张 豹 胡岑楼 黄 赛

(广州大学教育学院/心理与脑科学研究中心, 广州 510006)

1 前言

注意是人脑从输入的海量信息中选取相关信息, 同时忽略或抑制无关信息, 以优化有限容量的信息加工系统进行高效率认知加工的一种机制(Luck & Vecera, 2002; Vecera & Luck, 2002)。注意如何选择信息以及哪些因素影响注意对信息的选择一直是研究者们关注的热点问题。根据经典的注意偏向竞争模型(Biased Competition Model, Desimone& Duncan, 1995), 当视野中众多刺激相互竞争有限的认知资源时, 具有显著特征的物理刺激会以自下而上的方式捕获注意从而获得优先选择, 工作记忆中与任务相关的记忆表征也会以自上而下的方式增强早期视觉皮层中与之相同或相似的刺激表征,从而使该刺激表征获得竞争优势。偏向竞争模型中自上而下的注意引导的证据主要来自于在工作记忆中与任务相关的靶子模板的神经激活对视觉注意选择的影响(Chelazzi, Duncan, Miller, & Desimone,1998; Chelazzi, Miller, Duncan, & Desimone, 1993,2001)。

但近10多年来, 越来越多的研究发现工作记忆中与任务无关的工作记忆表征亦会自上而下地引导注意偏向到与之共享特征的视觉刺激, 即基于工作记忆表征的注意引导效应(guidance of attention from working memory, Kumar, Soto, & Humphreys,2009; Pan, Xu, & Soto, 2009; Soto, Greene, Chaudhary,& Rotshtein, 2012; Soto, Heinke, Humphreys, & Blanco,2005; Soto & Humphreys, 2006, 2007, 2008, 2009;Soto, Humphreys, & Heinke, 2006a, 2006b; Soto,Humphreys, & Rotshtein, 2007; Soto, Llewelyn, &Silvanto, 2012; 白学军等, 2011; 胡艳梅, 张明, 徐展, 李毕琴, 2013; 潘毅, 2010; 张豹, 黄赛, 候秋霞, 2014; 张豹, 黄赛, 祁禄, 2013)。例如Soto等人采用工作记忆和视觉搜索相结合的双任务范式对基于工作记忆表征的注意引导效应进行了一系列研究(见综述Soto, Hodsoll, Rotshtein, & Humphreys,2008)。在研究中他们要求被试在工作记忆保持过程中完成一个视觉搜索任务, 工作记忆表征既有可能出现在视觉搜索中与搜索靶子的特征匹配(有效条件)或与其中一个干扰刺激的特征匹配(无效条件), 也有可能不出现在视觉搜索中(中性条件)。结果发现, 有效条件下搜索时间最短, 其次是中性条件, 无效条件的搜索时间最长。Soto等人认为这一结果反映了无关工作记忆表征在视觉搜索过程中能促进与之匹配特征的搜索项目捕获更多的注意(Soto et al., 2005)。后来研究发现当工作记忆表征只与干扰刺激匹配时, 该注意引导效应依然存在(Soto et al., 2005, 2006b)。更重要的是, 这种基于工作记忆表征的注意引导效应是一种较为自动化的过程(Soto et al., 2008), 在注意选择的早期阶段(Mannan, Kennard, Potter, Pan, & Soto, 2010; Soto et al.,2005), 基于特征的视觉搜索任务(Pan, 2010; Soto et al., 2006b), 注意捕获任务(Olivers, Meijer, &Theeuwes, 2006; van Moorselaar, Theeuwes, & Olivers,2014)等多种实验情境中稳健地存在。

有研究者认为注意引导效应会受到认知控制的调节, 例如Woodman和Luck (2007)发现, 当工作记忆表征在视觉搜索过程中有可能作为靶子出现时, 会引导注意偏向与之匹配的搜索项目, 即出现了注意引导效应, 但当工作记忆表征只作为干扰刺激出现时, 与之匹配的干扰刺激会受到抑制, 反而导致注意偏离该干扰刺激, 即出现了与注意引导效应相反的注意拒绝效应。Woodman和Luck (2007)由此认为工作记忆表征会根据实验情境以一种灵活的方式促进或抑制视觉加工。Carlisle和Woodman(2011)发现, 不管是通过在实验过程中操纵有效条件的实际比例, 还是通过在实验前通过指导语操纵有效条件的主观比例, 结果都发现随着有效条件比例的增加(从20%增加到80%), 工作记忆表征对视觉注意捕获的效应量也随之增大, 即被试更倾向于将视觉注意偏向与工作记忆表征匹配的项目。由此,Carlisle和Woodman (2011)认为认知控制能调节注意引导效应。另外胡艳梅等(2013)通过指导语来操纵抑制动机也发现了注意拒绝效应。但上述3个研究相对于之前观察到注意引导效应的研究来说(例如Mannan et al., 2010; Olivers et al., 2006; Pan,2010; Soto et al., 2005, 2006b; van Moorselaar et al.,2014)具有一个共同特点：实验中所采用的视觉搜索难度都比较大(搜索不同开口方向的方框), 搜索效率比较低(中性条件下平均搜索时间皆大于1100 ms),是典型的序列搜索任务, 其视觉搜索过程容易受到认知控制因素的影响(张豹, 黄赛, 2013)。

显然, 有研究者注意到了上述两类研究中视觉搜索难度的差异并对其作用进行了考证(Han & Kim,2009; Olivers, 2009)。例如Han和Kim (2009) 通过改变搜索靶子与干扰刺激之间开口的相对大小来操纵视觉搜索难度, 探讨视觉搜索难度对工作记忆表征引导视觉注意过程中认知控制的作用, 结果发现：当视觉搜索任务容易时, 工作记忆表征能够引导注意偏向与之匹配的干扰刺激, 但当视觉搜索任务变难时, 该注意引导效应消失了。此外, 他们还根据中性条件下的搜索时间将被试区分为搜索快和搜索慢两个组进行比较分析, 结果发现搜索快组出现了显著的注意引导效应, 搜索慢组却出现了相反的注意拒绝效应。由此他们认为搜索难度能够调节认知控制在工作记忆表征引导注意过程中的作用, 尤其是搜索速度较慢的条件下, 认知控制因素有充分的时间起作用(Han & Kim, 2009)。但Olivers(2009)在实验3中通过变化视觉搜索靶子与干扰刺激颜色的相似性来操纵视觉搜索难度, 即视觉搜索任务容易时靶子刺激与其他干扰刺激的颜色差别很明显, 而视觉搜索任务困难时两者颜色比较接近。结果发现, 在两种难度的视觉搜索任务中出现了等量的注意引导效应, 因此, Olivers (2009)认为视觉搜索难度并不是影响注意引导效应的核心因素。由此可见, 虽然以往研究结果一致表明当视觉搜索比较容易时, 工作记忆表征能引导注意偏向与之匹配的干扰刺激(Han & Kim, 2009; Olivers, 2009;Pan, 2010; Soto et al., 2006b), 但当视觉搜索比较难时, 认知控制对基于工作记忆表征的注意引导效应的影响还存在争议(Han & Kim, 2009; Olivers, 2009)。

