返回抑制對空間Stroop效應的影響

付 佳 張 明

摘要聯合空間cue-target范式和空間Stroop任務，考察了空間注意在解決空間Stroop效應中所起的作用。結果表明：(1)與空間Stroop刺激出現在非線索化位置相比，出現在線索化位置上時，被試對位置和空間維度不一致試驗的反應更快，且空間Stroop的量顯著減少；(2)返回抑制影響空間Stroop效應量的大小，返回抑制對非空間Stroop效應量的調節和對空間Stroop效應量的調節有所不同，無論一致條件，還是不一致條件下，對空間Stroop反應的反應速度要快于非空間Stroop。

關鍵詞空間注意，返回抑制，空間Stroop效應。

分類號B842.3

1引言

人類的視覺注意允許人們從大量的視覺輸入中選擇與當前行為相關的信息。而對無關刺激進行抑制。因此抑制是注意研究的一個重要部分。而對返回抑制(inhibition of return，IOR)的研究則是近年來注意研究的一個熱點問題。

經典的產生返回抑制的范式(也稱作cue-tar-get范式)為，外周非信息線索(uninformative pe-ripheral cue)出現在靶子(target)之前的空間兩個位置之一，在短暫的線索和靶子間隔后，對出現在線索化位置的靶子檢測的速度要快于對在非線索化的位置，這種易化被認為是對線索化位置的反射性的注意轉換，促進了隨后對靶子的加工。然而，這種模式在長的線索和靶子的時間間隔后發生了反轉，對出現在線索化位置靶子的檢測速度要比對非線索化位置的靶子的檢測慢，最早由Posner和Co-hen把這種反應時變慢的現象稱之為返回抑制現象。并用線索化位置與非線索化位置上刺激的反應時之差作為返回抑制大小的度量。

關于IOR的機制問題，長期以來一直存在爭論：Posner等最早提出的注意說認為，10R的實質在于注意在返回先前注意過的位置時會受到抑制，實際是把IOR看成注意的一種特性。Klein等提出的反應偏向說則指出，IOR反映了被試在反應上的偏向。被試對呈現于線索化位置的刺激的反應會受到抑制，該觀點認為10R是運動反應系統的一種屬性，與注意無關。而IOR抑制標簽機制(in-hibitory tagging，IT)，被用來解釋刺激和反應選擇加工的分離。Fuentes等人聯合IOR范式和語義啟動、nanker干擾效應、顏色Stroop效應時，發現了一個有趣的結果：這些效應在線索化位置發生了反轉。如：Vivas等人聯合10R范式和顏色stroop任務，結果發現，Stroop干擾量的大小根據stroop顏色詞是否出現在線索化位置還是非線索化位置而不同，當刺激出現在線索化位置時，Stroop效應減少或者消失。這是由于抑制標簽在短時間內影響了刺激一反應的編碼(stimulus-responsecode)，對刺激單詞詞義的反應要快于對刺激的顏色反應。由于暫時的分離了刺激的反應編碼，阻止了不一致單詞的詞義的反應和對顏色命名反應之間的競爭，從而減少了Stroop的干擾效應。

Chen等人在一項考察返回抑制和Stroop干擾沖突的研究中發現。當干擾出現在線索化位置的時候，只有左側的背外側前額葉皮層(left dotsaflateral prefrontal cortex)被激活。而Zhou利用fMRI考察空間IOR和非空間IOR的神經機制時發現，長SOA條件下(產生IOR條件)對比短SOA條件下(易化條件)，空間線索激活雙側前頂葉皮層，但是在顏色IOR中卻沒有發現。并且只在顏色IOR中發現了前額葉皮層的激活，這兩項研究可以說明空間IOR和非IOR有著不同的加工機制。那么，在cue-target范式中，注意對空間信息加工和非空間信息加工也有可能不同。此外，Giesbrecht的研究也表明。注意選擇對空間信息加工更多激活的是額頂葉網絡([fontal-parietal net-work)。因此，本研究推測，在空間范式中，返回抑制對空間刺激和非空間刺激的加工可能不同。

