內隱情緒加工對返回抑制效應的調節 *

吳曉剛 施 亮 李樂源 潘發達

(1 南通大學教育科學學院, 南通 226007)

(2 蘇州大學心理學系, 心理與行為科學研究中心, 蘇州 215123)

內隱情緒加工對返回抑制效應的調節 *

吳曉剛1,2施 亮1李樂源1潘發達1

(1 南通大學教育科學學院, 南通 226007)

(2 蘇州大學心理學系, 心理與行為科學研究中心, 蘇州 215123)

為探討內隱情緒加工是否會對返回抑制產生影響，采用線索靶子范式，以情緒性面孔圖片作為目標，要求被試完成定位任務。結果發現，行為數據和腦電數據均顯示了顯著的返回抑制效應；N1成分上情緒效價和線索有效性的主效應及交互作用均顯著，有效線索條件下情緒目標誘發的波幅顯著大于中性目標；N170成分上線索有效性主效應顯著，相較于N1成分，N170成分在有效線索上波幅更小，在無效線索上波幅更大。實驗結果表明返回抑制效應受到內隱情緒加工的調節，提示該效應來源于早期的知覺抑制，支持知覺抑制理論。

返回抑制，內隱情緒加工，事件相關電位。

1 問題提出

返回抑制（inhibition of return, IOR）是指個體對先前注意過地方反應變慢的一種心理現象（Posner & Cohen, 1984）。自IOR被發現以來，一直是注意研究領域的熱點（張陽, 彭春花, 孫洋, 張明, 2013）。通過對先前注意過的地方打上抑制標簽，提高對未注意過地方的搜索效率，返回抑制這種抑制搜索無關位置的能力極大地促進了視覺空間搜索效率。這種具有認知加工靈活性和適應性的機制被稱為“視覺搜索加速器”，能有效避免重復搜索從而提高搜索效率（Klein & MacInnes,1999; Klein, 1988）。根據當前研究，IOR被認為是人類進化而來的一種適應機制，通過減少對無關刺激的注意時間從而提高有機體對環境的搜索能力，并從其他空間位置偵查潛在的意義事件（Sapir, Soroker, Berger, & Henik, 1999）。這樣的一種機制不僅能幫助提高視覺搜索，對于生態環境中的需求變化，也能為個體的決策和行為調節提供幫助（Ivanoff & Taylor, 2006）。

對于返回抑制是如何產生的這一問題，一直存在著兩種不同的理論爭執，即知覺抑制理論和反應抑制理論。知覺抑制理論認為，對先前注意過地方的抑制主要是通過對早期知覺加工施以影響，這一理論得到了很多研究的支持。Klein和Dick（2002）使用RSVP范式，這種范式很好的解決了返回抑制中知覺和反應的關系。先前關于返回抑制的研究都使用了快速偵查范式，而他們的實驗任務則是讓被試盡可能正確的作出反應而不要求速度，并假設如果返回抑制是一種反應抑制效應，那么在有效線索和無效線索上差異不顯著。結果發現，被試對有效線索上的刺激有更多的錯誤反應，這說明返回抑制不是一種反應抑制現象。最近的一項研究發現，在外源性線索化下的MRT任務和POT任務中，相比無效線索，有效線索上出現了知覺合并，即在有效線索上的反應時顯著慢于無效線索上的反應時（Krüger,MacInnes, & Hunt, 2014）。在認知神經科學領域，知覺抑制理論也得到了支持。Prime和Ward（2004）的一項ERP研究發現，IOR的產生是來自知覺過程的變化，和早期知覺加工有關，位于枕部的P1/N1成分在有效線索上比無效線索上誘發出了更小的ERP波幅，說明返回抑制的產生不是源于對個體反應過程的抑制。另外一項ERP研究也發現，P1和N1在有線線索上的波幅顯著小于無效線索上的波幅，說明IOR在有效線索上反應變慢是因為最后的反應受到了前期知覺的影響（Prime &Jolic?ur, 2009）。反應抑制理論則是認為返回抑制的產生不是通過對早期知覺加工過程的影響，而是抑制晚期的運動加工。Taylor和Klein（1998）認為，IOR的產生是眼球運動對線索的激活從而產生了一種機體反應偏向，表現為個體不愿對有效線索位置的刺激做出反應的結果。另外幾項研究對知覺抑制理論提出了挑戰，例如返回抑制的效應量大小會受到反應選擇物的數量（Adam,O’Donnell, & Pratt, 2005）、置于鍵盤的非反應手（Ivanoff & Klein, 2001）以及刺激-反應的概率（Ivanoff & Klein, 2004; Prime & Jolic?ur, 2009）的影響。因此返回抑制被認為是受到了機體加工和反應選擇變化的影響，而不是受到知覺加工過程的影響。