Soto等认为在认知资源充足的条件下工作记忆表征引导注意选择是一种较为自动化的过程, 并且发生在第一个眼跳或视觉搜索启动后较短的时间内(Soto et al., 2005; Soto & Humphreys, 2009)。Han和Kim (2009)以及Olivers (2009)的研究均采用反应时作为主要分析指标。视觉搜索反应时体现了个体从刺激的知觉、搜索、匹配到决策等一系列过程, 尤其在视觉搜索较慢或需付出较多的努力时,认知控制因素就会有足够的时间自上而下地影响视觉搜索过程(Hickey, Chelazzi, & Theeuwes, 2011)。Han和Kim (2009)根据搜索速度对被试进行快、慢分组比较的结果也证实了这种影响, 即搜索越慢认知控制的影响越大, 甚至导致了注意引导效应的反转。因此作为行为输出的反应时指标并不能单纯地反映注意引导效应, 尤其是视觉搜索早期阶段的注意引导效应, 例如张豹等(2013)采用眼动追踪技术发现在首次注视点上观察到的早期注意引导效应在反应时指标上却消失了。相对于反应时技术来说,眼动追踪技术能实时地反映注意转移的空间位置与时程(van Gompel, Fischer, Murray, & Hill, 2007),更适合从时间维度和空间维度来探测工作记忆表征对视觉注意引导的过程。因此, 本研究拟采用眼动追踪技术, 来重新探讨认知控制如何在工作记忆表征引导视觉注意的过程中起作用。

另外, 虽然以往研究者论证过认知控制对注意引导效应起作用(Carlisle & Woodman, 2011; Han &Kim, 2009; Woodman & Luck, 2007; 胡艳梅等, 2013),但何时及如何起作用仍然缺乏深入的研究。据笔者分析, 认知控制可能在3个不同的阶段起作用：首先, 认知控制在视觉搜索之前形成“注意拒绝”的注意定势(attentional set, 即自上而下的预期, Theeuwes,1994; Theeuwes, Kramer, & Belopolsky, 2004)起作用。例如Woodman和Luck (2007)通过操纵工作记忆表征与视觉搜索靶子的相关性, Carlisle和Woodman(2011)通过指导语操纵有效条件的比例以及胡艳梅等(2013)通过指导语来操纵抑制动机, 使被试形成“视觉搜索阶段注意偏离与工作记忆表征匹配的干扰刺激”的注意定势。其次, 认知控制有可能在视觉搜索启动后立即通过注意抑制或注意拒绝的方式使注意偏离与工作记忆表征匹配的干扰刺激。最后,可能由于工作记忆表征对视觉搜索早期阶段的视觉注意的引导是一种较为自动化的过程(Soto et al.,2008), 所以认知控制只能在视觉搜索早期阶段出现注意引导效应之后通过注意抑制或注意拒绝的方式起作用。虽然Woodman和Luck (2007)、Han和Kim (2009)、Carlisle和Woodman (2011)及胡艳梅等(2013)等研究发现了认知控制因素影响注意引导效应, 但这种影响到底在视觉搜索启动之后立即起作用, 还是在视觉搜索早期阶段出现注意引导效应之后才起作用, 从他们的实验结果中尚无法得到确切的结论。如果是前者, 视觉搜索早期就应该能观察到注意拒绝效应, 但如果是后者, 他们结果中所表现出的注意拒绝效应可能只是视觉搜索最后行为反应水平的效应, 而视觉搜索早期可能出现的注意引导效应则被掩盖。因此, 有必要采用更为精确的指标以探测视觉搜索的不同阶段工作记忆表征对视觉注意的影响。

综上所述, 本研究采用眼动追踪技术, 分别以首次注视点百分率和反应时作为测量指标, 通过两个实验来探讨在不同难度的视觉搜索任务中认知控制如何及何时影响基于工作记忆表征的注意引导效应。首次注视点能够精确反映早期视觉注意的空间转移, 因而反映的是视觉搜索早期阶段的注意引导效应, 而反应时指标是视觉搜索完成后的行为输出, 因而反映的是早期注意定向之后行为水平的注意引导效应。实验1采用Han和Kim (2009)的方法, 通过变化靶子刺激与干扰刺激开口的相对大小来操纵视觉搜索难度, 实验2采用自动化程度更高的pop-out搜索任务, 来探讨不同难度的视觉搜索任务中认知控制对注意引导效应的影响。为了检测认知控制的作用, 研究中只设置无关条件与中性条件, 并且与Woodman和Luck (2007)及胡艳梅等(2013)的研究一样, 实验前通过指导语明确告诉被试“记忆阶段出现过的项目永远不会是搜索目标”, 以及与Han和Kim (2009)实验4一样将记忆刺激与视觉搜索任务之间的时间间隔设置为750 ms,以保证有足够的时间形成“注意拒绝”的注意定势(Han &Kim, 2009)。根据以往的研究结果及前面的分析,本研究预测：如果注意抑制或注意拒绝的注意定势在视觉搜索启动之后立即起作用, 当采用较难的视觉搜索任务时, 在首次注视点百分率和行为反应时指标上都有可能观察到注意引导效应的减弱或消失甚至反转; 如果注意定势在早期注意引导效应出现之后的视觉搜索阶段起作用, 那么在视觉搜索较难的任务的首次注视点百分率指标上能观察到注意引导效应, 但在行为反应时指标上则可能观察到注意引导效应的减弱或消失甚至反转。

2 实验1

实验1采用眼动追踪技术来验证Han和Kim(2009)的实验结果, 即通过操纵靶子刺激与干扰刺激开口的相对大小来控制视觉搜索难度, 用以直接比较两种不同难度的视觉搜索任务下认知控制对基于工作记忆表征的注意引导效应的影响的差异。在以往研究的基础上, 实验1进行了如下几个方面的优化：(1)采用眼动追踪技术, 同时以首次注视点百分率和反应时为指标, 从空间维度和时间维度来探讨认知控制在视觉搜索过程中对注意引导效应影响的动态过程。故实验1既能如Han和Kim (2009)一样观察行为反应水平的注意选择模式, 更重要的是还能通过首次注视点指标测量视觉搜索早期注意定向的空间位置, 以观察到视觉搜索早期的注意选择模式。通过对两种不同阶段的指标的比较, 可以评估认知控制起作用的阶段。(2)实验1采用Woodman和Luck (2007)及胡艳梅等(2013)的方法,在实验前通过指导语明确告诉被试“记忆阶段出现过的项目永远不会是搜索目标”来形成“注意拒绝”的注意定势, 然后参考Han和Kim (2009)的实验4的结果, 将记忆刺激与视觉搜索任务之间的时间间隔设置为750 ms, 以保证有足够的时间形成“注意拒绝”的注意定势。(3)实验1将搜索难度设计成被试内因素, 相对于Han和Kim (2009)的研究来说能排除被试间差异, 提高搜索难度变量的解释力。(4)实验1所采用的视觉搜索任务相对于Olivers (2009)实验3中所采用的额外的奇异刺激任务(Additional Singleton Task)来说, 能避免奇异干扰刺激与工作记忆表征匹配的干扰刺激两者之间的交互影响, 即工作记忆表征匹配的奇异干扰刺激与奇异干扰刺激之间注意捕获量的差异可能要大于工作记忆表征匹配的干扰刺激对注意的捕获量。

2.1 方法

2.1.1 被试

22名在校大学生参加实验, 其中包括男生10名,年龄19～25岁, 平均年龄21.19岁, 身体健康, 视力或矫正视力正常, 无色盲或色弱, 此前均未参加过类似实验的经验, 实验后给予报酬。

2.1.2 仪器和材料

采用EyelinkII (SR Research, Ontario, Canada)眼动仪采集眼动数据, 采样频率为500 Hz。刺激呈现在17英寸CRT显视器上(分辨率为1024×768, 刷新频率为85 Hz), 屏幕背景为黑色。程序采用E- Prime 1.1编程与运行。

记忆刺激为1.29º×1.29º视角的彩色方块。视觉搜索由4个1.29º×1.29º视角、边框宽度为0.07º视角、左右两侧的中间位置各有一个开口的彩色方框组成, 其中3个为干扰刺激, 其左右开口宽度皆为0.29º视角, 另一个为靶子刺激。靶子刺激有两种类型, 在困难的视觉搜索任务中靶子大、小开口宽度分别为0.43º视角和0.29º视角, 在容易的视觉搜索任务中靶子大、小大开口宽度分别为0.7º视角和0.29º视角。4个项目颜色彼此不同, 分布在半径为5.3º视角的假想表盘的1、4、7、10点钟或2、5、8、11点钟位置上。记忆刺激与搜索刺激的颜色随机从红、粉、绿、蓝、青、黄六种颜色(RGB值分别为：255, 0, 0; 255, 0, 255; 0, 255, 0; 0, 0, 255; 0, 255, 255;255, 255, 0)抽取。

