認知控制在工作記憶表征引導注意中的作用：來自眼動的證據*

張 豹 胡岑樓 黃 賽

(廣州大學教育學院/心理與腦科學研究中心, 廣州 510006)

1 前言

注意是人腦從輸入的海量信息中選取相關信息, 同時忽略或抑制無關信息, 以優化有限容量的信息加工系統進行高效率認知加工的一種機制(Luck & Vecera, 2002; Vecera & Luck, 2002)。注意如何選擇信息以及哪些因素影響注意對信息的選擇一直是研究者們關注的熱點問題。根據經典的注意偏向競爭模型(Biased Competition Model, Desimone& Duncan, 1995), 當視野中眾多刺激相互競爭有限的認知資源時, 具有顯著特征的物理刺激會以自下而上的方式捕獲注意從而獲得優先選擇, 工作記憶中與任務相關的記憶表征也會以自上而下的方式增強早期視覺皮層中與之相同或相似的刺激表征,從而使該刺激表征獲得競爭優勢。偏向競爭模型中自上而下的注意引導的證據主要來自于在工作記憶中與任務相關的靶子模板的神經激活對視覺注意選擇的影響(Chelazzi, Duncan, Miller, & Desimone,1998; Chelazzi, Miller, Duncan, & Desimone, 1993,2001)。

但近10多年來, 越來越多的研究發現工作記憶中與任務無關的工作記憶表征亦會自上而下地引導注意偏向到與之共享特征的視覺刺激, 即基于工作記憶表征的注意引導效應(guidance of attention from working memory, Kumar, Soto, & Humphreys,2009; Pan, Xu, & Soto, 2009; Soto, Greene, Chaudhary,& Rotshtein, 2012; Soto, Heinke, Humphreys, & Blanco,2005; Soto & Humphreys, 2006, 2007, 2008, 2009;Soto, Humphreys, & Heinke, 2006a, 2006b; Soto,Humphreys, & Rotshtein, 2007; Soto, Llewelyn, &Silvanto, 2012; 白學軍等, 2011; 胡艷梅, 張明, 徐展, 李畢琴, 2013; 潘毅, 2010; 張豹, 黃賽, 候秋霞, 2014; 張豹, 黃賽, 祁祿, 2013)。例如Soto等人采用工作記憶和視覺搜索相結合的雙任務范式對基于工作記憶表征的注意引導效應進行了一系列研究(見綜述Soto, Hodsoll, Rotshtein, & Humphreys,2008)。在研究中他們要求被試在工作記憶保持過程中完成一個視覺搜索任務, 工作記憶表征既有可能出現在視覺搜索中與搜索靶子的特征匹配(有效條件)或與其中一個干擾刺激的特征匹配(無效條件), 也有可能不出現在視覺搜索中(中性條件)。結果發現, 有效條件下搜索時間最短, 其次是中性條件, 無效條件的搜索時間最長。Soto等人認為這一結果反映了無關工作記憶表征在視覺搜索過程中能促進與之匹配特征的搜索項目捕獲更多的注意(Soto et al., 2005)。后來研究發現當工作記憶表征只與干擾刺激匹配時, 該注意引導效應依然存在(Soto et al., 2005, 2006b)。更重要的是, 這種基于工作記憶表征的注意引導效應是一種較為自動化的過程(Soto et al., 2008), 在注意選擇的早期階段(Mannan, Kennard, Potter, Pan, & Soto, 2010; Soto et al.,2005), 基于特征的視覺搜索任務(Pan, 2010; Soto et al., 2006b), 注意捕獲任務(Olivers, Meijer, &Theeuwes, 2006; van Moorselaar, Theeuwes, & Olivers,2014)等多種實驗情境中穩健地存在。

有研究者認為注意引導效應會受到認知控制的調節, 例如Woodman和Luck (2007)發現, 當工作記憶表征在視覺搜索過程中有可能作為靶子出現時, 會引導注意偏向與之匹配的搜索項目, 即出現了注意引導效應, 但當工作記憶表征只作為干擾刺激出現時, 與之匹配的干擾刺激會受到抑制, 反而導致注意偏離該干擾刺激, 即出現了與注意引導效應相反的注意拒絕效應。Woodman和Luck (2007)由此認為工作記憶表征會根據實驗情境以一種靈活的方式促進或抑制視覺加工。Carlisle和Woodman(2011)發現, 不管是通過在實驗過程中操縱有效條件的實際比例, 還是通過在實驗前通過指導語操縱有效條件的主觀比例, 結果都發現隨著有效條件比例的增加(從20%增加到80%), 工作記憶表征對視覺注意捕獲的效應量也隨之增大, 即被試更傾向于將視覺注意偏向與工作記憶表征匹配的項目。由此,Carlisle和Woodman (2011)認為認知控制能調節注意引導效應。另外胡艷梅等(2013)通過指導語來操縱抑制動機也發現了注意拒絕效應。但上述3個研究相對于之前觀察到注意引導效應的研究來說(例如Mannan et al., 2010; Olivers et al., 2006; Pan,2010; Soto et al., 2005, 2006b; van Moorselaar et al.,2014)具有一個共同特點：實驗中所采用的視覺搜索難度都比較大(搜索不同開口方向的方框), 搜索效率比較低(中性條件下平均搜索時間皆大于1100 ms),是典型的序列搜索任務, 其視覺搜索過程容易受到認知控制因素的影響(張豹, 黃賽, 2013)。

顯然, 有研究者注意到了上述兩類研究中視覺搜索難度的差異并對其作用進行了考證(Han & Kim,2009; Olivers, 2009)。例如Han和Kim (2009) 通過改變搜索靶子與干擾刺激之間開口的相對大小來操縱視覺搜索難度, 探討視覺搜索難度對工作記憶表征引導視覺注意過程中認知控制的作用, 結果發現：當視覺搜索任務容易時, 工作記憶表征能夠引導注意偏向與之匹配的干擾刺激, 但當視覺搜索任務變難時, 該注意引導效應消失了。此外, 他們還根據中性條件下的搜索時間將被試區分為搜索快和搜索慢兩個組進行比較分析, 結果發現搜索快組出現了顯著的注意引導效應, 搜索慢組卻出現了相反的注意拒絕效應。由此他們認為搜索難度能夠調節認知控制在工作記憶表征引導注意過程中的作用, 尤其是搜索速度較慢的條件下, 認知控制因素有充分的時間起作用(Han & Kim, 2009)。但Olivers(2009)在實驗3中通過變化視覺搜索靶子與干擾刺激顏色的相似性來操縱視覺搜索難度, 即視覺搜索任務容易時靶子刺激與其他干擾刺激的顏色差別很明顯, 而視覺搜索任務困難時兩者顏色比較接近。結果發現, 在兩種難度的視覺搜索任務中出現了等量的注意引導效應, 因此, Olivers (2009)認為視覺搜索難度并不是影響注意引導效應的核心因素。由此可見, 雖然以往研究結果一致表明當視覺搜索比較容易時, 工作記憶表征能引導注意偏向與之匹配的干擾刺激(Han & Kim, 2009; Olivers, 2009;Pan, 2010; Soto et al., 2006b), 但當視覺搜索比較難時, 認知控制對基于工作記憶表征的注意引導效應的影響還存在爭議(Han & Kim, 2009; Olivers, 2009)。

