狀態焦慮對警校生注意轉換能力的影響*

關良子 焦江麗 趙少蘭

①新疆司法警官職業學院(烏魯木齊) 830002 ②新疆心智發展與學習科學重點實驗室,新疆師范大學心理學院

注意轉換指注意在多個任務、操作或心理定勢之間來回轉換,是一種以積極的方式使用注意控制來轉移注意資源分配,以保持對任務相關刺激注意的能力[1]。研究表明,注意資源會優先分配給與威脅相關的刺激,因此焦慮在任務轉換過程中會降低注意力,導致兩個任務之間實際切換的注意資源減少,表現為反應時延長、任務績效降低,產生轉換成本,即與正常個體相比,處于焦慮狀態個體的注意轉換能力受損[2-4]。

警察類院校的學生(簡稱“警校生”)作為警察隊伍的后備力量,不僅需要良好的心理素質,更需要擁有處理大量復雜的公共安全事件的應急處理能力[5],特別是在壓力造成的焦慮等不良情緒狀態下,較好的執行功能能夠幫助個體迅速做出反應,是完成各類危險復雜任務的必要條件[6]。在校期間,警校生還會接受系統的警務技能和體能訓練,良好的身體素質也是勝任這一高壓職業的重要條件[7]。研究表明,運動經驗會對執行功能產生影響[8-9]。彭凡和張力為發現,由于規律的運動訓練提高了注意轉換能力,焦慮狀態下的運動員注意轉換能力沒有受損,運動員群體不適用于注意控制理論[10]。以往的研究多以大學生群體為被試,如果以與運動員相似,也具有較多運動訓練的警校生為被試,在焦慮狀態下完成需要注意轉換功能參與的實驗任務,是否會表現出注意轉換能力受損呢?

注意轉換能力用轉換成本衡量,分為轉換代價(局部轉換代價)和混合代價(全局轉換代價)。有研究表明,轉換代價和混合代價反映了不同的執行控制過程。以大學生群體為被試,除了與轉換代價相關的P3b成分,即一種考察注意轉換能力的腦電指標,Tarantino等人還發現了與混合代價相關的前額正波的存在[11],這表明兩種代價不同的電生理相關。Wu等人的ERP研究發現,在線索鎖定期混合代價更大,而在目標鎖定期轉換代價更大[4]。如果以警校生為被試,假設在焦慮狀態下警校生的注意控制能力受損,那么對轉換代價和混合代價這兩種不同的轉換成本將產生什么樣的影響呢?基于以上分析,本研究采用Spielberger等人編制的狀態—特質焦慮問卷(STAI)[12]篩選被試,數字減法任務誘發被試的狀態焦慮,大小奇偶任務(More-Odd Shifting任務)考察狀態焦慮警校生的注意轉換能力是否受損,轉換代價和混合代價是否顯著高于非狀態焦慮警校生。

1 對象與方法

1.1 對象

選取某警校427名大二學警施測狀態—特質焦慮問卷(State—Trait Anxiety Inventory,STAI)的特質焦慮分量表(T-AI),回收有效問卷415份(97.19%)。得分由高至低排列,隨機選取排名靠后27%(112人)中的40名被試為非特質焦慮者,平均得分31±4。40名被試隨機分為狀態焦慮組和非狀態焦慮組。狀態焦慮組20人(11男9女),平均年齡20±1歲,使用數字減法任務誘發狀態焦慮。非狀態焦慮組20人(10男10女),平均年齡20±1歲,不接受狀態焦慮誘發。所有被試無精神疾病史,視力或矯正視力正常,無色盲、色弱,所有被試先前均未參加過類似實驗。兩組被試性別、年齡差異不顯著(P>0.05)。

1.2 方法

1.2.1 狀態—特質焦慮問卷(STAI) Spielberger等人編制的狀態—特質焦慮問卷共40個項目,由狀態焦慮(S-AI)和特質焦慮(T-AI)兩個分量表構成。前20項為狀態焦慮分量表(S-AI),用于評定個體對當下環境的主觀感受。后20項為特質焦慮分量表(T-AI),用于評定個體穩定的人格特質。STAI采用4級評分法。S-AI:1=完全沒有,2=有些,3=中等程度,4=非常明顯;T-AI:1=幾乎沒有,2=有些,3=經常,4=幾乎總是如此。內部一致性系數:S-AI為0.9062,T-AI為0.8825[13]。

