neural plasticity）的理論，為學習和記憶的細胞基礎提供了早期解釋。其核心思想是「細胞集合」(cell assemblies) 的形成：當一個神經元 A 的軸突持續地參與觸發另一個神經元 B 的興奮（即 A 和 B 的活動在時間上高度相關），那麼 A 與 B 之間的突觸連接就會加強，或者 A 對 B 的影響會變得更有效率。這可以用簡單的陳述來概括：「Neurons that fire together, wire together.」（一起放電的神經元，連接在一起。）
• 【答案】 Hebbian Theory 是一種關於學習和記憶的理論，認為突觸連接的強度會因參與該連接的神經元共同活躍而增強。

b. Social Brain Hypothesis (社會腦假說)

• 核心觀念： 複雜的社會互動和社會結構的壓力，是驅動靈長類動物（包括人類）大腦複雜化和智能演化的主要因素。
• 詳解： 社會腦假說認為，相比於處理環境訊息，處理社會訊息（如理解他人意圖、建立聯盟、競爭、欺騙、合作等）對大腦提出了更高的認知要求。為了應對這種複雜的社會環境，靈長類動物的大腦，特別是新皮質 (neocortex) 的比例，演化得更大。這個假說強調了社會性在推動認知能力和腦容量演化中的核心作用。
• 【答案】 Social Brain Hypothesis 認為，複雜的社會互動和社會結構的壓力是驅動靈長類動物（包括人類）大腦演化、增大和智能提升的主要因素。

c. Competitive Ligands (競爭性配體)

• 核心觀念： 在藥理學和神經科學中，指兩種或多種分子（配體）競爭結合到同一個受體 (receptor) 上的情況。
• 詳解： 配體 (ligand) 是指能夠與特定受體結合並引發細胞反應的分子（如神經傳導物質、藥物）。當兩種或多種配體具有相似的結構，並且能夠結合到同一個受體上時，它們之間就存在競爭關係。

本題主要在測試考生對視覺系統中幾個重要結構、現象與理論的理解程度。

a. Fovea

• 核心觀念： 視網膜中央的感光細胞高度集中區域，提供最清晰的中央視覺。
• 詳解： Fovea（黃斑中心凹）是視網膜中央一個小而凹陷的區域，其特點是高度集中了視錐細胞（cones），而視桿細胞（rods）則非常稀少。在這個區域，感光細胞與神經節細胞的比例極高，且神經節細胞接收來自單一或少數視錐細胞的輸入，這使得 Fovea 能夠產生最高解析度的視覺，是我們進行精細視覺任務（如閱讀、辨識細節）時的主要區域。
• 【答案】 Fovea 是視網膜中央的黃斑區，富含視錐細胞，提供最高解析度的中央視覺。

b. Visual acuity

• 核心觀念： 衡量視覺系統辨識細節的能力。
• 詳解： Visual acuity（視覺敏銳度）是指眼睛辨識細節和形狀的能力。它通常透過測量在特定距離下，人眼能分辨的最小物體大小或最小間隔來量化。例如，標準視力表就是一種常見的視覺敏銳度測試工具。高視覺敏銳度意味著能分辨更小的細節。
• 【答案】 Visual acuity 是指眼睛辨識細節的能力，常用來衡量視覺系統的解析度。

c. Cortical magnification factor

• 核心觀念： 大腦皮質中，感官輸入區域在皮質表面所佔據的面積比例，與該區域感官受器的密度不一定成正比，但與其重要性或功能相關。
• 詳解： Cortical magnification factor（皮質放大因子）是指在視覺皮質（V1）中，相較於其在視網膜上的實際感光面積，來自視野中央（特別是 Fovea）的區域在大腦皮質中所佔據的比例遠大於其面積比例。換句話說，即使 Fovea 在視網膜上只佔很小的面積，但它在 V1 皮質中所佔的的神經元資源卻是相當可觀的。這反映了大腦對中央視覺訊息的處理資源投入較多，以確保高解析度的視覺訊息能被充分處理。
• 【答案】 Cortical magnification factor 指的是大腦皮質中，來自視野中央（Fovea）的區域所佔據的皮質面積比例，遠大於其在視網膜上的實際面積比例，反映了對中央視覺的優先處理。

本題旨在測試考生對感覺閾限、辨別閾以及相關定律的理解，特別是韋伯定律與史蒂文斯功率定律。

韋伯定律 (Weber's Law)