Soto等認為在認知資源充足的條件下工作記憶表征引導注意選擇是一種較為自動化的過程, 并且發生在第一個眼跳或視覺搜索啟動后較短的時間內(Soto et al., 2005; Soto & Humphreys, 2009)。Han和Kim (2009)以及Olivers (2009)的研究均采用反應時作為主要分析指標。視覺搜索反應時體現了個體從刺激的知覺、搜索、匹配到決策等一系列過程, 尤其在視覺搜索較慢或需付出較多的努力時,認知控制因素就會有足夠的時間自上而下地影響視覺搜索過程(Hickey, Chelazzi, & Theeuwes, 2011)。Han和Kim (2009)根據搜索速度對被試進行快、慢分組比較的結果也證實了這種影響, 即搜索越慢認知控制的影響越大, 甚至導致了注意引導效應的反轉。因此作為行為輸出的反應時指標并不能單純地反映注意引導效應, 尤其是視覺搜索早期階段的注意引導效應, 例如張豹等(2013)采用眼動追蹤技術發現在首次注視點上觀察到的早期注意引導效應在反應時指標上卻消失了。相對于反應時技術來說,眼動追蹤技術能實時地反映注意轉移的空間位置與時程(van Gompel, Fischer, Murray, & Hill, 2007),更適合從時間維度和空間維度來探測工作記憶表征對視覺注意引導的過程。因此, 本研究擬采用眼動追蹤技術, 來重新探討認知控制如何在工作記憶表征引導視覺注意的過程中起作用。

另外, 雖然以往研究者論證過認知控制對注意引導效應起作用(Carlisle & Woodman, 2011; Han &Kim, 2009; Woodman & Luck, 2007; 胡艷梅等, 2013),但何時及如何起作用仍然缺乏深入的研究。據筆者分析, 認知控制可能在3個不同的階段起作用：首先, 認知控制在視覺搜索之前形成“注意拒絕”的注意定勢(attentional set, 即自上而下的預期, Theeuwes,1994; Theeuwes, Kramer, & Belopolsky, 2004)起作用。例如Woodman和Luck (2007)通過操縱工作記憶表征與視覺搜索靶子的相關性, Carlisle和Woodman(2011)通過指導語操縱有效條件的比例以及胡艷梅等(2013)通過指導語來操縱抑制動機, 使被試形成“視覺搜索階段注意偏離與工作記憶表征匹配的干擾刺激”的注意定勢。其次, 認知控制有可能在視覺搜索啟動后立即通過注意抑制或注意拒絕的方式使注意偏離與工作記憶表征匹配的干擾刺激。最后,可能由于工作記憶表征對視覺搜索早期階段的視覺注意的引導是一種較為自動化的過程(Soto et al.,2008), 所以認知控制只能在視覺搜索早期階段出現注意引導效應之后通過注意抑制或注意拒絕的方式起作用。雖然Woodman和Luck (2007)、Han和Kim (2009)、Carlisle和Woodman (2011)及胡艷梅等(2013)等研究發現了認知控制因素影響注意引導效應, 但這種影響到底在視覺搜索啟動之后立即起作用, 還是在視覺搜索早期階段出現注意引導效應之后才起作用, 從他們的實驗結果中尚無法得到確切的結論。如果是前者, 視覺搜索早期就應該能觀察到注意拒絕效應, 但如果是后者, 他們結果中所表現出的注意拒絕效應可能只是視覺搜索最后行為反應水平的效應, 而視覺搜索早期可能出現的注意引導效應則被掩蓋。因此, 有必要采用更為精確的指標以探測視覺搜索的不同階段工作記憶表征對視覺注意的影響。

綜上所述, 本研究采用眼動追蹤技術, 分別以首次注視點百分率和反應時作為測量指標, 通過兩個實驗來探討在不同難度的視覺搜索任務中認知控制如何及何時影響基于工作記憶表征的注意引導效應。首次注視點能夠精確反映早期視覺注意的空間轉移, 因而反映的是視覺搜索早期階段的注意引導效應, 而反應時指標是視覺搜索完成后的行為輸出, 因而反映的是早期注意定向之后行為水平的注意引導效應。實驗1采用Han和Kim (2009)的方法, 通過變化靶子刺激與干擾刺激開口的相對大小來操縱視覺搜索難度, 實驗2采用自動化程度更高的pop-out搜索任務, 來探討不同難度的視覺搜索任務中認知控制對注意引導效應的影響。為了檢測認知控制的作用, 研究中只設置無關條件與中性條件, 并且與Woodman和Luck (2007)及胡艷梅等(2013)的研究一樣, 實驗前通過指導語明確告訴被試“記憶階段出現過的項目永遠不會是搜索目標”, 以及與Han和Kim (2009)實驗4一樣將記憶刺激與視覺搜索任務之間的時間間隔設置為750 ms,以保證有足夠的時間形成“注意拒絕”的注意定勢(Han &Kim, 2009)。根據以往的研究結果及前面的分析,本研究預測：如果注意抑制或注意拒絕的注意定勢在視覺搜索啟動之后立即起作用, 當采用較難的視覺搜索任務時, 在首次注視點百分率和行為反應時指標上都有可能觀察到注意引導效應的減弱或消失甚至反轉; 如果注意定勢在早期注意引導效應出現之后的視覺搜索階段起作用, 那么在視覺搜索較難的任務的首次注視點百分率指標上能觀察到注意引導效應, 但在行為反應時指標上則可能觀察到注意引導效應的減弱或消失甚至反轉。

