注意控制定勢和線索類型在注意捕獲中的作用*

劉 麗 白學軍

(1天津師范大學心理與行為研究院, 天津 300074) (2天津商業大學法學院心理系, 天津 300134)

1 引言

想象你在雷雨天的擁擠公路上開車。在這種場景下, 注意會幫助你選擇與目標(開車)有關的信息,如前方的車輛, 交通信號燈等。然而, 在目標定勢模式下, 你的注意仍然能夠被無關事件吸引, 如路上的行人或視野中的一道閃電。雖然它們和當前目標無關, 但是仍然能夠吸引你的注意。這種現象叫做注意捕獲(attentional capture), 其機制長期以來一直存在爭議。

刺激驅動的注意捕獲觀點認為無意注意的分配僅僅由局部的特征對比所決定。一個顯示中最具物理突顯性(saliency)的刺激能夠自動、無意識的捕獲注意, 而不依賴自上而下的任務目標(Theeuwes,1992, 1994)。刺激驅動觀點的證據來自無關奇異項范式, 在這種范式下, 被試在多個刺激中搜索一個突顯的目標刺激(如多個綠色方形中的一個綠色圓)。一半試次中, 無關突顯分心物(如一個紅色方形)和目標同時出現, 被認為是和目標競爭注意。當分心物比目標更加突顯時, 它的出現使被試識別目標的反應時增加(Theeuwes, 1992, 1994)。這反映了注意被突顯的無關奇異項捕獲, 需要時間從分心物的位置轉移到目標位置。而當分心物沒有目標突顯時, 分心物的出現不能顯著的影響任務成績(Theeuwes, 1992)。

相倚捕獲(contingent capture)假說認為注意分配系統能夠被靈活的設置到只對具有任務相關特征的刺激進行反應。突顯刺激捕獲注意的程度由刺激和目標相關的注意控制定勢之間的匹配性決定,注意控制定勢指的是對目標特征的注意偏向, 能夠使注意調整指向到目標相關的屬性和特征上(Folk,Remington, & Johnston,1992)。注意捕獲依賴觀察者的目標, 物理突顯但和目標無關的刺激被簡單的過濾掉, 不能無意識的被注意選擇(Folk & Remington,1998; Folk et al., 1992)。相倚注意捕獲理論的證據來自空間前線索范式, 在這種范式下, 被試對目標刺激完成一個快速的識別判斷, 在目標呈現前150 ms出現一個空間的非預測性線索。線索不提供關于接下來目標位置的信息。目標出現在線索位置和目標出現在非線索位置時相比, 被試的反應時較快(也叫線索效應), 這反映了在目標呈現時, 注意仍停留在線索位置。與相倚注意捕獲假說一致, 和目標具有相同特征(匹配)的線索能夠選擇性的產生線索效應(Folk et al., 1992; Folk & Remington, 1998)。例如, Folk等(1992)發現當搜索的目標是突現刺激時,只有突現線索能夠產生線索效應, 而顏色線索不能。后來研究表明甚至只有當線索的顏色和要搜索的目標顏色匹配時才能捕獲注意(Anderson & Folk,2010)。如果被試搜索紅色目標, 只有紅色而不是綠色線索才能夠捕獲注意(Ansorge, Kiss, Worschech,& Eimer, 2011; Worschech & Ansorge, 2012)。

Bacon和Egeth (1994)提出搜索模式觀點去解釋Theeuwes (1992, 1994)無關奇異項范式下的實驗結果。他們認為存在兩種不同的搜索模式。在奇異項檢測模式(singleton detection mode)下, 觀察者識別和背景不同的因素。如果目標和其它項目相比是獨特的(即, 一個奇異項), 將采用這種模式。這時,無關奇異項會產生捕獲效應。他們認為雖然在Theeuwes (1992, 1994)的研究中, 被試知道目標的確切特征, 不過他們仍然使用奇異項檢測模式, 所以會受到無關奇異項的干擾。但是, 如果目標不是奇異項, 被試將采用特征搜索模式(feature search mode)。這時, 只有和目標特征相匹配的刺激才能無意識的捕獲注意。當他們讓被試搜索一個不是奇異項的特定形狀時, 沒有發現顏色奇異項的注意捕獲效應。無關奇異項的捕獲效應可以由以前形成的不同搜索模式經驗預測(Leber & Egeth, 2006), 同時伴隨著前額葉腦活動的變化, 這種變化反應了自上而下控制定勢的參與(Leber, 2010)。這些研究支持相倚注意捕獲理論：自上而下的定勢能夠調節刺激驅動的注意捕獲。