• 核心觀念： 最小可覺差 (Just Noticeable Difference, JND) 相對於原始刺激強度的比例是恆定的。
• 詳解： 韋伯定律（Weber's Law）指出，為了使一個人察覺到兩種刺激之間有差異，第二種刺激的強度必須比第一種刺激的強度增加一個固定的比例。這個比例稱為韋伯分數 (Weber fraction)，即 $\frac{\Delta I}{I} = k_w$，其中 $\Delta I$ 是最小可覺差（JND），$I$ 是原始刺激的強度，而 $k_w$ 是一個常數，取決於所使用的感覺通道和刺激類型。
• 實驗建立：
  1. 選擇一項感覺刺激： 例如，重量感知。
  2. 設定一個標準刺激強度 (I)： 例如，一個 100 克（g）的砝碼。
  3. 逐漸增加測試刺激的重量 ($\Delta I$)： 讓受試者比較標準刺激和測試刺激的重量。
  4. 確定最小可覺差 (JND)： 記錄受試者能夠可靠地判斷出兩者重量有差異時，測試刺激增加的最小重量值。
  5. 重複實驗： 使用不同的標準刺激強度（例如 200g, 300g, 400g 等）。
  6. 計算韋伯分數： 對於每種標準刺激強度，計算 $\frac{\Delta I}{I}$。如果韋伯定律成立，這個比值應該大致恆定。

史蒂文斯功率定律 (Stevens' Power Law)

• 核心觀念： 感覺強度與刺激強度之間存在冪次關係。
• 詳解： 史蒂文斯功率定律（Stevens' Power Law）提出，感覺的強度（S）與

本題主要測試考生對眼睛屈光不正（近視、遠視、散光）的光學原理及其矯正方法的理解。

眼睛的屈光不正及其矯正

• 核心觀念： 屈光不正（refractive errors）是指光線進入眼睛後，無法準確聚焦在視網膜上，導致視物模糊。這與眼睛的屈光力（角膜和晶狀體的聚焦能力）或眼軸長度有關。

1. 近視 (Myopia)

• 光學性質：
  • 原因： 通常是由於眼軸過長，或角膜/晶狀體屈光力過強，導致平行光線在到達視網膜之前就聚焦成焦點。
  • 結果： 遠處物體成像在視網膜前方，看遠處模糊，但看近處相對清晰。
• 矯正方法：
  • 凹透鏡 (Concave lens)： 使用發散性的凹透鏡（負度數鏡片），可以將進入眼睛的光線稍微發散，使焦點後移，準確落在視網膜上。

2. 遠視 (Hyperopia)

• 光學性質：
  • 原因： 通常是由於眼軸過短，或角膜/晶狀體屈光力過弱，導致平行光線聚焦在視網膜後方。

本題要求考生闡述格式塔 (Gestalt) 知覺組織原則，並為其中五項原則提供定義與圖示範例。格式塔原則強調「整體大於部分之和」，說明我們的知覺系統如何自動地將零散的感官訊息組織成有意義的整體。

以下列出五項常見的格式塔原則，並包含定義、範例（文字描述與圖示概念）：

1. 接近原則 (Proximity)

• 定義： 物體或元素若在空間或時間上彼此靠近，則傾向於被感知為一個群體。
• 範例（文字）： 在一張紙上，如果有一群點，其中一些點靠得很近，另外一些點靠得很遠，我們會將靠得近的點視為一個群組，而將靠得遠的點視為另一個群組，即使所有點的大小和顏色都相同。
• 範例（圖示概念）：
  o o o o o o
o o o o o o
  我們會看到兩個由四個點組成的群組，而不是八個獨立的點。

2. 相似原則 (Similarity)

• 定義： 相似的物體或元素，無論在形狀、顏色、大小、紋理等方面，都傾向於被感知為一個群體。
• 範例（文字）： 在一個混合了圓形和方形的點陣中，我們會自動地將所有圓形視為一個群組，所有方形視為另一個群組。
• 範例（圖示概念）：
  o x o x
x o x o
o x o x
  我們會看到由圓形組成的對角線群組，以及由叉形組成的另一對角線群組。

3. 連續原則 (Continuity / Good Continuation)

本題主要考察考生對視覺訊息處理的雙通路模型（或稱雙道假說）的理解，特別是「什麼通路」（What pathway）、「哪裡通路」（Where pathway）和「如何通路」（How pathway）的功能及其神經基礎，以及支持這些通路的實驗證據。

視覺訊息處理的通路

視覺訊息從視網膜傳遞到大腦的過程，特別是進入視覺皮質後，被認為主要沿著兩條主要的通路進行處理，這兩條通路在功能上有所分化：

1. 「什麼」通路 (What Pathway) / 腹側通路 (Ventral Stream)