2 實驗1

實驗1采用眼動追蹤技術來驗證Han和Kim(2009)的實驗結果, 即通過操縱靶子刺激與干擾刺激開口的相對大小來控制視覺搜索難度, 用以直接比較兩種不同難度的視覺搜索任務下認知控制對基于工作記憶表征的注意引導效應的影響的差異。在以往研究的基礎上, 實驗1進行了如下幾個方面的優化：(1)采用眼動追蹤技術, 同時以首次注視點百分率和反應時為指標, 從空間維度和時間維度來探討認知控制在視覺搜索過程中對注意引導效應影響的動態過程。故實驗1既能如Han和Kim (2009)一樣觀察行為反應水平的注意選擇模式, 更重要的是還能通過首次注視點指標測量視覺搜索早期注意定向的空間位置, 以觀察到視覺搜索早期的注意選擇模式。通過對兩種不同階段的指標的比較, 可以評估認知控制起作用的階段。(2)實驗1采用Woodman和Luck (2007)及胡艷梅等(2013)的方法,在實驗前通過指導語明確告訴被試“記憶階段出現過的項目永遠不會是搜索目標”來形成“注意拒絕”的注意定勢, 然后參考Han和Kim (2009)的實驗4的結果, 將記憶刺激與視覺搜索任務之間的時間間隔設置為750 ms, 以保證有足夠的時間形成“注意拒絕”的注意定勢。(3)實驗1將搜索難度設計成被試內因素, 相對于Han和Kim (2009)的研究來說能排除被試間差異, 提高搜索難度變量的解釋力。(4)實驗1所采用的視覺搜索任務相對于Olivers (2009)實驗3中所采用的額外的奇異刺激任務(Additional Singleton Task)來說, 能避免奇異干擾刺激與工作記憶表征匹配的干擾刺激兩者之間的交互影響, 即工作記憶表征匹配的奇異干擾刺激與奇異干擾刺激之間注意捕獲量的差異可能要大于工作記憶表征匹配的干擾刺激對注意的捕獲量。

2.1 方法

2.1.1 被試

22名在校大學生參加實驗, 其中包括男生10名,年齡19～25歲, 平均年齡21.19歲, 身體健康, 視力或矯正視力正常, 無色盲或色弱, 此前均未參加過類似實驗的經驗, 實驗后給予報酬。

2.1.2 儀器和材料

采用EyelinkII (SR Research, Ontario, Canada)眼動儀采集眼動數據, 采樣頻率為500 Hz。刺激呈現在17英寸CRT顯視器上(分辨率為1024×768, 刷新頻率為85 Hz), 屏幕背景為黑色。程序采用E- Prime 1.1編程與運行。

記憶刺激為1.29o×1.29o視角的彩色方塊。視覺搜索由4個1.29o×1.29o視角、邊框寬度為0.07o視角、左右兩側的中間位置各有一個開口的彩色方框組成, 其中3個為干擾刺激, 其左右開口寬度皆為0.29o視角, 另一個為靶子刺激。靶子刺激有兩種類型, 在困難的視覺搜索任務中靶子大、小開口寬度分別為0.43o視角和0.29o視角, 在容易的視覺搜索任務中靶子大、小大開口寬度分別為0.7o視角和0.29o視角。4個項目顏色彼此不同, 分布在半徑為5.3o視角的假想表盤的1、4、7、10點鐘或2、5、8、11點鐘位置上。記憶刺激與搜索刺激的顏色隨機從紅、粉、綠、藍、青、黃六種顏色(RGB值分別為：255, 0, 0; 255, 0, 255; 0, 255, 0; 0, 0, 255; 0, 255, 255;255, 255, 0)抽取。

2.1.3 程序

被試距離屏幕約57 cm。如圖1所示, 每次測試包括3個階段, 首先屏幕上出現“開始”的漢字提示, 被試按鍵后屏幕中央呈現一個小圓點, 被試需要盯住小圓點, 當眼動儀檢測到被試的注視點與小圓點重合時即進入記憶階段。記憶階段在屏幕中央呈現記憶刺激500 ms, 要求被試記住直到本次測試結束。間隔750 ms后進入視覺搜索階段, 該階段的任務是要求被試在3000 ms內找到兩側開口大小不一樣的方框, 并又快又準地按鍵判斷開口較大一側的朝向(左邊較大按“F”鍵, 右邊較大按“J”鍵)。按鍵后搜索序列消失進入記憶探測階段, 屏幕中央出現一個彩色方塊, 被試需要盡可能準確地按鍵判斷該方塊的顏色是否與記憶刺激相同, 在50%的測試中兩者相同按“F”鍵, 在另外50%測試中兩者不同按“J”鍵。

測試根據視覺搜索任務中靶子刺激的開口相對大小分為搜索困難任務和搜索容易任務兩個區組, 區組呈現的順序在被試間平衡。另外, 根據工作記憶刺激與視覺搜索刺激之間的特征匹配關系,實驗包括兩種匹配類型：在無效條件下視覺搜索任務中其中一個干擾刺激與工作記憶刺激顏色相同,而在中性條件下視覺搜索刺激與記憶刺激的顏色皆不同。

實驗1為2(搜索難度：搜索困難/搜索容易)×2(匹配類型：無效條件/中性條件)兩因素被試內設計。正式測驗中每種實驗條件各80次測試, 共320次測試。每個區組正式測驗之前有20次練習測試以熟悉實驗程序和要求。

采用眼動儀同步記錄被試右眼在視覺搜索過程中的眼動軌跡。實驗開始或被試休息之后都采用9點矩陣進行調節和校正。在每次測試開始的注視點出現時進行漂移校正, 并要求被試在啟動視覺搜索任務之前將眼睛保持在注視點位置(注視點為中心1.5度視角的范圍內皆可接受)。

2.2 結果與討論

數據采用SPSS 22.0分析, 其中一名被試記憶任務錯誤率明顯高于其他被試(> 20%)而被刪除。對有效被試的正確率進行統計分析后發現：搜索困難區組與搜索容易區組中記憶任務的正確率分別為93.14%和95.67%。搜索困難任務與搜索容易任務的正確率分別為92.71%和98.33%, 前者的正確率顯著低于后者(t(20)=4.15,p< 0.05), 搜索越難, 其正確率越低, 表明對視覺搜索難度的操縱是有效的。

圖1 實驗1程序流程圖圖示

反應時數據和首次注視點數據只分析記憶任務與視覺搜索任務都正確的測試, 反應時剔除平均數3個標準差以外的數據。首次注視點百分率是以每種實驗條件下落在某一興趣刺激區域內的首次注視點數量占該實驗條件總測試數量的百分比。興趣刺激有3種, 一種是無效條件下與記憶刺激匹配的干擾刺激; 另一種是中性條件下某一特定的干擾刺激, 該干擾刺激在程序編寫時既已指定, 其出現的頻率和位置與無效條件下的興趣刺激相匹配, 用來在統計分析時與無效條件的數據形成對照; 第三種是無效條件與中性條件下的靶子刺激。興趣區域為以興趣刺激為中心的邊長為1.2o視角的正方形內。首次注視點指標上的注意引導/拒絕效應定義為無效條件與中性條件下干擾刺激捕獲首次注視點的百分率之差, 反應時指標上的注意引導/拒絕效應定義為無效條件與中性條件下的平均反應時之差, 正值為注意引導效應, 負值則為注意拒絕效應。

2.2.1 反應時數據分析

將平均反應時納入2×2的重復測量方差分析發現(如圖2), 搜索難度的主效應顯著,F(1,20)=125.69,p< 0.001,=0.863, 搜索困難條件下的反應時(1618 ms)顯著大于搜索容易條件(918 ms), 再次證明了搜索難度的有效性; 匹配類型的主效應顯著,F(1,20)=125.69,p< 0.05,=0.26, 無效條件下的反應時顯著大于中性條件(1277 ms vs. 1253 ms,p<0.05), 顯示出顯著的注意引導效應, 但搜索難度和匹配類型的交互作用不顯著,F(1,20)=0.74,p> 0.05。