但是, Theeuwes (2004)提出注意窗口理論來替代Bacon和Egeth (1994)的搜索模式觀點。他認為自上而下對視覺選擇的控制可以通過內源性的改變空間注意窗口來實現。在簡單的搜索任務中, 觀察者采用寬泛的注意窗口(diffuse attentional window),形成平行搜索。越困難的搜索任務中, 觀察者將傾向于采用狹窄的注意窗口(focused attentional window),形成系列搜索。注意最初無意識的指向窗口中最突顯的項目, 只有在這個窗口中的分心物才能干擾目標搜索, 因此平行搜索中注意能夠被無關分心物捕獲, 而在系列搜索中注意則不能被捕獲。后來研究(Belopolsky & Theeuwes, 2010; Hernández, Costa, &Humphreys, 2010)表明, 即使在特征搜索模式下,如果被試采用寬泛的注意窗口, 無關奇異項也能捕獲注意。因此不是搜索模式而是注意窗口決定了無關分心物是否能夠捕獲注意。

Belopolsky, Schreij和Theeuwes (2010)使用了與Folk等(1992)研究相似的空間線索范式, 但是通過go/no-go來設計實驗任務, 要求被試對一種特征目標進行反應, 而對另一種特征目標進行抑制。結果發現, 和go目標特征匹配的線索產生了很強的線索效應, 表明注意被捕獲了。更重要的是, 他們發現和no-go特征匹配的線索產生了很大的抑制效應(也叫負線索效應), 有效位置的反應時反而比無效位置長。他們認為和no-go特征匹配線索的抑制效應反映了注意從不匹配線索位置更快的轉移, 當轉移足夠快時, 在目標顯示出現之前有時間去發起對先前注意過的位置的抑制。Theeuwes (2010)也認為Belopolsky等(2010)報告的負線索效應是一種類似于返回抑制(IOR)的基于空間的抑制, 線索效應的量和方向反映了注意系統從突顯性驅動的捕獲恢復的速度, 當恢復的慢時, 能夠發現無關線索的捕獲效應, 而當恢復的足夠快時, 能夠發現無關線索的抑制效應。這種觀點叫做注意轉移假說(attentional disengagement account)。劉麗、李運、李力紅和白學軍(2014)采用前線索范式, 并通過在每個試次前對目標顏色進行提示使被試保持足夠強的注意控制定勢, 結果也發現了不匹配線索的抑制效應。他們認為不匹配線索所產生的抑制效應與搜索任務所涉及的注意控制定勢強度有關, 當搜索任務需要特別強的注意控制定勢參與時, 就會發現抑制效應。而且, 這種抑制效應反映了注意從線索位置進行了轉移, 繼而對其位置進行了抑制, 注意的捕獲和抑制不是獨立的, 而是運用了同一種加工過程, 從而支持注意轉移假說。

劉麗等(2014)的研究中, 雖然提出了注意控制定勢強度影響不匹配線索的注意捕獲效應, 但是他們并沒有通過系統設置不同注意控制定勢強度的搜索任務, 去直接考察注意控制定勢對不匹配線索所產生的注意捕獲效應的影響。所以, 本研究的第一個目的就是通過任務設置直接操縱注意控制定勢的強度, 來系統考察注意控制定勢強度在注意捕獲中的作用, 進而揭示注意捕獲的機制。注意控制定勢強度指的是注意系統對目標相關的刺激和特征的注意偏向程度, 如果注意對目標相關的特征或屬性可以不進行偏向, 這時的注意控制定勢較弱;如果注意必須對目標相關的特征或屬性進行偏向,這時的注意控制定勢較強; 如果注意要對多個目標特征或屬性進行偏向, 這時的注意控制定勢更強。在實驗1中, 我們所設置的搜索任務為奇異項任務或突現任務, 目標本身具有突顯性, 被試不需要記住關于目標的特征, 也能進行正確反應, 所以注意對目標相關特征的偏向程度低, 所涉及的注意控制定勢較弱; 在實驗2中, 我們所設置的搜索任務為特征任務, 目標不是奇異項, 所以被試必須記住要搜索的目標顏色特征, 才能有效完成任務。在這種情況下, 被試對目標的注意偏向程度比實驗1要強;在實驗3中, 我們所設置的搜索任務與實驗2相同,但是同時要求被試只對go目標相關特征進行反應,而對no-go特征進行抑制, 這時被試需要對兩個特征都進行注意偏向, 然后決定隨后的反應, 因此所涉及的注意控制定勢比實驗2更強。我們預測不同強度的注意控制定勢會影響不匹配線索的注意捕獲效應, 在涉及注意控制定勢較弱的任務中(實驗1), 注意從不匹配線索的轉移越慢, 越容易發現不匹配線索的注意捕獲效應, 而在涉及注意控制定勢越強的搜索任務中(實驗3), 注意從不匹配線索的轉移越快, 越容易發現不匹配線索的抑制效應, 進而支持注意轉移假說。

