無意識信息的刺激表征及其時間特性*

羅 婷 邱茹依 陳 斌 傅世敏

(1清華大學心理系,北京 100084) (2廣州大學教育學院腦與認知科學中心,廣州 510006)

1 引言

無意識是探索人類認知的重要課題。來自意識缺陷病人(Nakamura,Oga,&Fukuyama,2012;Rafal,Ward,&Danziger,2006)及正常人(Lin &Murray,2014;Martens,Ansorge,&Kiefer,2011)的研究證據均表明,無意識信息會影響人類的認知加工。主流觀點認為無意識信息影響了反應操作加工而非刺激知覺加工(Kiesel,Kunde,&Hoffmann,2007;Lin&Murray,2014)。

無意識信息的加工水平或深度頗受研究者們關注。其中,無意識信息究竟是否存在刺激表征,目前尚存爭議(Klinger,Burton,&Pitts,2000;Lin &Murray,2014;Peters,Kentridge,Phillips,&Block,2017)。例如,Klinger等人 (2000)采用啟動-掩蔽范式研究語義材料的無意識加工,發現無意識啟動內容的語義信息并不總是影響目標成績。具體而言,當被試對目標的語義內容反應時,無意識啟動的語義信息與目標語義信息的一致性會影響任務成績;而當被試判斷目標的非語義內容時,無意識啟動的語義信息并不影響目標的加工結果。據此,他們認為無意識語義信息的激活依賴于反應任務,表明無意識信息的反應加工而非刺激加工影響了任務表現。同樣,忽視癥病人身上也觀察到與此一致的結果 (Nakamura et al.,2012;Rafal et al.,2006)。這些研究發現病人對雙視野中信息的語義反應加工會影響對側忽視現象,而語義知覺加工不會有這種影響。由此看來,行為學和神經病理學的證據似乎不支持無意識信息存在刺激知覺水平的表征。然而,來自電生理學的研究卻提供了與此相悖的證據。Keifer等人采用N400作為無意識語義加工的指標,標識了無意識信息的刺激表征(Kiefer,2002;Kiefer&Brendel,2006;Kiefer &Martens,2010)。他們采用啟動-掩蔽范式,觀察到目標詞誘發的N400波幅在啟動詞與目標詞語義一致(例如,母雞-雞蛋)比不一致(例如,母雞-汽車)時更大,說明無意識啟動的語義內容影響了目標詞的語義加工。進一步證明無意識信息存在刺激表征的證據是,無意識啟動下的語義 N400效應在真假詞判斷(語義無關的反應)和語義判斷(語義相關的反應)任務下相似(Kiefer,2002;Kiefer &Brendel,2006)。為避免詞匯判斷帶來基于語義信息加工的影響,他們改用判斷詞匯中字母形狀的任務,結果在長間隔下觀察到啟動-目標的語義 N400效應;然而,在詞匯生命屬性判斷任務中只在短間隔下觀察到該效應(Kiefer &Martens,2010)。這些證據表明,無意識信息可以獨立于語義反應形成語義的刺激知覺加工。然而,盡管無意識信息的刺激(語義)表征得到了神經電生理學證據的支持,但仍欠缺行為層面的證據。

我們認為,無意識信息的刺激表征在行為上不敏感可能與前人的實驗操控有關。首先,無意識信息痕跡弱、衰退快(Greenwald,Draine,&Abrams,1996;Kiefer &Spitzer,2000),其影響會隨著時間減少。由于啟動-掩蔽范式往往通過無意識信息之后的目標反應來考察無意識加工,這可能會弱化無意識表征的強度。另外,前人在啟動-掩蔽范式下比較刺激相關任務和無關任務里的刺激(語義)一致性對目標加工的影響來考察無意識刺激表征,僅僅說明了反應相關性在無意識刺激(語義)表征中的重要作用,而不能直接反映是否存在無意識信息的刺激表征。那么,更直接體現無意識刺激表征的方法則是,當無意識信息與目標的反應方式相同時,考察它們刺激內容的一致性是否會影響行為結果。鑒于無意識表征可能會衰減,我們擬同時呈現無意識信息和目標內容,通過二者刺激內容的異同對目標加工的影響來直接考察是否存在無意識的刺激表征。側抑制(flanker)范式是實現這種操作的理想工具。