2.1.3 程序

被试距离屏幕约57 cm。如图1所示, 每次测试包括3个阶段, 首先屏幕上出现“开始”的汉字提示, 被试按键后屏幕中央呈现一个小圆点, 被试需要盯住小圆点, 当眼动仪检测到被试的注视点与小圆点重合时即进入记忆阶段。记忆阶段在屏幕中央呈现记忆刺激500 ms, 要求被试记住直到本次测试结束。间隔750 ms后进入视觉搜索阶段, 该阶段的任务是要求被试在3000 ms内找到两侧开口大小不一样的方框, 并又快又准地按键判断开口较大一侧的朝向(左边较大按“F”键, 右边较大按“J”键)。按键后搜索序列消失进入记忆探测阶段, 屏幕中央出现一个彩色方块, 被试需要尽可能准确地按键判断该方块的颜色是否与记忆刺激相同, 在50%的测试中两者相同按“F”键, 在另外50%测试中两者不同按“J”键。

测试根据视觉搜索任务中靶子刺激的开口相对大小分为搜索困难任务和搜索容易任务两个区组, 区组呈现的顺序在被试间平衡。另外, 根据工作记忆刺激与视觉搜索刺激之间的特征匹配关系,实验包括两种匹配类型：在无效条件下视觉搜索任务中其中一个干扰刺激与工作记忆刺激颜色相同,而在中性条件下视觉搜索刺激与记忆刺激的颜色皆不同。

实验1为2(搜索难度：搜索困难/搜索容易)×2(匹配类型：无效条件/中性条件)两因素被试内设计。正式测验中每种实验条件各80次测试, 共320次测试。每个区组正式测验之前有20次练习测试以熟悉实验程序和要求。

采用眼动仪同步记录被试右眼在视觉搜索过程中的眼动轨迹。实验开始或被试休息之后都采用9点矩阵进行调节和校正。在每次测试开始的注视点出现时进行漂移校正, 并要求被试在启动视觉搜索任务之前将眼睛保持在注视点位置(注视点为中心1.5度视角的范围内皆可接受)。

2.2 结果与讨论

数据采用SPSS 22.0分析, 其中一名被试记忆任务错误率明显高于其他被试(> 20%)而被删除。对有效被试的正确率进行统计分析后发现：搜索困难区组与搜索容易区组中记忆任务的正确率分别为93.14%和95.67%。搜索困难任务与搜索容易任务的正确率分别为92.71%和98.33%, 前者的正确率显著低于后者(t(20)=4.15,p< 0.05), 搜索越难, 其正确率越低, 表明对视觉搜索难度的操纵是有效的。

图1 实验1程序流程图图示

反应时数据和首次注视点数据只分析记忆任务与视觉搜索任务都正确的测试, 反应时剔除平均数3个标准差以外的数据。首次注视点百分率是以每种实验条件下落在某一兴趣刺激区域内的首次注视点数量占该实验条件总测试数量的百分比。兴趣刺激有3种, 一种是无效条件下与记忆刺激匹配的干扰刺激; 另一种是中性条件下某一特定的干扰刺激, 该干扰刺激在程序编写时既已指定, 其出现的频率和位置与无效条件下的兴趣刺激相匹配, 用来在统计分析时与无效条件的数据形成对照; 第三种是无效条件与中性条件下的靶子刺激。兴趣区域为以兴趣刺激为中心的边长为1.2º视角的正方形内。首次注视点指标上的注意引导/拒绝效应定义为无效条件与中性条件下干扰刺激捕获首次注视点的百分率之差, 反应时指标上的注意引导/拒绝效应定义为无效条件与中性条件下的平均反应时之差, 正值为注意引导效应, 负值则为注意拒绝效应。

2.2.1 反应时数据分析

将平均反应时纳入2×2的重复测量方差分析发现(如图2), 搜索难度的主效应显著,F(1,20)=125.69,p< 0.001,=0.863, 搜索困难条件下的反应时(1618 ms)显著大于搜索容易条件(918 ms), 再次证明了搜索难度的有效性; 匹配类型的主效应显著,F(1,20)=125.69,p< 0.05,=0.26, 无效条件下的反应时显著大于中性条件(1277 ms vs. 1253 ms,p<0.05), 显示出显著的注意引导效应, 但搜索难度和匹配类型的交互作用不显著,F(1,20)=0.74,p> 0.05。

需要指出的是在搜索容易条件下的注意引导效应为33 ms, 但搜索困难条件下的注意引导效应却只有14 ms。通过对数据进行进一步的分析, 结果发现, 在搜索容易条件下注意引导效应的标准差为29 ms, 18/21的被试出现了注意引导效应, 被试间一致性较高, 配对样本t检验表明无效条件下的反应时显著大于中性条件(929 ms vs. 896 ms),t(20)=5.16,p< 0.05; 而搜索困难条件下注意引导效应的标准差为86 ms, 11/21的被试表现出注意引导效应,10/21的被试表现出注意拒绝效应, 被试间一致性较低, 配对样本t检验表明无效条件与中性条件的反应时差异不显著(1625 ms vs. 1611 ms),t(20)=0.76,p> 0.4, 这与Olivers (2009)实验3A的结果相似, 表明反应时数据搜索难度和匹配类型的交互作用不显著可能是由于视觉搜索任务困难条件下的被试间误差较大所致。

综上所述, 反应时的结果表明, 视觉搜索任务无论是困难还是容易, 都出现了明显的注意引导效应。另外, 由于在搜索困难的条件下被试表现出的趋势个体差异较大, 搜索难度×匹配类型的交互作用不显著也有可能是这种个体差异所导致。因此不能仅通过反应时数据的结果得出不同搜索难度下注意引导效应不存在差异的结论。

2.2.2 干扰刺激的首次注视点百分率分析

将落在兴趣区域的首次注视点百分率进行2×2的重复测量方差分析发现(如图2), 搜索难度的主效应不显著,F(1,20)=0.42,p> 0.05; 匹配类型的主效应显著,F(1,20)=29.4,p< 0.001,=0.595,无效条件下首次注视点的比率显著大于中性条件,表现出显著的注意引导效应, 搜索容易与搜索困难条件下的注意引导效应分别为11.43%和9.6%; 但搜索难度和匹配类型的交互作用不显著,F(1,20)=0.8,p> 0.05。

此外, 与反应时分析一样, 对不同搜索难度下基于首次注视点百分率的注意引导效应进行被试间的一致性评估, 结果发现, 搜索容易条件下注意引导效应的标准差为11.10% (19/21的被试表现出注意引导效应, 被试间一致性较高), 无效条件下的首次注视点百分率显著大于中性条件,t(20)=4.72,p< 0.05; 搜索困难条件下注意引导效应的标准差为8.86% (20/21的被试表现出注意引导效应,被试间一致性较高), 无效条件下的首次注视点百分率显著大于中性条件,t(20)=4.97,p< 0.05, 更重要的是, 注意引导效应在两种难度的视觉搜索任务上没有显著差异,t(20)=0.9,p> 0.38。此结果表明首次注视点指标比较稳定, 能较好地反映视觉搜索阶段早期的注意引导效应。