返回抑制作為一種“視覺搜索加速器”被認為是發生在知覺層面的，屬于知覺層面的抑制過程（Stoyanova, Pratt, & Anderson, 2007）。此外，隨著認知神經科學的興起，越來越多的研究關注生物學意義的刺激對IOR影響的神經機制。社會或生物意義刺激如情緒信息，個體對其有著特殊的敏感性，具有情緒意義的刺激會占用更多的注意資源（黃宇霞, 羅躍嘉, 2009），個體對其反應也會加強（Lang, 1995）。尤其是負性情緒信息，個體給予更多注意被認為是一種適應環境的表現（彭曉哲, 周曉林, 2005）。近來，有研究者指出，如果IOR是一種提高搜索效率的進化機制，它的效應量就受到生物學意義刺激的調節（Silvert &Funes, 2016）。本文通過梳理已有的文獻，發現情緒刺激對IOR主要有兩方面的影響。

首先，特殊被試群體是影響IOR的重要因素。國內和國外學者都發現，高低特質焦慮個體（Fox, Russo, Bowles, & Dutton, 2001）、高低狀態焦慮個體（Pérez-Due?as, Acosta, & Lupiá?ez, 2014）及抑郁個體（戴琴, 馮正直, 2009）的IOR能力普遍不足，他們對情緒性刺激的敏感度顯著高于普通個體，并且注意不容易從情緒刺激上轉移，導致IOR效應量顯著減小或消失。其次，對于普通個體，情緒信息和IOR的各自加工階段是重要的影響因素。在經典的空間線索范式中，對外源性線索的注意是一種自下而上的注意，是對感知覺過程的反應（Klein & Dick, 2002；Hopfinger & West,2006；Sapir, Jackson, Butler, Paul, & Abrams,2014）。另一方面，Bernat，Bunce和Shevrin（2001）曾指出，閾上和閾下的視覺情緒刺激加工有著不同的神經通路和反應特征。王敬欣、賈麗萍、白學軍和羅躍嘉（2013）采用空間線索范式，要求被試對情緒刺激完成辨別任務，結果在行為和腦電數據中均沒有發現IOR和情緒加工的交互作用，而他們采用定位任務的研究卻在行為結果中發現了顯著的交互作用（王敬欣, 賈麗萍, 張闊,張賽, 2013）。辨別任務更多的是涉及對情緒信息的意識性判斷；而定位任務則要求個體的注意始終保持在屏幕的中央，對情緒刺激只做位置的辨別，此時對情緒信息的加工更多地涉及無意識加工。而空間線索范式中的IOR通常發生在感知覺階段，涉及的是無意識加工。所以，當兩種加工都涉及同一通道時，容易出現對注意資源的競爭，產生交互作用（王敬欣, 賈麗萍, 張闊等, 2013;Pan, Wu, Zhang, & Ou, 2017）。鄧曉紅、張德玄、黃詩雪、袁雯和周曉林（2010）采用閾上和閾下情緒線索的研究也發現了相同的結果。在非空間IOR和情緒加工的研究中，當研究者要求個體進行情緒辨別任務時，發現情緒加工不會對IOR效應量產生顯著影響（Poliakoff et al., 2016）。但也有一些研究結果不一致，如Taylor和Klein（2005,2008）采用拼湊面孔在不同的實驗任務中發現IOR并不總是穩定；而采用面孔簡圖的研究卻發現IOR不受影響，表現出對生物學刺激的“盲目性”（王麗麗, 羅躍嘉, 郭亞橋, 張慶林, 2010）。需要注意的是，這些新異的刺激材料由于物理結構的特殊性，對吸引注意均會存在不同程度的影響。

