注意控制定势和线索类型在注意捕获中的作用*

2016-02-01白学军

心理学报 2016年9期

刘丽白学军

(1天津师范大学心理与行为研究院, 天津 300074) (2天津商业大学法学院心理系, 天津 300134)

1 引言

想象你在雷雨天的拥挤公路上开车。在这种场景下, 注意会帮助你选择与目标(开车)有关的信息,如前方的车辆, 交通信号灯等。然而, 在目标定势模式下, 你的注意仍然能够被无关事件吸引, 如路上的行人或视野中的一道闪电。虽然它们和当前目标无关, 但是仍然能够吸引你的注意。这种现象叫做注意捕获(attentional capture), 其机制长期以来一直存在争议。

刺激驱动的注意捕获观点认为无意注意的分配仅仅由局部的特征对比所决定。一个显示中最具物理突显性(saliency)的刺激能够自动、无意识的捕获注意, 而不依赖自上而下的任务目标(Theeuwes,1992, 1994)。刺激驱动观点的证据来自无关奇异项范式, 在这种范式下, 被试在多个刺激中搜索一个突显的目标刺激(如多个绿色方形中的一个绿色圆)。一半试次中, 无关突显分心物(如一个红色方形)和目标同时出现, 被认为是和目标竞争注意。当分心物比目标更加突显时, 它的出现使被试识别目标的反应时增加(Theeuwes, 1992, 1994)。这反映了注意被突显的无关奇异项捕获, 需要时间从分心物的位置转移到目标位置。而当分心物没有目标突显时, 分心物的出现不能显著的影响任务成绩(Theeuwes, 1992)。

相倚捕获(contingent capture)假说认为注意分配系统能够被灵活的设置到只对具有任务相关特征的刺激进行反应。突显刺激捕获注意的程度由刺激和目标相关的注意控制定势之间的匹配性决定,注意控制定势指的是对目标特征的注意偏向, 能够使注意调整指向到目标相关的属性和特征上(Folk,Remington, & Johnston,1992)。注意捕获依赖观察者的目标, 物理突显但和目标无关的刺激被简单的过滤掉, 不能无意识的被注意选择(Folk & Remington,1998; Folk et al., 1992)。相倚注意捕获理论的证据来自空间前线索范式, 在这种范式下, 被试对目标刺激完成一个快速的识别判断, 在目标呈现前150 ms出现一个空间的非预测性线索。线索不提供关于接下来目标位置的信息。目标出现在线索位置和目标出现在非线索位置时相比, 被试的反应时较快(也叫线索效应), 这反映了在目标呈现时, 注意仍停留在线索位置。与相倚注意捕获假说一致, 和目标具有相同特征(匹配)的线索能够选择性的产生线索效应(Folk et al., 1992; Folk & Remington, 1998)。例如, Folk等(1992)发现当搜索的目标是突现刺激时,只有突现线索能够产生线索效应, 而颜色线索不能。后来研究表明甚至只有当线索的颜色和要搜索的目标颜色匹配时才能捕获注意(Anderson & Folk,2010)。如果被试搜索红色目标, 只有红色而不是绿色线索才能够捕获注意(Ansorge, Kiss, Worschech,& Eimer, 2011; Worschech & Ansorge, 2012)。

Bacon和Egeth (1994)提出搜索模式观点去解释Theeuwes (1992, 1994)无关奇异项范式下的实验结果。他们认为存在两种不同的搜索模式。在奇异项检测模式(singleton detection mode)下, 观察者识别和背景不同的因素。如果目标和其它项目相比是独特的(即, 一个奇异项), 将采用这种模式。这时,无关奇异项会产生捕获效应。他们认为虽然在Theeuwes (1992, 1994)的研究中, 被试知道目标的确切特征, 不过他们仍然使用奇异项检测模式, 所以会受到无关奇异项的干扰。但是, 如果目标不是奇异项, 被试将采用特征搜索模式(feature search mode)。这时, 只有和目标特征相匹配的刺激才能无意识的捕获注意。当他们让被试搜索一个不是奇异项的特定形状时, 没有发现颜色奇异项的注意捕获效应。无关奇异项的捕获效应可以由以前形成的不同搜索模式经验预测(Leber & Egeth, 2006), 同时伴随着前额叶脑活动的变化, 这种变化反应了自上而下控制定势的参与(Leber, 2010)。这些研究支持相倚注意捕获理论：自上而下的定势能够调节刺激驱动的注意捕获。