• 起始位置： 從視網膜經過視神經、視交叉、視束，到達外側膝狀體 (LGN)，再投射到初級視覺皮質 (V1)，然後沿著腹側方向（朝向顳葉）延伸。
• 功能角色： 主要負責識別物體的身份，即物體的形狀、顏色、紋理以及辨識出這是什麼物體。它與物體識別、命名和記憶有關。
• 神經結構： 經過 V1 後，進一步處理的區域包括 V2, V4, 腹側顳葉 (ventral temporal lobe)，特別是腹內側前顳葉 (ventromedial prefrontal cortex) 和腹側顳葉皮質 (ventral temporal cortex)，例如腹內側顳葉 (IT cortex)。

2. 「哪裡/如何」通路 (Where/How Pathway) / 背側通路 (Dorsal Stream)

• 起始位置： 從視網膜經過 LGN 到達 V1，然後沿著背側方向（朝向頂葉）延伸。
• 功能角色：
  • 「哪裡」通路 (Where Pathway)： 主要負責處理物體的空間位置、運動方向、速度以及物體與觀察者之間的空間關係。它幫助我們了解物體在哪裡。
  • 「如何」通路 (How Pathway)： 這一通路更側重於將視覺訊息轉化為運動指令，用於引導我們的動作，例如抓取物體、導航等。它涉及視覺訊息如何被用於控制行為。因此，有時也稱為「如何」通路，強調其在動作導向中的作用。
• 神經結構： 經過 V1 後，進一步處理的區域包括 V2, V3, MT (V5), 頂葉皮質 (parietal cortex)，特別是後頂葉皮質 (posterior parietal cortex)。

支持功能分化的實驗證據

以下是兩個經典的實驗或觀察，支持視覺處理的通路分化：

本題旨在測試考生對色彩視覺的兩種主要理論——三色視覺理論和對比視覺理論——的理解，以及視網膜的生理學如何支持這兩種理論。

1. 三色視覺理論 (Trichromatic Theory)

• 核心觀念： 色彩感知是由三種不同類型的視錐細胞（cones）負責，每種類型對不同波長的光最敏感。
• 詳解： 由 Young 和 Helmholtz 提出的三色視覺理論（<bos> Young-Helmholtz 理論）認為，人類的眼睛中有三種感光細胞（視錐細胞），分別對長波（紅色）、中波（綠色）和短波（藍色）的光最敏感。我們感知到的所有顏色，都是由這三種視錐細胞對不同波長光線的相對激發程度所組合而成。例如，黃色光會同時激發紅光和綠光視錐細胞，但對藍光視錐細胞的激發較少。
• 支持生理學：
  • 視錐細胞的存在： 視網膜確實存在三種不同類型的視錐細胞。
  • 光譜敏感度： 生理學研究（如單細胞記錄）證實了這三種視錐細胞對不同波長光線具有不同的吸收光譜，分別對紅光（約 560 nm）、綠光（約 530 nm）和藍光（約 420 nm）最敏感。

2. 對比視覺理論 (Opponent-Processing Theory)

• 核心觀念： 色彩感知不是由獨立的通道處理，而是由三對相互對抗的顏色通道（紅-綠、藍-黃、黑-白）處理。
• 詳解： 由 Hering 提出的對比視覺理論（Opponent-Process Theory）認為，色彩感知系統由三對相互作用的「對抗」通道組成：
  • 紅-綠通道： 一種神經元對紅光有反應（興奮），對綠光有抑制；另一種則相反。
  • 藍-黃通道： 一種神經元對藍光有反應，對黃光有抑制；

本題旨在測試考生對雙耳聽覺定位（binaural auditory localization）的兩大線索的理解，包括它們產生的原因，以及聲頻如何影響這些線索的有效性。

雙耳聽覺定位的兩大線索

雙耳聽覺定位是指我們利用兩隻耳朵接收聲音的差異來判斷聲音來源的方向。主要有兩個線索：

1. 聲強差 (Interaural Intensity Difference, IID) / 聲壓差 (Interaural Level Difference, ILD)

• 發生原因： 當聲音來自頭部一側時，離聲源較近的耳朵接收到的聲音強度會比離聲源較遠的耳朵來得大。這是因為頭部對聲音產生了「聲影效應」（head shadow effect），聲波在繞過頭部時會被削弱。
• 功能： 聲強差主要用於判斷聲音的水平方向（左右方向）。
• 與聲頻的關係：
  • 低頻聲： 聲波波長較長，容易繞過頭部，因此聲強差效應較小，對定位的幫助不大。
  • 高頻聲： 聲波波長較短，在繞過頭部時被削弱得更多，產生較大的聲強差。因此，聲強差是判斷高頻聲音來源左右方向的重要線索。