綜上，對情緒信息的敏感性是人類進化過程中形成的一種預警機制，這種機制有利于人類趨利避害，更好地生存與發展。研究表明，人腦在加工的早期階段就能對情緒刺激做出反應，這種自下而上的知覺分析會引起意識的或無意識的情緒反應（van Honk, Tuiten, de Haan, vann de Hout, &Stam, 2001）。而返回抑制現象的很多研究結果顯示IOR也是一種自下而上的反射性行為，其內在機制為大腦對注意過的地方的知覺抑制（Klein &MacInnes, 1999; Stoyanova et al., 2007；王敬欣, 賈麗萍, 白學軍等, 2013）。根據這一理論，如果在先前注意過的地方出現情緒性刺激，那么大腦對該位置的知覺抑制將會和情緒的優先加工之間產生競爭，從而發生相互影響。因此，本研究對經典的線索靶子范式進行適當改進，在目標判斷階段單側呈現情緒圖片，被試完成內隱情緒判斷任務（圖片位置判斷），以此考察情緒的內隱加工是否會對返回抑制效應產生影響。研究材料采用真人情緒面孔，相較于面孔簡圖、拼湊面孔或非面孔（Taylor & Klein, 2005, 2008）人臉表情能傳達出更多生物和社會信息（夢向麗, 王萌華, 王玉平,2006），研究的生態效度更好。

2 實驗方法

2.1 被試

有償招募在校大學生13名（5男，8女），平均年齡22歲。被試均為右利手，視力或矯正視力正常，無身心疾病，且之前均未參與過類似實驗。實驗開始前先簽署知情同意書，實驗結束后給予一定的實驗報酬。

2.2 實驗材料

圖片來源于中國情感圖片系統（CFAPS）（龔栩, 黃宇霞, 王妍, 羅躍嘉, 2011），采用正性、負性和中性面孔圖片。正性和負性各4張，中性8張，其中正性選用高興面孔負性選用悲傷面孔，中性選用平靜面孔1，男女各占50%。用圖像軟件PhotoShop 6.0將各圖片大小、亮度、對比度調成一致，圖片大小為260×300像素。

表 1 不同效價面孔的愉悅度和喚醒度（M±SD）

2.3 實驗設計和實驗程序

采用2×2的被試內設計，自變量為線索有效性（有效線索/無效線索）和目標情緒效價（情緒性/中性），因變量為行為反應時和ERPs的波幅。

實驗在隔音的房間中進行，實驗開始前先向被試解釋腦電的基本原理及簽署知情同意書，消除被試的緊張心理。然后讓被試坐在電腦面前，給被試帶電極帽并開始打導電膏。阻抗降至5 kΩ以下，讓被試調整到舒適坐姿，正式開始實驗。