但是, Theeuwes (2004)提出注意窗口理论来替代Bacon和Egeth (1994)的搜索模式观点。他认为自上而下对视觉选择的控制可以通过内源性的改变空间注意窗口来实现。在简单的搜索任务中, 观察者采用宽泛的注意窗口(diffuse attentional window),形成平行搜索。越困难的搜索任务中, 观察者将倾向于采用狭窄的注意窗口(focused attentional window),形成系列搜索。注意最初无意识的指向窗口中最突显的项目, 只有在这个窗口中的分心物才能干扰目标搜索, 因此平行搜索中注意能够被无关分心物捕获, 而在系列搜索中注意则不能被捕获。后来研究(Belopolsky & Theeuwes, 2010; Hernández, Costa, &Humphreys, 2010)表明, 即使在特征搜索模式下,如果被试采用宽泛的注意窗口, 无关奇异项也能捕获注意。因此不是搜索模式而是注意窗口决定了无关分心物是否能够捕获注意。

Belopolsky, Schreij和Theeuwes (2010)使用了与Folk等(1992)研究相似的空间线索范式, 但是通过go/no-go来设计实验任务, 要求被试对一种特征目标进行反应, 而对另一种特征目标进行抑制。结果发现, 和go目标特征匹配的线索产生了很强的线索效应, 表明注意被捕获了。更重要的是, 他们发现和no-go特征匹配的线索产生了很大的抑制效应(也叫负线索效应), 有效位置的反应时反而比无效位置长。他们认为和no-go特征匹配线索的抑制效应反映了注意从不匹配线索位置更快的转移, 当转移足够快时, 在目标显示出现之前有时间去发起对先前注意过的位置的抑制。Theeuwes (2010)也认为Belopolsky等(2010)报告的负线索效应是一种类似于返回抑制(IOR)的基于空间的抑制, 线索效应的量和方向反映了注意系统从突显性驱动的捕获恢复的速度, 当恢复的慢时, 能够发现无关线索的捕获效应, 而当恢复的足够快时, 能够发现无关线索的抑制效应。这种观点叫做注意转移假说(attentional disengagement account)。刘丽、李运、李力红和白学军(2014)采用前线索范式, 并通过在每个试次前对目标颜色进行提示使被试保持足够强的注意控制定势, 结果也发现了不匹配线索的抑制效应。他们认为不匹配线索所产生的抑制效应与搜索任务所涉及的注意控制定势强度有关, 当搜索任务需要特别强的注意控制定势参与时, 就会发现抑制效应。而且, 这种抑制效应反映了注意从线索位置进行了转移, 继而对其位置进行了抑制, 注意的捕获和抑制不是独立的, 而是运用了同一种加工过程, 从而支持注意转移假说。

刘丽等(2014)的研究中, 虽然提出了注意控制定势强度影响不匹配线索的注意捕获效应, 但是他们并没有通过系统设置不同注意控制定势强度的搜索任务, 去直接考察注意控制定势对不匹配线索所产生的注意捕获效应的影响。所以, 本研究的第一个目的就是通过任务设置直接操纵注意控制定势的强度, 来系统考察注意控制定势强度在注意捕获中的作用, 进而揭示注意捕获的机制。注意控制定势强度指的是注意系统对目标相关的刺激和特征的注意偏向程度, 如果注意对目标相关的特征或属性可以不进行偏向, 这时的注意控制定势较弱;如果注意必须对目标相关的特征或属性进行偏向,这时的注意控制定势较强; 如果注意要对多个目标特征或属性进行偏向, 这时的注意控制定势更强。在实验1中, 我们所设置的搜索任务为奇异项任务或突现任务, 目标本身具有突显性, 被试不需要记住关于目标的特征, 也能进行正确反应, 所以注意对目标相关特征的偏向程度低, 所涉及的注意控制定势较弱; 在实验2中, 我们所设置的搜索任务为特征任务, 目标不是奇异项, 所以被试必须记住要搜索的目标颜色特征, 才能有效完成任务。在这种情况下, 被试对目标的注意偏向程度比实验1要强;在实验3中, 我们所设置的搜索任务与实验2相同,但是同时要求被试只对go目标相关特征进行反应,而对no-go特征进行抑制, 这时被试需要对两个特征都进行注意偏向, 然后决定随后的反应, 因此所涉及的注意控制定势比实验2更强。我们预测不同强度的注意控制定势会影响不匹配线索的注意捕获效应, 在涉及注意控制定势较弱的任务中(实验1), 注意从不匹配线索的转移越慢, 越容易发现不匹配线索的注意捕获效应, 而在涉及注意控制定势越强的搜索任务中(实验3), 注意从不匹配线索的转移越快, 越容易发现不匹配线索的抑制效应, 进而支持注意转移假说。