側抑制范式(Flanker task)是研究認知沖突的經典任務(Eriksen &Eriksen,1974),通過沖突效應考察信息加工。首先,該任務下的目標呈現在中央位置,與此同時干擾內容(flankers)在其邊側位置。在意識知覺下,flanker與目標相同時的任務成績比不同時更好,這種差異稱為干擾效應或沖突效應。其次,側抑制任務可根據反應規則進一步區分刺激水平和反應水平的干擾加工(van Veen,Cohen,Botvinick,Stenger,&Carter,2001)。具體而言,當目標和flanker的刺激內容不同、但以相同的方式反應時,它們會在刺激水平上競爭加工資源但不會在反應水平上競爭資源。因此,刺激沖突條件與無沖突條件的差異(刺激干擾效應)可以作為信息存在刺激知覺表征的證據,該指標體現了信息間的刺激干擾但不包含反應干擾。同理,當目標和flanker的刺激內容和反應方式都不同時,此時既包含刺激水平的競爭也包含反應水平的競爭,為反應沖突條件。需要注意,反應干擾效應不僅體現了反應表征也包含刺激表征。綜上,側抑制任務下的沖突效應體現了刺激水平和反應水平的信息加工,因此該范式也可用于考察無意識信息在刺激水平和反應水平的表征。

本研究在側抑制任務中操控 flanker字母的意識水平,通過刺激沖突效應和反應沖突效應,考察無意識信息是否存在刺激水平和反應水平的表征。首先,flanker短時呈現并掩蔽,形成閾下無意識條件。其次,分離刺激沖突和反應沖突,考察無意識信息在刺激水平和反應水平的表征。實驗預期如下。如果無意識的flanker字母只存在反應表征,那么flanker與目標只會在反應水平上競爭表征資源。也就是說,反應沖突條件的成績會比其它沖突條件更差。由于刺激沖突條件不涉及反應沖突,此種假設下的刺激沖突條件與無沖突條件的結果應該沒有差異。尤為關鍵的是,如果無意識的flanker字母還存在刺激水平的表征,那么該字母會影響目標的刺激加工,因此刺激沖突條件與無沖突條件的成績有差異。本研究包含三個實驗。實驗1A在flanker可覺察的情況下展示刺激沖突和反應沖突的基本結果。在此基礎上,考察無意識flanker的刺激加工和反應加工(實驗1B)。實驗2改變刺激-反應規則的聯結難度,鞏固實驗 1B的結論。實驗3采用時間敏感的數據分析方法,在時間維度上探索無意識信息的刺激加工和反應加工過程。

2 實驗1：無意識信息的刺激加工影響行為表現

實驗1在側抑制任務中操控flanker字母的意識和無意識覺察水平,以考察意識和無意識加工下flanker在刺激水平和反應水平的表征。實驗1A中flanker字母閾上呈現,我們預期 flanker字母的意識覺察會干擾目標的刺激加工和反應加工,實驗結果會觀察到刺激沖突效應和反應沖突效應。相反,實驗1B通過短時呈現flanker字母和掩蔽操作,使之處于無意識覺察狀態。根據無意識加工的主流觀點——無意識信息通過反應表征影響認知加工,我們預期這種閾下呈現時反應沖突條件的成績較其它沖突條件差,結果會觀察到反應沖突效應。關鍵的是,我們更關心是否存在無意識刺激表征。若存在,刺激沖突條件與無沖突條件的成績會有明顯的差異;否則,這兩個條件的結果無差異。

2.1 方法

2.1.1 被試

實驗1包含26名被試(19～30歲),其中13人參加實驗1A,13人參加實驗1B。被試均為在校大學生、右利手、視力或矯正視力正常。所有被試自愿參加實驗,他們自我報告未參加過類似實驗且不清楚實驗目的。被試們均簽署知情同意書,并獲得金錢報酬或所修課程學分。

2.1.2 設備和刺激

實驗在E-prime 2.0版本上編寫、運行,刺激呈現在17寸純屏CRT顯示器上。屏幕分辨率為1024 ×768,刷新率為60 Hz。被試頭部距離屏幕大約70 cm。

實驗刺激為 32 號 Arial字體的字母,“E”、“K”、“H”、“N”等字母均為 30×60 像素。Flanker任務里,五個字母水平排列,構成3.5×1.4°視角(見圖1)。被試雙手食指放在鍵盤的“F”和“J”兩個按鍵上做反應。

圖1 實驗1流程示意圖

2.1.3 實驗流程

試驗開始時屏幕中央呈現300 ms十字注視點。隨后屏幕中央位置水平呈現五個字母,中間字母為目標,其左右兩側字母為相同的 flanker,該屏呈現33 ms。實驗1A為意識覺察實驗,flanker字母和目標字母在隨后的117 ms內保持不變;實驗1B為無意識實驗,此時flanker變為“#”掩蔽符號(見圖1)。隨后呈現十字空屏(反應屏),要求被試又快又準地判斷目標字母。目標為“E”或“H”時被試按其中一個反應鍵,為“K”或“N”則按另一個反應鍵。反應鍵在被試間平衡。該屏呈現 1500 ms,或被試按鍵后消失。試次間隔為700 ms空屏。

目標、flanker字母相同時為無沖突條件;目標、flanker字母不同但反應方式相同時為刺激沖突條件;目標、flanker字母不同且反應方式不同時為反應沖突條件。無沖突條件、刺激沖突條件、反應沖突條件的比例為2:1:1,它們的呈現順序隨機。

