陈雪莹　吕勇

摘要 介绍了跨通道注意转移研究中常用的实验范式，回顾了包括通道特异性资源说、通道上系统、分离联系说等关于跨通道注意转移的理论解释，总结了跨通道注意转移的影响因素和神经机制，梳理了该领域的研究存在的问题，并对未来走向进行了展望。

关键词 选择性注意，注意转移，跨通道注意。

分类号 B842.3

一个人坐在房间里，从门外进来的人会很容易吸引其注意。这是因为他知道有人可能从门外进来，因而将注意力集中在门的位置而不是窗的位置上。此即基于空间的选择性注意（Ericksen&Hoff-man，1973；Posner，1980），它指注意选择的是空间的特定位置，此时注意的作用是易化出现在该位置上的物体的加工。倘若此时窗户外又传来说话声，此人又会将注意转移到窗户的位置，并仔细倾听。在此过程中，既发生了空间位置的注意转移（门一窗），又发生了感觉通道的注意转移（视觉-听觉），此即注意的跨通道转移（Lukas，Philipp，&Koch，2010；Wright&Ward，2008）。注意的跨通道转移现象在日常生活中很常见，例如开车的时候听见后面的喇叭声，司机就会将视线转向后视镜看是否有人超车。对跨通道注意转移的研究有助于更全面地了解选择性注意的机制，这也是当前注意研究的热点之一（Petersen&Posner，2012；Wri曲t&Ward，2008）。

1.研究跨通道注意转移的两种范式

1.1线索-目标范式

研究跨通道注意转移最常用的范式是线索-目标范式。最初Posner（1980）采用此范式来研究注意定向，要求被试对目标刺激进行反应，在目标呈现之前会有提示线索，告诉被试目标最有可能出现的位置。线索分为内源性线索和外源性线索。内源性线索是象征性的，通常是呈现在中心位置的箭头，箭头的方向代表目标出现的位置。外源性线索是具体的（如横线，突出的方块，闪光等），通常直接出现在目标即将出现的位置上，而非固定在屏幕中央。许多研究将线索和目标采用不同的通道呈现，来探讨空间注意的跨通道转移，刺激通道包括视觉、听觉、触觉以及本体觉等（Eimer&van Velzen，2002；Green&McDonald，2006；Jackson，Miall，&Balslev，2010；McDonald，Teder-Salejarvi，Heraldez，&Hillyard，2001；Spence&Driver，1996，1997）。随着研究的深入，这种范式出现了许多变式。

在有些研究中，线索提示的是目标出现的位置。例如，在一项研究中，实验条件分成注意视觉和注意听觉条件。线索为指向左或右的箭头，视觉目标为M字母，听觉目标为高音。被试的任务是只对出现在线索位置的目标作反应（Eimer&Schruger，1998）。又如在Green等（2006）的研究中，实验1采用视觉线索一听觉目标任务，视觉线索由朝上和朝下的两个箭头，呈现在屏幕中央，分别提示目标在左边或右边，分为红色和绿色，告知被试只需注意其中一种颜色（绿色或红色）箭头的提示。听觉目标为两种声音，声音中有静音，当听觉目标出现，根据静音时间的长短不同判断两种声音。另外，被试还要对探测刺激（第三种声音，占目标刺激的1/3）作反应，若探测刺激和线索提示的位置一致，则按键，若不一致，则不需要按键。设置探测刺激的目的是确保被试注意的是线索提示的位置。实验2用听觉刺激作为线索，视觉刺激为目标。听觉线索由左右两个扬声器同时呈现，让被试感觉声音是从屏幕中央发出。不同频率的声音代表不同的提示方向。视觉目标是竖条，任务是判断其长短。目标刺激中有1/3用作为探测刺激的灰色圆形取代。在这个研究中，无论是视觉线索还是听觉线索，都在屏幕中央呈现，属于内源性线索。

在另外一些研究中，线索提示的是目标出现的通道。如有研究采用视觉线索提示目标通道，呈现在屏幕中央的线索包括黄灯和绿灯，分别提示目标通过视觉或听觉呈现。视觉目标为红灯，听觉目标为白噪音，目标呈现在屏幕的四周（左上，右上，左下，右下）（Hugenschmidt，Peiffer，McCoy，Hayasaka，&Laurienti，2009）。另有研究采用视觉和触觉来呈现刺激（Miles，Brown，&Poliakoff，2011），线索在手背上呈现，并使手处于视线中央，线索有触觉刺激和视觉刺激，提示目标可能出现的通道。目标呈现在食指和小指上，被试用脚踏板作反应，判断刺激的左右。