图2 不同难度的视觉搜索任务的反应时和干扰刺激捕获首次注视点百分率

2.2.3 靶子刺激的首次注视点百分率分析

在不同难度的视觉搜索任务中, 由于靶子刺激的显著性不同, 因而在视觉搜索早期阶段对注意的捕获能力也会存在差异。在困难的视觉搜索任务中,由于靶子刺激两侧的开口大小差异较小难以被知觉到, 因而不会在视觉搜索早期阶段与工作记忆表征匹配的干扰刺激竞争对首次注视点的捕获; 而在容易的视觉搜索任务中, 由于靶子刺激两侧的开口大小差异较大容易被知觉, 因而可能会与工作记忆表征匹配的干扰刺激竞争对首次注视点的捕获。为了评估搜索难度对靶子刺激在视觉搜索早期阶段捕获注意的能力的影响, 实验1还对落在靶子刺激区域的首次注视点百分率进行2×2的重复测量方差分析。结果发现, 搜索难度的主效应显著,F(1,20)=12.32,p< 0.05,=0.38, 搜索困难条件下的首次注视点百分率显著低于搜索容易条件(22.86% vs.30.00%), 表明搜索容易条件下的靶子刺激能在视觉搜索早期阶段捕获更多的注意, 但匹配类型的主效应不显著,F(1,20)=2.15,p=0.16,=0.09, 两者的交互作用亦不显著,F(1,20)=0.03,p=0.87,=0.001, 搜索容易任务中无效条件与中性条件下靶子刺激对首次注视点的捕获百分率分别为29.29%和30.71%, 搜索困难任务分别为21.90%和23.81%。此结果表明在实验1的视觉搜索早期阶段, 靶子刺激对首次注视点的捕获能力只受到了搜索难度的影响, 但没有受到匹配条件的影响。另一方面, 无效条件下工作记忆匹配的干扰刺激比中性条件下的普通干扰刺激能捕获更多的首次注视点, 但无效条件下靶子刺激的首次注视点百分率与中性条件下的靶子刺激并无显著差异, 这种差异表明无效条件下工作记忆表征对视觉注意的引导效应并不是以减少靶子刺激对注意的捕获为代价的, 即干扰刺激匹配的工作记忆表征和靶子刺激对注意的捕获是相对独立的过程。

2.2.4 根据视觉搜索速度对被试的分组分析

如前言所述, 视觉搜索任务中搜索速度越慢,认知控制对注意引导效应的影响越大, 由此可能导致注意引导效应消失或反转。参照Han和Kim (2009)的方法, 将被试按中性条件下视觉搜索任务的反应时快慢分为两组, 其中快、慢组被试分别为11个和10个, 用以评估搜索速度对注意引导效应的影响。

对视觉搜索容易任务中的反应时和落在干扰刺激区域内的首次注视点百分率进行2(组别：搜索快组/搜索慢组)×2(匹配类型：无效条件/中性条件))的方差分析(结果如图3所示)。(1)反应时结果发现：组别的主效应显著,F(1,19)=29.34,p< 0.001,=0.61, 搜索快组的反应时显著小于搜索慢组(803 ms vs. 1034 ms); 匹配类型的主效应显著,F(1,19)=28.85,p< 0.001,=0.59, 无效条件的反应时显著大于中性条件, 表现出显著的注意引导效应; 但匹配类型与组别的交互作用不显著,F(1,19)=0.89,p>0.05。(2)干扰刺激的首次注视点百分率结果发现：匹配类型的主效应显著,F(1,19)=21.1,p< 0.001,=0.53, 无效条件下的首次注视点百分率显著大于中性条件, 显示出显著的注意引导效应; 但组别的主效应及其与匹配类型的交互作用都不显著,ps >0.5。此结果表明, 搜索容易的视觉搜索任务中, 搜索快组和搜索慢组在首次注视点百分率指标(12.27%vs. 10.50%)和反应时指标(27 ms vs. 39 ms)上都出现了显著的注意引导效应, 并且注意引导效应不受视觉搜索速度的影响。

图3 不同难度的视觉搜索任务中搜索快/慢组的反应时和干扰刺激捕获首次注视点百分率

对视觉搜索困难任务中的反应时和落在干扰刺激区域内的首次注视点百分率进行同样的分析(见图3)。(1)反应时结果发现：组别的主效应显著,F(1,19)=20.09,p< 0.001,=0.51, 搜索快组的反应时显著快于搜索慢组(1419 ms vs. 1836 ms); 匹配类型的主效应不显著,F(1,19)=0.08,p> 0.05;重要的是匹配类型与组别的交互作用显著,F(1,19)=27.71,p< 0.001,=0.59。简单效应检验发现, 搜索快组在无效条件下的反应时显著大于中性条件(1457 ms vs. 1381 ms,p< 0.05), 表现出显著的注意引导效应(76 ms), 而搜索慢组无效条件下的反应时则反而显著小于中性条件(1809 ms vs. 1863 ms,p< 0.05), 表现出现相反的注意拒绝效应(53 ms), 此结果与Han和Kim (2009)的结果一致。(2)干扰刺激的首次注视点百分率结果发现：组别的主效应不显著,F(1,19)=0.07,p> 0.05; 匹配类型的主效应显著,F(1,19)=26.3,p< 0.001,=0.58; 更重要的是匹配类型与组别的交互作用也显著,F(1,19)=3.18,p< 0.05,=0.14。简单效应检验发现, 搜索快组(33.79% vs. 21.06%,p< 0.05)和搜索慢组(29.5% vs.23.33%,p< 0.05)无效条件下的首次注视点百分率都显著大于中性条件, 都表现出注意引导效应, 而且搜索快组的注意引导效应显著大于搜索慢组(12.73% vs. 6.17%,p< 0.05)。此结果表明, 在困难视觉搜索任务中, 搜索速度对视觉注意的影响在眼动指标和反应时指标上出现了分离, 具体表现为：在首次注视点百分率指标上, 搜索快组和搜索慢组只表现出注意引导效应量值上的差异, 而在行为反应时指标上, 搜索快组与搜索慢组表现出注意选择模式上的差异, 即前者出现了注意引导效应, 后者则出现了相反的注意拒绝效应。

更重要的是, 由于在视觉搜索困难任务中基于反应时指标的注意引导效应的被试间差异较大, 接下来分别对搜索快、慢组被试的基于反应时的注意引导效应的误差进行分析, 结果发现：搜索快组的标准差为63 ms, 有8/11的被试表现出注意引导效应, 搜索慢组的标准差为47 ms, 有8/10的被试表现出注意拒绝效应, 都表现出非常高的被试间一致性。需要强调的是分析中搜索快/慢是根据中性条件下的反应时来进行划分的, 与工作记忆表征对注意的引导无关。此结果这表明之前分析中搜索困难条件被试间一致性低是可能是因为不同搜索速度的被试采取了不同的注意选择模式, 搜索快组被试倾向于采用的是注意引导模式, 而搜索慢组被试倾向于采用的是注意拒绝模式。

由于实验1中采用困难视觉搜索任务时, 被试在行为反应时指标上的注意引导效应的一致性较低, 对被试进行快/慢分组进行统计时, 可能存在样本容量较小从而导致统计检验力较低的问题。为了增加研究结果的可信度, 本研究采用实验1中困难搜索区组的程序进行了补充行为实验。对另外收集的19个被试的行为反应时数据进行统计后发现：工作记忆任务与视觉搜索任务的正确率分别为94.05%和97.26%, 对无效条件与中性条件的平均反应时进行配对样本t检验后发现其差异不显著(2039 ms vs. 2004 ms),t(18)=1.03,p=0.32。同样根据中性条件下的反应时对被试进行快/慢分组,2(组别：搜索快组/搜索慢组)×2(匹配类型：无效条件/中性条件)的方差分析结果发现：组别的主效应显著,F(1,17)=30.36,p< 0.001,=0.64, 匹配类型与组别的交互作用边缘显著,F(1,17)=3.58,p<0.07,=0.18。简单效应检验发现, 搜索快组在无效条件的反应时显著大于中性条件(1820 ms vs.1730 ms,p< 0.05), 有8/10的被试出现了注意引导效应, 而搜索慢组无效条件与中性条件的反应时差异不显著(2283 ms vs. 2311 ms,p=0.53), 但也表现出注意拒绝效应的趋势(−28 ms)。该结果模式与实验1中困难搜索区组中的行为反应时结果模式相似,即当搜索速度较慢时, 认知控制可能会导致注意引导效应消失甚至可能发生反转。

