知覺負載對注視知覺適應后效的影響*

趙亞軍 張智君 劉志方 劉 煒 嚴璘璘 唐 溢

(1西南民族大學社會學與心理學學院, 成都 610041) (2浙江大學心理與行為科學系, 杭州 310028)(3杭州師范大學心理學系, 杭州 310036) (4云南民族大學教育學院, 昆明 650504)(5浙江理工大學心理學系, 杭州310018) (6重慶市委黨校, 重慶 400041)

1 引言

眼睛注視線索(eyes gaze cue)是指他人的目光注視方向, 用于傳遞注意興趣和行為意圖等信息(Frischen, Bayliss, & Tipper, 2007)。在社會交往中,當兩人面對面交流時, 他人的注視線索可分為直視(direct gaze)和偏離注視(averted gaze)兩種, 前者為相互注視, 后者指兩人中一人注視著另外一人, 而另外那人卻注視著其他人或物, 即轉向左邊或右邊。對他人眼睛注視方向的知覺稱為“注視知覺”(gaze perception) (Teufel, Fletcher, & Davis, 2010)。Teufel等研究者認為, 注視知覺包括兩個加工階段：第一, 識別眼睛虹膜與鞏膜之間的明度對比和幾何形狀等特征信息(Frischen et al., 2007); 第二,整合以上特征信息, 并抽取和編碼注視方向(Materna,Dicke, & Thier, 2008; Shepherd, 2010; Teufel et al.,2010)。其中, 第二個階段反映了從低級特征信息中抽取出注視方向的過程。

對注視方向抽取過程的探討來自于注視知覺適應的研究。Jenkins, Beaver和Calder (2006)發現,在對某一特定方向的偏離注視適應一段時間后, 被試傾向于將與適應方向相同的注視線索方向判斷為直視(Jenkins et al., 2006)。這種對注視方向進行適應所導致的知覺扭曲稱為“注視知覺適應后效”(gaze perceptual adaptation aftereffect), 它表明人腦中存在對不同注視方向(向左或向右)進行選擇性編碼的兩類神經元群。Calder, Jenkins, Cassel和Clifford(2008)采用注視適應范式揭示了注視線索的編碼方式(Calder et al., 2008)。他們發現, 對直視的適應也會導致被試注視知覺的扭曲, 表現為傾向于將直視知覺為偏離注視(向左或向右), 而偏離注視則更不易知覺為直視。這說明, 人腦中也存在專門對直視進行編碼的神經元群。據此, Calder等(2008)提出注視方向編碼的“多通道編碼模型” (multichannel system),認為人腦中存在三類神經元群分別對不同的注視方向(向左、直視或向右)進行編碼。

如前所述, Teufel等(2010)將注視知覺分為早期的視覺特征分析和晚期的特征整合兩個階段, 注視線索經過這兩個加工階段而形成注視方向的表征,如“向左看的注視線索” (left gaze) (Bayliss, Bartlett,Naughtin, & Kritikos, 2011; Shepherd, 2010; Teufel et al., 2010)。然而, 這種觀點忽略了直視與偏離注視的區別。雖然直視與偏離注視的加工都建立在早期視覺特征分析之上, 并且最后都形成了相似的知覺表征(向左、直視或向右), 但直視與偏離注視形成方向表征的加工機制存在不同。

研究表明, 直視較偏離注視存在加工優勢(Senju& Johnson, 2009)。在行為層面, 直視更容易捕獲注意, 能被更快速地檢測到(胡中華, 劉強, 趙光, 李紅, 2013; 胡中華, 趙光, 劉強, 李紅, 2012; Von Grünau & Anston, 1995), 直視知覺不需要集中注意的參與(Yokoyama, Sakai, Noguchi, & Kita, 2014),直視比偏離注視更容易在無意識條件下得到知覺(Chen & Yeh, 2012; Rothkirch, Madipakkam, Rehn,& Sterzer, 2015; Stein, Senju, Peelen, & Sterzer, 2011;Yokoyama, Noguchi, & Kita, 2013)。在神經層面, 直視的加工依賴于皮層下杏仁核等神經組織, 杏仁核的損傷會導致患者在人際會話中避免目光接觸(Burra et al., 2013; Spezio, Huang, Castelli, & Adolphs,2007)。這些證據支持了Senju和Johnson (2009)的“快通道調制器模型” (fast-track modulator model)。該模型認為, 大腦中存在一個皮層下的快速通道加工直視線索, 直視知覺具有自動化加工的特點：加工快速、能捕獲注意、存在無意識知覺、對認知資源依賴程度較低等(Burra et al., 2013)。因此, 可以進一步推測, 直視對注意資源的需求較低(Yokoyama et al., 2014)。