需要指出的是在搜索容易條件下的注意引導效應為33 ms, 但搜索困難條件下的注意引導效應卻只有14 ms。通過對數據進行進一步的分析, 結果發現, 在搜索容易條件下注意引導效應的標準差為29 ms, 18/21的被試出現了注意引導效應, 被試間一致性較高, 配對樣本t檢驗表明無效條件下的反應時顯著大于中性條件(929 ms vs. 896 ms),t(20)=5.16,p< 0.05; 而搜索困難條件下注意引導效應的標準差為86 ms, 11/21的被試表現出注意引導效應,10/21的被試表現出注意拒絕效應, 被試間一致性較低, 配對樣本t檢驗表明無效條件與中性條件的反應時差異不顯著(1625 ms vs. 1611 ms),t(20)=0.76,p> 0.4, 這與Olivers (2009)實驗3A的結果相似, 表明反應時數據搜索難度和匹配類型的交互作用不顯著可能是由于視覺搜索任務困難條件下的被試間誤差較大所致。

綜上所述, 反應時的結果表明, 視覺搜索任務無論是困難還是容易, 都出現了明顯的注意引導效應。另外, 由于在搜索困難的條件下被試表現出的趨勢個體差異較大, 搜索難度×匹配類型的交互作用不顯著也有可能是這種個體差異所導致。因此不能僅通過反應時數據的結果得出不同搜索難度下注意引導效應不存在差異的結論。

2.2.2 干擾刺激的首次注視點百分率分析

將落在興趣區域的首次注視點百分率進行2×2的重復測量方差分析發現(如圖2), 搜索難度的主效應不顯著,F(1,20)=0.42,p> 0.05; 匹配類型的主效應顯著,F(1,20)=29.4,p< 0.001,=0.595,無效條件下首次注視點的比率顯著大于中性條件,表現出顯著的注意引導效應, 搜索容易與搜索困難條件下的注意引導效應分別為11.43%和9.6%; 但搜索難度和匹配類型的交互作用不顯著,F(1,20)=0.8,p> 0.05。

此外, 與反應時分析一樣, 對不同搜索難度下基于首次注視點百分率的注意引導效應進行被試間的一致性評估, 結果發現, 搜索容易條件下注意引導效應的標準差為11.10% (19/21的被試表現出注意引導效應, 被試間一致性較高), 無效條件下的首次注視點百分率顯著大于中性條件,t(20)=4.72,p< 0.05; 搜索困難條件下注意引導效應的標準差為8.86% (20/21的被試表現出注意引導效應,被試間一致性較高), 無效條件下的首次注視點百分率顯著大于中性條件,t(20)=4.97,p< 0.05, 更重要的是, 注意引導效應在兩種難度的視覺搜索任務上沒有顯著差異,t(20)=0.9,p> 0.38。此結果表明首次注視點指標比較穩定, 能較好地反映視覺搜索階段早期的注意引導效應。

圖2 不同難度的視覺搜索任務的反應時和干擾刺激捕獲首次注視點百分率

2.2.3 靶子刺激的首次注視點百分率分析

在不同難度的視覺搜索任務中, 由于靶子刺激的顯著性不同, 因而在視覺搜索早期階段對注意的捕獲能力也會存在差異。在困難的視覺搜索任務中,由于靶子刺激兩側的開口大小差異較小難以被知覺到, 因而不會在視覺搜索早期階段與工作記憶表征匹配的干擾刺激競爭對首次注視點的捕獲; 而在容易的視覺搜索任務中, 由于靶子刺激兩側的開口大小差異較大容易被知覺, 因而可能會與工作記憶表征匹配的干擾刺激競爭對首次注視點的捕獲。為了評估搜索難度對靶子刺激在視覺搜索早期階段捕獲注意的能力的影響, 實驗1還對落在靶子刺激區域的首次注視點百分率進行2×2的重復測量方差分析。結果發現, 搜索難度的主效應顯著,F(1,20)=12.32,p< 0.05,=0.38, 搜索困難條件下的首次注視點百分率顯著低于搜索容易條件(22.86% vs.30.00%), 表明搜索容易條件下的靶子刺激能在視覺搜索早期階段捕獲更多的注意, 但匹配類型的主效應不顯著,F(1,20)=2.15,p=0.16,=0.09, 兩者的交互作用亦不顯著,F(1,20)=0.03,p=0.87,=0.001, 搜索容易任務中無效條件與中性條件下靶子刺激對首次注視點的捕獲百分率分別為29.29%和30.71%, 搜索困難任務分別為21.90%和23.81%。此結果表明在實驗1的視覺搜索早期階段, 靶子刺激對首次注視點的捕獲能力只受到了搜索難度的影響, 但沒有受到匹配條件的影響。另一方面, 無效條件下工作記憶匹配的干擾刺激比中性條件下的普通干擾刺激能捕獲更多的首次注視點, 但無效條件下靶子刺激的首次注視點百分率與中性條件下的靶子刺激并無顯著差異, 這種差異表明無效條件下工作記憶表征對視覺注意的引導效應并不是以減少靶子刺激對注意的捕獲為代價的, 即干擾刺激匹配的工作記憶表征和靶子刺激對注意的捕獲是相對獨立的過程。

2.2.4 根據視覺搜索速度對被試的分組分析

如前言所述, 視覺搜索任務中搜索速度越慢,認知控制對注意引導效應的影響越大, 由此可能導致注意引導效應消失或反轉。參照Han和Kim (2009)的方法, 將被試按中性條件下視覺搜索任務的反應時快慢分為兩組, 其中快、慢組被試分別為11個和10個, 用以評估搜索速度對注意引導效應的影響。

對視覺搜索容易任務中的反應時和落在干擾刺激區域內的首次注視點百分率進行2(組別：搜索快組/搜索慢組)×2(匹配類型：無效條件/中性條件))的方差分析(結果如圖3所示)。(1)反應時結果發現：組別的主效應顯著,F(1,19)=29.34,p< 0.001,=0.61, 搜索快組的反應時顯著小于搜索慢組(803 ms vs. 1034 ms); 匹配類型的主效應顯著,F(1,19)=28.85,p< 0.001,=0.59, 無效條件的反應時顯著大于中性條件, 表現出顯著的注意引導效應; 但匹配類型與組別的交互作用不顯著,F(1,19)=0.89,p>0.05。(2)干擾刺激的首次注視點百分率結果發現：匹配類型的主效應顯著,F(1,19)=21.1,p< 0.001,=0.53, 無效條件下的首次注視點百分率顯著大于中性條件, 顯示出顯著的注意引導效應; 但組別的主效應及其與匹配類型的交互作用都不顯著,ps >0.5。此結果表明, 搜索容易的視覺搜索任務中, 搜索快組和搜索慢組在首次注視點百分率指標(12.27%vs. 10.50%)和反應時指標(27 ms vs. 39 ms)上都出現了顯著的注意引導效應, 并且注意引導效應不受視覺搜索速度的影響。