但是, Anderson和Folk (2012)认为即使不匹配线索产生了抑制效应, 这种抑制效应也不是基于位置的。注意控制定势影响最初的注意定向, 而不是影响定向后的转移速度。根据这种观点, 注意捕获效应反映注意已经被捕获了, 而不是慢的转移。注意抑制效应不是反映了类似返回抑制的一种形式,而是反映了和注意捕获分离的一种抑制形式, 这种抑制是自上而下的基于特征的抑制, 独立于注意是否被捕获和是否从线索位置转移(Matsuda &Iwasaki, 2012)。这种观点叫做抑制独立捕获假说。

为了进一步检验注意转移假说和抑制独立捕获假说, 在实验3中, 我们同时操纵线索-目标呈现的时间间隔(cue-to-target stimulus onset asynchrony,SOA)。根据注意转移假说的观点, 观察到的无关线索的注意捕获效应是因为目标呈现时, 注意还停留在线索位置, 那么我们将预测, 相对于短的SOA条件, 在长的SOA条件下, 不匹配线索的捕获效应会减少, 而抑制效应会增加。而抑制独立捕获假说则预测不匹配线索的捕获效应不会随着SOA的变化而发生变化。

另外, 注意捕获研究文献中使用较多的无关刺激有两种：颜色奇异项线索(如在绿色轿车中的一辆红色轿车)和突现线索(如视野中的一道闪电)。研究表明(如Jonides & Yantis, 1988; Schreij, Theeuwes,& Olivers, 2010)单一的突现线索在注意捕获中的地位特殊, 它能自动的捕获注意而不依赖自上而下的注意定势。Gaspelin, Ruthruff, Lien和Jung (2012)的研究表明突现线索能够不依赖注意窗口而自动捕获注意。Liao和Yeh (2013)提出一个混合模型：颜色奇异项线索和突现线索的注意捕获机制是不同的, 突现线索不依赖于自上而下的定势捕获注意,是刺激驱动的, 而颜色奇异项线索只有和目标匹配时才能捕获注意, 符合相倚捕获理论。

但是, White, Lunau和Carrasco (2014)的研究表明突现线索与颜色奇异项线索都能自动的捕获注意, 突现线索能更大范围的引起注意捕获, 目标出现在线索位置和线索邻近的位置时, 反应时都有缩短, 而颜色奇异项线索只有当目标呈现在线索位置时才能使反应时缩短。采用相同的注意控制定势任务, Lien, Ruthruff和Johnston (2010)发现不匹配突现线索能够捕获注意(实验1)和不能捕获注意(实验2和3), 而刘丽等(2014)采用颜色奇异项线索, 却发现了显著的抑制效应。刘丽等(2014)认为在建立相同强度注意控制定势的条件下, 单一突现线索与颜色奇异项线索相比, 倾向于更能捕获注意, 并且更难从其位置转移。两种线索的注意捕获机制是相同的, 都能在最初无意识的捕获注意, 捕获结果的不同表明了注意从两种线索的转移速度不同。

所以, 本研究的第二个目的是在相同强度的注意控制定势任务中, 考察突现线索和颜色奇异项线索的注意捕获模式是否相同, 从而揭示两种类型线索是否有相同的注意捕获机制。

2 实验1

2.1 方法

2.1.1 被试

24名本科生参加实验(男生8名, 女生16名,平均年龄为19.96 ± 0.91岁, 年龄跨度为19～22岁)。所有被试的视力或矫正视力正常, 无色盲。被试参加实验可获得10元人民币。

2.1.2 实验仪器与材料

实验刺激呈现在17寸台式计算机上, 屏幕分辨率为1024×768, 屏幕背景为黑色。被试在微亮的实验室里单独参加测试, 眼睛距离屏幕55 cm。采用DMDX编程, 每个试次包括3张刺激屏：注视屏、线索屏和目标屏(见图1)。注视屏中, 屏幕中心呈现注视点“+”(0.63°×0.63°)和周围(上, 下, 左, 右)4个方框(1.87°×1.87°), 框粗0.07°, 每个方框中心距离中心注视点5.06°, 注视点和方框均为亮灰色(RGB,85, 85, 85); 线索屏分为两种, 颜色奇异项线索屏中, 每个方框四周都出现圆点(直径为0.42°×0.42°),但是只有一个方框四周的圆点为红色(RGB, 255, 0,0), 其它方框四周圆点为白色。突现线索屏中, 只有一个方框四周出现白色圆点。圆点中心距离方框中心1.14°; 目标屏也分为两种, 颜色奇异项目标屏中, 4个方框中央对角分别出现两个大写字母“X”和“T”。只有一个字母是红色的, 为目标, 其它三个字母为白色。突现目标屏中, 只有一个方框中出现白色字母, 为目标。目标字母为“X”或“T”。字母为0.94°×0.94°。