1.2.2 數字減法任務 要求被試以心算方式完成減法計算并口頭報告結果,是一種可以產生生理指標變化的可信方法。本研究采用圖片方式呈現3位數連續減17的數字減法任務[14]。采用E-Prime 3.0編制程序,制作數字圖片69張,像素1024×768,數字大小4cm×4cm,被試雙眼距離屏幕60cm,垂直和水平視角均為3.8°,圖片亮度、對比度一致,背景為黑色。為檢測數字減法任務設置是否能有效誘發被試的狀態焦慮,特質焦慮分量表(T-AI)得分由高至低排列,隨機選取排名靠后27%(112人)中的6名被試(非40名正式實驗被試)接受狀態焦慮組實驗任務處理。對6名被試實驗前后狀態焦慮分量表(S-AI)結果進行配對樣本t檢驗。結果顯示:6名被試實驗前后得分差異顯著(t=-2.905,P<0.05),這一結果證明數字減法任務能夠有效誘發被試的狀態焦慮。

1.2.3 大小奇偶任務(More-Odd Shifting任務) 1、2、3、4、6、7、8、9八個數字,每個數字用紅色和綠色呈現。采用E-Prime 3.0編制程序,制作數字圖片16張,像素1024×768,數字大小4cm×4cm,被試雙眼距離屏幕60cm,垂直和水平視角均為3.8°,圖片亮度、對比度一致,背景為黑色。

1.2.4 實驗設計 2×3混合實驗設計,變量一為被試類型,分為狀態焦慮組和非狀態焦慮組;變量二為任務類型,分為單一任務、重復任務和轉換任務。被試類型為被試間變量,任務類型為被試內變量。設置單一任務Block和混合任務Block。在單一任務Block中,被試只完成一種性質的任務,分為大小判斷任務和奇偶判斷任務;在混合任務Block中,大小和奇偶判斷任務隨機出現,被試要在兩種任務中靈活轉換,分為重復任務和轉換任務。重復任務指前后兩個trial的任務性質相同(同為大小判斷任務或奇偶判斷任務);轉換任務指前后兩個trial的任務性質不同,被試需要進行轉換。因變量為反應時、正確率、轉換代價和混合代價。轉換代價又稱局部轉換代價,通過混合任務Block中轉換任務反應時均值與重復任務反應時均值之差考察;混合代價又稱全局轉換代價,為完全分離轉換代價與混合代價,本實驗選擇使用混合任務Block重復任務反應時均值與單一任務Block反應時均值之差考察混合代價。

1.2.5 實驗程序 實驗包含3個任務類型,共有6個Block,2個單一任務Block和4個混合任務Block,每個Block中有32個trial,共計192個trial。第1個Block為大小判斷任務,第2個Block為奇偶判斷任務,第3到6個Block為大小奇偶混合任務[9]。第1個Block中,向被試展示紅色數字,要求被試做大小判斷,小于5的數字按“F”鍵,大于5的數字按“J”鍵。第2個Block中,向被試展示綠色數字,要求被試做奇偶判斷,奇數按“F”鍵,偶數按“J”鍵。第3到6個Block中,紅色和綠色數字隨機出現,要求被試對紅色的數字做大小判斷,對綠色的數字做奇偶判斷。一個trial的流程為:先出現500ms的注視點,之后隨機呈現數字刺激,要求被試在1500ms內盡量又快又準做出按鍵反應,未反應自動進入500ms空屏開始下一個trial。