但是, Anderson和Folk (2012)認為即使不匹配線索產生了抑制效應, 這種抑制效應也不是基于位置的。注意控制定勢影響最初的注意定向, 而不是影響定向后的轉移速度。根據這種觀點, 注意捕獲效應反映注意已經被捕獲了, 而不是慢的轉移。注意抑制效應不是反映了類似返回抑制的一種形式,而是反映了和注意捕獲分離的一種抑制形式, 這種抑制是自上而下的基于特征的抑制, 獨立于注意是否被捕獲和是否從線索位置轉移(Matsuda &Iwasaki, 2012)。這種觀點叫做抑制獨立捕獲假說。

為了進一步檢驗注意轉移假說和抑制獨立捕獲假說, 在實驗3中, 我們同時操縱線索-目標呈現的時間間隔(cue-to-target stimulus onset asynchrony,SOA)。根據注意轉移假說的觀點, 觀察到的無關線索的注意捕獲效應是因為目標呈現時, 注意還停留在線索位置, 那么我們將預測, 相對于短的SOA條件, 在長的SOA條件下, 不匹配線索的捕獲效應會減少, 而抑制效應會增加。而抑制獨立捕獲假說則預測不匹配線索的捕獲效應不會隨著SOA的變化而發生變化。

另外, 注意捕獲研究文獻中使用較多的無關刺激有兩種：顏色奇異項線索(如在綠色轎車中的一輛紅色轎車)和突現線索(如視野中的一道閃電)。研究表明(如Jonides & Yantis, 1988; Schreij, Theeuwes,& Olivers, 2010)單一的突現線索在注意捕獲中的地位特殊, 它能自動的捕獲注意而不依賴自上而下的注意定勢。Gaspelin, Ruthruff, Lien和Jung (2012)的研究表明突現線索能夠不依賴注意窗口而自動捕獲注意。Liao和Yeh (2013)提出一個混合模型：顏色奇異項線索和突現線索的注意捕獲機制是不同的, 突現線索不依賴于自上而下的定勢捕獲注意,是刺激驅動的, 而顏色奇異項線索只有和目標匹配時才能捕獲注意, 符合相倚捕獲理論。

但是, White, Lunau和Carrasco (2014)的研究表明突現線索與顏色奇異項線索都能自動的捕獲注意, 突現線索能更大范圍的引起注意捕獲, 目標出現在線索位置和線索鄰近的位置時, 反應時都有縮短, 而顏色奇異項線索只有當目標呈現在線索位置時才能使反應時縮短。采用相同的注意控制定勢任務, Lien, Ruthruff和Johnston (2010)發現不匹配突現線索能夠捕獲注意(實驗1)和不能捕獲注意(實驗2和3), 而劉麗等(2014)采用顏色奇異項線索, 卻發現了顯著的抑制效應。劉麗等(2014)認為在建立相同強度注意控制定勢的條件下, 單一突現線索與顏色奇異項線索相比, 傾向于更能捕獲注意, 并且更難從其位置轉移。兩種線索的注意捕獲機制是相同的, 都能在最初無意識的捕獲注意, 捕獲結果的不同表明了注意從兩種線索的轉移速度不同。

所以, 本研究的第二個目的是在相同強度的注意控制定勢任務中, 考察突現線索和顏色奇異項線索的注意捕獲模式是否相同, 從而揭示兩種類型線索是否有相同的注意捕獲機制。

2 實驗1

2.1 方法

2.1.1 被試

24名本科生參加實驗(男生8名, 女生16名,平均年齡為19.96 ± 0.91歲, 年齡跨度為19～22歲)。所有被試的視力或矯正視力正常, 無色盲。被試參加實驗可獲得10元人民幣。

2.1.2 實驗儀器與材料

實驗刺激呈現在17寸臺式計算機上, 屏幕分辨率為1024×768, 屏幕背景為黑色。被試在微亮的實驗室里單獨參加測試, 眼睛距離屏幕55 cm。采用DMDX編程, 每個試次包括3張刺激屏：注視屏、線索屏和目標屏(見圖1)。注視屏中, 屏幕中心呈現注視點“+”(0.63°×0.63°)和周圍(上, 下, 左, 右)4個方框(1.87°×1.87°), 框粗0.07°, 每個方框中心距離中心注視點5.06°, 注視點和方框均為亮灰色(RGB,85, 85, 85); 線索屏分為兩種, 顏色奇異項線索屏中, 每個方框四周都出現圓點(直徑為0.42°×0.42°),但是只有一個方框四周的圓點為紅色(RGB, 255, 0,0), 其它方框四周圓點為白色。突現線索屏中, 只有一個方框四周出現白色圓點。圓點中心距離方框中心1.14°; 目標屏也分為兩種, 顏色奇異項目標屏中, 4個方框中央對角分別出現兩個大寫字母“X”和“T”。只有一個字母是紅色的, 為目標, 其它三個字母為白色。突現目標屏中, 只有一個方框中出現白色字母, 為目標。目標字母為“X”或“T”。字母為0.94°×0.94°。