實驗采用經典的線索靶子范式，線索和靶子之間的SOA在1000-1100 ms內變化（Prime &Ward, 2006）。實驗程序如圖1，每次測試開始前，屏幕中央會出現三個同樣大小的矩形框，中間矩形框中有一個“+”，實驗指導語要求被試始終注意中間矩形框中的“+”或圓環。750-850 ms后，左邊或右邊的矩形框中會出現一個圓環作為線索提示，持續200 ms。300 ms后，中間矩形框中的“+”會被圓環所替代，200 ms會又變回“+”。間隔300-400 ms后，左邊或者右邊的矩形框中出現目標圖片持續 200 ms，當圖片一出現，要求被試準確且快速地判別圖片出現的位置。如果出現在左邊，按“Z”鍵，出現在右邊按“M”鍵。當提示線索和目標出現在同側，則為有效線索，出現在異側則為無效線索。實驗由練習實驗和正式實驗組成，練習實驗有32個trial，當被試的正確率達到80%以上時方可進行正式實驗。正式實驗分為兩個block，每個block有96個trial，兩個block之間有2分鐘的休息時間。正式實驗中，有效線索和無效線索各占50%，正性和負性面孔作為情緒性面孔和中性面孔在有效/無效線索中各占50%，男女比例各占一半，且全部隨機出現。實驗過程中要求被試盡量不要有皺眉、吞咽等動作，被試可以自由眨眼，但要求始終注視中心注視點。被試距電腦屏幕約65cm，采用黑色背景，其中注視點大小為0.5°（水平）×0.5°（垂直）視角，圓環大小為2°（水平）×2°（垂直）視角，方框大小為2.34°（水平）×3.36°（垂直）視角，三個方框的視角范圍約為±5°。

圖 1 實驗流程圖

2.4 腦電數據采集與分析

2.4.1數據采集

采用E-Prime軟件編程并記錄被試的行為數據。EEG數據采集儀器為美國Neuroscan公司腦電記錄系統Scan4.5，采用64導電極帽，頭皮電阻降至5 kΩ以下時，開始記錄。以左側乳突作為參考電極，離線分析時轉換為雙側乳突的平均為參考。采樣頻率為500 HZ/導，同時記錄被試的水平眼電和垂直眼電，AC=0.05-100 Hz，進行連續采樣。

2.4.2數據分析

本研究主要分析ERPs的早期成分。根據文獻和總平均圖，選取8個電極位置記錄的ERP波形用于統計分析，分別為Po5、Po6、O1、O2、Poz、Oz、P7、P8；確定時間窗為P1：80 ms-140 ms，N1：140 ms-180 ms，N170：180-240 ms，其中P1和N1統計Po5、Po6、O1、O2、Poz、Oz這六個點，N170統計P7、P8兩個點。先將記錄的數據導入Curry7中，首先進行基線校準，type類型選擇“Constant”，然后去除眼動偽跡和其他偽跡對腦電的影響，垂直眼電時域選擇-200-200 ms，波幅大于±100μV視為偽跡；以圖片刺激前200 ms為基線，分析時間窗為-200-800 ms進行分段和疊加平均，并合并行為數據，剔除錯誤反應對應的腦電，可得到不同水平下的腦電波形；最后將參考電極轉換為M1和M2平均為參考，并進行低通30 Hz （24 dB/oct）的數字濾波。將得到的腦電進行峰值探測，并導出數據。

3 實驗結果

3.1 行為數據結果

首先剔除反應時小于100 ms和大于1000 ms的極端數據以及正負三個標準差之外的數據和錯誤反應數據，剔除正確率低于80%被試的數據，然后各種條件下的反應時進行重復測量方差分析。

兩因素重復測量方差分析結果顯示，線索類型主效應顯著，F（1, 12）=54.74，p＜0.001，η2=0.82，有效線索反應時（363.52 ms）顯著長于無效線索反應時（335.23 ms）；情緒效價主效應不顯著，F（1, 12）=4.41，p＞0.05；交互作用不顯著，F（1, 12）=0.54，p＞0.05。

3.2 腦電數據結果

根據腦電結果分析，表明：P1成分的線索類型、電極點、情緒效價主效應不顯著，各個交互作用也不顯著。N1成分的線索類型主效應顯著，F（1, 11）=29.11，p＜0.001，η2=0.73有效線索上的波幅（–4.12μV）顯著大于無效線索上的波幅（–2.69μV）；情緒效價的主效應顯著，F （1,11）=8.05，p＜0.05，η2=0.42，情緒性圖片的波幅（–4.16μV）顯著大于中性圖片的波幅（–2.64μV）；電極點主效應顯著，F（5, 55）=9.30，p＜0.001，η2=0.81，Po5、Po6波幅顯著大于Poz、O1、Oz顯著大于O2波幅；線索類型和情緒效價交互作用顯著，F（1, 11）=7.85，p＜0.05，η2=0.42，進一步簡單效應檢驗發現，有效線索條件下情緒性圖片（–5.24μV）和中性圖片（–2.99μV）誘發的ERP波幅存在顯著差異，F（1, 11）=8.42，p＜0.05；對于其他交互作用不做分析。N170的線索類型主效應顯著，F（1,11）=17.14，p＜0.05，無效線索上的波幅顯著大于有效線索上的波幅；情緒效價、電極點主效應不顯著，各個交互作用均不顯著。