2.1.3 实验设计与程序

实验采用2(线索类型：颜色奇异项线索和突现线索)×2(目标类型：颜色奇异项目标和突现目标)×2(线索有效性：有效和无效)被试内设计。其中目标类型为组间设计, 一半被试先完成颜色奇异项搜索任务, 再完成突现搜索任务, 而另一半被试相反。当目标为颜色奇异项时, 颜色奇异项线索为匹配(相关)线索, 而突现线索为不匹配(无关)线索,当目标为突现刺激时, 恰恰相反。每种任务条件下,两种类型线索出现的次数相等, 每类线索呈现在4个位置的次数相等, 线索不能预测目标位置(25%有效, 75%无效)。目标字母和分心字母出现在每个位置的次数相等。

实验流程如图1所示, 首先呈现1000 ms的注视点; 然后呈现50 ms的线索; 再呈现100 ms的注视点; 随后呈现50 ms的目标; 最后呈现注视点,如果被试在3000 ms内反应, 按键后进入下一个试次, 如果超过3000 ms未按键, 则自动进入下一个试次, 该次数据作为错误反应。要求被试把左手、右手的食指分别放到“Z”键和“/”键上。其中一半被试左手对“X”进行反应, 右手对“T”进行反应, 而另一半被试相反。每个键都贴上相应的字母标签, 要求被试在正确的前提下尽可能快的进行反应。要求被试在实验过程中将视线放在注视点上, 这样会有助于任务的完成。也告知被试线索位置和目标位置的关系, 鼓励被试尽可能忽视线索。

图1 实验流程示意图

实验共有512个试次, 颜色奇异项搜索和突现搜索任务下分别有256个试次。每种搜索任务下分别有32次练习, 在练习阶段, 被试反应错误会给予视觉反馈。在正式测验阶段不再给予反馈。每种搜索任务下的正式测验有224个试次, 分为2组。被试在组间可进行短暂休息, 实验约为35 min。

采用SPSS 20.0进行数据统计分析。

2.2 结果

所有被试的正确率均高于85%。删除正负3个标准差以外的极端数据, 数据删除量为总数据的0.74 %。对正确反应时和错误率进行分析(表1)。

表1 实验1各种条件下错误率(%)的平均数(标准差) (N=24)

图2 实验1两种类型目标下线索类型与线索有效性的交互作用

2.3 讨论

实验1的目的是考察在建立较弱的注意控制定势时, 不同类型线索的注意捕获情况。实验1发现当搜索颜色奇异项目标时, 匹配的颜色奇异项线索和不匹配的突现线索都捕获了注意。而当搜索突现目标时, 只有突现线索才能捕获注意, 而颜色奇异项线索没有捕获注意。这个结果与相倚注意捕获理论(Folk et al., 1992; Folk & Remington, 1998)的结果不一致, 也不支持奇异项检测模式的存在(Bacon& Egeth, 1994)。根据相倚注意捕获理论, 如果被试采用一般的(general)奇异项检测模式, 当搜索颜色奇异项时, 应预测突现线索和颜色奇异项线索都能捕获注意, 两者的捕获效应量应该无差异。但是,实验1的结果表明颜色奇异项线索的捕获效应(55 ms)要大于突现线索的捕获效应(25 ms), 两者之间的差异显著。如果被试采用特征搜素模式, 相倚捕获理论将预测只有当线索与目标特征匹配时才能捕获注意, 不匹配线索不能捕获注意。但实验1结果只能部分支持这种观点。实验1结果表明当搜索突现目标时, 突现线索能够捕获注意, 而颜色奇异项线索不能捕获注意, 这个结果与相倚注意捕获理论一致; 但是当搜索颜色奇异项目标时, 不匹配的突现线索也能捕获注意而不依赖目标定势, 符合刺激驱动的观点。这样说, 实验1的总体结果符合Liao和Yeh (2013)的混合模型。

但是, 我们认为用注意转移假说(Belopolsky et al.,2010; Theeuwes, 2010)也可以解释实验1结果：突现线索和颜色奇异项线索最初都自动的捕获了注意, 都是刺激驱动的; 但是注意从两种线索上转移的速度不同。不匹配的突现线索条件下, 注意从有效位置的转移较慢, 所以当目标出现时, 注意还停留在线索位置, 导致产生了注意捕获效应; 而在不匹配的颜色奇异项线索条件下, 注意转移较快, 当目标出现时, 注意已经从线索位置转移并恢复, 导致无捕获效应。所以, 不同的捕获结果只是体现了不同的转移速度, 对颜色奇异项线索的转移速度更快。