綜上所述，IOR是如何調節空間Stroop干擾效應的?在cue-tager范式中，IOR對空間Stroop干擾刺激的調節和對非空間Stroop刺激(例如：顏色命名)是否相同?本研究將聯合cue-target范式和空間Stroop干擾范式，來考察IOR對空間Stroop效應的影響。空間Stroop效應在線索化位置是否會發生減少?如果減少，是由于外源性線索引發的，還是由于返回抑制中的抑制標簽起作用?此外，本研究將利用實驗所得結果與在顏色Stroop中得到的結果進行比較，從而進一步了解注意的空間認知加工的機制。

2方法

2.1被試

隨機選取本科生16名參加實驗，男生6名，女生10名。年齡19～25歲，視力或矯正視力正常，所有的被試都是右利手。以前沒有參加過同類實驗。

2.2實驗材料

實驗程序在Lenovo啟天6200型微型計算機上運行，顯示器為15英寸Lenovo屏幕，分辨率為1024～768，刷新頻率為80Hz。實驗程序用心理學實驗專用開發軟件E-prime(vision 1.1 sp3)編制而成，在Windows XP操作系統上運行，要求被試分別將左、右手的食指置于電腦鍵盤上的“X”、“M”鍵上用于反應，被試眼睛離屏幕大約60cm，實驗在微暗的環境下個別進行，屏幕背景色為黑色。

實驗材料為3個0.21cm×0.23em，厚度為0.04cm的灰色方框，2個外周方框邊緣距離注視點0.25cm，代表了靶子刺激可能出現的空間位置，一個灰色方框位于屏幕中央；靶子刺激為0.11cm×0.13cm，水平視角為2.8°垂直視角為1.5°的白色箭頭，用于指向“左或者右”，呈現在外周的某一方框的中央；中央線索化刺激為直徑0.3cm，視角為0.5°的灰色小圓點；中央注視點為一個“+”號，呈現在中央的灰色方框中。

2.3實驗設計

采用2×2被試內實驗設計，自變量為空間一致性和線索有效性。空間一致性包含兩個水平，一致條件：箭頭所指方向和其所在空間位置相同；不一致條件：箭頭所指方向和其所在空間位置不同；而線索一靶子關系分為：有效線索化條件為靶子刺激出現在線索化位置上，無效線索化條件為靶子刺激出現在非線索化位置上。因變量為被試對靶子反應的反應時。

2.4實驗程序

實驗的流程為：(1)在每一次測試的開始在屏幕上同時呈現兩個外周方框和注視點500ms：(2)隨機選取某個外周方框(左或右)變成白色方塊(外周線索化，為了提示靶子可能出現在空間位置)50ms后又復原；(3)外周刺激消失200ms后，中央注視點開始變成灰色圓點200ms，即中央

線索化，它使得注意離開外周方框回到中央注視點；(4)隨后在某個隨機選定的外周方框中央呈現靶子刺激(指向左“←”或者指向右“→”的箭頭)。要求被試在看到靶子刺激后，既快又準確的對目標刺激作出反應。當箭頭方向指向左側時，被試用左手的食指按鍵盤上的“X”鍵，當箭頭方向指向右側時，被試用右手的食指按鍵盤上的“M”鍵，忽略箭頭刺激所在的空間位置。外周線索出現在注視點的左右的概率是相等的，對靶子出現的位置是沒有預測性的。在所有條件下，箭頭的指向(左或右)也是相等的概率。在實驗中，箭頭所在的空間位置是與任務無關的，被試不必注意這個信息。要求被試在看到目標刺激出現后盡可能快和準確的按鍵進行反應。在實驗的進行過程中，被試需要保持眼睛在中央注視點，不要上下左右動。如果被試的反應錯誤，將聽見一個白噪音作為反饋，如果被試在1000ms之內沒有進行反應，屏幕上的內容將消失，直接進入下一個測試。完成一次測試后間隔1000ms開始下一次測試。