關于注意影響注視知覺的研究表明, 偏離注視的知覺需要集中注意(focused attention)的參與(Burton,Bindemann, Langton, Schweinberger, & Jenkins, 2009;Ricciardelli & Turatto, 2011; Yokoyama et al., 2014)。Burton等(2009)采用目標?分心物干擾范式發現,當被試的注意焦點集中在視野中央的目標刺激上時, 外周視野的分心物刺激(偏離注視線索)不會干擾目標刺激的加工, 說明作為分心物的注視方向沒有得到知覺。可見, 偏離注視方向的知覺需要集中注意的參與。然而, 直視知覺不需要集中注意的參與(Yokoyama et al., 2014)。Yokoyama等(2014)采用雙任務范式, 讓處于視野中心的字母辨別任務(主任務)占據被試的注意焦點, 考察處于外周視野的注視方向辨別任務(次任務)是否受到集中注意的影響。結果發現, 在非集中注意狀態下, 被試能夠區分出直視和偏離注視, 卻不能辨別不同方向的偏離注視(向左或向右)。Yokoyama等認為, 直視知覺不需要集中注意的參與, 而偏離注視知覺需要集中注意。但在該研究中, 位于視野中央的字母辨別任務不僅讓注視線索遠離空間注意的中心, 也會消耗被試的注意資源, 因而不清楚是集中注意(空間注意)還是注意資源影響了注視方向的辨別。

可見, 以往關于“注意影響注視知覺”的研究還存在一些不足。比如, 這些研究探討的是空間注意(通過操縱被試的注意中心)對注視知覺的影響, 它們尚未系統地探討注意資源對直視與偏離注視知覺編碼的影響。注意資源(attentional resources)與空間注意(spatial attention)的概念不一樣(Ricciardelli& Turatto, 2011)。為此, 本研究打算從“注意資源影響注視知覺”的角度去揭示不同注視線索的知覺編碼機制。

根據前文分析, 直視與偏離注視對注意資源的需求可能不同。那么, 探討注意資源對注視適應效應的調節情況, 將能揭示出直視和偏離注視的知覺編碼機制及其差異。對注意資源與知覺關系的研究通常依據知覺負載理論(the perceptual load theory)(Lavie, 2005; Murphy, Groeger, & Greene, 2016)。該理論認為, 認知加工的注意資源是有限的, 當前任務的知覺負載高低決定了選擇性注意過程中的資源分配。如果當前任務的知覺負載較低, 則多余的注意資源會自動溢出, 去加工干擾刺激, 從而產生干擾效應; 如果當前任務的知覺負載較高, 有限的注意資源被消耗盡, 那么與任務無關的干擾刺激無法得到知覺加工, 從而不會產生干擾效應。若結合知覺負載任務與注視知覺適應范式, 將能考察不同注視線索對注意資源的需求程度, 從而區分直視與偏離注視的知覺編碼機制。可以預測, 偏離注視需要較多的注意資源, 將受到知覺負載的調節, 而直視對注意資源的需求較低, 將不受知覺負載的調節。

本研究結合知覺負載任務和注視適應范式, 考察注意資源對不同注視線索(直視與偏離注視)適應后效的影響。研究包含兩個實驗：實驗1考察不同知覺負載條件下偏離注視的知覺適應效應; 實驗 2考察不同知覺負載條件下直視的知覺適應效應。結合兩個實驗的結果, 考察知覺負載對直視和偏離注視適應后效的影響是否存在差異。

需說明的是, 本研究對注視適應范式做了一些修改。研究者們在探討注視適應效應中均采用長時程?適應范式, 適應刺激呈現的時間較長(幾秒至數十秒) (Jenkins et al., 2006)。本研究旨在探討知覺負載任務占用大量注意資源時被試能否抽取出注視方向, 如果適應刺激和知覺負載刺激呈現時間過長,被試有充足的時間和資源加工適應刺激, 就達不到操縱注意資源的目的。因此, 本研究采用短時程?適應范式(Fang, Murray, & He, 2007; Neumann &Schweinberger, 2008), 適應刺激的呈現時間僅為200 ms, 使得被試在完成知覺負載任務時很難將注意分配到適應刺激上去。

2 實驗1：知覺負載對偏離注視知覺適應后效的影響

考察不同知覺負載條件下偏離注視(向左或向右)的知覺適應效應, 揭示注意資源對偏離注視線索的方向抽取過程的調節作用。

2.1 方法

2.1.1 被試

16名(男、女各8人)浙江大學大學生參加實驗。所有被試視力或矯正視力正常, 均為右利手, 平均年齡約為23歲(19～26歲)。實驗結束后被試可獲得一定的報酬。

2.1.2 實驗裝置和材料

在暗室環境下, 采用17英寸純平CRT顯示器呈現刺激, 屏幕背景為灰色(RGB: 128, 128, 128),分辨率為1024×768, 刷新率為85 Hz。被試眼睛距離屏幕中心約57 cm。實驗程序的編寫和數據采集均采用E-Prime 1.1。