圖3 不同難度的視覺搜索任務中搜索快/慢組的反應時和干擾刺激捕獲首次注視點百分率

對視覺搜索困難任務中的反應時和落在干擾刺激區域內的首次注視點百分率進行同樣的分析(見圖3)。(1)反應時結果發現：組別的主效應顯著,F(1,19)=20.09,p< 0.001,=0.51, 搜索快組的反應時顯著快于搜索慢組(1419 ms vs. 1836 ms); 匹配類型的主效應不顯著,F(1,19)=0.08,p> 0.05;重要的是匹配類型與組別的交互作用顯著,F(1,19)=27.71,p< 0.001,=0.59。簡單效應檢驗發現, 搜索快組在無效條件下的反應時顯著大于中性條件(1457 ms vs. 1381 ms,p< 0.05), 表現出顯著的注意引導效應(76 ms), 而搜索慢組無效條件下的反應時則反而顯著小于中性條件(1809 ms vs. 1863 ms,p< 0.05), 表現出現相反的注意拒絕效應(53 ms), 此結果與Han和Kim (2009)的結果一致。(2)干擾刺激的首次注視點百分率結果發現：組別的主效應不顯著,F(1,19)=0.07,p> 0.05; 匹配類型的主效應顯著,F(1,19)=26.3,p< 0.001,=0.58; 更重要的是匹配類型與組別的交互作用也顯著,F(1,19)=3.18,p< 0.05,=0.14。簡單效應檢驗發現, 搜索快組(33.79% vs. 21.06%,p< 0.05)和搜索慢組(29.5% vs.23.33%,p< 0.05)無效條件下的首次注視點百分率都顯著大于中性條件, 都表現出注意引導效應, 而且搜索快組的注意引導效應顯著大于搜索慢組(12.73% vs. 6.17%,p< 0.05)。此結果表明, 在困難視覺搜索任務中, 搜索速度對視覺注意的影響在眼動指標和反應時指標上出現了分離, 具體表現為：在首次注視點百分率指標上, 搜索快組和搜索慢組只表現出注意引導效應量值上的差異, 而在行為反應時指標上, 搜索快組與搜索慢組表現出注意選擇模式上的差異, 即前者出現了注意引導效應, 后者則出現了相反的注意拒絕效應。

更重要的是, 由于在視覺搜索困難任務中基于反應時指標的注意引導效應的被試間差異較大, 接下來分別對搜索快、慢組被試的基于反應時的注意引導效應的誤差進行分析, 結果發現：搜索快組的標準差為63 ms, 有8/11的被試表現出注意引導效應, 搜索慢組的標準差為47 ms, 有8/10的被試表現出注意拒絕效應, 都表現出非常高的被試間一致性。需要強調的是分析中搜索快/慢是根據中性條件下的反應時來進行劃分的, 與工作記憶表征對注意的引導無關。此結果這表明之前分析中搜索困難條件被試間一致性低是可能是因為不同搜索速度的被試采取了不同的注意選擇模式, 搜索快組被試傾向于采用的是注意引導模式, 而搜索慢組被試傾向于采用的是注意拒絕模式。

由于實驗1中采用困難視覺搜索任務時, 被試在行為反應時指標上的注意引導效應的一致性較低, 對被試進行快/慢分組進行統計時, 可能存在樣本容量較小從而導致統計檢驗力較低的問題。為了增加研究結果的可信度, 本研究采用實驗1中困難搜索區組的程序進行了補充行為實驗。對另外收集的19個被試的行為反應時數據進行統計后發現：工作記憶任務與視覺搜索任務的正確率分別為94.05%和97.26%, 對無效條件與中性條件的平均反應時進行配對樣本t檢驗后發現其差異不顯著(2039 ms vs. 2004 ms),t(18)=1.03,p=0.32。同樣根據中性條件下的反應時對被試進行快/慢分組,2(組別：搜索快組/搜索慢組)×2(匹配類型：無效條件/中性條件)的方差分析結果發現：組別的主效應顯著,F(1,17)=30.36,p< 0.001,=0.64, 匹配類型與組別的交互作用邊緣顯著,F(1,17)=3.58,p<0.07,=0.18。簡單效應檢驗發現, 搜索快組在無效條件的反應時顯著大于中性條件(1820 ms vs.1730 ms,p< 0.05), 有8/10的被試出現了注意引導效應, 而搜索慢組無效條件與中性條件的反應時差異不顯著(2283 ms vs. 2311 ms,p=0.53), 但也表現出注意拒絕效應的趨勢(?28 ms)。該結果模式與實驗1中困難搜索區組中的行為反應時結果模式相似,即當搜索速度較慢時, 認知控制可能會導致注意引導效應消失甚至可能發生反轉。

此外, 為了檢驗上面反應時結果中出現注意拒絕效應是否是由于注意被工作記憶表征匹配的干擾刺激捕獲后注意會加速脫離該干擾刺激所致, 將搜索困難的視覺搜索任務中的首次注視點在興趣干擾刺激上的停留時間作為因變量, 納入2(組別：搜索快組/搜索慢組)×2(匹配類型：無效條件/中性條件)的方差分析, 結果發現除了匹配類型的主效應顯著之外(F(1,19)=6.68,p< 0.05,=0.26), 其他效應都不顯著(ps> 0.5), 無效條件下的持續時間(215 ms)比中性條件(204 ms)顯著長11 ms, 這一差異值與Olivers等(2006)的結果(10 ms)比較接近。由于交互作用不顯著, 說明上述因變量指標的分離不是由于注意被捕獲后加速脫離所致。

由實驗1的結果可知, 從行為反應時結果來看,實驗1幾乎重復了Han和Kim (2009)的結果模式,但從干擾刺激的首次注視點百分率的結果來看, 實驗1在所有實驗條件下都觀察到了顯著的注意引導效應。此結果一方面說明了在視覺搜索早期, 基于工作記憶表征的注意引導效應是比較穩定的, 另一方面說明工作記憶表征對視覺注意的影響是一個動態變化的過程, 在視覺搜索不同階段所表現出的模式可能不一致, 甚至相反, 因此采用眼動追蹤技術對此類問題進行研究具有技術上的優勢。