还有的研究中线索同时提示目标的位置和通道信息。如有研究采用听觉刺激作为线索，线索包括笛音和琴音（表示目标的通道），高音和低音（表示目标的位置），四种声音两两组合构成四种线索（高长笛音，低长笛音，高木琴音，低木琴音），被试只对线索提示的位置和空间皆有效的目标作反应（Eimer&van Velzen，2002）o

1.2通道提示任务

在该任务中，通过提示使被试把注意集中在特定通道上。提示的设置与线索一目标范式不同。在线索一目标范式中，每一个trial内都会出现线索提示，而在通道提示任务中，提示偶尔出现，目的是让被试将注意保持或转移到某个通道上，这种任务不涉及空问注意。Townsend等（2006）的研究采用fMRI技术比较了在注意集中条件和注意转移条件下大脑活动的差异。实验分为两种条件，一种是注意集中条件，另一种是注意转移条件。集中条件下，被试将注意集中在某一通道（视觉或听觉），而忽略转移线索和另一通道的刺激。在转移条件下，被试根据提示线索将注意从视觉转移到听觉或者从听觉转移到视觉。转移条件的提示线索双通道同时呈现，分别为单词look/hear和提示音look/hear。被试的任务是对目标刺激（概率20%）作反应。视觉和听觉随机呈现，两种条件下刺激的呈现方式相同。在Shomstein和Yantis（2004）的研究中加人了分心物，将刺激分为目标刺激和分心刺激，由16个字母组成。听觉通道的目标字母由男声读出，双耳同时呈现。两个分心字母在两耳分别呈现，由女声读出。视觉通道的目标刺激呈现在屏幕中央，四个分心字母呈现在目标字母四周，上下左右各一个。通道转移的提示线索为数字2和4，在两种通道中皆做为目标刺激呈现，2表示将注意保持在当前的通道中，4表示将注意转移到另一个通道中。被试的任务是当注意通道中出现线索2或4就按键，在非注意通道中出现则不作反应。

2.跨通道注意转移的理论解释

目前对空间注意的跨通道转移的理论解释主要包括：通道特异注意资源说，通道上系统说，分离一联系假说和相互作用说。

通道特异性注意资源说（modality-specific attentional resources account）认为大脑中的视觉、听觉和触觉注意系统是相对独立的，因此人们能将他们的视觉注意转到某个位置上，同时也能将听觉或触觉注意转到其他位置上，各个通道间独立进行表征（Spence，2010；Woods，Alho，&Algazi，1992）（如图1所示）。Woods等（1992）的研究发现，跨通道注意信息的加工有特定的皮层区域，当注意视觉通道，跨通道信息的加工主要影响顶叶，而当注意听觉通道，跨通道信息主要影响额中央区。

根据通道上系统说（supramodal attentional systern）的观点，跨通道注意的转移受到一个共同的多重感觉表征的注意机制的调节（Eimer&vanVelzen，2002；Farah，Wong，Monheit，&Mo～ow，1989；McDonald，et al，2001；Wright&Ward，2008）（如图2所示）。根据这一观点，某一通道的线索激活了多重感觉表征，引发了通道上某空间位置注意通道的开启，如果另一个通道的目标刺激也出现在相同的空问位置上，则注意通道已经做好了准备，目标刺激能够立即进行注意加工，其加工速度要比没有线索的情况下要快。并且通道上系统在空间上分配注意，而不管注意的是哪个通道。

分离联系说（separate-but-linked）认为视觉、听觉和触觉问注意转移的过程并不是完全独立的，在信息加工的早期阶段，不同通道的注意系统可能是分离的，但这些通道问又存在一种联系，有一个既分离又联合的加工机制来调节不同通道间的注意转移（Eimer&SchrSger，1998；McDonald&Ward，2000；Spence&Driver，1996）（如图3所示）。有研究发现，对于听觉目标，当注意通道为听觉时，其空间注意效应显著，表现为有效trial引发的事件相关脑电位（event-related potentials，ERPs）成分大于无效trial，当注意通道为视觉时，其空间注意效应不显著。而对于视觉目标，当注意通道为听觉和注意通道为视觉时，空间注意效应都显著，即有效trial的ERPs显著大于无效trial（Eimer&Schrsger，1998）。如果注意转移是通道上系统控制，则不同通道间的空间效应应该是相同的，不论当前通道是否相关，而根据分离联系说的观点，则不同通道间的空间效应是不对称的（Eimer&van Velzen，2002）。