練習程序包含 30個試次,反應屏消失后給予2000 ms的反饋,告知被試的正確情況和反應時間。正式程序包含6組,每組65個試次。每組實驗結束后反饋該組成績,并提醒被試休息。

無意識實驗(實驗1B)后,被試另做一組flanker意識測試。測試流程與正式程序基本一致,除了: 1)要求被試判斷flanker位置的字母是哪一個字母,2)并對無意識字母的選擇做信心評估。信心評估為4點量表,從非常不自信(-2)到非常自信(2)。意識測試任務的判斷無反應限時。該測試考察被試對flanker字母的意識水平。

每組實驗的第一個試次不納入分析。反應時或正確率在總體樣本2個標準差以外的被試數據將被剔除。被試的平均反應時分析剔除了錯誤試次、3個標準差之外的試次。平均反應時和正確率均采用單因素重復測量方差分析(ANOVA)。數據不滿足球形假設(Assumption of Sphericity)時,采用Greenhouse-Geisser矯正后的結果。多重比較結果的 p值用Bonferroni方法矯正。

2.2 結果

2.2.1 實驗1A：意識覺察下的刺激沖突、反應沖突

無沖突、刺激沖突、反應沖突條件的正確率分別為95.3%、97.1%和91.3% (見圖2A上),沖突效應顯著,F (2,24)=10.41,p <0.001,η=0.47。兩兩比較的結果表明,刺激沖突條件與無沖突條件的正確率差異不顯著(t(12)=2.11,p=0.16),反應沖突條件的成績比刺激沖突條件(t(12)=-3.47,p <0.05,d=-0.98)和無沖突條件(t(12)=-2.86,p <0.05,d =-0.61)的成績更差。

93.45%的試次(反應正確且反應時在 3個標準差內)用于平均反應時分析。無沖突、刺激沖突、反應沖突條件的反應時分別為496、523和546 ms,沖突效應顯著,F (2,24)=57.73,p <0.001,η=0.83。刺激沖突條件的目標成績比無沖突條件的更慢(t(12)=-3.07,p <0.05,d=-0.85),說明flanker和目標在刺激水平上發生了競爭。另一方面,反應沖突條件的反應時比無沖突條件(t(12)=9.26,p <0.001,d=2.57)和刺激沖突條件(t(12)=6.71,p <0.001,d=1.86)更長,提示了flanker和目標在反應水平上競爭表征。

實驗1A的結果發現,意識條件下flanker不但影響了目標的刺激加工而且影響了目標的反應加工,表明flanker字母存在刺激表征和反應表征。由于 flanker和目標在刺激表征水平和反應表征水平發生了競爭,結果出現了刺激沖突和反應沖突效應。該結果重復了刺激沖突和反應沖突的相關發現(van Veen et al.,2001;Verbruggen,Notebaert,Liefooghe,&Vandierendonck,2006),因此這些實驗材料可用于考察無意識信息在刺激水平和反應水平的加工。

圖2 實驗1A和實驗1B中Flanker任務的錯誤率(左)和反應時(右)結果

2.2.2 實驗1B：無意識刺激沖突、反應沖突

無沖突、刺激沖突、反應沖突條件的正確率分別為95.2%、98.3%和93.0% (見圖2下),沖突效應顯著,F(2,24)=14.62,p <0.001,η=0.55。兩兩比較的結果表明,刺激沖突條件的正確率顯著高于無沖突條件(t(12)=4.08,p <0.01,d=1.13),反應沖突條件的正確率分別低于無沖突條件(t(12)=-2.82,p <0.05,d=-0.78)和刺激沖突條件(t(12)=-3.89,p <0.01,d=-1.08)。以上結果顯示了反轉的刺激沖突效應和反應沖突效應,提示無意識信息加工既存在刺激表征也存在反應表征。

95.4%的試次用于反應時分析。無沖突、刺激沖突、反應沖突條件的反應時分別為 544、546和564 ms,沖突效應顯著,F(2,24)=7.58,p <0.01,η=0.39。兩兩比較的結果顯示,刺激沖突條件與無沖突條件的反應時差異不顯著(t(12) <-1,p >0.05),反應沖突條件的反應時比無沖突條件(t(12)=3.78,p <0.01,d=1.05)和刺激沖突條件(t(12)=2.86,p <0.05,d=0.79)的反應時更長。

Flanker字母的意識測試結果顯示,被試對flanker字母的辨別正確率為28.6%。由于該任務的字母-反應備選項為 4個,因此隨機猜測水平為25%。意識測試結果與猜測水平無差異,t(12)=1.03,p >0.05。被試的信心評估結果顯示：67.7%的試次中被試非常不自信,16.3%的試次中不太自信,11.8%的試次為有點自信,非常自信的試次只占4.2%。該結果表明,被試在集中注意的情況下幾乎不能覺察到flanker字母,flanker字母的無意識控制較成功。