每個被試接受2x2種處理水平的結合，每種條件有40次測試。在正式實驗前每個被試進行30次測試的練習后按任意鍵開始正式實驗，每組包括40次有效測試，組內所有測試混合隨機呈現。每組測試后休息1.5-3分鐘，整個實驗過程約30分鐘。將實驗結果中小于100ms或大于1000ms的反應時數據當作錯誤反應處理。在實驗中準確率小于70％的數據被剔除掉。

3結果與分析

刪除了反應時慢于1000ms(占0.5％)和快于100ms(占0.03％)的數據，以及反應錯誤的數據(占6.3％)。對平均反應時和反應正確率進行數據分析，結果見表1。

表1所顯示的是在不同實驗條件下反應時的平均數和錯誤百分率。方差分析結果表明，線索有效性主效應顯著，F(1,15)=31.18，MSe=467.82，p<0.001。說明出現在線索化位置的反應要慢于在非線索化位置的反應。出現了IOR效應；而空間一致性主效應也顯著，F(1,15)=73.23，MSe=875.79，p<0.01，說明被試對一致條件下的反應要快于不一致條件的反應：兩個因素之間的交互作用不顯著，F(1,15)=7.75，MSe=50.29，p>0.06。而對反應的正確率進行分析發現，只有靶子刺激的空間一致性主效應顯著，F(1,15)=26.25，MSe=17.92，p<0.01，當靶子刺激的箭頭方向和其所在的空間位置相同的時候，正確率為95％，而當靶子刺激的箭頭方向和其所在的空間位置不同時，正確率為91％。其他效應不顯著。

4討論

4.1IOR對空間Stroop的影響

本研究的第一個目的是考察IOR是否對空間Stroop的大小產生影響，第二個目的是將本研究結果與非空間Stroop的結果加以比較，來進一步討論注意的空間認知加工的機制。

由于Funes的研究沒有發現IOR對空間Stroop的調節，一個可能的原因就是在他們的實驗中沒有采用中央線索造成的。單線索化和雙線索化的主要不同在于。在線索化范式中。被試需要內源性的轉移注意到中央注視點，而雙線索化的條件下，被試是被中央線索反射性的吸引。因此，Funes雖然想分離外源性和內源性的注意定向，但是在單線索化范式中，被試仍然使用了內源性的注意資源。此外，從實驗中發現，IOR和空間Stroop干擾效應之間沒有交互作用。在這一點上，和Chen所做的IOR對非空間Stroop的影響不同，她的實驗結果不論在線索化位置還是在非線索化位置，都產生了顯著的空間Stroop干擾效應，但是在線索化位置上的空間Stroop干擾量顯著低于非線索化位置。

為什么Funes的實驗中在沒有中央線索條件下，線索化位置上的Stroop也發生了減少，Lupidfiez的雙加工理論認為線索刺激的出現激活了一個“客體檔案”(object file)，一個“一致化加工”過程負責將隨后出現的刺激同這個客體檔案進行比較，如果刺激同已有的客體檔案有這時間和空間上的匹配關系。則由線索和靶子之間的“整合加工”更新當前的客體檔案。即將當前刺激信息納入先前建立的客體檔案中。但如果沒有時間和空間上的匹配關系，就將重新建立一個新的客體檔案。那么，在這個辨別作業中，需要辨別靶子刺激的細節，這就需要累計足夠多的信息。這使得被試更偏向將靶子整合進有線索刺激建立的客體檔案中，從而使得有線索刺激激活的客體檔案更晚的關閉，因而，在Fuens的實驗中就沒有發現IOR。線索化位置上空間Stroop完全消除。是由于在同一個客體檔案中的線索和靶子的空間編碼在時間上是分別加工靶子刺激的兩個互相干擾的維度(靶子位置和方向)，而產生干擾的位置維度在時間上發生的更早(因為在外周線索化的時候，這個位置維度就已經出現了)。這兩個在時間上分離的知覺編碼將引起線索化位置上的空間一致性效應的減少，與任務不相關的位置維度將會隨著時間而衰退，而與任務相關的方向維度將被編碼。