每個正式實驗前,3種任務類型各進行10個trial的練習。被試先完成2個單一任務,再完成4個混合任務,2個單一任務一次性完成,共計64個trial,4個混合任務分兩組進行,每組64個trial,中間可以休息2次。狀態焦慮組在進行More-Odd Shifting任務時,3組數字減法任務分別在兩個單一任務和兩組混合任務之前進行,以維持被試狀態焦慮水平。每組數字減法任務20個trial,大約持續1分半鐘。狀態焦慮組完成數字減法任務和More-Odd Shifting任務,整個實驗大約30分鐘,見圖1。非狀態焦慮組只完成More-Odd Shifting任務,整個實驗大約20分鐘。兩組被試在實驗前后都需完成狀態—特質焦慮問卷的狀態焦慮分量表(S-AI)。

圖1 More-odd shifting任務流程圖(“以大小任務”為例)

1.3 統計處理

采用SPSS 21.0軟件進行統計分析,3種任務的平均反應時和正確率采用重復測量方差分析,兩組被試的S-AI得分和轉換成本采用t檢驗,α=0.05,雙側檢驗,P<0.05為差異具有統計學意義。

2 結 果

2.1 狀態焦慮問卷結果

狀態焦慮組和非狀態焦慮組各有1名被試沒有完成數字減法任務,統計分析時剔除這兩名被試的數據,實驗被試共計38人,狀態焦慮組和非狀態焦慮組各19人。對狀態焦慮組和非狀態焦慮組在實驗前后完成的狀態焦慮分量表(S-AI)結果進行配對樣本t檢驗。結果顯示:狀態焦慮組在實驗前后得分差異顯著,實驗后得分顯著高于實驗前得分。非狀態焦慮組在實驗前得分與實驗后得分差異不顯著,見表1。

表1 兩組被試實驗前后狀態焦慮得分t檢驗

2.2 大小奇偶任務(More-Odd Shifting任務)結果

2.2.1 平均反應時、正確率重復測量方差分析結果 兩組被試在單一任務、重復任務和混合任務3種任務類型條件下的平均反應時、標準差和正確率,見表2。

表2 兩組被試在3種任務中的平均反應時和正確率

2.2.2 轉換成本t檢驗結果 對兩組被試的轉換代價和混合代價(見圖2)進行獨立樣本t檢驗,結果顯示:兩組被試的轉換代價差異顯著(t=2.99,P<0.05),狀態焦慮組的轉換代價(141ms)顯著大于非狀態焦慮組的轉換代價(94ms)。兩組被試的混合代價差異不顯著(t=0.63,P>0.05),狀態焦慮組的混合代價(206ms)大于非狀態焦慮組的轉換代價(191ms)。

圖2 兩組被試轉換代價和混合代價

3 討 論

本研究結果發現:①狀態焦慮組與非狀態焦慮組相比,在單一任務、重復任務和混合任務上的反應時明顯延長,正確率沒有差異;②狀態焦慮組的轉換代價(局部轉換代價)明顯大于非狀態焦慮組;③狀態焦慮組和非狀態焦慮組的混合代價(全局轉換代價)沒有差異。

3.1 焦慮對反應時和正確率的影響

注意控制理論認為焦慮通過對與威脅相關信息的自動處理,破壞注意控制雙系統之間的平衡,因此對自上而下的目標導向系統和加工效能產生影響,但不影響操作成績[15]。操作成績代表任務的完成質量,可用正確率衡量。加工效能則是一種操作成績和付出努力之間的比例關系,可用反應時衡量[24]。本研究結果顯示,狀態焦慮組在單一任務、重復任務和混合任務上反應時與非狀態焦慮組在單一任務、重復任務和混合任務上反應時差異顯著,這可能是因為焦慮增加了個體對威脅刺激的注意資源分配,導致分配到目標刺激的注意資源減少,從而損害注意轉換功能,導致加工效能降低,反應時延長。另外,狀態焦慮組在單一任務、重復任務和混合任務上的正確率與非狀態焦慮組在單一任務、重復任務和混合任務上的正確率相比有所下降,但差異不顯著。以上研究結果與前人研究結果一致[16-18],表明焦慮影響個體的加工效能(反應時),狀態焦慮組比非狀態焦慮組需要更多時間完成任務,但焦慮對操作成績(正確率)沒有影響,兩組被試在3種任務上的正確率沒有差異。