此外, 为了检验上面反应时结果中出现注意拒绝效应是否是由于注意被工作记忆表征匹配的干扰刺激捕获后注意会加速脱离该干扰刺激所致, 将搜索困难的视觉搜索任务中的首次注视点在兴趣干扰刺激上的停留时间作为因变量, 纳入2(组别：搜索快组/搜索慢组)×2(匹配类型：无效条件/中性条件)的方差分析, 结果发现除了匹配类型的主效应显著之外(F(1,19)=6.68,p< 0.05,=0.26), 其他效应都不显著(ps> 0.5), 无效条件下的持续时间(215 ms)比中性条件(204 ms)显著长11 ms, 这一差异值与Olivers等(2006)的结果(10 ms)比较接近。由于交互作用不显著, 说明上述因变量指标的分离不是由于注意被捕获后加速脱离所致。

由实验1的结果可知, 从行为反应时结果来看,实验1几乎重复了Han和Kim (2009)的结果模式,但从干扰刺激的首次注视点百分率的结果来看, 实验1在所有实验条件下都观察到了显著的注意引导效应。此结果一方面说明了在视觉搜索早期, 基于工作记忆表征的注意引导效应是比较稳定的, 另一方面说明工作记忆表征对视觉注意的影响是一个动态变化的过程, 在视觉搜索不同阶段所表现出的模式可能不一致, 甚至相反, 因此采用眼动追踪技术对此类问题进行研究具有技术上的优势。

3 实验2

实验1结果证实了工作记忆表征对注意的引导效应在视觉搜索早期是一种稳定存在的、较为自动化的过程。但实验1也发现在视觉搜索早期阶段工作记忆表征匹配的干扰刺激对注意的捕获与靶子刺激对注意捕获是相互独立的过程。但在实验1中,靶子刺激主要依赖靶子刺激的局部(方框两侧开口的相对大小)来捕获注意, 而与工作记忆表征匹配的干扰刺激主要依赖干扰刺激的整体(颜色)来捕获注意, 可能客体的整体对注意的捕获能力要优于客体的局部特征, 从而导致工作记忆匹配的干扰刺激对注意的引导独立于靶子刺激对注意的引导。为了检验这一可能的解释, 实验2将实验1的靶子刺激的形状改为与干扰刺激显著不同的圆圈, 被试的任务仍然是判断圆圈两侧开口较大的一侧的方位。视觉搜索靶子的形状属性相对于刺激开口属性来说,被试需注意刺激的整体, 可能更容易使靶子刺激在视觉搜索早期阶段从搜索序列中突显(pop out)出来,与工作记忆表征匹配的干扰刺激竞争早期注意资源。因此, 实验2的主要目的中当采用更为突显的靶子刺激与工作记忆表征竞争早期注意资源时, 考察工作记忆表征匹配的无关刺激是否能有效地捕获首次注视点？与实验1相比, 这种注意引导效应是否会受到突显的靶子刺激的竞争而减少？

3.1 方法

3.1.1 被试

另外选取13名大学生参加实验, 其中包括男生4名, 年龄19～25岁, 平均年龄21.19岁, 身体健康, 视力或矫正视力正常, 无色盲或色弱, 此前均未参加过类似实验的经验, 实验后给予报酬。

3.1.2 实验材料和程序

实验2的实验材料与程序与实验1中搜索容易区组基本相同, 所不同的是实验2的搜索靶子由左右两侧开口大小不对称的方框替换为左右两侧开口大小不对称的圆形, 其直径为1.29°视角, 两侧开口宽度分别为0.7°视角和0.29°视角。

实验2是一个单因素被试内实验设计, 自变量为匹配类型, 包括无效条件与中性条件。

3.2 结果与讨论

记忆任务的正确率为96.38%, 视觉搜索任务的正确率为99.15%。分别将不同匹配条件下的视觉搜索任务的反应时与首次注视点百分率进行配对样本t检验, 结果发现, 无效条件下的反应时显著长于中性条件(785 ms vs. 747 ms),t(12)=2.81,p<0.05, 出现了明显的注意引导效应, 无效条件下的首次注视点百分率也显著大于中性条件(24.36% vs.15.00%),t(12)=4.26,p< 0.01, 此结果表明在靶子突显的视觉搜索任务中, 首次注视点百分率指标与行为反应时指标上都出现了显著的注意引导效应。

为了检验实验2中采用的靶子刺激是否与工作记忆表征匹配的干扰刺激竞争早期注意资源, 实验2对靶子刺激所捕获的首次注视点百分率进行统计后发现, 与实验1不同, 无效条件下靶子刺激所捕获的首次注视点百分率显著小于中性条件(45.38%vs. 51.15%,p< 0.05), 即靶子刺激捕获的首次注视点百分率会随着视觉搜索过程中工作记忆表征匹配的干扰刺激的出现而显著减少, 表现出对靶子刺激的注意拒绝效应, 这表明实验2中增加靶子刺激整体的突显性时, 靶子刺激与工作记忆表征匹配的干扰刺激会形成直接竞争关系。

但是靶子刺激与工作记忆表征匹配的干扰刺激之间的直接竞争可能导致两种结果：(1)由于靶子刺激更为突显, 会减少工作记忆表征匹配的干扰刺激在视觉搜索早期阶段对注意的捕获; (2)工作记忆表征匹配的干扰刺激在视觉搜索早期阶段对注意的捕获是比较自动化的过程, 不会受到突显靶子的影响。为了评估实验2中当采用更为突显的靶子刺激时, 是否会对工作记忆表征匹配的干扰刺激的注意引导效应产生影响, 研究分别对实验1与实验2中3种不同搜索难度下靶子刺激在中性条件下对首次注视点的捕获量及与工作记忆表征匹配的干扰刺激所捕获的首次注视点进行了统计。由于实验1分为搜索容易与搜索困难两个区组, 分析时采用每个被试首先完成的区组的数据(首先完成搜索容易区组的被试为11名, 首先完成搜索困难区组的被试10名)。首先, 以搜索难度作为自变量, 中性条件下靶子刺激捕获的首次注视点百分率作为因变量,方差分析结果发现搜索难度的主效应显著,F(2, 31)=26.43,p< 0.05, 事后多重比较表明搜索困难条件下百分率最低(20.50%), 其次是搜索容易条件(32.73%),靶子突显条件最高(51.15%), 彼此之间差异显著,这表明研究中采用的3种不同难度的搜索任务中,随着搜索难度的增加, 靶子刺激对首次注视点的捕获能力随之降低。其次, 以搜索难度与匹配类型作为自变量, 兴趣区的干扰刺激捕获的首次注视点百分率作为因变量的方差分析结果发现, 匹配类型的主效应显著,F(1, 31)=43.44,p< 0.05, ηp2=0.58,无效条件下的首次注视点百分率显著大于中性条件, 显示出显著的注意引导效应; 搜索难度的主效应也显著,F(2, 31)=3.37,p< 0.05, ηp2=0.18, 但二者之间交互作用不显著,F(2, 31)=0.13,p=0.98,这表明工作记忆表征匹配的干扰刺激对注意的引导效应在搜索困难、搜索容易及突显靶子三种不同难度的视觉搜索任务的早期阶段没有显著差异, 其量值非常接近, 分别为9.83%、9.85%和9.36%。上述分析表明, 虽然靶子刺激在视觉搜索早期阶段对注意的捕获能力随着搜索难度的增加而显著减少,但工作记忆表征匹配的干扰刺激对视觉注意的引导效应依然非常稳定。

