文献：Ferrigno, S., Cheyette, S. J., Piantadosi, S. T., & Cantlon, J. F. (2020). Recursive sequence generation in monkeys, children, US adults, and native Amazonians. Science Advances, 6(26), eaaz1002. https://doi.org/10.1126/sciadv.aaz1002
论文原文 ¶
1. 背景及本研究 ¶
AnBn 反映了一些人类语言中的依赖关系，但是本研究认为这种序列并不能完全表征人类语言中的依赖关系，例如Fith的研究中让人和绢毛猴区分AnBn模式，发现人类可以区分但是绢毛猴不能区分，并以此结果支持物种独特性。但是本研究认为Fith研究中使用的AnBn模式未能强有力的测试递归能力，因为As和Bs之间没有依赖性，例如 “The cat[A1] the dog[A2] chased[B2] ran[B1]”中的每一个A必须与相应的B短语搭配，而这样的依赖关系并没有在AnBn串中展示出来，因此有可能被试使用了非递归策略来判断语法性或者区分满足规则的刺激或者不满足规则的刺激。随后大多数人将这一测试拓展到人类的递归测试。这种情况下被试表现出对AnBn人工语法的违反，这种违反不是因为As或Bs的数量，或者As与Bs的顺序，而是因为依赖结构(例如，A1A2A3B3B1B2)。
本研究测试了美国成人、缺乏正规的数学和阅读能力的齐曼成人、3至4岁的儿童和非人灵长类动物是否能够学习生成中心嵌入式的序列并将这种能力转移到新的刺激中。本研究致力于解决之前相关研究存在的问题，即序列元素之间缺乏依赖关系、存在其他策略的可能、不仅要物种之间比较还要人类不同组之间的比较。并且本研究中使用生成任务来评估被试对新列表的自发转移，并可以测量被试在开放式转移任务中相对于所有其他可能的反应生成的序列。还能测量被试替代策略的反应，例如表征转移概率和顺序序列的策略。
2. 方法和材料 ¶
2.1 被试 ¶
基于被试能完成的trial数而选择被试，共10名美国成人被试（平均年龄：22.6，一名男性）。50名美国儿童（平均年龄4.1岁，22名男性），并完成了Early Mathematics Ability (TEMA-3)测试和Test of Auditory Comprehension of Language (TACL-4)，还有一个记忆任务，在这个任务中向实验者重复1到4个数字，并去掉在训练列表中表现不好的被试的数据。37名齐曼成人（平均年龄32.4 岁，10名男性），被试在当地村庄接受了0到12年的正规教育，并排除训练中表现不好被试的数据（5个trial中正确数达不到3个）。非人灵长类实验对象为三只成年恒河猴（两名男性），住在社会住房里。
2.2 流程 ¶
被试通过触摸一个开始刺激即一个白色的盒子来开始实验，然后触摸显示器上随机呈现四个刺激，然后要求被试以正确的顺序触摸刺激。当按下一个物体时，它会闪烁并给出听觉反馈，提示触摸已被记录。在训练trial中，如果trial的第一个选择是正确的，被试会听到积极的听觉反馈(叮)，并继续进行下一个选择，直到trial正确完成或选择了错误的项目。如果在训练trial中选择了错误的项目，被试立即收到蜂鸣声的听觉反馈和2s的屏幕暂停。如果训练trial正确完成，被试会收到积极的听觉反馈。对于齐曼成人在实验中给予口头反馈（正确的触摸是ok，不正确的触摸是wrong，完成一个正确的trial是good）。除此之外，完成一个正确的trial之后，猴子会收到一点食物或果汁以作为奖励。无论准确度如何，下一个trial之前有2s的间隔。而在转移trial中，无论被试的反应正确是否每个trial都会继续进行直到结束，他们都得到积极的反馈。因为先前有研究表明，与手工业群体相比，包括齐曼群体在内的非工业化人群在计算机测试过程中表现出劣势。为了消除这一影响齐曼被试用卡片来呈现刺激，每次试验开始时，刺激被打乱并随机放置在受试者面前。
2.3 训练trial阶段 ¶
为了保持不同组被试任务的一致性，尽量保持最少的口头指导。在训练开始之前，告知受试者“你将会看到四个图像，你需要依次触摸它们”，美国成人组受试者无额外指导。而齐曼成人和美国儿童在训练之前实验人员会给他们呈现一个例子，在呈现例子的同时说“是这个，这个，这个然后这个”，虽然这一过程不能用于猴子，但它们之前已经接受过随机图像排序的训练，因此在测试之前就习惯了任务的结构。
所有受试者在测试列表之前都接受了关于两种中心嵌入列表的训练（如下图1C所示），每个列表分别包含四个括号的图像“{ ( ) }”和“{ [ ] }”。
2.4 实验一 ¶