注視刺激是由10名大學生(男、女各5人)作為模特拍攝而成的彩色人臉照片。拍攝時要求模特將頭部朝向正前方靜止不動, 同時轉動眼睛注視特定的參考點(Jenkins et al., 2006)。其中, 探測刺激(probe)包括5種不同注視方向的人臉照片：左10°(L10)、左 5° (L5)、直視前方 0° (D0)、右 5° (R5)和右10° (R10), 共50張; 適應刺激(adaptor)包括3種不同的注視方向：左 25° (L25)、右 25° (R25)和直視前方0° (D0), 共30張。用一個橢圓截取每張人臉圖片, 去除頭發、耳朵及脖子等無關信息。采用 Photoshop7.0將探測刺激的視角大小處理成6.0°×8.2°, 將適應刺激處理成7.4°×10.0° (約為探測刺激的1.5倍), 示例見圖1。

知覺負載任務中的刺激選用 Jenkins等實驗中的字母串(Jenkins, Lavie, & Driver, 2005), 目標字母為X或N, 非目標字母為H、K、M、W和Z, 這些字母排列成一行(見圖2)。

圖1 不同注視方向的探測刺激和適應刺激

2.1.3 實驗設計和程序

采用組內設計, 自變量為負載水平(低負載,高負載)、適應條件(適應前基線, 適應 L25, 適應R25)和探測刺激(L10, L5, D0, R5, R10)。實驗結合知覺負載任務與注視適應范式, 包括三個部分：(1)適應前的注視辨別測試, 簡稱適應前基線; (2)低知覺負載水平下的適應及適應后的注視辨別測試, 簡稱低負載適應; (3)高知覺負載水平下的適應及適應后的注視辨別測試, 簡稱高負載適應(見圖2)。

在適應前基線部分(圖2a), 50張探測人臉刺激隨機呈現, 每張重復3次, 共150次。單次試驗流程為：(1)在屏幕中央呈現0.75 s的注視點; (2)呈現探測刺激 0.2 s, 要求被試做出反應; (3)呈現空屏,持續時間最長為1.5 s, 若被試在1.5 s內作出反應,便立即進入下一次trial, 若被試在1.5 s沒有反應,也進入下一次trial。兩次試驗的間隔時間為0.75 s。被試的任務是辨別探測刺激的注視方向, 用右手按鍵盤上的“H”、“J”、“K”鍵分別對向左(L10, L5)、直視(D0)、向右(R5, R10)的注視方向進行反應。指導語要求被試在每次試驗時注視屏幕中央, 并盡可能準確地做出反應。正式實驗分為3個block, 之間各休息30 s。正式實驗前, 被試先進行30次的練習trials, 練習階段給予反饋。適應前基線的實驗約需15 min。

圖2 單次試驗流程圖

在低負載適應部分(圖2b), 每次試驗都包括兩個任務：第一個是知覺負載任務, 第二個是注視方向辨別任務。實驗流程為：(1)在屏幕中央呈現注視點0.75 s; (2)屏幕中央呈現一張適應人臉刺激和目標字母串0.2 s (字母串重疊在適應人臉上面, 字母串不會掩蓋住人臉的眼睛); (3)呈現空屏 2.0 s, 此時被試執行第一個任務, 即判斷字母串是X還是N(此時, 字母串的 6個字母相同), 分別按“H”或“SPACE”鍵進行反應, X或N各占50%可能性, 要求被試盡可能準確地反應, 不做反應時要求(2.0 s內反應即可), 并告知人臉與任務無關; (4)按鍵后,進入第二個任務, 該任務的實驗流程與適應前基線基本相同, 稍作改變的是：探測刺激消失后, 呈現空屏2.0 s以便被試盡可能準確地做反應。適應刺激與探測刺激在人臉身份和圖片尺寸上均不相同,用以排除人臉身份信息或低級水平特征的適應。低負載適應部分包括L25和R25兩種適應刺激情境,約需30 min。

高負載適應部分(圖2b)與低負載適應部分流程基本相同, 不同的是第一個任務改為高負載任務,被試需在6個不同字母串(1個目標：X或N; 5個非目標：H, K, M,W, Z)中搜索目標字母, X或N各占50%可能性。高負載適應部分的實驗約需30 min。