相互作用说（interaetivity thesis）认为在空间注意控制中，通道上系统和通道特异系统相互作用（BaneIjee，Snyder，Molholm，&Foxe，201l；Fscker，H～tting，Gondan，&RSder，2010；Santangelo，Fagioli，&Macaluso，2010；Sosa，Teder-Salejarvi，&McCourt，2010；Spence，2010）（如图4）。在Bane巧ee等（2011）的研究中，让被试先完成听觉空间任务，再完成视觉空间任务，考察被试的振荡al—pha波（8-15Hz），结果发现在听觉空间任务和视觉空间任务中都出现了顶枕Mpha波，支持通道上说。但是在较晚的时间窗口内，两任务的alpha波的地形图有差异，表明通道特异机制的作用。因此研究者认为在空间注意控制中，通道上系统和通道特异系统交互发挥作用。

3.跨通道注意转移的影响因素

3.1对线索的注意程度

在一般的线索一目标任务中，线索对目标有提示作用，并且在实验前都会告知被试应认真注意线索信息。而当告知被试当线索和目标没有任何关系时，被试不关注线索信息，则线索对目标的影响会因线索与目标间隔时间长短（stimulus onset asynchrony，SOA）的不同而不同。在视觉-听觉注意转移中，有研究采用线索-目标任务，但告知被试线索与目标没有任何关系，以降低对目标的预期性，结果发现在SOA为150ms时出现了线索通道效应（当线索和目标在同一通道呈现时反应加快），在SOA为600ms时没有出现线索通道效应，而在SOA为1000ms时，出现了类似返回抑制效应，表明在短时间内无关线索的通道信息会自动捕获个体的注意（Turatto，Galfano，&Umilta，2002）。在另一项听觉一触觉注意转移研究中，当SOA为150ms和600ms时，也出现了线索通道效应，而在SOA为1000ms时，没有出现线索通道效应（Turatto，Gafano，Bridgeman，&Umilta，2004）。有研究让被试对线索中的“gap”线索（即触觉刺激或视觉刺激中有停顿）作反应，增强被试对线索的关注，结果发现对同通道目标的反应反而慢于跨通道目标，这可能是因为“gap”线索和任务无关，被试对任务无关刺激作反应反而分散了对目标的注意使得线索的通道信息没有促进作用（Miles et al，2011）。这些研究表明被试对线索的注意程度可以通过指导语进行控制，并且SOA也会和线索的注意程度产生交互作用，从而影响跨通道注意转移。

3.2年龄因素

有研究探讨了年轻人和老年人在持续的视觉和听觉选择性注意以及跨通道注意中的差异，任务采用提示通道任务，即根据线索保持注意在某一通道或者转移注意到另一通道，结果发现老年人和年轻人的成绩没有差异，而脑区的激活程度有差异，在集中注意和转移注意的条件下，老年人的双侧额叶和顶叶激活程度显著增大，表明即使在集中注意的条件下，老年人仍然会将注意转移到不需注意的信息，从而使得与注意控制相关的脑区激活程度增加（Townsend et al，2006）。另一项研究也发现，在线索一目标任务中，老年人和年轻人的跨通道注意加工的表现一样好（Hugenschmidt et al，2009）。这些研究说明在行为表现上，老年人和年轻人在跨通道注意加工上或许没有年龄差异，而在脑区激活状态上可能存在差异。关于年龄对注意转移的影响尚需要更多的研究。

3.3前一目标的影响

在线索一目标任务中，除了线索对目标有显著作用外，N-1个trial中的目标的通道信息也会有影响，如果两者通道相同，则会产生促进作用，如果不同则会产生转移代价，此即通道转移效应或通道转换效应（modality shift efffect，MSE）（Cohen&Rist，1992；Tollner，Gramann，Muller，&Eimer，2009）。MSE是完全的外源性效应，是自动化地将注意转到刺激通道上，这在线索一目标任务中可能是一个混淆因素。在以往的研究中发现N-1个trial中目标对N个trial目标的影响比N个trial中线索对目标的影响更大（Miles et al，2011）。