训练阶段之后，转移trial随机混合在训练trial中。
2.5 实验二 ¶
为了测试猴子是否可以在额外的暴露下使用递归策略，在初始测试阶段之后，猴子接受了两个额外的中心嵌入列表的训练。针对猴子做了另外一个递归序列的训练，所使用的是与训练列表中相似规则全新的括号图案组成的，然后训练完成之后，转移trial再以不同固定比例（50%，7%以及100%）随机混入到训练trial以消除转移trial百分比导致的效应。
2.6 实验三：泛化到新刺激 ¶
为了测试猴子是否能将递进规则泛化到完全新的刺激中，研究测试了他们对完全没有见过的图案的转移能力，并创建了30个新的转移列表，一次只给猴子展示其中一个列表，给猴子们展示的前5个新转移列表是一样的，同时在实验中只给猴子积极的反馈。在5个新的转移trial之后，只对猴子们正确的中心嵌入反应（即 “{ < > }” 或 “< { } >”)）给予积极反馈，一旦他们在连续的10个trial中正确的排列了其中的8个，就会进入下一个新的转移列表并重复这个过程。共重复30个新的转移列表。达到这个标准，受试平均做了157个trial。
3. 结果 ¶
3.1 成人、儿童和猴子的中心嵌入序列的生成 ¶
受试者首先接受序列生成任务的训练，具体方式是：随机给受试展示4个括号（图1B），受试必须以特定的顺序触摸括号才能得到积极的反馈。在两种中心嵌入式结构列表（图1C）中训练，直到受试达到70%的正确率。训练达标后，由训练列表中中心的两种括号图案组成的转移中心嵌入式列表（图1D）随机混入训练trial中，无论受试在转移trial中的顺序如何，都会给予积极的反馈。疑问：在转移trial中，另一种中心嵌入式结构顺序是否算正确？
图2的结果表明与随机水平相比，所有的人类群体都更倾向于将转移列表中的刺激排列为中心嵌入式结构。在所有trial中，中心嵌入式、交叉式和尾端嵌入式结构都高于随机水平。为了比较被试的中心嵌入式策略和顺序策略（或者为知道左括号在前，右括号在后这一规律），研究测量了受试者是否更有可能以正确的顺序匹配右括号以形成正确的中心嵌入结构，而不是不匹配右括号以形成非中心嵌入的交叉结构。发现所有的人类群体都更有可能产生正确的中心嵌入结构。对中心嵌入式结构的偏向表明，受试者从训练trial中诱导出的是层次结构或递归结构的序列而不仅仅是对位置顺序的提取。相反，尽管猴子的中心嵌入式反应高于随机水平，但是中心嵌入式反应并不显著大于顺序反应(P = .66)，这表明猴子使用的第一个策略是非递归的序数策略 ？？？ 这表明只暴露于两个中心嵌入式列表并不能导致猴子自动将递归策略转移到新刺激中。
3.2 额外暴露的猴子的中心嵌入序列结构的产出 ¶
为了探究实验一中猴子失败是由于人类和猴子之间能力的差异还是每一组推断这些复杂的中心嵌入结构所需的证据量的差异。对猴子进行另外的中心嵌入式结构的暴露，并测试在新列表中的转移能力。如果的确是能力的差异，则猴子再多暴露也不会转移到新的列表中。训练列表和测试列表遵循实验1中同样的规则。数据如下图3，表明猴子更倾向于以中心嵌入的方式排列新列表，表明猴子不是纯粹使用顺序策略。
3.3 猴子对新刺激的泛化能力 ¶
虽然上一个实验结果表明了3个猴子中的2个不是存粹使用关联链的方式排列新的列表，但是不能排除它们可能使用关联链与关联排序联合策略来保持列表以左括号开始以右括号结束。为了检验这种可能性，研究使用受试从未见过的括号图案的新刺激，在这个任务下受试不能使用联想链策略，因为他们之前从未见过这些新刺激。在新列表前5次的trail中，不管受试的反应如何都给予积极的反馈，之后只对猴子的中心嵌入式反应进行奖励(e.g., “{ < > }” or “< { } >”)。结果如下图4，总体上来说，猴子作出中心嵌入反应比交叉反应更多。这种效应很大程度上是由一只猴子驱动的，它在泛化试验中明显高于随机水平。这只猴子的存在证明，至少在猴子的能力范围内，可以部署递归的分层排序策略，并将其推广到它从未见过的刺激。
3.4 记忆对递归加工的限制 ¶
给美国儿童受试组做了正向数字跨度记忆任务，结果发现，与交叉反应相比，工作记忆与中心嵌入反应的比例之间存在很强的相关性，例如，在工作记忆任务中表现更好的儿童更有可能产生中心嵌入序列。
4. 讨论 ¶
齐曼“成人”的表现表明，表征和生成递归序列不需要正规的教育。并且3.5岁的儿童就掌握了表征抽象规则同时产生新的递归序列的能力。这些数据支持了一种理论，即人类倾向于从顺序数据推断层次结构，也被称为“树性倾向”。尽管研究结果表明猴子可以生成递归序列，但这种能力在种群水平上的广泛程度仍然未知。这种表征中心嵌入序列的能力是否可以推广到具有多个中心嵌入的更大序列，并可能在语言中实现理论上无限的组合能力，这仍然是一个悬而未决的问题。