3 實驗2

實驗1結果證實了工作記憶表征對注意的引導效應在視覺搜索早期是一種穩定存在的、較為自動化的過程。但實驗1也發現在視覺搜索早期階段工作記憶表征匹配的干擾刺激對注意的捕獲與靶子刺激對注意捕獲是相互獨立的過程。但在實驗1中,靶子刺激主要依賴靶子刺激的局部(方框兩側開口的相對大小)來捕獲注意, 而與工作記憶表征匹配的干擾刺激主要依賴干擾刺激的整體(顏色)來捕獲注意, 可能客體的整體對注意的捕獲能力要優于客體的局部特征, 從而導致工作記憶匹配的干擾刺激對注意的引導獨立于靶子刺激對注意的引導。為了檢驗這一可能的解釋, 實驗2將實驗1的靶子刺激的形狀改為與干擾刺激顯著不同的圓圈, 被試的任務仍然是判斷圓圈兩側開口較大的一側的方位。視覺搜索靶子的形狀屬性相對于刺激開口屬性來說,被試需注意刺激的整體, 可能更容易使靶子刺激在視覺搜索早期階段從搜索序列中突顯(pop out)出來,與工作記憶表征匹配的干擾刺激競爭早期注意資源。因此, 實驗2的主要目的中當采用更為突顯的靶子刺激與工作記憶表征競爭早期注意資源時, 考察工作記憶表征匹配的無關刺激是否能有效地捕獲首次注視點？與實驗1相比, 這種注意引導效應是否會受到突顯的靶子刺激的競爭而減少？

3.1 方法

3.1.1 被試

另外選取13名大學生參加實驗, 其中包括男生4名, 年齡19～25歲, 平均年齡21.19歲, 身體健康, 視力或矯正視力正常, 無色盲或色弱, 此前均未參加過類似實驗的經驗, 實驗后給予報酬。

3.1.2 實驗材料和程序

實驗2的實驗材料與程序與實驗1中搜索容易區組基本相同, 所不同的是實驗2的搜索靶子由左右兩側開口大小不對稱的方框替換為左右兩側開口大小不對稱的圓形, 其直徑為1.29°視角, 兩側開口寬度分別為0.7°視角和0.29°視角。

實驗2是一個單因素被試內實驗設計, 自變量為匹配類型, 包括無效條件與中性條件。

3.2 結果與討論

記憶任務的正確率為96.38%, 視覺搜索任務的正確率為99.15%。分別將不同匹配條件下的視覺搜索任務的反應時與首次注視點百分率進行配對樣本t檢驗, 結果發現, 無效條件下的反應時顯著長于中性條件(785 ms vs. 747 ms),t(12)=2.81,p<0.05, 出現了明顯的注意引導效應, 無效條件下的首次注視點百分率也顯著大于中性條件(24.36% vs.15.00%),t(12)=4.26,p< 0.01, 此結果表明在靶子突顯的視覺搜索任務中, 首次注視點百分率指標與行為反應時指標上都出現了顯著的注意引導效應。

為了檢驗實驗2中采用的靶子刺激是否與工作記憶表征匹配的干擾刺激競爭早期注意資源, 實驗2對靶子刺激所捕獲的首次注視點百分率進行統計后發現, 與實驗1不同, 無效條件下靶子刺激所捕獲的首次注視點百分率顯著小于中性條件(45.38%vs. 51.15%,p< 0.05), 即靶子刺激捕獲的首次注視點百分率會隨著視覺搜索過程中工作記憶表征匹配的干擾刺激的出現而顯著減少, 表現出對靶子刺激的注意拒絕效應, 這表明實驗2中增加靶子刺激整體的突顯性時, 靶子刺激與工作記憶表征匹配的干擾刺激會形成直接競爭關系。

但是靶子刺激與工作記憶表征匹配的干擾刺激之間的直接競爭可能導致兩種結果：(1)由于靶子刺激更為突顯, 會減少工作記憶表征匹配的干擾刺激在視覺搜索早期階段對注意的捕獲; (2)工作記憶表征匹配的干擾刺激在視覺搜索早期階段對注意的捕獲是比較自動化的過程, 不會受到突顯靶子的影響。為了評估實驗2中當采用更為突顯的靶子刺激時, 是否會對工作記憶表征匹配的干擾刺激的注意引導效應產生影響, 研究分別對實驗1與實驗2中3種不同搜索難度下靶子刺激在中性條件下對首次注視點的捕獲量及與工作記憶表征匹配的干擾刺激所捕獲的首次注視點進行了統計。由于實驗1分為搜索容易與搜索困難兩個區組, 分析時采用每個被試首先完成的區組的數據(首先完成搜索容易區組的被試為11名, 首先完成搜索困難區組的被試10名)。首先, 以搜索難度作為自變量, 中性條件下靶子刺激捕獲的首次注視點百分率作為因變量,方差分析結果發現搜索難度的主效應顯著,F(2, 31)=26.43,p< 0.05, 事后多重比較表明搜索困難條件下百分率最低(20.50%), 其次是搜索容易條件(32.73%),靶子突顯條件最高(51.15%), 彼此之間差異顯著,這表明研究中采用的3種不同難度的搜索任務中,隨著搜索難度的增加, 靶子刺激對首次注視點的捕獲能力隨之降低。其次, 以搜索難度與匹配類型作為自變量, 興趣區的干擾刺激捕獲的首次注視點百分率作為因變量的方差分析結果發現, 匹配類型的主效應顯著,F(1, 31)=43.44,p< 0.05, ηp2=0.58,無效條件下的首次注視點百分率顯著大于中性條件, 顯示出顯著的注意引導效應; 搜索難度的主效應也顯著,F(2, 31)=3.37,p< 0.05, ηp2=0.18, 但二者之間交互作用不顯著,F(2, 31)=0.13,p=0.98,這表明工作記憶表征匹配的干擾刺激對注意的引導效應在搜索困難、搜索容易及突顯靶子三種不同難度的視覺搜索任務的早期階段沒有顯著差異, 其量值非常接近, 分別為9.83%、9.85%和9.36%。上述分析表明, 雖然靶子刺激在視覺搜索早期階段對注意的捕獲能力隨著搜索難度的增加而顯著減少,但工作記憶表征匹配的干擾刺激對視覺注意的引導效應依然非常穩定。

綜上所述, 實驗2的結果表明, 盡管視覺搜索靶子采用具有較高注意捕獲能力的突顯靶子刺激,但與工作記憶表征匹配的干擾刺激表征仍然能捕獲注意, 呈現出注意引導效應, 而且這種注意引導效應在視覺搜索早期階段并不隨著靶子刺激的注意捕獲能力的變化而變化, 相反, 實驗2中靶子刺激對首次注視點的捕獲能力在工作記憶表征匹配的干擾刺激出現時顯著減少, 這表明當面臨突顯靶子刺激的直接競爭時, 對工作記憶表征匹配的干擾刺激的注意偏向反而會減弱突顯靶子刺激對注意的捕獲能力, 表現出注意選擇優先的優勢。這表明基于工作記憶表征的注意引導效應非常穩定, 是一種較為自動化的過程(Soto et al., 2006b)。