所有被試先完成適應前基線, 以確定對注視方向辨別的基線水平。然后, 半數被試先做低負載適應再做高負載適應, 另一半被試的順序則相反。同時, 一部分被試先做向左適應刺激(L25)的實驗并完成適應后測試, 再做向右適應刺激(R25)的實驗,另一部分被試的順序相反。在每種條件的正式實驗之前, 被試先進行練習, 并給予反應時和正確率的反饋。

2.2 結果

2.2.1 知覺負載任務的正確率與反應時

對知覺負載任務中的目標字母搜索正確率進行分析。被試在低負載下的正確率(98.4%)顯著高于高負載下的正確率(87.7%),

t

(15) = 6.34,

p

＜ 0.001;低負載下的反應速度(664.30 ms)顯著快于高負載下的反應速度(948.34 ms),

t

(15) = 7.53,

p

＜ 0.001。這說明, 本實驗對被試知覺負載水平的操作是成功的。下面僅對正確完成負載任務后的注視方向辨別數據進行分析。

2.2.2 不同負載條件下的注視適應后效

參照Calder等(2008)的方法對注視方向辨別情況進行分析。包括負載水平(低負載, 高負載)、適應條件(適應前, 適應 L25, 適應 R25)和探測刺激(L10, L5, D0, R5, R10)三個因素。在數據分析前, 將未做反應的實驗數據剔除(平均每個人約占1.47%)。表1為不同實驗條件下被試將注視方向判斷為“向左”、“直視”或“向右”的平均比例。其中, 若被試對L10和L5做“向左”、對D0做“直視”以及對R5和R10做“向右”的判斷, 則為“正確”, 其余的判斷則為“錯誤”反應。

表1 實驗1不同知覺負載和適應條件下做“向左”、“直視”與“向右”反應的平均比例

被試對每種刺激可能存在 3種反應(向左、直視或向右)。為使分析更簡潔, 只采用“直視反應”作為指標對適應前基線與適應后的反應進行比較。圖3中呈現了不同實驗條件下被試做出“直視反應”的比例, 即將探測刺激的注視方向判斷為直視的情況。

由于本實驗主要探討不同知覺負載任務中的注視適應效應有何差異, 因此下文對低負載和高負載任務中的注視適應效應加以比較。

(1)低負載條件下的注視適應后效

圖3 實驗1不同知覺負載任務中對探測注視方向做“直視反應”的平均比例

為進一步揭示交互作用, 采用配對

t

檢驗對適應后(L25和R25)的情況與適應前基線水平進行比較。

與適應前基線相比, 適應L25后, 在適應的方向上, 被試更容易將注視向左的探測刺激判斷為直視, 兩者在探測刺激L10 (

t

(15) = 3.21,

p

= 0.006)和L5 (

t

(15) = 2.44,

p

= 0.028)上的差異均顯著。對D0的正確率沒有發生變化,

t

(15) = 1.48,

p

= 0.160。在未適應的方向上, 被試對向右的探測刺激更不容易判斷為直視, 在探測刺激 R5上的差異邊緣顯著,

t

(15) = 1.99,

p

= 0.065; 在R10上的差異顯著,

t

(15) =2.43,

p

= 0.028。

與適應前基線相比, 適應R25后, 在適應的方向上, 被試更容易將注視方向向右的探測刺激判斷為直視, 兩者在探測刺激 R10 (

t

(15) = 2.44,

p

=0.028)和R5上(

t

(15) = 3.85,

p

= 0.002)上的差異均顯著。對D0的正確率沒有發生變化,

t

(15) = 1.22,

p

=0.241。在未適應的方向上, 被試對向左的探測刺激更不容易判斷為直視, 在探測刺激 L5上的差異顯著,

t

(15) = 2.22,

p

= 0.042, 但在L10上不顯著,

t

(15) =1.53,

p

= 0.147。

(2)高負載條件下的注視適應后效

同樣, 采用配對

t

檢驗對適應后(適應 L25與R25)的情況與適應前基線進行比較。

與適應前基線相比, 適應L25后, 在適應的方向(L10, L5)和D0上, 被試的正確率沒有發生變化(

p

s ＞ 0.10)。而在未適應的方向上, 被試對向右的探測刺激的反應更不容易判斷為直視(在R5上,

t

(15) =2.17,

p

= 0.047; 在 R10 上,

t

(15) = 2.16,

p

= 0.047)。

與適應前基線相比, 適應R25后, 在L10、L5、D0、R5和 R10上, 被試的反應判斷均沒有發生變化(

p

s ＞ 0.10)。

2.2.3 低負載和高負載條件下注視適應后效的比較

為了比較低負載與高負載條件下的注視適應效應大小, 將適應后的“直視反應”比例減去適應前的比例得到適應效應量(Kloth & Rhodes, 2016; Kloth,Rhodes, & Schweinberger, 2015), 結果見圖4。

