注意实验范式(7)

2019-04-01 21:33

注:每种情况下,任务B的作业水平都被描绘成任务A的作业水平的函数。每个数据点上都用标签标明注意在任务之间的相对分配情况,其中第一个数字表示投入任务A的注意百分率而第二个数字表示投入

任务B的注意百分率(如“10/90”表示10%的注意投入A而90%的注意投入B)。

(采自Norman & Bobrow,1978)

双任务范式通过使任务相互竞争来揭示注意的特性,但这种情况非常复杂,以至于确切地揭示两个任务为何相互干扰很困难。比如在控制被试确实依照实验指导语的要求来分配对两个任务的注意,就是很困难的事情。鉴于此,近来的研究者发展出比较简单的双任务实验,包括心理不应期(psychological refractory period)范式和瞬间注意缺失(attentional blink)范式等,来研究被试同时或相继从事认知加工过程的能力。

五、电生理学研究方法

注意的电生理学研究方法主要有脑电图技术和事件相关电位技术。由于脑电图技术只是在完全清醒条件下对人的注意进行生理分析,而未真正涉及注意的本质,所以现在注意的电生理研究更多使用事件相关电位技术。

在时间上与事件相联系的电位称为事件相关电位。事件相关电位发生变化的大脑部位、电位随时间变化的方式以及刺激呈现后的电位变化方向和潜伏期等特征都可能与特定的注意状态密切相关,通过事件相关电位成分的分析可以对注意的某些特点作出推论,因而事件相关电位对注意的研究具有重要意义。事件相关电位是注意的电生理学研究的主要手段。

前面已经提到,电位随时间变化的方式以及刺激呈现后的电位变化方向和潜伏期等特征与特定的注意状态密切相关。因此,我们通常要把事件相关电位中的许多成分分离出来,并以峰值方向和潜伏期加以命名,这些成分往往与某种特定的注意状态相联系,因此可以把它们作为对应的注意状态的指标。所以,事件相关电位研究的最基本方法就是根据某个事件相关电位成分的特征来推断某种注意状态的特征或作用。那么实验中最基本的自变量就是注意的状态(比如说注意指向一个刺激而忽略另一个刺激),而最基本的因变量就是不同注意状态下的事件相关电位记录,实验者分析这些事件相关电位中与特定的注意状态相联系的成分。例如,事件相关电位的N100成分(N表示负电位,100表示潜伏期是100毫秒)常被看做对刺激进行感觉分析的指标。P200和P300(P表示正电位)成分则表明个体开始注意到刺激。研究表明当个体注意分散时,这两个成分通常比较大(Lorig,1989)。又如,N400往往产生于个体注意到某些奇怪的事件时。许

多实验表明,当被试听到句子的结尾方式不符合语义预期时,产生的N400电位会变大。例如库塔什及其同事(Kutas,et al.,1984)发现,句子“The pizza was too hot to cry”所诱发的N400,大于句子“The pizza was too hot to eat”所诱发的N400。更近的研究还表明,句法上的异常,也能引发较大的N400成分(如Osterhout & Holcomb,1992)。

下面将介绍事件相关电位技术在注意研究各个领域内的应用。

1.注意分散任务的研究

注意分散任务是一种使各种刺激竞争注意资源,从而使注意发生分散的任务。威尔金森和李(Wilkinson & Lee,1972)设计了一个注意分散任务,并观察事件相关电位如何随着实验任务对被试信息加工要求的变化而变化。在研究中,他们让被试听以2/3秒的间隔发出的简短声音,声音的音高可能是低、中、高三个水平中的任何一种,要求被试追踪其中一种声音(如最高的一个)并默默计数该声音的出现次数,而不去理会另两种声音出现与否。在被试进行这一追踪任务时,记录由这些声音诱发的事件相关电位。威尔金森和李发现,追踪声音(计数)和非追踪声音(不计数)所导致的早期事件相关电位之间存在差异。尤其是追踪声音所诱发事件相关电位的P200成分振幅,远大于非追踪声音所诱发事件相关电位的P200成分的振幅。与其他的研究结果一样(Naatanen,1982),他们的研究表明,对目标刺激的注意,提高了事件相关电位在P200到P300的振幅。这意味着大振幅事件相关电位的P200成分与注意分散任务有关。

2.不随意注意的研究

朝向反应是不随意注意的生理基础,是指由新异的强刺激引起机体的一种反射活动,表现为机体现行活动突然中止,头面部甚至整个机体转向新异刺激的方向。一些研究者通过对事件相关电位的研究发现,一个常出现在大脑额区或额中央区的事件相关电位成分──不匹配负波(mismatch negativity,简称MMN)──与朝向反应密切相关。不匹配负波对各种性质和意义的刺激都给出相似的反应,它只负责反映刺激的模式变化。不论是声、光或电刺激,只要这种模式在重复应用时发生一定的变化就能有效地引起不匹配负波。当在不匹配负波之后伴随一个正波或负正双相复合波(N2b-P3a)时,就会出现朝向反射;如果刺激模式变化引起的不匹配负波之后不伴有负正双相复合波或一个正波,就不会出现朝向反射。这个实验结果为进一步解释朝向反应的生理机制提供了支持。

3.有关早期选择理论的研究

电生理学测量对于寻找选择位点是很方便的,因为它提供了对刺激和反应之间加工过程的连续测量,研究者可以准确判断受注意和不受注意的刺激所对应的事件相关电位在什么阶段开始产生差异。例如,在图6-21所示的实验中,在把注视点保持在中央“十”字的同时,被试在有的试验中注意左边的视觉区而在另一些试验中注意右边的视觉区。要求被试对出现在受注意区域的目标刺激作出反应,实验者记录被试的事件相关电位。结果发现受注意位置出现的目标的事件相关电位反应,比未受注意区域出现的目标的事件相关电位高,在很多研究中这一差异在刺激呈现后的100毫秒内开始表现出来(Mangun,1995)。由于这一时间只对应于感觉加工的中间阶段,所以事件相关电位实验的这一发现为早期选择理论提供了有效的支持。

图6-21事件相关电位对早期选择的支持

注:典型的事件相关电位范式和注意感觉加工过程的影响的研究结果。

(采自Steven & Shaun,2002)

在事件相关电位的研究中,还要注意一个问题,那就是不同大脑部位的事件相关电位是不同的。由于注意的状态(一般常用的自变量)和脑部位之间可能有交互作用存在,因此,在有些实验中,大脑部位(事件相关电位的记录位置)也是自变量之一。比如,在前面提到的威尔金森和李(1972)的研究中,研究者就经常关注在大脑的什么部位事件相关电位的振幅发生了变化。他们感兴趣的是,不同自变量在不同的记录位置是否有不同的效应。也就是说,他们的兴趣在于发现操作性自变量(如追踪和非追踪声音)与记录位置之间的交互作用。例如,洛里希等(Lorig,et al.,1991)就发现,在头部中轴位置的电极所记录的事件相关电位中,追踪声音所诱发的P200振幅的变化趋于最大。

注意的电生理学研究内容是非常丰富的,以上我们只是介绍了它的最基本研究方法。对于注意的电生理学研究的更详细的内容请读者参阅相关的专门论著。

上述几种注意研究方法,分别侧重于注意的不同侧面。例如,搜索范式关注的是注意的集中指向性,双任务范式关注的是注意的分配性,而电生理研究技术则关注注意的生理基础。在实际的研究中,这些方法的综合运用将为研究者全面把握注意的本质和特征提供帮助。


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