實驗1B的結果表明,盡管flanker字母處于無意識狀態,它仍會影響目標字母的加工。首先,刺激沖突與無沖突條件的差異是無意識刺激加工的結果,提示存在無意識信息的刺激表征。因為無論是無沖突條件還是刺激沖突條件,目標和 flanker的反應方式都一致,所以這兩個條件的差異一定與它們在刺激水平上的無意識加工有關。另外,反應沖突條件和無沖突條件的差異顯示了反應沖突效應,提示了無意識信息存在反應表征。值得一提的是,當flanker字母與目標字母不同時,被試的成績與它們反應的一致性緊密相關。具體而言,相比于無沖突條件,刺激沖突條件下目標與 flanker的反應方式一致時,促進了目標成績;相反,反應沖突條件下目標與 flanker的反應方式不一致時,阻礙了目標加工。這個發現似乎表明,當無意識的flanker和目標的刺激表征發生沖突的時候,無意識flanker刺激表征才會通過刺激-反應聯結激活相應的反應表征,進而引起了與反應一致的結果。

3 實驗2：排除規則難度對無意識信息刺激表征的影響

實驗1B中無意識條件下反轉的刺激沖突效應明顯與意識條件下的經典結果不一致,是一個新穎的發現。進一步的問題是,該效應是否受到了刺激-反應規則難度的影響？我們猜測,當刺激-反應規則較難時,被試也許需要更多的時間建立刺激-反應的聯結。由于無意識信息消退較快(Greenwald et al.,1996;Salti et al.,2015),無意識的刺激表征可能在進行規則轉換的過程中快速衰退,從而與意識知覺中刺激表征之間的沖突有所不同。因此,在容易建立刺激-反應聯結的實驗中,刺激沖突效應可能會出現或反轉效應將削弱。基于此,實驗2采用帶有反應傾向的字母,減少刺激-反應規則難度并促進自動化加工(Tipples,2002),以進一步檢驗實驗1B結果的可靠性。

3.1 方法

11名(5名男生,年齡 17～28)視力或矯正視力正常、右利手的大學生參加本實驗。被試們報告未曾參加過類似實驗且不清楚實驗目的。他們自愿參與實驗并簽署知情同意書,實驗后獲得金錢報酬。

實驗 2 的實驗材料為“b”,“p”,“q”,“d”等字母,它們的半圓特征容易建立與朝向一致的反應(Mattler,2005)。當目標字母為“p”、“b”時按右鍵(“J”鍵)反應,為“q”、“d”時按左鍵(“F”鍵)反應。要求被試判斷既快又準。

實驗程序與實驗1B基本相同,包括實驗流程、實驗條件和實驗設計。

被試完成實驗程序后,接受一組(65次)flanker字母的意識測驗。意識測驗程序與實驗程序類似,除了依據實驗程序的反應規則判斷flanker字母,2)并對無意識字母判斷做信心評估。信心評估為4點量表,從非常不自信(-2)到非常自信(2)。字母判斷和信心評估均沒有時間限制。

3.2 結果

無沖突、刺激沖突、反應沖突條件的正確率分別為96.5%、98.3%和92.3% (見圖3上),沖突主效應顯著,F(2,20)=23.14,p <0.001,η=0.70。兩兩比較的結果顯示：刺激沖突條件的正確率比無沖突條件的正確率高(t(10)=5.59,p <0.001,d=1.68);反應沖突條件的正確率比無沖突條件 (t(10) =-3.91,p <0.01,d=-1.18)和刺激沖突條件 (t(10) =-5.48,p <0.001,d=-1.65)的正確率低。該結果與實驗 1B一致,重復了反應沖突效應和反轉的刺激沖突效應。

圖3 實驗2和實驗3的錯誤率(左)和反應時(右)結果

總體試次的94.04%用于反應時分析。無沖突、刺激沖突、反應沖突條件的平均反應時分別為430、425和450 ms,沖突主效應顯著,F(2,20)=19.70,p <0.001,η=0.66。兩兩比較的結果表明,刺激沖突條件與無沖突條件的反應時差異不顯著(t(10)=-1.38,p >0.05)。另一方面,反應沖突條件的反應比無沖突條件(t(10)=7.35,p <0.001,d=2.22 )和刺激沖突條件(t(10)=4.44,p <0.01,d=1.34)的反應更慢。

被試對 flanker字母判斷的正確率為 47.18%,該結果與隨機概率(二選一反應的猜測水平為50%)相比差異不顯著(t(10)=-0.87,p >0.05)。被試的信心評估結果顯示：37.27%的試次中被試非常不自信,34.61%的試次中不太自信,22.87%的試次為有點自信,非常自信的試次只占 1.33%。該結果表明,被試在集中注意的情況下幾乎不能覺察到 flanker字母,flanker字母的無意識控制較成功。