2. 聲時差 (Interaural Time Difference, ITD) / 聲相位差 (Interaural Phase Difference, IPD)

本題主要在測試考生對視覺系統中幾個重要結構、現象與理論的理解程度。

a. Fovea

• 核心觀念： 視網膜中央的感光細胞高度集中區域，提供最清晰的中央視覺。
• 詳解： Fovea（黃斑中心凹）是視網膜中央一個小而凹陷的區域，其特點是高度集中了視錐細胞（cones），而視桿細胞（rods）則非常稀少。在這個區域，感光細胞與神經節細胞的比例極高，且神經節細胞接收來自單一或少數視錐細胞的輸入，這使得 Fovea 能夠產生最高解析度的視覺，是我們進行精細視覺任務（如閱讀、辨識細節）時的主要區域。
• 【答案】 Fovea 是視網膜中央的黃斑區，富含視錐細胞，提供最高解析度的中央視覺。

b. Visual acuity

• 核心觀念： 衡量視覺系統辨識細節的能力。
• 詳解： Visual acuity（視覺敏銳度）是指眼睛辨識細節和形狀的能力。它通常透過測量在特定距離下，人眼能分辨的最小物體大小或最小間隔來量化。例如，標準視力表就是一種常見的視覺敏銳度測試工具。高視覺敏銳度意味著能分辨更小的細節。
• 【答案】 Visual acuity 是指眼睛辨識細節的能力，常用來衡量視覺系統的解析度。

c. Cortical magnification factor

• 核心觀念： 大腦皮質中，感官輸入區域在皮質表面所佔據的面積比例，與該區域感官受器的密度不一定成正比，但與其重要性或功能相關。
• 詳解： Cortical magnification factor（皮質放大因子）是指在視覺皮質（V1）中，相較於其在視網膜上的實際感光面積，來自視野中央（特別是 Fovea）的區域在大腦皮質中所佔據的比例遠大於其面積比例。換句話說，即使 Fovea 在視網膜上只佔很小的面積，但它在 V1 皮質中所佔的的神經元資源卻是相當可觀的。這反映了大腦對中央視覺訊息的處理資源投入較多，以確保高解析度的視覺訊息能被充分處理。
• 【答案】 Cortical magnification factor 指的是大腦皮質中，來自視野中央（Fovea）的區域所佔據的皮質面積比例，遠大於其在視網膜上的實際面積比例，反映了對中央視覺的優先處理。

本題旨在測試考生對感覺閾限、辨別閾以及相關定律的理解，特別是韋伯定律與史蒂文斯功率定律。

韋伯定律 (Weber's Law)

• 核心觀念： 最小可覺差 (Just Noticeable Difference, JND) 相對於原始刺激強度的比例是恆定的。
• 詳解： 韋伯定律（Weber's Law）指出，為了使一個人察覺到兩種刺激之間有差異，第二種刺激的強度必須比第一種刺激的強度增加一個固定的比例。這個比例稱為韋伯分數 (Weber fraction)，即 $\frac{\Delta I}{I} = k_w$，其中 $\Delta I$ 是最小可覺差（JND），$I$ 是原始刺激的強度，而 $k_w$ 是一個常數，取決於所使用的感覺通道和刺激類型。
• 實驗建立：
  1. 選擇一項感覺刺激： 例如，重量感知。
  2. 設定一個標準刺激強度 (I)： 例如，一個 100 克（g）的砝碼。
  3. 逐漸增加測試刺激的重量 ($\Delta I$)： 讓受試者比較標準刺激和測試刺激的重量。
  4. 確定最小可覺差 (JND)： 記錄受試者能夠可靠地判斷出兩者重量有差異時，測試刺激增加的最小重量值。
  5. 重複實驗： 使用不同的標準刺激強度（例如 200g, 300g, 400g 等）。
  6. 計算韋伯分數： 對於每種標準刺激強度，計算 $\frac{\Delta I}{I}$。如果韋伯定律成立，這個比值應該大致恆定。

史蒂文斯功率定律 (Stevens' Power Law)

• 核心觀念： 感覺強度與刺激強度之間存在冪次關係。
• 詳解： 史蒂文斯功率定律（Stevens' Power Law）提出，感覺的強度（S）與

本題主要測試考生對眼睛屈光不正（近視、遠視、散光）的光學原理及其矯正方法的理解。

眼睛的屈光不正及其矯正

• 核心觀念： 屈光不正（refractive errors）是指光線進入眼睛後，無法準確聚焦在視網膜上，導致視物模糊。這與眼睛的屈光力（角膜和晶狀體的聚焦能力）或眼軸長度有關。