2.1.3 實驗設計與程序

實驗采用2(線索類型：顏色奇異項線索和突現線索)×2(目標類型：顏色奇異項目標和突現目標)×2(線索有效性：有效和無效)被試內設計。其中目標類型為組間設計, 一半被試先完成顏色奇異項搜索任務, 再完成突現搜索任務, 而另一半被試相反。當目標為顏色奇異項時, 顏色奇異項線索為匹配(相關)線索, 而突現線索為不匹配(無關)線索,當目標為突現刺激時, 恰恰相反。每種任務條件下,兩種類型線索出現的次數相等, 每類線索呈現在4個位置的次數相等, 線索不能預測目標位置(25%有效, 75%無效)。目標字母和分心字母出現在每個位置的次數相等。

實驗流程如圖1所示, 首先呈現1000 ms的注視點; 然后呈現50 ms的線索; 再呈現100 ms的注視點; 隨后呈現50 ms的目標; 最后呈現注視點,如果被試在3000 ms內反應, 按鍵后進入下一個試次, 如果超過3000 ms未按鍵, 則自動進入下一個試次, 該次數據作為錯誤反應。要求被試把左手、右手的食指分別放到“Z”鍵和“/”鍵上。其中一半被試左手對“X”進行反應, 右手對“T”進行反應, 而另一半被試相反。每個鍵都貼上相應的字母標簽, 要求被試在正確的前提下盡可能快的進行反應。要求被試在實驗過程中將視線放在注視點上, 這樣會有助于任務的完成。也告知被試線索位置和目標位置的關系, 鼓勵被試盡可能忽視線索。

圖1 實驗流程示意圖

實驗共有512個試次, 顏色奇異項搜索和突現搜索任務下分別有256個試次。每種搜索任務下分別有32次練習, 在練習階段, 被試反應錯誤會給予視覺反饋。在正式測驗階段不再給予反饋。每種搜索任務下的正式測驗有224個試次, 分為2組。被試在組間可進行短暫休息, 實驗約為35 min。

采用SPSS 20.0進行數據統計分析。

2.2 結果

所有被試的正確率均高于85%。刪除正負3個標準差以外的極端數據, 數據刪除量為總數據的0.74 %。對正確反應時和錯誤率進行分析(表1)。

表1 實驗1各種條件下錯誤率(%)的平均數(標準差) (N=24)

圖2 實驗1兩種類型目標下線索類型與線索有效性的交互作用

2.3 討論

實驗1的目的是考察在建立較弱的注意控制定勢時, 不同類型線索的注意捕獲情況。實驗1發現當搜索顏色奇異項目標時, 匹配的顏色奇異項線索和不匹配的突現線索都捕獲了注意。而當搜索突現目標時, 只有突現線索才能捕獲注意, 而顏色奇異項線索沒有捕獲注意。這個結果與相倚注意捕獲理論(Folk et al., 1992; Folk & Remington, 1998)的結果不一致, 也不支持奇異項檢測模式的存在(Bacon& Egeth, 1994)。根據相倚注意捕獲理論, 如果被試采用一般的(general)奇異項檢測模式, 當搜索顏色奇異項時, 應預測突現線索和顏色奇異項線索都能捕獲注意, 兩者的捕獲效應量應該無差異。但是,實驗1的結果表明顏色奇異項線索的捕獲效應(55 ms)要大于突現線索的捕獲效應(25 ms), 兩者之間的差異顯著。如果被試采用特征搜素模式, 相倚捕獲理論將預測只有當線索與目標特征匹配時才能捕獲注意, 不匹配線索不能捕獲注意。但實驗1結果只能部分支持這種觀點。實驗1結果表明當搜索突現目標時, 突現線索能夠捕獲注意, 而顏色奇異項線索不能捕獲注意, 這個結果與相倚注意捕獲理論一致; 但是當搜索顏色奇異項目標時, 不匹配的突現線索也能捕獲注意而不依賴目標定勢, 符合刺激驅動的觀點。這樣說, 實驗1的總體結果符合Liao和Yeh (2013)的混合模型。

但是, 我們認為用注意轉移假說(Belopolsky et al.,2010; Theeuwes, 2010)也可以解釋實驗1結果：突現線索和顏色奇異項線索最初都自動的捕獲了注意, 都是刺激驅動的; 但是注意從兩種線索上轉移的速度不同。不匹配的突現線索條件下, 注意從有效位置的轉移較慢, 所以當目標出現時, 注意還停留在線索位置, 導致產生了注意捕獲效應; 而在不匹配的顏色奇異項線索條件下, 注意轉移較快, 當目標出現時, 注意已經從線索位置轉移并恢復, 導致無捕獲效應。所以, 不同的捕獲結果只是體現了不同的轉移速度, 對顏色奇異項線索的轉移速度更快。