综上所述, 实验2的结果表明, 尽管视觉搜索靶子采用具有较高注意捕获能力的突显靶子刺激,但与工作记忆表征匹配的干扰刺激表征仍然能捕获注意, 呈现出注意引导效应, 而且这种注意引导效应在视觉搜索早期阶段并不随着靶子刺激的注意捕获能力的变化而变化, 相反, 实验2中靶子刺激对首次注视点的捕获能力在工作记忆表征匹配的干扰刺激出现时显著减少, 这表明当面临突显靶子刺激的直接竞争时, 对工作记忆表征匹配的干扰刺激的注意偏向反而会减弱突显靶子刺激对注意的捕获能力, 表现出注意选择优先的优势。这表明基于工作记忆表征的注意引导效应非常稳定, 是一种较为自动化的过程(Soto et al., 2006b)。

4 总讨论

研究采用Woodman和Luck (2007)及胡艳梅等(2013)的方法, 在实验前通过指导语明确告诉被试“记忆阶段出现过的项目永远不会是搜索目标”来形成“注意拒绝”的注意定势, 然后要求被试在工作记忆保持的过程中完成不同难度的视觉搜索任务。研究中采用眼动追踪技术, 分别以首次注视点百分率与反应时为指标, 分析视觉搜索过程中工作记忆表征作为干扰刺激再次出现时对注意的引导效应,以探讨认知控制因素在工作记忆表征影响视觉注意偏向中的作用。实验1直接比较了在搜索容易与搜索困难两种视觉搜索任务中认知控制的作用, 通过对首次注视点的分析发现：不同难度的视觉搜索任务中都出现了注意引导效应, 而且这种注意引导效应并未受到搜索难度的影响。当实验2采用具有更强注意捕获能力的突显靶子刺激直接与工作记忆匹配的干扰刺激竞争早期注意资源时, 首次注视点百分率指标上还是表现出稳定的注意引导效应,更重要的是, 统计分析发现注意引导效应并没有随着搜索困难、搜索容易以及突显靶子三种视觉搜索任务的难度变化而变化, 这表明至少视觉搜索早期的注意引导效应并未受到视觉搜索难度的影响。从反应时结果来看, 虽然搜索难度与匹配类型的交互作用不显著, 似乎提示两种不同难度下工作记忆表征影响视觉注意选择的模式是一致的, 但通过对单个被试所表现出的注意选择模式进行分析后发现,当视觉搜索容易时大部分被试都呈现出一致的注意引导效应; 而在视觉搜索困难时几乎一半的被试表现出注意引导效应, 另一半被试则表现出注意拒绝效应, 这表明实验1中搜索难度与匹配条件的交互作用不显著是由于被试间差异太大导致方差分析中随机误差增加, 从而掩盖了不同搜索难度下工作记忆表征对视觉注意引导效应的真实差异。有意思的是, 当按Han和Kim (2009)的方法根据中性条件下的搜索速度分别对两种搜索难度条件下的被试进行分组统计发现, 当视觉搜索容易时, 不管是搜索快组还是搜索慢组, 在首次注视点百分率指标和行为反应时指标上都出现了显著的注意引导效应, 而且都没有发现组间差异; 而当视觉搜索困难时, 在首次注视点百分率指标上搜索快组与搜索慢组出现了显著的注意引导效应, 只是前者在注意引导效应量值上大于后者, 但在反应时指标上搜索快组出现了显著的注意引导效应, 而搜索慢组则出现了相反的注意拒绝效应。首次注视点指标反映的是视觉搜索的早期注意定向的过程, 而反应时指标反映整个视觉搜索阶段行为输出的结果, 两者均受到认知控制的影响, 所不同的是在早期注意定向阶段首次注视点指标所表现出的注意引导效应只是其量值被减弱, 而在反映行为输出的反应时指标上所表现出的注意引导效应则被反转成注意拒绝效应。根据前言中所分析的预期, 此结果表明认知控制因素并不是在视觉搜索启动之后立即起作用, 而是在视觉搜索早期出现注意引导效应之后才起作用。这一结论与张豹等(2013)的结果一致, 表明工作记忆表征对视觉注意的引导是一个动态变化的过程。从技术指标上来看, 眼动追踪技术具有高时间分辨率与空间分辨率, 能实时动态地反映注意的空间转移(van Gompel et al., 2007), 而反应时技术所输出的结果是一系列认知加工之后的行为输出结果, 难以精确评估认知控制在工作记忆表征引导视觉注意过程中动态变化过程, 甚至会掩盖认知加工过程早期阶段的一些效应(Schreij, Los, Theeuwes, Enns, & Olivers,2014)。因而本研究采用眼动追踪技术相对于以往单纯采用反应时技术探讨注意引导过程中认知控制的作用的研究来说(例如Carlisle & Woodman, 2011,2012; Han & Kim, 2009; Olivers, 2009; Woodman &Luck, 2007; 胡艳梅等, 2013), 可以同时通过首次注视点百分率与反应时指标来动态评估视觉搜索早期阶段与整个视觉搜索阶段注意引导效应的差异, 从而能更精确地确定认知控制因素在哪一个阶段起作用。

本研究的反应时结果与Han和Kim (2009)的结果完全一致, 即当视觉搜索任务比较容易时(实验1的搜索容易条件与实验2的靶子突显条件), 反应时结果表现出注意引导效应, 而当视觉搜索任务比较困难时(实验1搜索条件), 注意引导效应会受到视觉搜索速度的影响, 搜索速度比较快时反应时结果表现出注意引导效应, 视觉搜索比较慢时反应时结果表现出注意拒绝效应。Olivers (2009)在实验中同样操纵视觉搜索难度, 但却未能在反应时结果上观察到视觉搜索难度对注意引导效应的影响, 这似乎与实验1及Han和Kim (2009)结果存在矛盾。但笔者认为三者的研究结果是一致的, 原因如下：在Olivers (2009)的实验3a中, 虽然Olivers发现在两种不同难度的视觉搜索任务中工作记忆表征对视觉注意的引导效应没有统计学上的差异, 但他发现被试在搜索困难条件下表现出完全不同的注意选择模式, 其中有10/28的被试表现出注意拒绝模式,18/28的被试表现出注意引导模式, 这一结果与本研究实验1的实验是一致的。但他没有对为什么被试会出现这种截然相反的注意选择模式的原因进行深入分析, 只是认为这种被试间误差导致数据难以得到一个有效的结论, 进而在实验3b中他降低了搜索困难条件下视觉搜索的难度, 结果发现有9/10被试都出现了显著的注意引导效应, 据此他认为视觉搜索难度不影响注意引导效应。但从本研究实验1的结果可以看出, 当根据中性条件的反应时对被试进行分组后发现, 被试在搜索困难的视觉搜索任务中所表现出的注意选择模式与搜索速度存在密切的关系, 有 8/11的搜索速度快的被试表现出注意引导效应, 而8/10的搜索速度慢的被试表现出注意拒绝效应。因此, Olivers (2009)与本研究结果及Han和Kim (2009)的研究一致表明：在搜索困难的视觉搜索任务中, 被试的搜索速度不同,工作记忆表征对注意选择所表现出的影响模式亦不同。根据Han和Kim (2009)的解释, 只有当视觉搜索比较慢时, 认知控制因素才会有充分的时间来抑制工作记忆表征, 从而使注意偏离与之匹配的干扰刺激, 而视觉搜索速度较快时认知控制对注意引导效应的影响会减弱甚至消失。至于Olivers (2009)在实验3b中降低视觉搜索难度时出现了稳定的注意引导效应, 这可能是因为视觉搜索难度降低到一定的程度, 认知控制因素没有足够的时间起作用。因此, 与以往研究一致, 本研究表明, 当实验前通过指导语明确告诉被试“记忆阶段出现过的项目永远不会是搜索目标” (Han & Kim, 2009; Woodman& Luck, 2007; 胡艳梅等, 2013), 以及在实验过程中将记忆刺激与搜索刺激之间的间隔时间设置得足够长时(Han & Kim, 2009), 被试能形成 “注意拒绝”的注意定势, 当视觉搜索较慢时, 该注意定势会在视觉搜索过程中促使注意偏离与工作记忆表征匹配的干扰刺激, 从而提高视觉搜索效率。