圖4 實驗1不同知覺負載條件下的注視適應效應量

2.3 討論

實驗 1發現, 在不同知覺負載條件下, 注視適應效應表現出差異：低負載條件下的適應效應顯著大于高負載條件下的效應, 即偏離注視適應后效受到知覺負載的調節。具體地, 低負載條件下存在顯著的注視適應效應, 在適應某個方向的注視刺激后,被試傾向于將與適應方向相同的探測刺激知覺為直視, 即對適應刺激的知覺適應影響了隨后對探測刺激的辨別, 注視方向得到了抽取。但是, 高負載條件下僅存在微弱的注視適應效應, 這說明當知覺負載較高時, 有限的注意資源被消耗盡, 與任務無關的適應刺激的注視方向很難得到知覺。因此, 偏離注視的方向抽取是需要注意資源參與的, 這一過程依據注意資源占用情況而定。

3 實驗2：知覺負載對直視注視知覺適應后效的影響

考察不同知覺負載條件下直視的知覺適應效應, 以探討直視注視方向的抽取對注意資源的需求程度。由于直視適應與偏離注視適應的效應存在相互影響, 因此實驗1與實驗2不便于采用組內設計(Stein, Peelen, & Sterzer, 2012)。其中, 實驗1探討知覺負載對偏離注視知覺適應后效的影響, 實驗 2探討知覺負載對直視注視適應后效的影響, 結合二者的結果, 考察知覺負載(注意資源的緊張程度)對直視和偏離注視的影響是否存在差異。

3.1 方法

3.1.1 被試

22名(男、女各 11人)浙江大學大學生參加實驗。所有被試視力或矯正視力正常, 均為右利手,平均年齡約為21歲(19～24歲)。實驗結束后被試可獲得一定的報酬。

3.1.2 實驗裝置和材料

實驗裝置和環境同實驗 1, 知覺負載任務、探測刺激跟實驗 1完全相同, 但適應刺激采用直視D0, 共10張人臉(見圖1b)。

3.1.3 實驗設計和程序

采用組內設計, 自變量為負載水平(低負載, 高負載)、適應條件(適應前基線, 適應D0)和探測刺激(L10, L5, D0, R5, R10)。實驗程序同實驗1, 包括適應前基線、低負載適應、高負載適應三個部分, 不同的是將適應刺激改為直視D0。整個實驗約需40 min。