實驗1結果用混合模型和注意轉移假說都能夠解釋。在實驗2中, 我們通過采用特征搜索任務設置比實驗1更強的注意控制定勢。被試搜索白色或紅色特征的目標字母, 而不是奇異項, 因為其它三個分心字母一個為綠色, 另外兩個為藍色, 被試必須記住目標的具體顏色, 才能進行正確反應。所以,實驗2需要被試必須建立更強的注意控制定勢才能完成任務。本研究考察在這種注意控制定勢下顏色奇異項線索和突現線索的注意捕獲模式。混合模型預測當突現線索與目標不匹配時仍然能夠出現捕獲效應; 而注意轉移假說預測隨著注意控制定勢的增強, 注意從兩種不匹配線索的轉移都將會變快,所以將產生更小的捕獲效應或者出現抑制效應。我們也考察顏色奇異項線索和突現線索的捕獲模式是否會出現差異。

3 實驗2

3.1 方法

3.1.1 被試

未參加過實驗1的24名本科生參加實驗2(男生7名, 女生17名, 平均年齡為20.33±0.87歲, 年齡跨度為19～22歲)。所有被試的視力或矯正視力正常, 無色盲。被試參加實驗可獲得10元人民幣。

3.1.2 實驗儀器與材料

實驗儀器和材料同實驗1, 除了在搜索任務上有所不同。實驗2的目標屏是4個方框中都出現大寫字母, 其中一個為目標字母(白色或紅色), 另外的一個字母為綠色(RGB, 0, 255, 0), 其它兩個字母為藍色(RGB, 0, 0, 255)。

3.1.3 實驗設計與程序

實驗采用2(線索類型：顏色奇異項線索和突現線索)×2(目標類型：與顏色奇異項線索相匹配目標和與突現線索相匹配目標)×2(線索有效性：有效和無效)被試內設計。其中目標類型為組間設計, 一半被試先完成與顏色奇異項線索相匹配的紅色特征搜索任務, 再完成與突現線索相匹配的白色特征搜索任務, 而另一半被試相反。當搜索目標為紅色字母時, 顏色(紅色)奇異項線索為匹配線索, 而突現線索為不匹配線索; 當搜索目標為白色字母時, 突現(白色)線索為匹配線索, 而顏色奇異項線索為不匹配線索。其它方面與實驗1相同。

實驗共有512個試次, 紅色特征搜索任務和白色特征搜索任務下分別有256個試次, 每種搜索任務有練習32次, 在練習階段, 被試反應錯誤后給予視覺反饋。在正式實驗階段不再給予反饋。每種搜索任務下的正式實驗有224試次, 分為2組。被試在組間可進行短暫休息, 實驗大約為40 min。

采用SPSS 20.0進行數據統計分析。

3.2 結果

刪除錯誤率低于85%的被試2名, 得到有效被試22名。刪除正負3個標準差以外的極端數據, 數據刪除量為總數據的0.83 %。對正確反應時和錯誤率進行分析(表2)。

表2 實驗2各種實驗條件下錯誤率(%)的平均數(標準差) (N=22)

圖3 實驗2兩種類型目標下線索類型與線索有效性的交互作用

3.3 討論

實驗2結果表明, 當搜索與顏色奇異項線索相匹配的紅色目標時, 匹配的顏色奇異項線索產生了捕獲效應, 而突現線索沒有產生捕獲效應; 當搜索與突現線索相匹配的白色目標時, 匹配的突現線索產生了捕獲效應, 而顏色奇異項線索不僅沒有捕獲注意, 而且產生了抑制效應。實驗2結果不能用Liao和Yeh (2013)的混合模型解釋。因為, 如果突現線索的捕獲完全是自下而上的刺激驅動, 那么不管突現線索是否與目標匹配, 都能捕獲注意, 但是實驗2表明不匹配的突現線索沒有捕獲注意。實驗2結果表明, 當采用更強的注意控制定勢時, 注意從無關線索(顏色奇異項線索和突現線索)位置的轉移變快, 但是顏色奇異項線索相對于突現線索, 注意從線索位置的轉移更快。這進一步支持了注意轉移假說(Belopolsky et al., 2010; Theeuwes, 2010)。

雖然, 我們認為注意轉移假說能夠為實驗1和2的總體結果提供合理解釋, 但是并沒有提供直接證據表明空間的注意轉移確實發生了。為了進一步檢驗注意轉移假說, 在實驗3中, 我們操縱線索-目標呈現的時間間隔(SOA), 根據注意轉移假說的觀點,觀察到的注意捕獲效應是因為目標呈現時, 注意還停留在線索位置, 那么我們將預測, 相對于短的SOA條件, 長的SOA條件下, 不匹配線索的捕獲效應會減少, 而抑制效應會增加。

在實驗3中, 我們采用go/no-go范式來設置目標搜索任務, 為了簡化任務, 我們只搜索與顏色奇異項線索相匹配的紅色特征目標, 而當出現與突現線索相匹配的白色字母時, 被試需要抑制反應, 等待程序跳入下一個試次。也就是說, 顏色奇異項線索是go匹配線索, 而突現線索是no-go不匹配線索。因為被試要對兩種目標特征形成注意偏向, 因此涉及的注意控制定勢比實驗2強。我們考察no-go不匹配的突現線索能否出現抑制效應。以往研究表明, 在150 ms的SOA下, no-go顏色奇異項線索會出現抑制效應(Belopolsky et al., 2010; Anderson &Folk, 2012)。我們預測在實驗3中, 不匹配的no-go突現線索會產生抑制效應; 而且, 隨著SOA的增加,對突現線索的轉移會增加, 將導致更大的抑制效應。