表 2 N1腦電數據波幅（M±SD μV）

表 3 N170腦電數據波幅（M±SD μV）

4 討論

本研究采用真人情緒面孔，探討了內隱情緒加工對返回抑制的影響。結果發現，在行為數據和腦電數據上都出現了顯著的返回抑制效應，實驗結果提示我們返回抑制來源于早期的知覺抑制，內隱情緒加工對返回抑制效應具有調節作用。

圖 2 各個電極點腦電圖

首先，腦電結果在P1上沒有差異。Hopfinger和Mangun（2001）在使用探測光點位置的定位任務中發現，在短SOA時發現了增強的P1效應，而長SOA（566-766 ms）時雖然出現了返回抑制效應，但P1效應消失了，他們認為這種反射性注意只暫時對視覺加工過程起促進作用。McDonald,Ward和Kiehl（1999）發現在定位任務中，返回抑制效應的出現伴隨著P1成分的減弱。研究者認為這是由于實驗任務而產生的差異，Prime和Ward（2004）發現有效提示下波幅明顯減小，并認為這種效應可能與辨別任務有關；先前的研究發現N1成分與辨別過程有關（Vogel & Luck,2000），而N1成分的注意加強只有在辨別任務中才能體現（Mangun & Hillyard, 1991）。近來一項ERP研究中發現，有效線索與無效線索條件下早期的成分N1和P1上差異不顯著，而隨后的一個負性成分（Nd），差異波激活了額部腦區，研究者認為知覺抑制和反應抑制均對返回抑制產生了影響（王麗麗, 郭亞橋, 邱江, 張慶林, 2010）。我們的研究發現，有效線索波幅在N1上顯著大于無效線索，而在N170上有效線索波幅顯著小于無效線索波幅。作為“視覺搜索加速器”的返回抑制通過對早期知覺進行抑制，使個體的注意更快速的轉向未搜索過的位置，從而提高了視覺搜索效率。所以，我們認為這種效應是通過對早期知覺抑制的結果。這一結果和先前結果類似，早期的知覺成分P1和N1在有效線索上誘發出了更小的波幅（Prime & Ward, 2004; Prime & Jolic?ur, 2009）。返回抑制受到早期注意的影響，由于實驗任務的不同，P1和N1的研究結果也有所不同。羅琬華、曾敏和李凌（2003）的研究發現，當要求被試完成覺察任務時，有效線索下P1值更小，N1值更大了。在最近的一項ERP研究中也得到了一致的結果，當要求被試對目標位置的情緒刺激進行效價判斷任務時，與無效線索相比，有效線索上的P1波幅更小，N1波幅更大（王敬欣, 賈麗萍, 白學軍等,2013）。這兩項結果一方面說明了返回抑制來自于早期的注意抑制，另一方面說明N1成分并不一定是存在于辨別任務中。我們認為N1和N170的這種變化與早期知覺加工過程相關，返回抑制來源于早期的注意抑制，并不是來源于反應抑制。所以本研究為知覺抑制說提供了證據。