4.跨通道注意转移的神经机制

在探讨通道转移效应的脑电研究中，Toellner等人（2009）发现通道改变伴随着前部N1波幅的增加，认为前部N1的增强反映的是对通道改变的觉察和对注意的重新调整，以更好地觉察目标。

Hater等（1991）采用线索-目标范式，进行视空间研究时发现注意定向线索引发了两个ERP成分——早期注意定向负波（early directing attention negativity，EDAN）（线索后200ms）和晚期注意定向正波（ate directing attention positivity，LDAP）。研究认为EDAN反映的是线索提供的空间信息的编码，是对线索位置的早期的注意。但后来有研究认为EDAN只是反映的是线索的加工，不包括对线索后信息位置的加工（van Velzen&Eimer，2003）。LDAP一般出现在线索后500-800ms，反映的是对即将出现信息的预期的调节。另外一些研究发现由线索位置引发的前部定向注意负波（anterior directing attention negativity，ADAN）（线索后300-500ms）出现在头皮前部对侧区域，与大脑前部注意系统中空间注意的执行控制有关（Eimer&vanVelzen，2002；van Velzen&Eimer，2003）。

除了视觉定向线索引发了ADAN和LDAP，有研究（Eimer&van Velzen，2002；van Velzen&Eimet，2003）还发现听觉目标和触觉目标的定向线索也能引起ADAN和LDAP，因此研究者认为ADAN反映的是前额皮层的通道上加工，LDAP反映的是后顶叶的通道上加工，包括空间上的注意转移（Eimet&van Velzen，2002；van Velzen&Eimer，2003）。但其他的研究结果对ADAN的解释并没有达成一致。有研究采用线索一目标范式发现ADAN在单通道的听觉目标任务中和跨通道的听觉线索一视觉目标任务中并没有出现，研究者认为ADAN并没有反映通道上的注意控制。而LDAP在两种任务中都有出现，因此顶叶LDAP反映的是通道上加工对注意转移的调节控制（Green&McDonald，2006；Green，Teder-Salejarvi，&McDonald，2005）。

Posner和Petersen（1990）将注意系统分为三个部分：警觉、定向和执行控制。定向网络是指对感觉信息输入的选择，包括通道的选择和空间位置的选择。后部顶叶和额叶都和注意定向有关（Petersen&Posner，2012）。在跨通道注意转移的flVlRI研究中发现，后顶叶（posterior parital）和上前额皮层（superior prefrontal cortices）在视觉一听觉转移初期就得到激活（Shomstein&Yantis，2004）。视觉和触觉的空间注意的研究采用视觉线索-触觉目标任务，无论哪个通道，都发现顶内沟和上额皮层激活，表明这些脑区和空间注意的通道上网络有关（Macaluso，Frith，&Driver，2002）。有研究发现顶叶产生的alpha波和跨通道注意分配有关（Baneriee et al，2011）。这些研究表明顶叶和额叶在空间注意的跨通道转移中起重要作用。

5.问题与展望

关于注意转移的机制，目前还存在争议。主要集中在通道上系统假说还是分离联系说。也有研究提出通道上系统和通道特异系统相互作用于注意的跨通道转移，但关于两个系统的相互作用是如何怎么实现的，是否有时间的先后顺序以及作用大小之分，尚需要进一步研究。

从任务上来看，在常用的线索-目标任务中，当用外源性线索提示目标位置，然后呈现跨通道目标时，从线索到目标之间，个体既产生了跨通道的注意转移，又产生了空间注意转移，这两种转移过程是否有时间上的差异，在目前研究中关注得较少。另外，前-trial中的目标通道信息对后-trial中的目标反应产生的影响与线索对目标产生的影响是否会混淆，如何将其区分开来也有待于进一步研究。

目前大多数研究采用的是青年人被试，在个体毕生发展阶段，跨通道注意转移随着年龄变化呈现什么样的特点？脑损伤病人，注意缺陷障碍患者与正常人在跨通道注意转移中是否有差异？其差异的本质是什么？这些目前还不是很清楚，今后的研究可以从不同年龄阶段、不同被试群体等来对跨通道注意转移做更深入的研究。