虽然在行为反应时指标上, Han和Kim (2009)、Carlisle和Woodman (2011, 2012)、胡艳梅等(2013)及本研究的结果都证实了认知控制因素会影响工作记忆表征对视觉注意的引导, 但从首次注视点指标上来看, 尽管在实验之前形成了“注意拒绝”的注意定势, 在研究所采用的3种不同难度的视觉搜索任务中都出现了显著的注意引导效应。而且随着视觉搜索难度的降低(搜索困难、搜索容易及突显靶子), 搜索靶子对首次注视点的捕获能力显著增加,但无关工作记忆表征匹配的干扰刺激捕获首次注视点的百分率非常接近, 没有显著差异。更重要的是, 即使在困难的视觉搜索任务中, 搜索慢组也表现出了显著的注意引导效应。这些结果都提示在视觉搜索早期阶段工作记忆表征对视觉注意的引导是一个较为自动化的过程。此结果与Soto等人的观点一致, 他们认为在认知资源充足的条件下, 工作记忆对注意的引导效应是较为自动化的过程, 且基于工作记忆表征的注意引导效应发生在第一个眼跳和较短的搜索反应内(Soto et al., 2008)。此外,实验2还发现当和突显的靶子刺激直接竞争早期注意资源时, 与工作记忆表征匹配的干扰刺激对首次注视点的捕获具有一定的优势, 即与工作记忆表征匹配的干扰刺激的出现反而导致突显靶子捕获的首次注视点百分率显著降低, 这进一步证实了视觉搜索早期阶段基于工作记忆表征的注意引导效应是一种较为自动化的过程。但需要强调的是, 当实验1中采用较难的视觉搜索任务时, 在首次注视点指标上搜索慢组的注意引导效应显著小于搜索快组, 但仍然稳健地存在, 这表明视觉搜索早期阶段的注意引导效应会受到搜索速度的影响, 并不是完全自动化的过程。这种注意引导效应部分自动化的观点与Kiyonaga, Egner和Soto (2012)一致。Kiyonaga等(2012)在实验中将工作记忆表征与靶子/干扰刺激匹配的可能性设置有50%或100%两种不同类型的区组, 并且在每种区组的实验开始之前也明确告之被试该区组的匹配比例以形成特定的注意定势。结果发现, 工作记忆表征在视觉搜索任务中100%与干扰刺激匹配时仍然出现了显著的注意引导效应, 但其引导效应显著小于50%匹配条件, 因此他们认为工作记忆对视觉注意的引导并非完全自动化, 而是部分自动化的过程。相对于Kiyonaga等(2012)的行为反应研究来说, 本研究更有力地证实了在视觉搜索早期阶段的注意引导效应也会受到认知因素的影响而减少, 但不会消失或反转。

Han和Kim (2009)根据Baddeley (1986)工作记忆模型对认知控制因素在注意引导效应中的作用机制进行了解释。他们认为工作记忆的存储系统主要用来暂时性地存储信息, 而认知控制主要用于操作存储的信息以及保持当前任务的目标和注意定势。在工作记忆引导视觉注意的过程中, 认知控制因素会根据工作记忆表征与目标任务的相关性以及注意定势来计算信息的存储方式, 以决定工作记忆表征是处于优先状态还是抑制状态。当工作记忆表征仅与视觉搜索的干扰刺激匹配时, 认知控制将工作记忆表征设置为抑制状态, 因而在视觉搜索阶段会引导注意回避与之匹配的干扰刺激, 从而出现注意拒绝效应。但是认知控制使工作记忆表征形成抑制状态需要一定的时间, Han和Kim (2009)在工作记忆表征与视觉搜索之间的时间间隔为150 ms时发现了注意引导效应, 但当时间间隔增加到750 ms时, 则观察到了相反的注意拒绝效应。但是同样采用750 ms的时间间隔, 本研究在首次注视点指标上没有出现Han和Kim (2009)研究中所观察到的注意拒绝效应, 而是出现了稳健的注意引导效应, 而且在反应时指标上也只有搜索速度比较慢时才会出现注意拒绝效应, 而视觉搜索速度较快(包括采用容易的视觉搜索任务)时, 则出现注意引导效应。这说明认知控制对注意引导效应的影响除了受到视觉搜索之前是否有足够的时间对无关工作记忆表征形成抑制状态的注意定势的制约, 还受到视觉搜索过程中是否有足够的时间使认知控制起作用的制约。当视觉搜索任务刚启动(首次注视点)或搜索速度比较快时, 认知控制还来不及起作用或不能充分起作用, 因而不能消除或反转工作记忆对视觉注意的引导效应, 而当视觉搜索比较慢时, 认知控制就会有充分的时间起作用使注意偏离与无关工作记忆表征匹配的干扰刺激, 以提高视觉搜索效率(Han & Kim, 2009)。

此外, 随着视觉搜索靶子与干扰刺激的相似性的增加, 视觉搜索序列的知觉负载也会随之增加。根据注意负载理论(Lavie, 2006; Lavie, Hirst, de Fockert, &Viding, 2004), 知觉负载也有可能会对注意引导效应产生影响, 即高知觉负载条件下注意资源被目标加工所消耗, 视觉情境中与工作记忆表征匹配的干扰刺激得不到足够的注意资源而不被选择, 从而导致注意引导效应减弱甚至消失。知觉负载的解释也许可以用来解释搜索慢组早期注意引导效应的减弱, 但无法解释视觉搜索早期阶段出现的注意引导效应在反应时指标上被反转, 因此知觉负载对注意引导效应的影响还有待进一步的验证。

5 结论

综上所述, 本研究的结果发现：(1)在无关工作记忆表征自上而下地引导视觉注意选择的过程中,当无关工作记忆表征与视觉加工的干扰刺激共享特征时, 认知控制会通过“注意拒绝”的注意定势起作用; (2)认知控制对注意引导效应的影响是动态变化的过程, 视觉搜索早期注意定向阶段的注意引导效应比较稳健, 认知控制只会减弱其效应的量值,而在随后的视觉搜索过程中, 当视觉搜索比较缓慢时, 认知控制可能会使注意引导效应发生反转。

Baddeley, A. (1986).Working memory. Oxford: Clarendon.

Bai, X. J., Yin, S. S., Yang, H. B., Lv, Y., Hu, W., & Luo, Y. J. (2011).The influence of visual working memory contents on top-down attentional control: An ERP study.Acta Psychologica Sinica,43(10), 1103–1113.

[白学军, 尹莎莎, 杨海波, 吕勇, 胡伟, 罗跃嘉. (2011). 视觉工作记忆内容对自上而下注意控制的影响: 一项ERP研究.心理学报, 43(10), 1103–1113.]

Carlisle, N. B., & Woodman, G. F. (2011). Automatic and strategic effects in the guidance of attention by working memory representations.Acta Psychologica, 137(2), 217–225.

Carlisle, N. B., & Woodman, G. F. (2012). The guidance of attention is dominated by task relevance and not simply maintenance in working memory.Journal of Vision, 12(9), 953.

Chelazzi, L., Duncan, J., Miller, E. K., & Desimone, R. (1998).Responses of neurons in inferior temporal cortex during memory-guided visual search.Journal of Neurophysiology,80(6), 2918–2940.