3.2 結果

3.2.1 知覺負載任務的正確率與反應時

被試在低負載條件下的目標字母辨別正確率(96.91%)顯著高于高負載下的正確率(85.45%),

t

(21) =11.17,

p

＜ 0.001; 低負載下的反應速度(671.98 ms)顯著快于高負載下的反應速度(979.26 ms),

t

(21) =13.39,

p

＜ 0.001。這說明, 本實驗對被試知覺負載水平的操作是成功的。僅對正確完成負載任務后的注視方向辨別數據進行分析。

被試在實驗1與實驗2的知覺負載任務中, 正確率不存在顯著差異(低負載任務：

t

(36) = 1.89,

p

=0.067; 高負載任務：

t

(36) = 1.22,

p

= 0.232), 反應時不存在顯著差異(低負載任務：

t

(36) = 0.20,

p

=0.841; 高負載任務：

t

(36) = 0.69,

p

= 0.492)。這說明兩個實驗中知覺負載任務所占用的注意資源基本相同。因而實驗1與實驗2結果的差別與注意資源的差異無關。

3.2.2 不同負載條件下的注視適應后效

先將未做反應的實驗數據剔除(平均每個人約占 0.88%)。表 2為不同實驗條件下被試將探測刺激判斷為“向左”注視、“直視”或“向右”注視的平均比例。

對基線條件下注視方向的辨別正確率進行分析。結果發現, 被試對 5°注視方向的辨別不及 0°和 10°準確、對 0°的辨別不及 10°準確(

p

s

＜ 0.05)。

以“直視反應”為指標, 對被試在適應前基線與適應后的反應進行比較。從表2可見, 被試在適應后更不容易將探測刺激判斷為直視。

表2 實驗2不同知覺負載和適應條件下做“向左”、“直視”與“向右”反應的平均比例

圖5 實驗2不同知覺負載任務中對探測注視方向做“直視反應”的平均比例

由于本實驗主要探討不同知覺負載任務中的注視適應效應有何差異, 因此下面分別對低負載和高負載任務中的注視適應效應加以分析。

(1)低負載條件下的注視適應后效

為揭示交互作用, 采用配對

t

檢驗對適應后反應與適應前基線進行比較。與適應前相比, 適應D0后被試對L10更不容易知覺直視,

t

(21) = 2.13,

p

=0.046; 對L5更不容易知覺為直視,

t

(21) = 3.74,

p

=0.001; 對 D0知覺變化不顯著,

t

(21) = 1.68,

p

=0.108; 對R5更不容易知覺為直視,

t

(21) = 3.70,

p

=0.001; 而對R10知覺無顯著變化,

t

(21) = 0.78,

p

=0.443。

(2)高負載條件下的注視適應后效

為揭示交互作用, 采用配對

t

檢驗對適應后反應與適應前基線進行比較。與適應前相比, 適應D0后被試對L10較不容易知覺直視, 邊緣顯著,

t

(21) =1.74,

p

= 0.096; 對L5更不容易知覺為直視,

t

(21) =3.95,

p

= 0.001; 對D0知覺變化不顯著,

t

(21) = 0.73,

p

= 0.477; 對R5更不容易知覺為直視,

t

(21) = 2.28,

p

= 0.033; 而對R10知覺無顯著變化,

t

(21) = 1.19,

p

= 0.248。

3.2.3 低負載和高負載條件下注視適應后效的比較

為比較低負載與高負載條件下的注視適應效應大小, 將適應前的“直視反應”比例減去適應后的比例得到適應效應量(見圖6)。

圖6 實驗2不同知覺負載條件下的注視適應效應量

3.2.4 知覺負載對直視與偏離注視適應后效的調節作用的比較

對實驗1(偏離注視)與實驗2(直視)的結果進行了比較。將低負載條件下的適應后效減去高負載條件下的后效作為知覺負載(注意資源)對適應后效的調節量指標(modulation effects of attentional resources),也就是將本研究的圖4與圖6中低負載和高負載條件下的適應后效相減, 把差值作為注意資源對適應后效的調節作用(結果見圖7)。由于偏離注視適應分為L25和R25兩種情況, 因此分別比較了L25與D0、R25與 D0在知覺負載(注意資源)對適應后效的調節量上是否存在差異。

圖7 偏離注視(L25、R25)與直視(D0)在注意資源對適應后效的調節量上的比較

以上結果表明, 知覺負載對L25和R25適應后效的調節量均大于其對D0適應的調節量(表現在探測刺激L10, L5和R5上), 這說明知覺負載(注意資源)對偏離注視與直視知覺適應的影響不同, 知覺負載對偏離注視存在影響(實驗 1), 而知覺負載對直視不存在影響(實驗 2), 并且知覺負載對偏離注視知覺的影響作用大于對直視知覺的影響(實驗 1與實驗2的比較)。

3.3 討論

實驗2發現, 在低負載和高負載條件下都出現了顯著的直視知覺適應后效, 即適應直視注視方向后, 被試傾向于將直視探測刺激判斷為偏離注視,而對偏離注視的判斷更為準確。這說明, 在不同知覺負載條件下, 被試都能抽取出適應刺激 D0的方向信息。更重要的是, 低負載和高負載條件下的直視適應效應不存在顯著差異, 這說明直視知覺適應不受知覺負載水平(注意資源緊張程度)的影響。實驗1發現, 低負載條件下的偏離注視適應效應顯著大于高負載條件下的效應, 偏離注視知覺受到注意資源的調節。結合實驗1和實驗2的結果可以發現,偏離注視的知覺受到注意資源的調節, 直視的知覺不受注意資源的調節, 并且注意資源對偏離注視知覺的調節作用大于對直視知覺的作用。由于直視與偏離注視受到注意資源的影響不同, 因而它們可能存在不同的加工機制。

4 總討論

本研究結合知覺負載任務和注視知覺適應范式, 探討了知覺負載水平(注意資源緊張程度)對注視知覺適應的影響。實驗1發現, 低負載條件下存在顯著的注視適應效應, 高負載條件下僅存在微弱的注視適應效應, 低負載條件下的適應效應顯著地大于高負載條件下的效應, 說明偏離注視方向的抽取受注意資源的調節。而實驗2發現, 在低負載和高負載條件下都出現了顯著的直視知覺適應后效,并且二者之間不存在顯著差異, 說明直視注視方向的抽取不受注意資源的影響。比較實驗1與實驗2的結果可以發現, 注意資源對偏離注視知覺的調節作用大于對直視知覺的作用。盡管直視與偏離注視在人腦中存在相似的注視方向表征(向左、直視或向右) (Calder et al., 2008), 但由于它們受到注意資源的影響不同, 因而可能存在不同的加工機制(Senju& Johnson, 2009)。