4 實驗3

4.1 方法

4.1.1 被試

未參加過前面實驗的30名本科生參加實驗(男生12名, 女生18名, 平均年齡為20.43±1.19歲, 年齡跨度為19～23歲)。所有被試的視力或矯正視力正常, 無色盲。被試參加實驗可獲得10元人民幣。

4.1.2 實驗儀器和材料

實驗儀器和材料同實驗2。

4.1.3 實驗設計與程序

實驗采用2(線索類型：顏色奇異項線索和突現線索)×2(線索有效性：有效和無效)×2(SOA：150 ms和600 ms)被試內設計。實驗采用go/no-go范式, 要求被試搜索紅色特征目標, 但是目標屏中也會出現白色特征目標, 被試只對紅色特征目標進行按鍵反應(go-trial), 如果被試看到的是白色特征字母, 則不做反應(no-go trial), 等待3000 ms后計算機自動進入下一個試次, 如果在3000 ms內被試進行反應,則表示抑制失敗。紅色特征目標和白色特征目標出現的次數相等, 兩種時間間隔隨機呈現, 出現的次數相等, 其它方面同實驗2。

實驗共有512個試次, 其中go和no-go試次分別為256個, 隨機呈現。有64次練習, 在練習階段,被試反應錯誤后給予視覺反饋。在正式測驗階段不再給予反饋。正式實驗有448試次, 分為4組。被試在組間可進行短暫休息, 實驗大約為50 min。

采用SPSS 20.0進行數據統計分析。

4.2 結果

刪除go和no-go條件下正確率低于85%的被試4名, 得到有效被試26名。刪除正負3個標準差以外的極端數據, 數據刪除量為總數據的0.96%。對正確反應時和錯誤率進行分析(表3)。

表3 實驗3各種實驗條件下錯誤率(%)的平均數(標準差) (N=26)

圖4 實驗3兩種SOA下線索類型與線索有效性的交互作用

根據研究目的, 對不同線索類型在各種時間間隔下的線索有效性效應進行了分析, 發現, 對于go顏色奇異項線索來說, 在150 ms和600 ms條件下,有效位置反應時都快于無效位置,

t

(25)=–7.80,

p

<0.001,

d

=–0.84;

t

(25)=–4.23,

p

< 0.001,

d

=–0.45;但是兩種條件下的線索有效性效應量差異顯著,150 ms下的效應量(60 ms)要顯著大于600 ms下(33 ms),

t

(25)=2.85,

p

< 0.01,

d

=0.70。對于no-go突現線索來說, 在150m條件下, 有效位置反應時和無效位置反應時無差異,

t

(25)=1.22,

p

> 0.05; 但是在600 ms條件下, 有效位置的反應時慢于無效位置,

t

(25)=3.04,

p

< 0.01,

d

=0.26; 表明隨著時間延長,匹配線索的捕獲效應減少, 而不匹配線索出現了抑制效應。

4.3 討論

實驗3結果表明, 在150 ms時間間隔條件下,go線索能夠產生注意捕獲效應, 而no-go線索產生了抑制趨勢, 雖然這種抑制趨勢沒有達到顯著, 但是在600 ms時間間隔條件下, 我們發現了no-go突現線索的顯著抑制效應, 這個結果為注意轉移假說提供了直接的證據, 表明隨著時間間隔的增加, 被試確實能夠將注意從線索位置轉移, 繼而對其進行抑制。通過對匹配線索進行分析, 我們也發現, 隨著時間間隔的增加, 注意捕獲效應也逐漸減少, 這也支持注意捕獲轉移假說。

5 總討論

注意的無意定向受到自上而下控制定勢影響的程度一直存在爭議。根據相倚注意捕獲理論(Folk et al., 1992; Folk & Remington, 1998), 注意的最初定向受到自上而下的注意控制定勢制約, 和這些定勢不匹配的刺激將不能引發無意識的注意轉移。被試可以根據搜索任務的不同建立奇異項檢測模式或特征搜索模式, 在奇異項檢測模式下, 被試建立一個總的奇異項定勢, 任何的無關線索都能捕獲注意(因為都和總的定勢相匹配)。在特征搜索模式下,被試只對一個具體特征建立定勢, 只有和這個特征相匹配的線索才能捕獲注意(Bacon & Egeth,1994)。最近提出的抑制獨立捕獲觀點認為匹配線索的注意捕獲和不匹配線索的注意抑制是相互獨立的, 注意的捕獲是基于位置的, 而注意的抑制是基于特征的(Anderson & Folk, 2012)。相反, 根據突顯性驅動的注意轉移假說, 注意最初總是指向最突顯的刺激, 任何突顯刺激都能夠自動捕獲注意, 自上而下定勢的作用只是影響注意從無關刺激上轉移的速度, 當線索與定勢相匹配時, 注意的轉移速度很慢, 可以觀察到捕獲效應, 當線索與定勢不匹配時, 注意轉移的速度很快, 注意捕獲效應體現了注意從線索位置轉移的速度(Belopolsky et al., 2010;Theeuwes, 2010)。