实验1结果用混合模型和注意转移假说都能够解释。在实验2中, 我们通过采用特征搜索任务设置比实验1更强的注意控制定势。被试搜索白色或红色特征的目标字母, 而不是奇异项, 因为其它三个分心字母一个为绿色, 另外两个为蓝色, 被试必须记住目标的具体颜色, 才能进行正确反应。所以,实验2需要被试必须建立更强的注意控制定势才能完成任务。本研究考察在这种注意控制定势下颜色奇异项线索和突现线索的注意捕获模式。混合模型预测当突现线索与目标不匹配时仍然能够出现捕获效应; 而注意转移假说预测随着注意控制定势的增强, 注意从两种不匹配线索的转移都将会变快,所以将产生更小的捕获效应或者出现抑制效应。我们也考察颜色奇异项线索和突现线索的捕获模式是否会出现差异。

3 实验2

3.1 方法

3.1.1 被试

未参加过实验1的24名本科生参加实验2(男生7名, 女生17名, 平均年龄为20.33±0.87岁, 年龄跨度为19～22岁)。所有被试的视力或矫正视力正常, 无色盲。被试参加实验可获得10元人民币。

3.1.2 实验仪器与材料

实验仪器和材料同实验1, 除了在搜索任务上有所不同。实验2的目标屏是4个方框中都出现大写字母, 其中一个为目标字母(白色或红色), 另外的一个字母为绿色(RGB, 0, 255, 0), 其它两个字母为蓝色(RGB, 0, 0, 255)。

3.1.3 实验设计与程序

实验采用2(线索类型：颜色奇异项线索和突现线索)×2(目标类型：与颜色奇异项线索相匹配目标和与突现线索相匹配目标)×2(线索有效性：有效和无效)被试内设计。其中目标类型为组间设计, 一半被试先完成与颜色奇异项线索相匹配的红色特征搜索任务, 再完成与突现线索相匹配的白色特征搜索任务, 而另一半被试相反。当搜索目标为红色字母时, 颜色(红色)奇异项线索为匹配线索, 而突现线索为不匹配线索; 当搜索目标为白色字母时, 突现(白色)线索为匹配线索, 而颜色奇异项线索为不匹配线索。其它方面与实验1相同。

实验共有512个试次, 红色特征搜索任务和白色特征搜索任务下分别有256个试次, 每种搜索任务有练习32次, 在练习阶段, 被试反应错误后给予视觉反馈。在正式实验阶段不再给予反馈。每种搜索任务下的正式实验有224试次, 分为2组。被试在组间可进行短暂休息, 实验大约为40 min。

采用SPSS 20.0进行数据统计分析。

3.2 结果

删除错误率低于85%的被试2名, 得到有效被试22名。删除正负3个标准差以外的极端数据, 数据删除量为总数据的0.83 %。对正确反应时和错误率进行分析(表2)。

表2 实验2各种实验条件下错误率(%)的平均数(标准差) (N=22)

图3 实验2两种类型目标下线索类型与线索有效性的交互作用

3.3 讨论

实验2结果表明, 当搜索与颜色奇异项线索相匹配的红色目标时, 匹配的颜色奇异项线索产生了捕获效应, 而突现线索没有产生捕获效应; 当搜索与突现线索相匹配的白色目标时, 匹配的突现线索产生了捕获效应, 而颜色奇异项线索不仅没有捕获注意, 而且产生了抑制效应。实验2结果不能用Liao和Yeh (2013)的混合模型解释。因为, 如果突现线索的捕获完全是自下而上的刺激驱动, 那么不管突现线索是否与目标匹配, 都能捕获注意, 但是实验2表明不匹配的突现线索没有捕获注意。实验2结果表明, 当采用更强的注意控制定势时, 注意从无关线索(颜色奇异项线索和突现线索)位置的转移变快, 但是颜色奇异项线索相对于突现线索, 注意从线索位置的转移更快。这进一步支持了注意转移假说(Belopolsky et al., 2010; Theeuwes, 2010)。

虽然, 我们认为注意转移假说能够为实验1和2的总体结果提供合理解释, 但是并没有提供直接证据表明空间的注意转移确实发生了。为了进一步检验注意转移假说, 在实验3中, 我们操纵线索-目标呈现的时间间隔(SOA), 根据注意转移假说的观点,观察到的注意捕获效应是因为目标呈现时, 注意还停留在线索位置, 那么我们将预测, 相对于短的SOA条件, 长的SOA条件下, 不匹配线索的捕获效应会减少, 而抑制效应会增加。