實驗2中也出現了無意識刺激沖突的反轉效應和反應沖突效應。需要強調的是,盡管任務中的實驗材料有助于建立刺激-反應聯結,刺激沖突的反轉效應依然存在,表明存在無意識信息的刺激表征。因此,實驗2重復了實驗1B中無意識刺激加工的結果,鞏固了無意識信息存在刺激表征的結論。

4 實驗3：無意識信息刺激表征的時間特性

我們認為實驗1B和實驗2的結果表明了無意識信息存在刺激表征。但之所以沒有觀察到刺激表征的直接證據——刺激沖突效應,可能是因為無意識刺激表征較脆弱、易消退(Greenwald et al.,1996;Kiefer &Spitzer,2000;Naccache et al.,2002),以致引發的微弱刺激沖突效應被隨后激活的反應一致加工所掩蓋。但是,另一種可能的解釋是,無意識信息越過了刺激表征過程直接激活反應加工,而意識信息必須經由刺激表征才能作用于反應階段(Beckers &Zeki,1995),因此意識和無意識的信息不會競爭刺激表征資源。為了檢驗這兩種可能性,實驗 3使用敏感于時間的 Delta反應時分布方法,探索無意識刺激沖突效應隨時間的變化特點。

Delta反應時分布方法是考察沖突機制的重要方法(De Jong et al.,1994;王力等,2013;張德玄,周曉林,2007)。De Jong等(1994)認為,沖突任務包含規則引起的控制性加工和刺激引起的自動性加工。自動性加工反映了刺激的激活過程,即刺激自動激活后迅速減弱。因此,刺激沖突隨時間減小,在 delta圖上表現為負斜率的線圖。而控制過程在沖突覺察或解決后產生,控制加工強度越大 delta斜率越小。因此,delta反應時分布方法可以用來考察刺激沖突、反應沖突的時間特性。類似的方法也曾用于無意識信息加工的研究中(Lin &Murray,2014;Naccache et al.,2002)。如果無意識信息需要刺激表征加工,那么反應時分布的結果會顯示出無意識的 flanker字母與目標字母在刺激水平上的競爭,即刺激沖突效應。并且無意識刺激表征的自動激活-衰退假設預期刺激沖突 delta圖為負斜率線圖。相反,若無意識信息越過了刺激表征,反應時結果則不會顯示出刺激沖突效應。

4.1 方法

21名大學生被試(年齡：18～28歲,男生11名)自愿參加實驗。他們視力或矯正視力正常且為右利手。被試們報告未曾參加過類似實驗且不清楚實驗目的。他們簽署了知情同意書,實驗后獲得金錢報酬。

實驗3采用6個刺激、3種反應的規則,減少刺激-反應重復的影響(見 Verbruggen et al.,2006;Wendt et al.,2007)。實驗材料為“K”,“Z”,“N”,“P”,“L”,“H”等字母,每兩個字母對應一種按鍵反應。如,目標刺激為“K”,“Z”,被試用右手食指按下數字鍵盤的“4”;目標刺激為“N”,“P”則右手中指按下數字鍵“5”;目標為“L”,“H”則用右手無名指按數字鍵“6”。無沖突條件、刺激沖突條件、反應沖突條件的比例為1:1:1,以平衡沖突類型之間的影響。實驗3與實驗1B相同。為了保證反應時分布的每個等分位的試次數充足,正式程序中被試完成 10組測試,每組81個試次。

由于錯誤的反應會影響delta圖的趨勢(Notebaert et al.,2009),反應時分析不僅剔除了錯誤試次還剔除了錯誤反應之后的第一個試次。

4.2 結果

2名被試的正確率低于總體正確率的2個標準差,不納入統計分析,余下19名被試的數據貢獻了以下結果。

4.2.1 沖突效應

無沖突、刺激沖突、反應沖突條件的平均正確率分別為93.4%、95%和91.9% (見圖3下),沖突效應顯著,F(2,36)=16.42,p <0.001,η=0.48。兩兩比較的結果表明,刺激沖突條件的正確率顯著高于無沖突條件的正確率(t(18)=2.63,p <0.05,d =0.60)。反應沖突條件的正確率顯著低于無沖突條件(t(18)=-3.35,p <0.01,d=-0.77)和刺激沖突條件(t(18)=-5.26,p <0.001,d=-1.21)的正確率。實驗結果顯示了刺激沖突的反轉效應和反應沖突效應。

91.65%的試次用于反應時分析。無沖突、刺激沖突、反應沖突條件的平均反應時分別為601、592和 620 ms,沖突效應顯著,F(2,36)=42.96,p <0.001,η=0.71。刺激沖突條件的反應時間明顯快于無沖突條件的反應時,t(18)=-3.04,p <0.05,d =-0.70。反應沖突條件的反應時顯著慢于無沖突條件(t(18)=5.97,p <0.001,d=-1.37)和刺激沖突條件(t(18)=9.02,p <0.001,d=2.07)。