在高知覺負載條件下, 直視能夠被抽取出方向,而偏離注視受到注意資源的影響而很難抽取出方向。這說明, 直視較偏離注視存在加工優勢, 不論注意資源的多寡, 其注視方向都能得到抽取。這跟以往發現直視與偏離注視加工機制存在不同的研究是一致的。研究發現, 直視加工具有自動化的特點：直視能捕獲注意, 能被更快速地檢測到(胡中華等, 2012, 2013; Von Grünau & Anston, 1995), 直視知覺不需要集中注意的參與(Yokoyama et al., 2014),直視比偏離注視更容易在無意識條件下得到知覺(Rothkirch et al., 2015; Stein et al., 2011; Yokoyama et al., 2013), 直視依賴皮層下杏仁核等神經組織得到加工(Burra et al., 2013; Spezio et al., 2007)。這些證據說明, 直視存在一定的加工優勢, 大腦中存在一個皮層下的快速通道加工直視線索(Johnson, Senju,& Tomalski, 2015; Senju & Johnson, 2009)。可以推測, 直視能在注意資源緊張的情況下得到知覺, 得益于它獨特的認知加工特點：直視容易捕獲注意;直視對注意資源的需求較少。這兩個加工特點可能分別作用于直視知覺的不同加工階段, 對注意的捕獲優勢使得直視能被快速檢測到, 對注意資源需求低使得它能夠被更容易地知覺出具體的方向。當然,這種推測還需進一步的研究加以檢驗。

本研究發現, 偏離注視的方向很難在高負載條件下得到知覺編碼, 其知覺受到注意資源的影響。然而, Xu, Zhang和Geng (2011)發現, 在高負載條件下偏離注視能引起被試的注意轉移, 產生注視線索效應(gaze cueing effect, GCE), 并且與低負載條件不存在顯著差異, 即注視線索效應不受知覺負載的調節(Xu et al., 2011)。這兩個研究的結論不一致,究其原因, 可能是實驗范式不同導致的。兩個研究的實驗范式在知覺負載任務、刺激呈現方式、測量注視線索加工的指標上都不一樣。

Xu等(2011)采用注視線索范式, 該范式探討偏離注視能否引發注意轉移, 從而證明其得到知覺加工。本研究采用的是注視知覺適應范式, 考察適應注視線索是否影響探測注視線索的方向辨別, 從而證明適應注視線索的方向得到了抽取。雖然注視線索效應和注視適應效應都能說明偏離注視得到了加工, 但它們涉及的注視知覺加工的心理過程不同。研究表明, 這兩個效應存在不同的加工機制,在兒童發展、知覺表征、神經基礎等方面表現出不同的特點(Doherty, McIntyre, & Langton, 2015; Insch,Slessor, Warrington, & Phillips, 2017; Jenkins et al.,2006; Nummenmaa & Hietanen, 2009; Shepherd,2010)。Doherty (2006)認為, 存在兩個加工注視線索的認知系統：一個是基于鞏膜和虹膜明度對比信息加工的注視追隨系統, 其信息加工迅速; 另一個是基于鞏膜和虹膜幾何形狀的注視知覺系統, 其信息加工復雜、精細。事實上, 注視線索效應比注視適應效應的加工更加自動化, 注視適應效應則涉及更加精細復雜的知覺系統(Doherty et al., 2015;Shepherd, 2010)。比如, 閾下的偏離注視能夠引發注視線索效應(陳艾睿, 董波, 方穎, 于長宇, 張明,2014; 張美晨, 魏萍, 張欽, 2015; Sato, Kochiyama,Uono, & Toichi, 2016; Sato, Okada, & Toichi, 2007;但見Al-Janabi & Finkbeiner, 2014), 而偏離注視在無意識條件下不能產生注視適應效應(Stein et al.,2012)。Xu等(2011)的研究采用注視線索范式, 發現注視線索效應不受知覺負載影響, 而我們采用注視適應范式, 發現注視適應后效受到知覺負載影響。由于注視線索效應與注視適應后效涉及的心理過程不同, 這兩個結果并不矛盾, 它可能反映了在注意資源緊張條件下, 注視線索效應與注視知覺適應的加工機制不同。

既然注意資源對直視與偏離注視的調節作用存在差異, 那么這種調節發生在注視知覺過程的哪一階段呢？以往研究者認為, 注視線索經過特征分析和方向抽取兩個階段而形成注視方向的表征(Bayliss et al., 2011; Calder et al., 2008; Shepherd,2010; Teufel et al., 2010)。而本研究發現注意資源對直視與偏離注視適應后效(反映注視方向的編碼或抽取階段)的調節作用存在不同。研究表明, 注視適應后效是一種高級的知覺適應過程, 它是對注視線索的方向進行的選擇性適應, 不是對其特征信息(明度對比、幾何形狀)的適應, 也就是說特征信息的適應不足以產生注視適應后效(Calder et al., 2008;Jenkins et al., 2006; Stein et al., 2012), 因而注視適應后效反映了注視線索特異性的知覺編碼過程(Bayliss et al., 2011; Duchaine, Jenkins, Germine, & Calder,2009)。可以推測, 注意資源對注視知覺的影響可能發生在注視方向抽取階段。