1. 近視 (Myopia)

• 光學性質：
  • 原因： 通常是由於眼軸過長，或角膜/晶狀體屈光力過強，導致平行光線在到達視網膜之前就聚焦成焦點。
  • 結果： 遠處物體成像在視網膜前方，看遠處模糊，但看近處相對清晰。
• 矯正方法：
  • 凹透鏡 (Concave lens)： 使用發散性的凹透鏡（負度數鏡片），可以將進入眼睛的光線稍微發散，使焦點後移，準確落在視網膜上。

2. 遠視 (Hyperopia)

• 光學性質：
  • 原因： 通常是由於眼軸過短，或角膜/晶狀體屈光力過弱，導致平行光線聚焦在視網膜後方。

本題要求考生闡述格式塔 (Gestalt) 知覺組織原則，並為其中五項原則提供定義與圖示範例。格式塔原則強調「整體大於部分之和」，說明我們的知覺系統如何自動地將零散的感官訊息組織成有意義的整體。

以下列出五項常見的格式塔原則，並包含定義、範例（文字描述與圖示概念）：

1. 接近原則 (Proximity)

• 定義： 物體或元素若在空間或時間上彼此靠近，則傾向於被感知為一個群體。
• 範例（文字）： 在一張紙上，如果有一群點，其中一些點靠得很近，另外一些點靠得很遠，我們會將靠得近的點視為一個群組，而將靠得遠的點視為另一個群組，即使所有點的大小和顏色都相同。
• 範例（圖示概念）：
  o o o o o o
o o o o o o
  我們會看到兩個由四個點組成的群組，而不是八個獨立的點。

2. 相似原則 (Similarity)

• 定義： 相似的物體或元素，無論在形狀、顏色、大小、紋理等方面，都傾向於被感知為一個群體。
• 範例（文字）： 在一個混合了圓形和方形的點陣中，我們會自動地將所有圓形視為一個群組，所有方形視為另一個群組。
• 範例（圖示概念）：
  o x o x
x o x o
o x o x
  我們會看到由圓形組成的對角線群組，以及由叉形組成的另一對角線群組。

3. 連續原則 (Continuity / Good Continuation)

本題主要考察考生對視覺訊息處理的雙通路模型（或稱雙道假說）的理解，特別是「什麼通路」（What pathway）、「哪裡通路」（Where pathway）和「如何通路」（How pathway）的功能及其神經基礎，以及支持這些通路的實驗證據。

視覺訊息處理的通路

視覺訊息從視網膜傳遞到大腦的過程，特別是進入視覺皮質後，被認為主要沿著兩條主要的通路進行處理，這兩條通路在功能上有所分化：

1. 「什麼」通路 (What Pathway) / 腹側通路 (Ventral Stream)

• 起始位置： 從視網膜經過視神經、視交叉、視束，到達外側膝狀體 (LGN)，再投射到初級視覺皮質 (V1)，然後沿著腹側方向（朝向顳葉）延伸。
• 功能角色： 主要負責識別物體的身份，即物體的形狀、顏色、紋理以及辨識出這是什麼物體。它與物體識別、命名和記憶有關。
• 神經結構： 經過 V1 後，進一步處理的區域包括 V2, V4, 腹側顳葉 (ventral temporal lobe)，特別是腹內側前顳葉 (ventromedial prefrontal cortex) 和腹側顳葉皮質 (ventral temporal cortex)，例如腹內側顳葉 (IT cortex)。

2. 「哪裡/如何」通路 (Where/How Pathway) / 背側通路 (Dorsal Stream)

• 起始位置： 從視網膜經過 LGN 到達 V1，然後沿著背側方向（朝向頂葉）延伸。
• 功能角色：
  • 「哪裡」通路 (Where Pathway)： 主要負責處理物體的空間位置、運動方向、速度以及物體與觀察者之間的空間關係。它幫助我們了解物體在哪裡。
  • 「如何」通路 (How Pathway)： 這一通路更側重於將視覺訊息轉化為運動指令，用於引導我們的動作，例如抓取物體、導航等。它涉及視覺訊息如何被用於控制行為。因此，有時也稱為「如何」通路，強調其在動作導向中的作用。
• 神經結構： 經過 V1 後，進一步處理的區域包括 V2, V3, MT (V5), 頂葉皮質 (parietal cortex)，特別是後頂葉皮質 (posterior parietal cortex)。

支持功能分化的實驗證據

以下是兩個經典的實驗或觀察，支持視覺處理的通路分化：

本題旨在測試考生對色彩視覺的兩種主要理論——三色視覺理論和對比視覺理論——的理解，以及視網膜的生理學如何支持這兩種理論。

1. 三色視覺理論 (Trichromatic Theory)