3.2 焦慮對轉換成本的影響

3.2.1 焦慮對轉換代價(局部轉換代價)的影響 轉換代價(局部轉換代價)是混合任務Block中轉換任務和重復任務的反應時之差[19]。目前對于轉換代價的來源有3種解釋:聯結競爭理論(task associative retrieve)、任務設置慣性理論(task-set inertia)和任務設置重構理論(task-set reconfiguration)。聯結競爭理論強調自下而上的刺激驅動,即多種刺激和反應之前的聯結競爭。任務設置慣性理論認為轉換代價反映的是自下而上的刺激驅動過程。任務設置重構理論認為,完成轉換任務實際是一種任務重建過程,個體需要將注意轉移到當前任務上,重新建立與當前任務相適應的反應規則,同時抑制先前任務設置并將先前任務反應規則暫時存儲到工作記憶中[19]。這個過程體現了中央執行系統的功能,反映的是自上而下的內源性加工過程[20]。本研究發現,狀態焦慮組和非狀態焦慮組的轉換代價差異顯著,狀態焦慮組的轉換代價顯著高于非狀態焦慮組的轉換代價,表明焦慮損害了自上而下的目標導向系統,影響注意轉換功能,產生了更大的轉換代價,這與前人研究結果一致[1-2,16]。這種顯著差異表明,轉換代價的來源如任務設置重構理論所述,是在需要工作記憶參與的任務重構過程中產生,體現了一種自上而下的認知控制能力[21,23]。研究結果說明雖然警校生具有運動訓練經歷,但是沒有運動員的訓練系統化、規律化,所以可能對執行功能的影響不明顯,在焦慮狀態下注意轉換能力也會受損,產生轉換代價。

3.2.2 焦慮對混合代價(全局轉換代價)的影響 混合代價(全局轉換代價)是混合任務Block中重復任務與單一任務Block的反應時之差[22]。目前對于混合代價的來源有兩種解釋:任務數量和刺激引起的沖突。前者認為混合代價在不斷激活和更新任務設置過程中產生。后者認為混合Block中的重復任務是一種二價刺激(雙向刺激),即能自下而上激活正確的任務設置,也能激活不正確的任務設置,這種二價刺激引起的沖突會導致任務出現不確定性,被試將花費更多的時間完成任務,進而產生混合代價[22]。本研究發現,狀態焦慮組的混合代價高于非狀態焦慮組的混合代價,但差異不顯著,這與Hartanto和Yang使用大學生被試得出的焦慮會產生混合代價的研究結果不一致[23],這種結果可能是由于混合代價與轉換代價具有不同的控制機制。目前對于混合代價本質上屬于自上而下的內源性加工過程還是自下而上的外源性加工過程還沒有定論,轉換代價涉及從一個任務設置轉換到另一個任務設置中局部層面的短暫控制過程[19],而混合代價涉及全局持續控制機制,用于監控和維護兩個相互競爭的任務設置,并解決由此產生的干擾或沖突[22]。Los認為自下而上的刺激驅動很可能是導致混合代價的大部分原因,憑借經驗將混合代價歸因于自上而下的執行控制過程是完全錯誤的[24]。本研究結果表明,混合代價符合從刺激引起的沖突角度的解釋,即來源于自下而上的刺激驅動[25],按照注意控制理論觀點,焦慮會增強刺激驅動注意系統對加工過程的影響,進而損害目標導向注意系統的有效功能,所以焦慮對混合代價將不會產生影響。

綜上所述,本研究發現警校生的注意轉換能力在狀態焦慮下受損,但只表現在轉換代價而非混合代價上,這種結果可能由于混合代價不同于轉換代價的加工過程。本研究具有現實意義,警校生在校學習期間應該不斷增強自我調節能力,同時保證體能和警務技能的規律訓練,以此減小焦慮狀態對注意轉換能力的影響,從大腦機能方面提高個體應對公共安全事件的應急處突能力,為日后從事警察職業打牢良好的執行控制能力基礎。