需要注意的是, 本研究采用知覺負載水平的高低來操縱注意資源的分配, 知覺負載只是引起了知覺水平上的差異, 還是也引起了其它認知加工過程(如任務難度、決策與反應階段等)的差異呢？由于高知覺負載水平會增加任務的難度, 并導致反應時的延長和正確率的降低。那么, 知覺負載帶來的實驗效應是不是由于任務難度的增加(而非注意資源的分配)引起的呢？在不增加知覺負載水平的條件下, 研究者們通過降低任務刺激的呈現質量(如降低對比度、縮短呈現時間、施加掩蔽刺激等)來增加任務的難度(Lavie & de Fockert, 2003; Yeshurun& Marciano, 2013)。然而, 單純地增加任務難度而不增加知覺負載水平, 并不能減少干擾效應。相反地, 增加當前任務的知覺負載水平, 使其對注意資源的需求與消耗增加, 則能導致干擾效應減少甚至消失。也就是說, 增加任務難度與提高知覺負載水平對干擾刺激加工的影響是不同的。因此, 高知覺負載條件下干擾效應的減少不能歸結為任務難度的增加, 而應歸結為任務加工負荷的增加(即注意資源消耗過多)。只有當增加任務的加工負載、并消耗更多的注意資源時, 與任務無關的干擾刺激的干擾效應才會減少。可見, 任務難度并不能解釋知覺負載所引起的實驗效應(Murphy et al., 2016)。

另外, 目前沒有證據表明知覺負載任務會影響決策和反應階段(Cave & Chen, 2016)。腦電研究表明, 增加知覺負載水平能夠增強目標刺激的加工(N1波幅的增加, 潛伏期約為180～220 ms), 并減弱對干擾刺激的加工(N1波幅的減小) (Rorden, Guerrini,Swainson, Lazzeri, & Baylis, 2008)。由于視覺N1成分是知覺辨別加工的指標, 因此知覺負載影響的是早期的知覺信息加工階段(Murphy et al., 2016; Rorden et al., 2008)。綜上所述, 本研究中知覺負載引起的實驗效應是由注意資源的分配所引起的(羅禹等,2017; Lavie & de Fockert, 2003; Murphy et al., 2016;Yeshurun & Marciano, 2013)。

Teufel等(2010)的“社會知覺與心理理論交互模型”、Shepherd (2010)的注視追隨“雙通路模型”以及Calder等人(2008)的“多通道模型”在解釋注視知覺時忽略了直視與偏離注視在加工機制上的不同, 而Senju和Johnson (2009)的“快通道調制器模型”雖強調直視與偏離注視的不同, 卻沒有探討其特異性的知覺編碼方式。本研究通過考察注意資源對直視與偏離注視知覺產生不同的影響, 能揭示出直視與偏離注視具有不同的加工機制。而且, 采用注視適應效應對注視知覺進行測量, 能明確地反映注視線索加工的認知階段, 也能用于推測注視方向編碼的神經表征機制。因此, 本研究既能有效地揭示出直視與偏離注視加工機制上的不同, 又能揭示注視線索特有的知覺編碼機制(Bayliss et al., 2011)。這樣的研究結果能夠促進不同注視知覺模型的整合。

同時, 本研究采用最常用的知覺負載任務操縱注意資源, 考察注意資源對不同注視線索知覺的調節作用, 避免了將注意資源與空間注意混到一起操縱。另外, 本研究的結果是在短時程?適應范式中獲得的, 僅需 200 ms的適應時間就能誘導出顯著的注視適應后效, 這具有一定的方法學意義。減少適應時長便于研究者設計更簡潔的實驗, 縮短實驗時間。并且, 結合了知覺負載任務與知覺適應效應的范式具有廣泛的用途, 可用于探討面孔身份、面孔表情和面孔朝向等其它社會線索的加工機制。

5 結論

本研究探討了知覺負載(高、低知覺負載)對不同注視線索(偏離注視與直視)適應后效的影響, 獲得以下結論：偏離注視的知覺受到注意資源緊張程度的調節, 而直視的知覺不受注意資源的調節, 注意資源對二者知覺編碼的調節存在不同。盡管直視與偏離注視在人腦中存在相似的注視方向表征(向左、直視或向右), 但由于受注意資源的影響不同,推測它們可能存在不同的加工機制。

致謝：

感謝Andrew J. Calder教授、審稿專家對本文提出的寶貴意見。

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