• 核心觀念： 色彩感知是由三種不同類型的視錐細胞（cones）負責，每種類型對不同波長的光最敏感。
• 詳解： 由 Young 和 Helmholtz 提出的三色視覺理論（又稱 Young-Helmholtz 理論）認為，人類的眼睛中有三種感光細胞（視錐細胞），分別對長波（紅色）、中波（綠色）和短波（藍色）的光最敏感。我們感知到的所有顏色，都是由這三種視錐細胞對不同波長光線的相對激發程度所組合而成。例如，黃色光會同時激發紅光和綠光視錐細胞，但對藍光視錐細胞的激發較少。
• 支持生理學：
  • 視錐細胞的存在： 視網膜確實存在三種不同類型的視錐細胞。
  • 光譜敏感度： 生理學研究（如單細胞記錄）證實了這三種視錐細胞對不同波長光線具有不同的吸收光譜，分別對紅光（約 560 nm）、綠光（約 530 nm）和藍光（約 420 nm）最敏感。

2. 對比視覺理論 (Opponent-Processing Theory)

• 核心觀念： 色彩感知不是由獨立的通道處理，而是由三對相互對抗的顏色通道（紅-綠、藍-黃、黑-白）處理。
• 詳解： 由 Hering 提出的對比視覺理論（Opponent-Process Theory）認為，色彩感知系統由三對相互作用的「對抗」通道組成：
  • 紅-綠通道： 一種神經元對紅光有反應（興奮），對綠光有抑制；另一種則相反。
  • 藍-黃通道： 一種神經元對藍光有反應，對黃光有抑制；另一種則相反。

本題旨在測試考生對雙耳聽覺定位（binaural auditory localization）的兩大線索的理解，包括它們產生的原因，以及聲頻如何影響這些線索的有效性。

雙耳聽覺定位的兩大線索

雙耳聽覺定位是指我們利用兩隻耳朵接收聲音的差異來判斷聲音來源的方向。主要有兩個線索：

1. 聲強差 (Interaural Intensity Difference, IID) / 聲壓差 (Interaural Level Difference, ILD)

• 發生原因： 當聲音來自頭部一側時，離聲源較近的耳朵接收到的聲音強度會比離聲源較遠的耳朵來得大。這是因為頭部對聲音產生了「聲影效應」（head shadow effect），聲波在繞過頭部時會被削弱。
• 功能： 聲強差主要用於判斷聲音的水平方向（左右方向）。
• 與聲頻的關係：
  • 低頻聲： 聲波波長較長，容易繞過頭部，因此聲強差效應較小，對定位的幫助不大。
  • 高頻聲： 聲波波長較短，在繞過頭部時被削弱得更多，產生較大的聲強差。因此，聲強差是判斷高頻聲音來源左右方向的重要線索。

2. 聲時差 (Interaural Time Difference, ITD) / 聲相位差 (Interaural Phase Difference, IPD)

本題主要測試考生對多巴胺神經傳導物質在腦內主要投射通路及其功能的理解，特別是腹側被蓋區 (VTA) 和黑質 (substantia nigra) 發出的兩條重要多巴胺能通路。

多巴胺的主要神經通路

多巴胺（Dopamine, DA）是一種重要的神經傳導物質，在許多腦功能中扮演關鍵角色，包括運動控制、獎賞、動機、認知和情緒。它主要由起源於中腦的兩個核團（黑質和腹側被蓋區）中的神經元釋放，並投射到不同的腦區，形成以下兩條主要通路：

1. 中腦紋狀體通路 (Mesostriatal Pathway) / 黑質紋狀體通路 (Nigrostriatal Pathway)

• 起源結構： 主要起源於黑質緻密部 (Substantia Nigra pars compacta, SNc)。
• 投射區域： 這些多巴胺能神經元將其軸突投射到紋狀體 (striatum)，紋狀體是基底核 (basal ganglia) 的一部分，主要包括尾狀核 (caudate nucleus) 和殼核 (putamen)。
• 主要功能：
  • 運動控制： 這是該通路最主要的功能。多巴胺在調節自主運動、協調運動模式、維持運動的流暢性和啟動運動方面起著至關重要的作用。
  • 習慣形成與學習： 在某些方面，它也參與到習慣的形成和某些類型的學習中。
• 疾病關聯： 該通路多巴胺能神經元的退化是帕金森氏症 (Parkinson's disease) 的主要病理生理學基礎，導致運動遲緩、僵直、顫抖等症狀。

2. 中腦邊緣皮質通路 (Mesolimbocortical Pathway)