Chelazzi, L., Miller, E. K., Duncan, J., & Desimone, R. (1993).A neural basis for visual search in inferior temporal cortex.Nature, 363(6427), 345–347.

Chelazzi, L., Miller, E. K., Duncan, J., & Desimone, R. (2001).Responses of neurons in macaque area V4 during memoryguided visual search.Cerebral Cortex, 11(8), 761–772.

Desimone, R., & Duncan, J. (1995). Neural mechanisms of selective visual attention.Annual Review of Neuroscience, 18, 193–222.

Han, S. W., & Kim, M. S. (2009). Do the contents of working memory capture attention? Yes, but cognitive control matters.Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance, 35(5), 1292–1302.

Hickey, C., Chelazzi, L., & Theeuwes, J. (2011). Reward has a residual impact on target selection in visual search, but not on the suppression of distractors.Visual Cognition, 19(1),117–128.

Hu, Y. M., Zhang, M., Xu, Z., & Li, B. Q. (2013). Guidance of working memory on attention: The effects of inhibition incentive.Acta Psychologica Sinica, 45(2), 127–138.

[胡艳梅, 张明, 徐展, 李毕琴. (2013). 客体工作记忆对注意的导向作用: 抑制动机的影响.心理学报, 45(2), 127– 138.]

Kiyonaga, A., Egner, T., & Soto, D. (2012). Cognitive control over working memory biases of selection.Psychonomic Bulletin & Review, 19(4), 639–646.

Kumar, S., Soto, D., & Humphreys, G. W. (2009). Electrophysiological evidence for attentional guidance by the contents of working memory.The European Journal of Neuroscience,30(2), 307–317.

Lavie, N. (2006). The role of perceptual load in visual awareness.Brain Research, 1080(1), 91–100.

Lavie, N., Hirst, A., de Fockert, J. W., & Viding, E. (2004).Load theory of selective attention and cognitive control.Journal of Experimental Psychology: General, 133(3), 339– 354.

Luck, S. J., & Vecera, S. P. (2002). Attention. In H. Pashler &S. Yantis (Eds.),Stevens' handbook of experimental psychology.1: Sensation and perception(3rd ed., pp. 235–286). New York: Wiley.

Mannan, S. K., Kennard, C., Potter, D., Pan, Y., & Soto, D.(2010). Early oculomotor capture by new onsets driven by the contents of working memory.Vision Research, 50(16),1590–1597.

Olivers, C. N. L. (2009). What drives memory-driven attentional capture? The effects of memory type, display type, and search type.Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance, 35(5), 1275–1291.

Olivers, C. N. L., Meijer, F., & Theeuwes, J. (2006). Featurebased memory-driven attentional capture: Visual working memory content affects visual attention.Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance, 32(5),1243–1265.

Pan, Y. (2010). Attentional capture by working memory contents.Canadian Journal of Experimental Psychology, 64(2), 124–128.

Pan, Y. (2010). Effects of verbal memory on visual selection:Dimension-based automatic guidance of attention.Acta Psychologica Sinica, 42(12), 1118–1127.

[潘毅. (2010). 言语记忆对视觉选择的影响: 基于维度的自动注意引导.心理学报, 42(12), 1118–1127.]

Pan, Y., Xu, B. H., & Soto, D. (2009). Dimension-based working memory-driven capture of visual selection.The Quarterly Journal of Experimental Psychology, 62(6), 1123–1131.

Schreij, D., Los, S. A., Theeuwes, J., Enns, J. T., & Olivers, C.N. L. (2014). The interaction between stimulus-driven and goal-driven orienting as revealed by eye movements.Journal of Experimental Psychology: Human Perception & Performance,40(1), 378–390.

Soto, D., Greene, C. M., Chaudhary, A., & Rotshtein, P. (2012).Competition in working memory reduces frontal guidance of visual selection.Cerebral Cortex, 22(5), 1159–1169.

Soto, D., Heinke, D., Humphreys, G. W., & Blanco, M. J.(2005). Early, involuntary top-down guidance of attention from working memory.Journal of Experimental Psychology:Human Perception and Performance, 31(2), 248–261.

Soto, D., Hodsoll, J., Rotshtein, P., & Humphreys, G. W. (2008).Automatic guidance of attention from working memory.Trends in Cognitive Sciences, 12(9), 342–348.

Soto, D., & Humphreys, G. W. (2006). Seeing the content of the mind: Enhanced awareness through working memory in patients with visual extinction.Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America,103(12), 4789–4792.

Soto, D., & Humphreys, G. W. (2007). Automatic guidance of visual attention from verbal working memory.Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance,33(3), 730–737.

Soto, D., & Humphreys, G. W. (2008). Stressing the mind: The effect of cognitive load and articulatory suppression on attentional guidance from working memory.Perception &Psychophysics, 70(5), 924–934.

Soto, D., & Humphreys, G. W. (2009). Automatic selection of irrelevant object features through working memory.Experimental Psychology, 56(3), 165–172.

Soto, D., Humphreys, G. W., & Heinke, D. (2006a). Dividing the mind: The necessary role of the frontal lobes in separating memory from search.Neuropsychologia, 44(8), 1282–1289.

Soto, D., Humphreys, G. W., & Heinke, D. (2006b). Working memory can guide pop-out search.Vision Research, 46(6-7),1010–1018.

Soto, D., Humphreys, G. W., & Rotshtein, P. (2007). Dissociating the neural mechanisms of memory-based guidance of visual selection.Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 104(43), 17186–17191.

Soto, D., Llewelyn, D., & Silvanto, J. (2012). Distinct causal mechanisms of attentional guidance by working memory and repetition priming in early visual cortex.The Journal of Neuroscience, 32(10), 3447–3452.

Theeuwes, J. (1994). Stimulus-driven capture and attentional set: Selective search for color and visual abrupt onsets.Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance, 20(4), 799–806.

Theeuwes, J., Kramer, A. F., & Belopolsky, A. V. (2004).Attentional set interacts with perceptual load in visual search.Psychonomic Bulletin & Review, 11(4), 697–702.

van Gompel, R. P. G., Fischer, M. H., Murray, W. S., & Hill, R.L. (Eds). (2007).Eye movements: A window on mind and brain. UK: Elseview.

van Moorselaar D., Theeuwes, J., & Olivers, C. N. L. (2014).In competition for the attentional template: Can multiple items within visual working memory guide attention?Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance,40(4), 1450–1464.

Vecera, S. P., & Luck, S. J. (Eds). (2002). Attention. In V. S.Ramachandran (Ed.),Encyclopedia of the human brain(Vol.1, pp. 269–284). San Diego: Academic Press.

Woodman, G. F., & Luck, S. J. (2007). Do the contents of visual working memory automatically influence attentional selection during visual search?Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance, 33(2), 363–377.

Zhang, B., & Huang, S. (2013). Mechanisms underlying the attentional guidance form working memory representations.Advances in Psychological Science, 21(9), 1578–1584.

[张豹, 黄赛. (2013). 工作记忆表征对视觉注意的引导机制.心理科学进展, 21(9), 1578–1584.]

Zhang, B., Huang, S., & Hou, Q. X. (2014). The priority of color in working-memory-driven ocular capture.Acta Psychologica Sinica, 46(1), 17–26.

[张豹, 黄赛, 侯秋霞. (2014). 工作记忆表征捕获眼动中的颜色优先性.心理学报, 46(1), 17–26.]

Zhang, B., Huang, S., & Qi, L. (2013). Working memory representation does guide visual attention: Evidence from eye movements.Acta Psychologica Sinica, 45(2), 139–148.

[张豹, 黄赛, 祁禄. (2013). 工作记忆表征引导视觉注意选择的眼动研究.心理学报, 45(2), 139–148.]