在实验3中, 我们采用go/no-go范式来设置目标搜索任务, 为了简化任务, 我们只搜索与颜色奇异项线索相匹配的红色特征目标, 而当出现与突现线索相匹配的白色字母时, 被试需要抑制反应, 等待程序跳入下一个试次。也就是说, 颜色奇异项线索是go匹配线索, 而突现线索是no-go不匹配线索。因为被试要对两种目标特征形成注意偏向, 因此涉及的注意控制定势比实验2强。我们考察no-go不匹配的突现线索能否出现抑制效应。以往研究表明, 在150 ms的SOA下, no-go颜色奇异项线索会出现抑制效应(Belopolsky et al., 2010; Anderson &Folk, 2012)。我们预测在实验3中, 不匹配的no-go突现线索会产生抑制效应; 而且, 随着SOA的增加,对突现线索的转移会增加, 将导致更大的抑制效应。

4 实验3

4.1 方法

4.1.1 被试

未参加过前面实验的30名本科生参加实验(男生12名, 女生18名, 平均年龄为20.43±1.19岁, 年龄跨度为19～23岁)。所有被试的视力或矫正视力正常, 无色盲。被试参加实验可获得10元人民币。

4.1.2 实验仪器和材料

实验仪器和材料同实验2。

4.1.3 实验设计与程序

实验采用2(线索类型：颜色奇异项线索和突现线索)×2(线索有效性：有效和无效)×2(SOA：150 ms和600 ms)被试内设计。实验采用go/no-go范式, 要求被试搜索红色特征目标, 但是目标屏中也会出现白色特征目标, 被试只对红色特征目标进行按键反应(go-trial), 如果被试看到的是白色特征字母, 则不做反应(no-go trial), 等待3000 ms后计算机自动进入下一个试次, 如果在3000 ms内被试进行反应,则表示抑制失败。红色特征目标和白色特征目标出现的次数相等, 两种时间间隔随机呈现, 出现的次数相等, 其它方面同实验2。

实验共有512个试次, 其中go和no-go试次分别为256个, 随机呈现。有64次练习, 在练习阶段,被试反应错误后给予视觉反馈。在正式测验阶段不再给予反馈。正式实验有448试次, 分为4组。被试在组间可进行短暂休息, 实验大约为50 min。

采用SPSS 20.0进行数据统计分析。

4.2 结果

删除go和no-go条件下正确率低于85%的被试4名, 得到有效被试26名。删除正负3个标准差以外的极端数据, 数据删除量为总数据的0.96%。对正确反应时和错误率进行分析(表3)。

表3 实验3各种实验条件下错误率(%)的平均数(标准差) (N=26)

图4 实验3两种SOA下线索类型与线索有效性的交互作用

根据研究目的, 对不同线索类型在各种时间间隔下的线索有效性效应进行了分析, 发现, 对于go颜色奇异项线索来说, 在150 ms和600 ms条件下,有效位置反应时都快于无效位置,

(25)=–7.80,

<0.001,

=–0.84;

(25)=–4.23,

< 0.001,

=–0.45;但是两种条件下的线索有效性效应量差异显著,150 ms下的效应量(60 ms)要显著大于600 ms下(33 ms),

(25)=2.85,

< 0.01,

=0.70。对于no-go突现线索来说, 在150m条件下, 有效位置反应时和无效位置反应时无差异,

(25)=1.22,

> 0.05; 但是在600 ms条件下, 有效位置的反应时慢于无效位置,

(25)=3.04,

< 0.01,

=0.26; 表明随着时间延长,匹配线索的捕获效应减少, 而不匹配线索出现了抑制效应。

4.3 讨论

实验3结果表明, 在150 ms时间间隔条件下,go线索能够产生注意捕获效应, 而no-go线索产生了抑制趋势, 虽然这种抑制趋势没有达到显著, 但是在600 ms时间间隔条件下, 我们发现了no-go突现线索的显著抑制效应, 这个结果为注意转移假说提供了直接的证据, 表明随着时间间隔的增加, 被试确实能够将注意从线索位置转移, 继而对其进行抑制。通过对匹配线索进行分析, 我们也发现, 随着时间间隔的增加, 注意捕获效应也逐渐减少, 这也支持注意捕获转移假说。

5 总讨论

注意的无意定向受到自上而下控制定势影响的程度一直存在争议。根据相倚注意捕获理论(Folk et al., 1992; Folk & Remington, 1998), 注意的最初定向受到自上而下的注意控制定势制约, 和这些定势不匹配的刺激将不能引发无意识的注意转移。被试可以根据搜索任务的不同建立奇异项检测模式或特征搜索模式, 在奇异项检测模式下, 被试建立一个总的奇异项定势, 任何的无关线索都能捕获注意(因为都和总的定势相匹配)。在特征搜索模式下,被试只对一个具体特征建立定势, 只有和这个特征相匹配的线索才能捕获注意(Bacon & Egeth,1994)。最近提出的抑制独立捕获观点认为匹配线索的注意捕获和不匹配线索的注意抑制是相互独立的, 注意的捕获是基于位置的, 而注意的抑制是基于特征的(Anderson & Folk, 2012)。相反, 根据突显性驱动的注意转移假说, 注意最初总是指向最突显的刺激, 任何突显刺激都能够自动捕获注意, 自上而下定势的作用只是影响注意从无关刺激上转移的速度, 当线索与定势相匹配时, 注意的转移速度很慢, 可以观察到捕获效应, 当线索与定势不匹配时, 注意转移的速度很快, 注意捕获效应体现了注意从线索位置转移的速度(Belopolsky et al., 2010;Theeuwes, 2010)。