實驗3基本重復了實驗1B和實驗2的結果(見附錄表1),即無意識條件下反轉的刺激沖突效應和經典的反應沖突效應。

4.2.2 Delta 反應時分布分析

每名被試各沖突條件的反應時按照從小到大的順序平均分成5等分。單個被試刺激沖突條件與無沖突條件在相應等分的平均反應時之差,為該被試刺激沖突(反轉)效應量的5等分反應時差異值(張德玄,周曉林,2007)。與此類似,被試的反應沖突量分布則是相應等分下反應沖突條件與無沖突條件的反應時之差。

反應時結果采用3(沖突類型)×5(反應時等分組)重復測量方差分析比較了各沖突條件的時間特性。沖突類型主效應顯著,F(2,36)=38.67,p <0.001,η=0.68;反應時分組主效應顯著,F(4,72)=249.64,p <0.001,η=0.99;兩者交互作用顯著,F(8,144) =10.52,p <0.001,η=0.37。交互作用提示了不同沖突條件隨反應時增長的變化趨勢不同。

接下來,我們分析了各沖突效應量隨反應時分組的變化(見圖 4)。刺激沖突效應的反應時分布結果顯示,反應時分組的主效應顯著,F(4,72)=8.87,p <0.01,η=0.33。非常重要的是,最快反應組顯示出刺激沖突效應(第 1組,刺激沖突條件的反應時比無沖突條件的更慢,F(1,18)=10.88,p <.01,η=0.38)。之后,刺激沖突的反轉幾乎隨著反應時增加而增大。例如,第1等分組和第2等分組的刺激沖突效應差異顯著(分組1-2,F(1,18)=6.57,p <0.05,η=0.27)。同樣,分組2-3(F(1,18)=20.99,p <0.001,η=0.54)和分組 3-4(F(1,18)=7.67,p <0.05,η=0.30)均顯著,不過分組4-5(F(1,18)=<1,p >0.05)未達顯著水平。反應沖突反應時分布上,分組主效應不顯著(F=1.48,p >0.05),且這種趨勢幾乎在各等分反應組間保持一致(分組1-2,F(1,18)=3.88,p >0.05;分組2-3,F(1,18) <2,p >0.05;分組3-4,F(1,18) <2,p >0.05;分組4-5,F(1,18) <2,p >0.05)。

刺激沖突(反轉)效應和反應沖突效應的 delta反應時分布的結果明顯不同。刺激沖突量隨著反應時間的增加而減小,也就是說反轉效應隨反應時增加而增大。該結果表明,無意識信息與意識信息在刺激表征水平上發生了短暫的競爭,提示無意識刺激表征自動激活并迅速衰退。隨后,刺激表征激活后續的反應加工過程,促使刺激沖突條件的反應累積過程隨反應時增加而增大(Schubert et al.,2013)。與此不同,反應沖突效應主要反映了無意識反應表征的穩定影響。我們的發現提示了無意識刺激表征可能是無意識信息加工的必經過程,支持了無意識刺激表征自動激活并迅速衰退的觀點。

圖4 Delta反應時分布圖

5 討論

本研究通過操縱無意識的 flanker字母與目標字母的刺激一致和反應一致關系,重點考察無意識信息的刺激加工。我們發現,無意識的flanker字母不僅影響目標字母的反應加工,更重要的是,還影響目標的刺激加工。該結果證實存在無意識信息的刺激表征,并提供了無意識刺激表征在時間進程上的行為證據。

本研究發現無意識 flanker影響目標在刺激水平的加工,表明無意識信息存在刺激表征。首先,實驗3中反應時分布結果提供了無意識刺激表征的直接證據。反應時分布的結果揭示了快速反應下存在刺激沖突效應,說明了無意識信息與意識信息在刺激表征水平上發生了競爭。該結果提示,無意識信息自動激活了刺激表征,且刺激表征可能是無意識加工的必要階段。但是,這個階段保留時間短暫,這可能與無意識刺激表征隨時間延遲而衰弱的特性有關(Greenwald et al.,1996)。因此,這個發現也許可以部分解釋啟動任務下無意識刺激表征的零效應(Lau &Passingham,2007;Nakamura et al.,2012),即無意識啟動信息的刺激表征迅速衰退因而對隨后的目標加工產生微弱的或零影響。其次,實驗1～3中,刺激沖突條件和無沖突條件的差異也說明存在無意識信息的刺激表征。由于刺激沖突條件和無沖突條件下 flanker和目標的反應方式都相同,因此,這兩個條件之間的差異至少與它們在刺激水平的加工有關,支持了無意識信息的刺激表征。綜上,無意識信息存在刺激表征。