其次，我們在早期成分N1上發現了情緒效價主效應及其與返回抑制效應的交互作用。情緒信息能吸引個體的注意，具有情緒意義的刺激會占用更多的認知資源，從而引起注意偏向（Lang,1995）。在內隱情緒加工中，不需要對情緒圖片進行效價判斷，所以情緒效價對個體的影響不會受到意識的影響。在我們的研究中發現，N1中情緒效價主效應顯著，情緒性圖片比中性圖片波幅更大，說明情緒信息在早期的知覺階段就能吸引個體注意，在前注意階段個體就受到了情緒信息的影響。也有研究發現，同樣要求被試完成內隱情緒任務時，在與注意相關的P2成分上，負性刺激比正性刺激的ERP更大（Carretié, Mercado, Tapia, &Hinojosa, 2001）。由此可以認為，對情緒信息的注意偏向可能發生在早期的信息加工過程。關于返回抑制是否受情緒刺激的影響一直是備受關注的問題。在N1上，我們發現情緒效價和返回抑制之間交互作用顯著，情緒圖片在有效線索上的波幅顯著大于中性圖片波幅，在無效線索上則相反，說明返回抑制受到情緒效價的調節。Taylor和Therrien（2008）采用非面孔、拼湊面孔和完整的中性面孔，發現不同特性的靶子在返回抑制中產生了差異，說明返回抑制受到了生物性刺激的影響，此時IOR不再是一種“盲目機制”。王敬欣，賈麗萍，白學軍等（2013）發現，在定位任務中，中性面孔產生的返回抑制量顯著大于情緒性面孔。顯然情緒面孔引發個體的注意偏向，這種知覺階段的注意對返回抑制產生了影響，即目標的情緒性對IOR起了調節作用。返回抑制作為人類進化過程中的一種適應機制，產生在知覺層面，所以和內隱情緒加工產生了沖突，導致返回抑制受到目標情緒性的調節。

綜上，研究發現線索有效性在早期ERP成分上發生了變化，所以我們認為返回抑制的產生來源于早期的知覺抑制，是對先前注意過的位置打上抑制標簽，結果支持知覺抑制理論。對情緒的內隱加工和返回抑制發生在同一信息加工階段，有效線索上情緒性目標更能吸引注意，而無效線索上中性目標更能吸引注意。

5 結論

返回抑制效應是一種基于知覺變化的機制；返回抑制會受到生物意義刺激的影響，內隱情緒加工對返回抑制效應具有調節作用。

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Modulation of Implicit Emotion Process on Inhibition of Return Effect

WU Xiaogang1,2, SHI Liang1, LI Leyuan1, PAN Fada1
(1 School of Education Science, Nantong University, Nantong 226019; 2 Department of Psychology, Research Center for Psychological and Behavioral Sciences, Soochow University, Suzhou 215123)

Inhibition of return is an inhibitory mechanism which refers to the position previously noticed showing slower response.Providing neural, positive and negative facial images as target stimulus, subjects were asked to perform detection task with ERPs technology. It was found that the data on the behavior and EEG record had significant IOR effect. According to EEG results, no effects on the component of P1 were found. However, the effect of IOR were found on N1 and N170. Compared with amplitude of the invalid cues, we found that the amplitude of N1 of the valid cues was larger, while the amplitude of N170 was smaller.Interestingly, there are emotion effect of N1, indicating that emotional face induced more attentional bias than neural face. More surprisingly, we found a significant interaction effect between emotion values and IOR. The simple effect showed that the amplitude of emotional face was larger than neural face. These results indicate that IOR at least partly arises from changes in perceptual process, and to a certain degree, implicit emotion process can modulate IOR.

inhibition of return, implicit emotion processing, Event Related Potentials.

B842

2016–12–02

教育部人文社會科學研究基金項目（12YJC190026），江蘇省社會科學基金項目（14SHC006），江蘇省教育科學“十二五”規劃項目（C-a/2013/01/003）和江蘇省2015年度普通高校研究生科研創新項目（KYZZ15_0355）。

潘發達。E-mail：panfada1979@126.com。

注:1正性面孔選用PF1、PF42、PM95和PM99，負性面孔選用NF60、NF64、NM68和NM69，中性面孔選用TF3、TF18、TF66、TF88、TM56、TM74、TM76和TM100。