本題要求考生闡述睡眠過程中涉及的四個關鍵神經系統，包括它們的主要腦結構、神經傳導物質以及在睡眠中的具體功能。這四個系統共同協調，調節著清醒與睡眠的轉換以及睡眠的不同階段。

睡眠相關的四個神經系統

1. 前腦系統 (Forebrain System)

• (a) 主要腦結構：
  • 視前區 (Preoptic Area, POA)，特別是腹內側視前區 (ventrolateral preoptic nucleus, VLPO)。
  • 丘腦 (Thalamus)
  • 大腦皮質 (Cerebral Cortex)
• (b) 對應之神經傳導物質：
  • VLPO： 主要釋放抑制性神經傳導物質，如 GABA 和 galanin。
  • 丘腦與皮質： 受到抑制性訊號影響，表現出與清醒時不同的活動模式（如慢波睡眠的慢波）。
• (c) 主要與睡眠相關之功能：
  • 啟動和維持睡眠： VLPO 被認為是「睡眠啟動器」，它通過釋放抑制性神經傳導物質來抑制腦幹和丘腦中覺醒系統的神經元活動，從而促進入睡和維持睡眠。
  • 慢波睡眠 (Non-REM Sleep)： 前腦系統，特別是丘腦和皮質，在慢波睡眠階段的 EEG 活動模式（如慢波）中起關鍵作用。丘腦也調節著感官訊息進入皮質的通路，在睡眠時會阻斷大部分感官輸入。

2. 腦幹系統 (Brainstem System)

• (a) 主要腦結構：
  • 腦橋 (Pons)
  • 中腦 (Midbrain)
  • 延髓 (Medulla)
  • 特別是腦幹中的覺醒系統 (Ascending Reticular Activating System, ARAS) 區域，包括藍斑核 (Locus Coeruleus, LC)、網狀結構 (Reticular Formation) 等。
• (b) 對應之神經傳導物質：
  • 覺醒系統： 釋放多種興奮性神經傳導物質，如：
    • 去甲腎上腺素 (Norepinephrine, NE)，主要來自藍斑核 (LC)。
    • 血清素 (Serotonin, 5-HT)，主要來自縫隙核 (Raphe Nuclei)。
    • 乙醯膽鹼 (Acetylcholine, ACh)，在中腦和腦橋的部分核團。
    • 組織胺 (Histamine)
    • 食慾素/下視丘泌素 (Orexin/Hypocretin)（雖然起源於下視丘，但其投射與腦幹覺醒系統協同作用）。
• (c) 主要與睡眠相關之功能：
  • 維持清醒和警覺： 腦幹的覺醒系統通過釋放興奮性神經傳導物質，激活前腦系統（丘腦、皮質），維持個體的清醒狀態。
  • 參與 REM 睡眠的啟動和終止： 腦幹中的特定核團（如腦橋的 pontine reticular formation）在 REM 睡眠的啟動、維持和終止中起著關鍵作用，並產生 REM 睡眠期間的眼動和肌肉弛緩（atonia）。

本題主要測試考生對思覺失調症 (Schizophrenia) 的臨床症狀分類以及其在腦部結構和系統層面的神經病理學異常的理解。

思覺失調症的症狀

思覺失調症是一種複雜的精神疾病，其症狀可以分為三類：

1. 正向症狀 (Positive Symptoms)

• 定義： 指正常人不會出現，但在思覺失調症患者身上「額外增加」的症狀。這些症狀通常與幻覺和妄想有關，反映了對現實的扭曲。
• 常見症狀：
  • 幻覺 (Hallucinations)： 感官上的知覺，但實際上沒有外部刺激。最常見的是聽幻覺（聽到聲音，如命令、評論），但也可能出現視幻覺、觸幻覺、嗅幻覺、味幻覺。
  • 妄想 (Delusions)： 堅信不疑的錯誤信念，即使有證據反駁也無法改變。常見的有被害妄想（認為有人要害自己）、關係妄想（認為周遭事物與自己有關）、誇大妄想（認為自己有特殊能力或身份）、被控制妄想（認為自己的思想或行為被外力控制）。
  • 思維紊亂 (Disorganized Thinking)： 表現為言語雜亂無章、語無倫次、邏輯不清、話題跳躍（語詞鬆散、新詞症等）。
  • 怪異行為 (Bizarre Behavior)： 包括不合時宜的情緒表現、激動、重複刻板的動作、或完全的靜止不動（僵直）。

2. 負向症狀 (Negative Symptoms)