無意識信息對行為的影響主要體現在反應水平。我們的研究顯示,無意識flanker與目標反應一致時的刺激沖突條件促進了目標加工,而反應方式不一致時的反應沖突條件阻礙了目標加工。這個結果表明,無意識信息激活了反應加工,并且主要通過反應水平的一致性影響行為。這與主流觀點吻合(Lau &Passingham,2007;Nakamura et al.,2012)。不過,無沖突條件與刺激沖突條件都意味著flanker與目標有相同的反應方式,為何只有刺激沖突條件促進反應加工呢？這一結果明顯與它們在刺激表征的沖突水平有關。前人研究發現,無意識加工在知覺階段發生整合(Grainger,Scharnowski,Schmidt,&Herzog,2013;Vlassova,Donkin,&Pearson,2014)。結合本研究來說,當不同意識水平的刺激相同時則整合為相同的刺激表征,此時無意識字母無需額外表征;當它們不同時會分別激活晚期的反應表征。因此,刺激表征發生沖突時,反應一致的無意識flanker促進了目標加工,而反應不一致的無意識flanker阻礙了目標加工。我們猜測,無意識信息的知覺整合可能是行為結果主要體現出反應表征的原因?？偠灾?盡管無意識信息加工主要體現在反應水平,但刺激表征的整合很可能起重要作用。

意識信息和無意識信息分別在刺激水平和反應水平上引起表征沖突,這有助于了解無意識信息的加工通路。早期研究發現無意識信息的加工速度比意識加工更快,研究者們認為這可能是因為無意識信息越過了早期刺激加工腦區(Beckers &Zeki,1995)。如果意識信息的加工必須經過早期刺激表征區域,我們推測意識和無意識信息在刺激表征水平不會競爭資源。然而,當前研究中無意識和意識的信息在刺激水平和反應水平上的沖突,表明這兩種意識水平的信息都經歷了刺激加工和反應加工階段。因而,該結果提示意識加工通路和無意識加工通路也許并非完全相互獨立。近期的一些腦成像成果也揭示,意識和無意識信息至少在早期知覺表征上擁有相同的模式(Bijleveld et al.,2014;Koivisto,M?ntyl?,&Silvanto,2010;Salti et al.,2015)。事實上,根據前饋-反饋的理論框架,有研究者認為意識與無意識信息加工的前饋通路可能是相同的(Tapia &Beck,2014)。因此,結合當前的研究發現,我們認為意識和無意識的信息加工通路有相似的部分,至少它們在刺激水平和反應水平上的表征具有共性。

本研究的結論主要依據正確率而非反應時結果,是由于無意識信息影響了決策過程中的證據累積,因而正確率相比于反應時能更敏感地標識無意識加工(Vlassova et al.,2014)。另外,本研究結論的推廣仍需要考慮以下問題。研究中的無意識flanker信息與任務加工無關,而且 flanker效應受空間距離的影響(Eriksen &Eriksen,1974)。又如,樣本量的選取,這些都是考量無意識刺激表征穩定性時需要考慮和進一步驗證問題。最后,本研究關于無意識信息的刺激表征及其衰減進程的結論仍需要時間敏感的電生理證據的支持。

6 結論

(1)無意識下的flanker信息影響目標的刺激加工,說明無意識信息存在刺激表征。

(2)無意識信息的刺激加工對時間敏感,刺激表征自動激活并迅速衰退。

Beckers,G.,&Zeki,S.(1995).The consequences of inactivating areas V1 and V5 on visual motion perception.Brain,118,49–60.

Bijleveld,E.,Custers,R.,van der Stigchel,S.,Aarts,H.,Pas,P.,&Vink,M.(2014).Distinct neural responses to conscious versus unconscious monetary reward cues.Human Brain Mapping,35(11),5578–5586.

De Jong,R.,Liang,C.C.,&Lauber,E.(1994).Conditional and unconditional automaticity: A dual-process model of effects of spatial stimulus-response correspondence.Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance,20(4),731–750.

Eriksen,B.A.,&Eriksen,C.W.(1974).Effects of noise letters upon the identification of a target letter in a nonsearch task.Perception &Psychophysics,16(1),143–149.

Grainger,J.E.,Scharnowski,F.,Schmidt,T.,&Herzog,M.H.(2013).Two primes priming: Does feature integration occur before response activation? Journal of Vision,13(8),19.

Greenwald,A.G.,Draine,S.C.,&Abrams,R.L.(1996).Three cognitive markers of unconscious semantic activation.Science,273(5282),1699–1702.

Kiefer,M.(2002).The N400 is modulated by unconsciously perceived masked words: Further evidence for an automatic spreading activation account of N400 priming effects.Cognitive Brain Research,13(1),27–39.

Kiefer,M.,&Brendel,D.(2006).Attentional modulation of unconscious "automatic" processes: Evidence from eventrelated potentials in a masked priming paradigm.Journal of Cognitive Neuroscience,18(2),184–198.

Kiefer,M.,&Martens,U.(2010).Attentional sensitization of unconscious cognition: Task sets modulate subsequent masked semantic priming.Journal of Experimental Psychology:General,139(3),464–489.