本研究通过考察颜色奇异项线索和突现线索在不同注意控制定势强度下的注意捕获效应来揭示注意捕获的机制。实验1通过采用奇异项目标任务使被试建立较弱的注意控制定势, 实验2通过采用特征搜索模式建立较强的注意控制定势, 实验3通过采用go/no-go的特征搜索任务建立更强的注意控制定势。实验结果表明随着注意控制定势的增强, 对不匹配线索能够产生抑制效应。当不匹配线索为颜色奇异项时, 在突现搜索任务中(实验1),没有发现捕获效应, 在特征搜索任务中(实验2)发现了抑制效应; 而不匹配线索为突现线索时, 在奇异项搜索任务中(实验1), 发现了捕获效应, 在特征搜索任务中(实验2)没有发现捕获效应, 而在go/no-go特征搜索任务中(实验3), 发现在150 ms的SOA下出现了抑制趋势; 而在600 ms的SOA下,产生了抑制效应。本研究的结果支持注意转移假说,注意控制定势通过从与目标不匹配的线索位置转移注意, 然后抑制对那个位置的加工而发挥作用。注意控制定势不能阻止注意最初被无关线索捕获,而是允许注意从一个已分配的位置快速转移(实验1和2)。而且, 这种转移是基于位置的(实验3)。当注意控制定势较弱时(实验1), 注意从不匹配线索转移的速度很慢, 所以能够观察到捕获效应; 而当注意控制定势足够强时(实验2和3), 注意从不匹配线索转移的速度很快, 能够有时间在目标出现前从线索位置转移, 并对其位置进行抑制, 所以能够观察到抑制效应。

本研究表明自上而下的注意控制定势对注意捕获的影响。但是, 这种影响与相倚捕获理论所揭示的控制形式不同。相倚捕获假说认为只有和自上而下控制定势相匹配的线索才能捕获注意, 而不匹配的线索被简单过滤掉, 产生非空间的过滤代价(Folk, Leber, & Egeth, 2008)。这种过滤在有效位置和无效位置没有差别, 所以观察不到不匹配线索的捕获效应。但简单过滤说不能解释实验2和3发现的不匹配线索的抑制效应。本研究的结果也不支持奇异项检测模式的存在, 在本研究实验1中, 当搜索颜色奇异项目标时, 如果建立一个总的奇异项搜索定势, 那么颜色奇异项线索与突现线索都和总的定势匹配, 两者应该产生同样的捕获效应。但是我们的结果表明虽然突现线索和颜色奇异项线索都能捕获注意, 但是颜色奇异项线索的注意捕获效应量要大于突现线索。我们之所以没有发现被试采用奇异项检测模式, 可能与我们所设置的任务有关。实验1中颜色奇异项目标搜索任务和突现目标搜索任务不是在试次间随机变化, 而是在一组试次中固定不变(可预测的)。这样, 虽然任务本身是奇异项或者是突现目标, 但是被试还是会搜索具体的目标特征(红色或白色字母), 而只有当目标在试次间随机呈现时(不可预测时), 被试才会采用一个总体的奇异项检测模式, 这时所有的线索都和注意定势相匹配, 都能产生相同的注意捕获效应(Folk & Anderson,2010)。但是, Irons, Folk和Remington (2012)的研究表明, 即使在目标是不可预测的情况下, 被试也不是建立一个总的奇异项检测定势, 而是同时建立了多个特征搜索定势。

而且, 与抑制独立捕获的观点(Anderson &Folk, 2012)不一致, 我们的研究表明不匹配线索的抑制效应与匹配线索的捕获效应都反映了注意的捕获, 不匹配线索能够捕获注意或者被抑制依赖不同注意控制强度下, 注意从不匹配线索位置转移的速度, 在搜索任务涉及的注意控制定势较弱时(实验1), 注意从不匹配线索的转移较慢, 所以出现捕获效应, 而当搜索任务所涉及的注意控制定势足够强时(实验3), 注意从不匹配线索的转移较快, 并有时间发起对其位置的抑制, 因此两者具有相同的机制。抑制和捕获运用同一种加工机制的观点也得到了研究的支持。Irons等(2012)的研究表明, 被试不是建立了一个抑制定势, 而是建立了多个捕获定势, 除了把注意偏向具体的目标相关的特征, 与注意控制定势不匹配的特征同时被抑制, 注意捕获效应和注意抑制效应都可以作为注意捕获的指标。刘丽等(2014)也发现对冲突的不匹配线索的抑制和对中性的不匹配线索的抑制效应没有差别, 所以他们认为注意抑制并不是独立于捕获, 而是注意捕获的附属产品。