本研究通過考察顏色奇異項線索和突現線索在不同注意控制定勢強度下的注意捕獲效應來揭示注意捕獲的機制。實驗1通過采用奇異項目標任務使被試建立較弱的注意控制定勢, 實驗2通過采用特征搜索模式建立較強的注意控制定勢, 實驗3通過采用go/no-go的特征搜索任務建立更強的注意控制定勢。實驗結果表明隨著注意控制定勢的增強, 對不匹配線索能夠產生抑制效應。當不匹配線索為顏色奇異項時, 在突現搜索任務中(實驗1),沒有發現捕獲效應, 在特征搜索任務中(實驗2)發現了抑制效應; 而不匹配線索為突現線索時, 在奇異項搜索任務中(實驗1), 發現了捕獲效應, 在特征搜索任務中(實驗2)沒有發現捕獲效應, 而在go/no-go特征搜索任務中(實驗3), 發現在150 ms的SOA下出現了抑制趨勢; 而在600 ms的SOA下,產生了抑制效應。本研究的結果支持注意轉移假說,注意控制定勢通過從與目標不匹配的線索位置轉移注意, 然后抑制對那個位置的加工而發揮作用。注意控制定勢不能阻止注意最初被無關線索捕獲,而是允許注意從一個已分配的位置快速轉移(實驗1和2)。而且, 這種轉移是基于位置的(實驗3)。當注意控制定勢較弱時(實驗1), 注意從不匹配線索轉移的速度很慢, 所以能夠觀察到捕獲效應; 而當注意控制定勢足夠強時(實驗2和3), 注意從不匹配線索轉移的速度很快, 能夠有時間在目標出現前從線索位置轉移, 并對其位置進行抑制, 所以能夠觀察到抑制效應。

本研究表明自上而下的注意控制定勢對注意捕獲的影響。但是, 這種影響與相倚捕獲理論所揭示的控制形式不同。相倚捕獲假說認為只有和自上而下控制定勢相匹配的線索才能捕獲注意, 而不匹配的線索被簡單過濾掉, 產生非空間的過濾代價(Folk, Leber, & Egeth, 2008)。這種過濾在有效位置和無效位置沒有差別, 所以觀察不到不匹配線索的捕獲效應。但簡單過濾說不能解釋實驗2和3發現的不匹配線索的抑制效應。本研究的結果也不支持奇異項檢測模式的存在, 在本研究實驗1中, 當搜索顏色奇異項目標時, 如果建立一個總的奇異項搜索定勢, 那么顏色奇異項線索與突現線索都和總的定勢匹配, 兩者應該產生同樣的捕獲效應。但是我們的結果表明雖然突現線索和顏色奇異項線索都能捕獲注意, 但是顏色奇異項線索的注意捕獲效應量要大于突現線索。我們之所以沒有發現被試采用奇異項檢測模式, 可能與我們所設置的任務有關。實驗1中顏色奇異項目標搜索任務和突現目標搜索任務不是在試次間隨機變化, 而是在一組試次中固定不變(可預測的)。這樣, 雖然任務本身是奇異項或者是突現目標, 但是被試還是會搜索具體的目標特征(紅色或白色字母), 而只有當目標在試次間隨機呈現時(不可預測時), 被試才會采用一個總體的奇異項檢測模式, 這時所有的線索都和注意定勢相匹配, 都能產生相同的注意捕獲效應(Folk & Anderson,2010)。但是, Irons, Folk和Remington (2012)的研究表明, 即使在目標是不可預測的情況下, 被試也不是建立一個總的奇異項檢測定勢, 而是同時建立了多個特征搜索定勢。

而且, 與抑制獨立捕獲的觀點(Anderson &Folk, 2012)不一致, 我們的研究表明不匹配線索的抑制效應與匹配線索的捕獲效應都反映了注意的捕獲, 不匹配線索能夠捕獲注意或者被抑制依賴不同注意控制強度下, 注意從不匹配線索位置轉移的速度, 在搜索任務涉及的注意控制定勢較弱時(實驗1), 注意從不匹配線索的轉移較慢, 所以出現捕獲效應, 而當搜索任務所涉及的注意控制定勢足夠強時(實驗3), 注意從不匹配線索的轉移較快, 并有時間發起對其位置的抑制, 因此兩者具有相同的機制。抑制和捕獲運用同一種加工機制的觀點也得到了研究的支持。Irons等(2012)的研究表明, 被試不是建立了一個抑制定勢, 而是建立了多個捕獲定勢, 除了把注意偏向具體的目標相關的特征, 與注意控制定勢不匹配的特征同時被抑制, 注意捕獲效應和注意抑制效應都可以作為注意捕獲的指標。劉麗等(2014)也發現對沖突的不匹配線索的抑制和對中性的不匹配線索的抑制效應沒有差別, 所以他們認為注意抑制并不是獨立于捕獲, 而是注意捕獲的附屬產品。