• 定義： 指正常人應有的情感和行為能力「喪失」或「減少」的症狀。這些症狀的出現往往對患者的社會功能和日常生活造成嚴重影響。
• 常見症狀：
  • 情感平淡 (Affective Flattening)： 面部表情減少，語調單調，情感反應減弱。
  • 言語貧乏 (Alogia)： 言語內容空洞、簡短，回答問題時詞不達意。
  • 意志力缺乏 (Avolition)： 缺乏動力和目標導向的行為，難以開始或維持有目的的活動。
  • 快感缺失 (Anhedonia)： 無法從過去能帶來愉悅的活動中獲得樂趣。
  • 社交退縮 (Asociality)： 對社交互動缺乏興趣，孤立自己。

3. 認知症狀 (Cognitive Symptoms)

• 定義： 指影響患者思維、學習、記憶、專注力、執行功能等認知能力的障礙。這些症狀可能在疾病的早期就出現，並且與患者的預後和功能恢復密切相關。
• 常見症狀：
  • 注意力缺陷 (Attention Deficits)： 難以集中注意力，容易分心。
  • 工作記憶受損 (Working Memory Impairments)： 難以在短期內維持和操作訊息。
  • 執行功能障礙 (Executive Function Deficits)： 包括計畫、組織、決策、抽象思維、解決問題等能力下降。
  • 處理速度減慢 (Slowed Processing Speed)： 處理訊息的速度比正常人慢。
  • 學習和記憶困難 (Learning and Memory Difficulties)： 特別是學習新訊息和回憶複雜訊息的能力受損。

思覺失調症患者常見的腦部異常狀況

思覺失調症的病因複雜，涉及遺傳、環境和神經生物學等多方面因素，腦部結構和功能的異常是其重要表現。

(a) 腦室異常 (Ventricular Abnormalities)

本題旨在測試考生對神經系統基本訊息傳遞單位——動作電位 (Action Potential, AP) 的理解，包括其產生機制、傳導特性以及相關術語。

動作電位 (Action Potential)

• 定義： 動作電位是一種快速、短暫、大幅度的電位變化，發生在神經元（神經細胞）或肌肉細胞的細胞膜上。它是神經系統傳遞電化學訊息的基本方式。當一個刺激達到閾值強度時，細胞膜會產生一個「全有全無」的電脈衝，這個脈衝會沿著細胞膜傳播。

動作電位的形成機制

動作電位的形成涉及膜電位（細胞膜內外電荷的差異）的動態變化，主要由離子通道（特別是電壓門控離子通道，voltage-gated ion channels）的開放與關閉控制。這個過程可以分為以下幾個階段：

1. 靜息電位 (Resting Potential)： 在沒有刺激時，神經元細胞膜內外的電位差約為 -70 mV，內側為負，外側為正。這主要由細胞膜對鉀離子 ($K^+$) 的滲透性較高，以及鈉鉀離子幫浦 (Na+/K+ pump) 的作用維持。

2. 去極化 (Depolarization)： 當一個足夠強的刺激（達到閾值強度，約 -55 mV）作用於細胞膜時，電壓門控鈉離子通道 (voltage-gated Na+ channels) 會快速開放。大量的鈉離子 ($Na^+$) 從細胞外湧入細胞內，使得細胞膜內部的電位迅速升高，變得越來越正。

3. 反極化 (Repolarization)： 當膜電位達到頂峰（約 +30 mV）時，電壓門控鈉離子通道開始失活（inactivate），停止鈉離子的內流。同時，電壓門控鉀離子通道 (voltage-gated K+ channels) 開始開放，鉀離子 ($K^+$) 從細胞內流出到細胞外。這使得細胞膜內部的電位迅速下降，恢復到負值。

4. 超極化 (Hyperpolarization)： 由於鉀離子通道關閉較慢，鉀離子可能會流出過量，導致細胞膜內部的電位一時比靜息電位還要負（例如 -75 mV）。

5. 恢復靜息電位： 隨著鉀離子通道完全關閉，鈉鉀離子幫浦繼續工作，將離子泵回它們的原始位置，細胞膜電位最終恢復到靜息電位。

圖示概念：
一個典型的動作電位圖（膜電位隨時間變化）會呈現一個快速上升（去極化/反極化）然後快速下降（再極化/超極化）的波形。

      ^ 膜電位 (mV)
      |
  +30 |-------/\-------  (Peak of AP)
      |      /  \
      |     /    \
   0  |----/------\----
      |   /        \
  -55 |---/---------- (Threshold Potential)
      |  /
  -70 |-/---------------- (Resting Potential)
      |/                  \
  -75 |--------------------\ (Hyperpolarization)
      +---------------------> 時間

動作電位的傳導特性