4 總討論

研究采用Woodman和Luck (2007)及胡艷梅等(2013)的方法, 在實驗前通過指導語明確告訴被試“記憶階段出現過的項目永遠不會是搜索目標”來形成“注意拒絕”的注意定勢, 然后要求被試在工作記憶保持的過程中完成不同難度的視覺搜索任務。研究中采用眼動追蹤技術, 分別以首次注視點百分率與反應時為指標, 分析視覺搜索過程中工作記憶表征作為干擾刺激再次出現時對注意的引導效應,以探討認知控制因素在工作記憶表征影響視覺注意偏向中的作用。實驗1直接比較了在搜索容易與搜索困難兩種視覺搜索任務中認知控制的作用, 通過對首次注視點的分析發現：不同難度的視覺搜索任務中都出現了注意引導效應, 而且這種注意引導效應并未受到搜索難度的影響。當實驗2采用具有更強注意捕獲能力的突顯靶子刺激直接與工作記憶匹配的干擾刺激競爭早期注意資源時, 首次注視點百分率指標上還是表現出穩定的注意引導效應,更重要的是, 統計分析發現注意引導效應并沒有隨著搜索困難、搜索容易以及突顯靶子三種視覺搜索任務的難度變化而變化, 這表明至少視覺搜索早期的注意引導效應并未受到視覺搜索難度的影響。從反應時結果來看, 雖然搜索難度與匹配類型的交互作用不顯著, 似乎提示兩種不同難度下工作記憶表征影響視覺注意選擇的模式是一致的, 但通過對單個被試所表現出的注意選擇模式進行分析后發現,當視覺搜索容易時大部分被試都呈現出一致的注意引導效應; 而在視覺搜索困難時幾乎一半的被試表現出注意引導效應, 另一半被試則表現出注意拒絕效應, 這表明實驗1中搜索難度與匹配條件的交互作用不顯著是由于被試間差異太大導致方差分析中隨機誤差增加, 從而掩蓋了不同搜索難度下工作記憶表征對視覺注意引導效應的真實差異。有意思的是, 當按Han和Kim (2009)的方法根據中性條件下的搜索速度分別對兩種搜索難度條件下的被試進行分組統計發現, 當視覺搜索容易時, 不管是搜索快組還是搜索慢組, 在首次注視點百分率指標和行為反應時指標上都出現了顯著的注意引導效應, 而且都沒有發現組間差異; 而當視覺搜索困難時, 在首次注視點百分率指標上搜索快組與搜索慢組出現了顯著的注意引導效應, 只是前者在注意引導效應量值上大于后者, 但在反應時指標上搜索快組出現了顯著的注意引導效應, 而搜索慢組則出現了相反的注意拒絕效應。首次注視點指標反映的是視覺搜索的早期注意定向的過程, 而反應時指標反映整個視覺搜索階段行為輸出的結果, 兩者均受到認知控制的影響, 所不同的是在早期注意定向階段首次注視點指標所表現出的注意引導效應只是其量值被減弱, 而在反映行為輸出的反應時指標上所表現出的注意引導效應則被反轉成注意拒絕效應。根據前言中所分析的預期, 此結果表明認知控制因素并不是在視覺搜索啟動之后立即起作用, 而是在視覺搜索早期出現注意引導效應之后才起作用。這一結論與張豹等(2013)的結果一致, 表明工作記憶表征對視覺注意的引導是一個動態變化的過程。從技術指標上來看, 眼動追蹤技術具有高時間分辨率與空間分辨率, 能實時動態地反映注意的空間轉移(van Gompel et al., 2007), 而反應時技術所輸出的結果是一系列認知加工之后的行為輸出結果, 難以精確評估認知控制在工作記憶表征引導視覺注意過程中動態變化過程, 甚至會掩蓋認知加工過程早期階段的一些效應(Schreij, Los, Theeuwes, Enns, & Olivers,2014)。因而本研究采用眼動追蹤技術相對于以往單純采用反應時技術探討注意引導過程中認知控制的作用的研究來說(例如Carlisle & Woodman, 2011,2012; Han & Kim, 2009; Olivers, 2009; Woodman &Luck, 2007; 胡艷梅等, 2013), 可以同時通過首次注視點百分率與反應時指標來動態評估視覺搜索早期階段與整個視覺搜索階段注意引導效應的差異, 從而能更精確地確定認知控制因素在哪一個階段起作用。

本研究的反應時結果與Han和Kim (2009)的結果完全一致, 即當視覺搜索任務比較容易時(實驗1的搜索容易條件與實驗2的靶子突顯條件), 反應時結果表現出注意引導效應, 而當視覺搜索任務比較困難時(實驗1搜索條件), 注意引導效應會受到視覺搜索速度的影響, 搜索速度比較快時反應時結果表現出注意引導效應, 視覺搜索比較慢時反應時結果表現出注意拒絕效應。Olivers (2009)在實驗中同樣操縱視覺搜索難度, 但卻未能在反應時結果上觀察到視覺搜索難度對注意引導效應的影響, 這似乎與實驗1及Han和Kim (2009)結果存在矛盾。但筆者認為三者的研究結果是一致的, 原因如下：在Olivers (2009)的實驗3a中, 雖然Olivers發現在兩種不同難度的視覺搜索任務中工作記憶表征對視覺注意的引導效應沒有統計學上的差異, 但他發現被試在搜索困難條件下表現出完全不同的注意選擇模式, 其中有10/28的被試表現出注意拒絕模式,18/28的被試表現出注意引導模式, 這一結果與本研究實驗1的實驗是一致的。但他沒有對為什么被試會出現這種截然相反的注意選擇模式的原因進行深入分析, 只是認為這種被試間誤差導致數據難以得到一個有效的結論, 進而在實驗3b中他降低了搜索困難條件下視覺搜索的難度, 結果發現有9/10被試都出現了顯著的注意引導效應, 據此他認為視覺搜索難度不影響注意引導效應。但從本研究實驗1的結果可以看出, 當根據中性條件的反應時對被試進行分組后發現, 被試在搜索困難的視覺搜索任務中所表現出的注意選擇模式與搜索速度存在密切的關系, 有 8/11的搜索速度快的被試表現出注意引導效應, 而8/10的搜索速度慢的被試表現出注意拒絕效應。因此, Olivers (2009)與本研究結果及Han和Kim (2009)的研究一致表明：在搜索困難的視覺搜索任務中, 被試的搜索速度不同,工作記憶表征對注意選擇所表現出的影響模式亦不同。根據Han和Kim (2009)的解釋, 只有當視覺搜索比較慢時, 認知控制因素才會有充分的時間來抑制工作記憶表征, 從而使注意偏離與之匹配的干擾刺激, 而視覺搜索速度較快時認知控制對注意引導效應的影響會減弱甚至消失。至于Olivers (2009)在實驗3b中降低視覺搜索難度時出現了穩定的注意引導效應, 這可能是因為視覺搜索難度降低到一定的程度, 認知控制因素沒有足夠的時間起作用。因此, 與以往研究一致, 本研究表明, 當實驗前通過指導語明確告訴被試“記憶階段出現過的項目永遠不會是搜索目標” (Han & Kim, 2009; Woodman& Luck, 2007; 胡艷梅等, 2013), 以及在實驗過程中將記憶刺激與搜索刺激之間的間隔時間設置得足夠長時(Han & Kim, 2009), 被試能形成 “注意拒絕”的注意定勢, 當視覺搜索較慢時, 該注意定勢會在視覺搜索過程中促使注意偏離與工作記憶表征匹配的干擾刺激, 從而提高視覺搜索效率。