本研究表明不匹配線索的抑制效應確實是基于空間的, 是因為注意先轉移到線索位置, 隨后對其位置進行了抑制才會發生。在實驗3中, 我們通過操縱SOA來考察其對不匹配線索抑制效應的影響。我們發現在短的SOA條件下沒有出現抑制效應, 但是在長的SOA條件下出現了抑制效應。與我們的結果一致, Theeuwes和Godijn (2002)采用返回抑制范式, 發現無關奇異刺激所在的位置在長SOA條件下出現返回抑制效應, 在短的SOA條件下出現易化效應。而且, Theeuwes, van der Burg和Belopolsky (2008)的研究表明如果沒有中心注意,即使是最簡單的突顯性特征也不可能被發現, 為了確定不符合注意定勢的線索的位置, 需要在那個位置進行空間注意。所以我們認為注意抑制效應的出現是基于空間的, 無關突顯線索最初都能無意識的捕獲注意, 但是隨后注意會從其位置進行轉移, 在長的SOA條件下, 在轉移后還有時間發起對這個位置的抑制。Ansorge, Priess和Kerzel (2013)采用空間前線索范式的眼動研究發現顏色奇異項線索后出現了眼跳的返回抑制, 而且這種返回抑制在慢的反應時下要大于快的反應時下。而且, 當相關線索(需要記住線索的位置, 接下來要對線索位置出現的字母進行判別)的顏色和目標顏色匹配時(線索顏色與眼跳目標顏色一致), 發現在快的反應時下注意被線索捕獲, 而在慢的反應時下出現了對線索的返回抑制。這個眼動研究結果直接提供了注意轉移的證據。

一些研究已經報告了相似的無關分心物的位置的抑制。Kim和Cave (1999)發現, 在早期(顯示呈現物后60 ms), 注意指向突顯分心物所在的位置,而在150 ms后, 注意指向目標所在位置。使用Folk的前線索范式, Lamy及同事(Lamy & Egeth, 2003;Lamy, Leber, & Egeth, 2004)的研究一致表明無關顏色線索的位置甚至在先于目標60 ms呈現時就能夠被抑制。所以, 我們認為, 以前的很多研究和本研究的實驗1中沒有發現不匹配顏色奇異項線索的捕獲效應, 原因可能是150 ms的SOA中, 注意已經從線索位置轉移(并抑制), 如果縮短SOA, 就可能發現不匹配線索的注意捕獲效應。而SOA究竟縮短到多少才能發現捕獲效應, 或者增加到多長才能發現抑制效應, 與任務要求有關。辨別任務相對于探測任務來說, 發現抑制效應的SOA要長(Lupiá?ez,Milliken, Solano, Weaver, & Tipper, 2001)。這也可以解釋在我們的實驗3中, 采用困難的搜索任務, 在600 ms的SOA下才能發現不匹配線索的抑制效應。

我們的研究結果表明, 突現線索和顏色奇異項線索的注意捕獲機制是相同的, 但是在相同強度的注意控制定勢下, 突現線索相對于顏色奇異項線索,當作為不匹配線索時, 更難使被試對其位置進行轉移, 從而更不容易產生抑制效應。以往的很多研究都表明單一線索與顏色奇異項相比, 有更大的注意捕獲效應, 并且特別難忽視(Jonides & Yantis, 1988;Montagna, Pestilli, & Carrasco, 2009; Schreij, Owens,& Theeuwes, 2008)。顏色奇異項線索相對于突現線索不夠顯著或突出, 突現線索和顏色奇異項線索位置的判別正確率的相對提高可能反應了在視覺加工早期階段的感覺信號的增強, 也可能是知覺和神經活動在無關線索位置得到了增強, 而在側面位置得到了抑制, 這種側面抑制在突現和顏色奇異項線索上都有體現, 但是體現的程度不同(White et al., 2014)。

6 結論

(1)注意控制定勢的強度影響不匹配線索的注意捕獲效應, 隨著注意控制定勢強度的增加, 注意從不匹配線索位置轉移的更快, 繼而對其位置進行抑制。研究支持突顯性驅動的注意轉移假說, 注意控制定勢通過把注意從和目標不匹配的特征位置轉移發揮作用。

(2)顏色奇異項線索和突現線索的注意捕獲機制相同, 但是在相同的注意控制定勢強度下, 注意從不匹配突現線索位置的轉移更慢。

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