本研究是個辨別任務，那么這個實驗結果會不會是由于任務難度導致的呢?如果按照Klein的任務難度的理論，越復雜的任務得到越多的注意資源。越簡單的任務得到越少的注意資源。在辨別任務中人們會分配更多的注意資源，從而使線索化刺激得到更多的加工，注意也更不容易從線索化位置回到中央注視點的位置，從而延遲了IOR出現。那么增加知覺或者反應水平上的任務難度將會導致持續的易化效應。從這個邏輯出發，可能空間Stroop任務的難度比顏色Stroop的難度更大，但是如果根據抑制標簽的解釋，在更高級的認知加工中，IOR或者說抑制標簽更應該起作用，而非易化。顯然Funes采用這個理論來解釋他們的實驗結果是不合理的。

4.2抑制標簽在解決干擾沖突中的作用

先前的研究表明。返回抑制和抑制標簽效應這兩種分離的抑制效應只在辨別任務中發現。而IOR用來阻止注意返回到先前注意過的位置，抑制標簽則調節出現在線索化位置上的刺激加工。在長SOA條件下，當刺激出現在線索化位置時，Stroop干擾效應消失；與刺激出現在非線索化位置相比，出現在線索化位置時，對刺激的反應更快。這個結果是由于抑制標簽在短時間內影響了刺激一反應的編碼，對刺激單詞詞義的反應要快于對刺激的顏色反應。由于暫時的分離了刺激的反應編碼，阻止了不一致單詞的詞義的反應和對顏色命名反應之間的競爭，減少了Stroop的干擾效應。為什么只在辨別任務中發現抑制標簽，一個原因可能是簡單反應和辨別反應兩者之間的反應地圖(response mapping)不同。此外，Fuentes的注意網絡中的抑制加工模型也認為注意定向(視覺定向任務)與沖突解決(Stroop任務)之間存在交互作用。當不一致刺激(如：出現在空間位置的左側。而箭頭方向卻指向右側)出現在非線索化位置上時，執行網絡需要解決任務相關維度(即箭頭靶子的方向)與任務無關維度(即箭頭靶子所在空間位置)之間的沖突，前額葉皮層與前扣帶回一起協調解決沖突與組織正確反應。正如實驗結果所發現的，此時，對靶子的反應時更長，出現Stroop干擾效應。當不一致刺激出現在線索化位置時，定向網絡已經做好準備，抑制這一位置，此時，頂葉皮層(可能包括線索化位置被抑制的位置的地圖)，通過與上丘腦的抑制聯結，使注意和眼睛都不會轉移到這一位置，對線索化位置的手動的和／或掃視反應延遲(出現IOR效應)。同時，頂葉可能將皮層下結構中的注意/眼動偏向轉化為對與反應選擇(執行網絡)有關的那些區域的信號。隨后，這些區域便抑制刺激的詞義，以干擾它對反應系統的連接，結果是對顏色反應的易化，Stroop干擾的減少，出現抑制標簽效應。而如果當刺激出現在不同的空間位置而且任務要求更復雜時，定向和執行網絡一起協調解決沖突和競爭。

5結論

(1)影響空間Stroop效應量的大小是IOR，而不是外源性線索。與空間Stroop刺激出現在非線索化位置相比，出現在線索化位置上時，被試對位置和空間維度不一致試驗的反應更快，空間Stroop的量顯著減少。(2)返回抑制對非空間Stroop調節和對空間Stroop的調節有所不同，無論一致條件，還是不一致條件下。對空間Stroop反應的反應速度要快于非空間Stroop。