雖然在行為反應時指標上, Han和Kim (2009)、Carlisle和Woodman (2011, 2012)、胡艷梅等(2013)及本研究的結果都證實了認知控制因素會影響工作記憶表征對視覺注意的引導, 但從首次注視點指標上來看, 盡管在實驗之前形成了“注意拒絕”的注意定勢, 在研究所采用的3種不同難度的視覺搜索任務中都出現了顯著的注意引導效應。而且隨著視覺搜索難度的降低(搜索困難、搜索容易及突顯靶子), 搜索靶子對首次注視點的捕獲能力顯著增加,但無關工作記憶表征匹配的干擾刺激捕獲首次注視點的百分率非常接近, 沒有顯著差異。更重要的是, 即使在困難的視覺搜索任務中, 搜索慢組也表現出了顯著的注意引導效應。這些結果都提示在視覺搜索早期階段工作記憶表征對視覺注意的引導是一個較為自動化的過程。此結果與Soto等人的觀點一致, 他們認為在認知資源充足的條件下, 工作記憶對注意的引導效應是較為自動化的過程, 且基于工作記憶表征的注意引導效應發生在第一個眼跳和較短的搜索反應內(Soto et al., 2008)。此外,實驗2還發現當和突顯的靶子刺激直接競爭早期注意資源時, 與工作記憶表征匹配的干擾刺激對首次注視點的捕獲具有一定的優勢, 即與工作記憶表征匹配的干擾刺激的出現反而導致突顯靶子捕獲的首次注視點百分率顯著降低, 這進一步證實了視覺搜索早期階段基于工作記憶表征的注意引導效應是一種較為自動化的過程。但需要強調的是, 當實驗1中采用較難的視覺搜索任務時, 在首次注視點指標上搜索慢組的注意引導效應顯著小于搜索快組, 但仍然穩健地存在, 這表明視覺搜索早期階段的注意引導效應會受到搜索速度的影響, 并不是完全自動化的過程。這種注意引導效應部分自動化的觀點與Kiyonaga, Egner和Soto (2012)一致。Kiyonaga等(2012)在實驗中將工作記憶表征與靶子/干擾刺激匹配的可能性設置有50%或100%兩種不同類型的區組, 并且在每種區組的實驗開始之前也明確告之被試該區組的匹配比例以形成特定的注意定勢。結果發現, 工作記憶表征在視覺搜索任務中100%與干擾刺激匹配時仍然出現了顯著的注意引導效應, 但其引導效應顯著小于50%匹配條件, 因此他們認為工作記憶對視覺注意的引導并非完全自動化, 而是部分自動化的過程。相對于Kiyonaga等(2012)的行為反應研究來說, 本研究更有力地證實了在視覺搜索早期階段的注意引導效應也會受到認知因素的影響而減少, 但不會消失或反轉。

Han和Kim (2009)根據Baddeley (1986)工作記憶模型對認知控制因素在注意引導效應中的作用機制進行了解釋。他們認為工作記憶的存儲系統主要用來暫時性地存儲信息, 而認知控制主要用于操作存儲的信息以及保持當前任務的目標和注意定勢。在工作記憶引導視覺注意的過程中, 認知控制因素會根據工作記憶表征與目標任務的相關性以及注意定勢來計算信息的存儲方式, 以決定工作記憶表征是處于優先狀態還是抑制狀態。當工作記憶表征僅與視覺搜索的干擾刺激匹配時, 認知控制將工作記憶表征設置為抑制狀態, 因而在視覺搜索階段會引導注意回避與之匹配的干擾刺激, 從而出現注意拒絕效應。但是認知控制使工作記憶表征形成抑制狀態需要一定的時間, Han和Kim (2009)在工作記憶表征與視覺搜索之間的時間間隔為150 ms時發現了注意引導效應, 但當時間間隔增加到750 ms時, 則觀察到了相反的注意拒絕效應。但是同樣采用750 ms的時間間隔, 本研究在首次注視點指標上沒有出現Han和Kim (2009)研究中所觀察到的注意拒絕效應, 而是出現了穩健的注意引導效應, 而且在反應時指標上也只有搜索速度比較慢時才會出現注意拒絕效應, 而視覺搜索速度較快(包括采用容易的視覺搜索任務)時, 則出現注意引導效應。這說明認知控制對注意引導效應的影響除了受到視覺搜索之前是否有足夠的時間對無關工作記憶表征形成抑制狀態的注意定勢的制約, 還受到視覺搜索過程中是否有足夠的時間使認知控制起作用的制約。當視覺搜索任務剛啟動(首次注視點)或搜索速度比較快時, 認知控制還來不及起作用或不能充分起作用, 因而不能消除或反轉工作記憶對視覺注意的引導效應, 而當視覺搜索比較慢時, 認知控制就會有充分的時間起作用使注意偏離與無關工作記憶表征匹配的干擾刺激, 以提高視覺搜索效率(Han & Kim, 2009)。

此外, 隨著視覺搜索靶子與干擾刺激的相似性的增加, 視覺搜索序列的知覺負載也會隨之增加。根據注意負載理論(Lavie, 2006; Lavie, Hirst, de Fockert, &Viding, 2004), 知覺負載也有可能會對注意引導效應產生影響, 即高知覺負載條件下注意資源被目標加工所消耗, 視覺情境中與工作記憶表征匹配的干擾刺激得不到足夠的注意資源而不被選擇, 從而導致注意引導效應減弱甚至消失。知覺負載的解釋也許可以用來解釋搜索慢組早期注意引導效應的減弱, 但無法解釋視覺搜索早期階段出現的注意引導效應在反應時指標上被反轉, 因此知覺負載對注意引導效應的影響還有待進一步的驗證。

5 結論

綜上所述, 本研究的結果發現：(1)在無關工作記憶表征自上而下地引導視覺注意選擇的過程中,當無關工作記憶表征與視覺加工的干擾刺激共享特征時, 認知控制會通過“注意拒絕”的注意定勢起作用; (2)認知控制對注意引導效應的影響是動態變化的過程, 視覺搜索早期注意定向階段的注意引導效應比較穩健, 認知控制只會減弱其效應的量值,而在隨后的視覺搜索過程中, 當視覺搜索比較緩慢時, 認知控制可能會使注意引導效應發生反轉。

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