本研究表明不匹配线索的抑制效应确实是基于空间的, 是因为注意先转移到线索位置, 随后对其位置进行了抑制才会发生。在实验3中, 我们通过操纵SOA来考察其对不匹配线索抑制效应的影响。我们发现在短的SOA条件下没有出现抑制效应, 但是在长的SOA条件下出现了抑制效应。与我们的结果一致, Theeuwes和Godijn (2002)采用返回抑制范式, 发现无关奇异刺激所在的位置在长SOA条件下出现返回抑制效应, 在短的SOA条件下出现易化效应。而且, Theeuwes, van der Burg和Belopolsky (2008)的研究表明如果没有中心注意,即使是最简单的突显性特征也不可能被发现, 为了确定不符合注意定势的线索的位置, 需要在那个位置进行空间注意。所以我们认为注意抑制效应的出现是基于空间的, 无关突显线索最初都能无意识的捕获注意, 但是随后注意会从其位置进行转移, 在长的SOA条件下, 在转移后还有时间发起对这个位置的抑制。Ansorge, Priess和Kerzel (2013)采用空间前线索范式的眼动研究发现颜色奇异项线索后出现了眼跳的返回抑制, 而且这种返回抑制在慢的反应时下要大于快的反应时下。而且, 当相关线索(需要记住线索的位置, 接下来要对线索位置出现的字母进行判别)的颜色和目标颜色匹配时(线索颜色与眼跳目标颜色一致), 发现在快的反应时下注意被线索捕获, 而在慢的反应时下出现了对线索的返回抑制。这个眼动研究结果直接提供了注意转移的证据。

一些研究已经报告了相似的无关分心物的位置的抑制。Kim和Cave (1999)发现, 在早期(显示呈现物后60 ms), 注意指向突显分心物所在的位置,而在150 ms后, 注意指向目标所在位置。使用Folk的前线索范式, Lamy及同事(Lamy & Egeth, 2003;Lamy, Leber, & Egeth, 2004)的研究一致表明无关颜色线索的位置甚至在先于目标60 ms呈现时就能够被抑制。所以, 我们认为, 以前的很多研究和本研究的实验1中没有发现不匹配颜色奇异项线索的捕获效应, 原因可能是150 ms的SOA中, 注意已经从线索位置转移(并抑制), 如果缩短SOA, 就可能发现不匹配线索的注意捕获效应。而SOA究竟缩短到多少才能发现捕获效应, 或者增加到多长才能发现抑制效应, 与任务要求有关。辨别任务相对于探测任务来说, 发现抑制效应的SOA要长(Lupiáñez,Milliken, Solano, Weaver, & Tipper, 2001)。这也可以解释在我们的实验3中, 采用困难的搜索任务, 在600 ms的SOA下才能发现不匹配线索的抑制效应。

我们的研究结果表明, 突现线索和颜色奇异项线索的注意捕获机制是相同的, 但是在相同强度的注意控制定势下, 突现线索相对于颜色奇异项线索,当作为不匹配线索时, 更难使被试对其位置进行转移, 从而更不容易产生抑制效应。以往的很多研究都表明单一线索与颜色奇异项相比, 有更大的注意捕获效应, 并且特别难忽视(Jonides & Yantis, 1988;Montagna, Pestilli, & Carrasco, 2009; Schreij, Owens,& Theeuwes, 2008)。颜色奇异项线索相对于突现线索不够显著或突出, 突现线索和颜色奇异项线索位置的判别正确率的相对提高可能反应了在视觉加工早期阶段的感觉信号的增强, 也可能是知觉和神经活动在无关线索位置得到了增强, 而在侧面位置得到了抑制, 这种侧面抑制在突现和颜色奇异项线索上都有体现, 但是体现的程度不同(White et al., 2014)。

6 结论

(1)注意控制定势的强度影响不匹配线索的注意捕获效应, 随着注意控制定势强度的增加, 注意从不匹配线索位置转移的更快, 继而对其位置进行抑制。研究支持突显性驱动的注意转移假说, 注意控制定势通过把注意从和目标不匹配的特征位置转移发挥作用。

(2)颜色奇异项线索和突现线索的注意捕获机制相同, 但是在相同的注意控制定势强度下, 注意从不匹配突现线索位置的转移更慢。

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