Kiefer,M.,&Spitzer,M.(2000).Time course of conscious and unconscious semantic brain activation.NeuroReport,11(11),2401–2407.

Kiesel,A.,Kunde,W.,&Hoffmann,J.(2007).Unconscious priming according to multiple S-R rules.Cognition,104(1),89–105.

Klinger,M.R.,Burton,P.C.,&Pitts,G.S.(2000).Mechanisms of unconscious priming: I.Response competition,not spreading activation.Journal of Experimental Psychology:Learning,Memory,and Cognition,26(2),441–455.

Koivisto,M.,M?ntyl?,T.,&Silvanto,J.(2010).The role of early visual cortex (V1/V2) in conscious and unconscious visual perception.NeuroImage,51(2),828–834.

Lau,H.C.,&Passingham,R.E.(2007).Unconscious activation of the cognitive control system in the human prefrontal cortex.Journal of Neuroscience,27(21),5805–5811.

Lin,Z.,&Murray,S.O.(2014).Unconscious processing of an abstract concept.Psychological Science,25(1),296–298.

Martens,U.,Ansorge,U.,&Kiefer,M.(2011).Controlling the unconscious: Attentional task sets modulate subliminal semantic and visuomotor processes differentially.Psychological Science,22(2),282–291.

Mattler,U.(2005).Flanker effects on motor output and the late-level response activation hypothesis.The Quarterly Journal of Experimental Psychology Section A,58(4),577–601.

Naccache,L.,Blandin,E.,&Dehaene,S.(2002).Unconscious masked priming depends on temporal attention.Psychological Science,13(5),416–424.

Nakamura,K.,Oga,T.,&Fukuyama,H.(2012).Tasksensitivity of unconscious word processing in spatial neglect.Neuropsychologia,50(7),1570–1577.

Notebaert,W.,Houtman,F.,van Opstal,F.,Gevers,W.,Fias,W.,&Verguts,T.(2009).Post-error slowing: An orienting account.Cognition,111(2),275–279.

Peters,M.A.K.,Kentridge,R.W.,Phillips,I.,&Block,N.(2017).Does unconscious perception really exist? Continuing the ASSC20 debate.Neuroscience of Consciousness,3(1),nix015,doi: 10.1093/nc/nix015.

Rafal,R.,Ward,R.,&Danziger,S.(2006).Selection for action and selection for awareness: Evidence from hemispatial neglect.Brain Research,1080(1),2–8.

Salti,M.,Monto,S.,Charles,L.,King,J.R.,Parkkonen,L.,&Dehaene,S.(2015).Distinct cortical codes and temporal dynamics for conscious and unconscious percepts.eLife,4,e05652.

Schubert,T.,Palazova,M.,&Hutt,A.(2013).The time course of temporal attention effects on nonconscious prime processing.Attention,Perception,&Psychophysics,75(8),1667–1686,doi: 10.3758/s13414-013-0515-0.

Tapia,E.,&Beck,D.M.(2014).Probing feedforward and feedback contributions to awareness with visual masking and transcranial magnetic stimulation.Frontiers in Psychology,5,1173.

Tipples,J.(2002).Eye gaze is not unique: Automatic orienting in response to uninformative arrows.Psychonomic Bulletin&Review,9(2),314–318.

van Veen,V.,Cohen,J.D.,Botvinick,M.M.,Stenger,V.A.,&Carter,C.S.(2001).Anterior cingulate cortex,conflict monitoring,and levels of processing.NeuroImage,14(6),1302–1308.

Verbruggen,F.,Notebaert,W.,Liefooghe,B.,&Vandierendonck,A.(2006).Stimulus- and response-conflict-induced cognitive control in the flanker task.Psychonomic Bulletin &Review,13(2),328–333.

Vlassova,A.,Donkin,C.,&Pearson,J.(2014).Unconscious information changes decision accuracy but not confidence.Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America,111(45),16214–16218.

Wang,L.,Zhang,L.-W.,Zhang,M.-L.,&Chen,A.-T.(2013).The status of the nonresponding hand affect Simon effect in the Go/No-Go task.Journal of Psychological Science,36(1),38–43.

[王力,張櫟文,張明亮,陳安濤.(2013).Go/No-Go范式中非反應手狀態對 Simon效應性質的影響.心理科學,36(1),38–43.]

Wendt,M.,Heldmann,M.,Münte,T.F.,&Kluwe,R.H.(2007).Disentangling sequential effects of stimulus- and response-related conflict and stimulus-response repetition using brain potentials.Journal of Cognitive Neuroscience,19(7),1104–1112.

Zhang,D.X.,&Zhou,X.L.(2007).Delta plot analysis and its use in conflict control studies.Advances in Psychological Science,15(3),545–551.

[張德玄,周曉林.(2007).Delta圖分析方法及其在沖突控制研究中的應用.心理科學進展,15(3),545–551.]