視覺刺激探測的警覺性注意特征.pdf

1、本研究對警覺的定義是，個體對沒有出現(xiàn)但可能出現(xiàn)的對個體具有重要適應(yīng)意義的刺激所保持的覺察和持續(xù)性的機能準(zhǔn)備狀態(tài)的特殊注意。因此，本研究稱警覺為警覺性注意。傳統(tǒng)的警覺任務(wù)是讓被試長時間對小概率信號的發(fā)生進行檢測(Botella，Contreras，Shih，& Rubio，2001；Eysenck，1982；Grier et al.，2003；N。Mackworth，1948)，在這一過程中警覺績效可能會隨時間而下降。對于警覺這一衰退現(xiàn)象

2、，研究者從不同角度對此進行了解釋。已有的警覺文獻對警覺衰退現(xiàn)象的探討有很多，但對警覺空間分布及警覺空間分布隨時間變化的特征及其機制還有待系統(tǒng)深入的研究。
　　 在注意領(lǐng)域中，返回抑制(Inhibition of Return，IOR)以及視注意空間等級的研究雖然涉及到了注意加工的時間以及空間機制特點，但是這些研究并沒有專門從警覺的角度進行探討。因此，本研究將系統(tǒng)地就視覺刺激探測的警覺性注意在空間分布及空間分布隨時間變化的特征，分

3、別從行為、電生理方面開展多方位多角度研究。另外，模擬體育競技中的“各就位-預(yù)備-發(fā)槍指令”模式，本研究采用了“準(zhǔn)備提示-預(yù)警提示-目標(biāo)刺激探測”的實驗范式。
　　 實驗1通過操縱預(yù)警提示到目標(biāo)刺激出現(xiàn)的時間間隔(警覺時長)，探索警覺性注意的穩(wěn)定性特征，即考察警覺性注意在時間維度上的變化趨勢。該實驗為二因素重復(fù)測量設(shè)計。因素1為兩種刺激出現(xiàn)的概率大小(2個水平，大概率與小概率)，因素2為警覺時長(7個水平，分別為200ms、400

4、ms、600ms、800ms、1000ms、1200ms和1400ms)。實驗通過即將出現(xiàn)的目標(biāo)刺激在預(yù)警提示后時間間隔的不確定性和探測刺激概率的不確定性來創(chuàng)設(shè)警覺情境。因變量為被試正確按鍵的反應(yīng)時。實驗結(jié)果表明，警覺表現(xiàn)出時間上的穩(wěn)定性和波動性特征，警覺時長為800-1000ms的時候，對目標(biāo)刺激的探測速度最快，似乎表明該警覺時長下是視目標(biāo)刺激探測的最佳期；探測刺激的概率大小顯著影響反應(yīng)速度，似乎表明在探測刺激出現(xiàn)前就已經(jīng)有了分化，更

5、有意義的大概率刺激給予了更多的心理注意資源，表現(xiàn)出警覺的選擇性。
　　 在實驗1的基礎(chǔ)上，實驗2進一步探索警覺性注意是否受視目標(biāo)刺激出現(xiàn)的空間位置變化的影響。該實驗通過即將出現(xiàn)的刺激在預(yù)警提示后的時間間隔及空間位置上的不確定性來創(chuàng)設(shè)警覺情境，設(shè)計為4(警覺時長為：400ms、700ms、1000ms和1300ms)×4(目標(biāo)刺激出現(xiàn)的空間位置：中心原點、直徑視角為2°、5°以及8°)二因素被試內(nèi)設(shè)計。因變量同實驗1。警覺時長的選

6、取是根據(jù)實驗1的結(jié)果?？臻g變量方面，主要是參照視覺注意研究中關(guān)于空間注意等級的劃分。該實驗除了發(fā)現(xiàn)與實驗1較為一致的結(jié)果外，還發(fā)現(xiàn)隨著視目標(biāo)刺激出現(xiàn)的位置離中心原點(提示信息所出現(xiàn)的位置)的距離增大(與上下左右的方位無關(guān))，個體對目標(biāo)刺激探測的反應(yīng)速度也逐步下降，呈直徑視角為“0°(中心原點)-2°/5°-8°”的等級遞減。實驗結(jié)果支持有關(guān)注意資源分布的空間梯度模型。
　　 需要指出的是，以上行為研究的發(fā)現(xiàn)僅僅是在反應(yīng)時指標(biāo)上初

7、步揭示了視覺刺激探測的警覺性注意的特征。除反應(yīng)時指標(biāo)外，ERP(Event-related Potential)是一種很有效的注意研究手段。不同的ERP成分代表著豐富的腦認(rèn)知加工過程，借助這些腦加工信息可以深入了解視覺刺激探測的警覺性注意的特征。因此在實驗1和2的基礎(chǔ)上，分別開展兩個ERP實驗，得到了一些有意義的電生理研究結(jié)果。具體而言，實驗3采用ERP技術(shù)探討了不同的警覺時長(選取了400ms、700ms和1000ms)對視目標(biāo)刺激探

8、測的影響。反應(yīng)時指標(biāo)上得到了與實驗1較為一致的結(jié)果，而三種警覺時長下目標(biāo)刺激出現(xiàn)后的ERP成分沒有顯著差異。通過比較準(zhǔn)備提示出現(xiàn)后的1000ms內(nèi)和預(yù)警提示出現(xiàn)后的1000ms內(nèi)兩種情況下的腦內(nèi)動態(tài)時程變化，發(fā)現(xiàn)預(yù)警提示在早期(230-280ms)和晚期(500-900ms)分別比準(zhǔn)備提示誘發(fā)了一個更正的P2和更負的晚期負成分LNC(late negative component)，可能反映被試對即將出現(xiàn)目標(biāo)刺激的預(yù)警以及進行按鍵活動的

9、集中注意的準(zhǔn)備狀態(tài)。結(jié)合實驗2和3的研究結(jié)果，實驗4采用ERP技術(shù)探討了目標(biāo)刺激出現(xiàn)的空間位置變化(目標(biāo)刺激出現(xiàn)的空間位置的3個條件：直徑視角為3.2°、6.4°以及9.6°)對目標(biāo)刺激探測影響的ERP效應(yīng)。反應(yīng)時上同樣發(fā)現(xiàn)，警覺性注意的資源離中心越近，分配的注意資源越多，越遠離中心原點所分配的資源越少的空間梯度模式。ERP上，三種條件下目標(biāo)刺激出現(xiàn)之后誘發(fā)的波形分別在N1成分以及晚期正成分(LPC，late positive comp

10、onent)上產(chǎn)生了不同程度的分離，這一模式印證了反應(yīng)時下的模式。
　　 通過對行為和ERP研究的系統(tǒng)分析，可認(rèn)為在直徑視角10°以內(nèi)的范圍，視覺刺激探測的警覺性注意時空特征得到了初步的揭示以及驗證。更大范圍(如10°以外)的視覺刺激探測的警覺性注意是否也具有同樣的特征?其次，前面的研究始終把準(zhǔn)備時長(預(yù)備提示到預(yù)警提示的時間間隔)設(shè)為恒定的1000ms。再者，預(yù)警提示刺激出現(xiàn)之后消失與否，在前面的實驗中也沒有專門進行探討。

11、r>　　 為回答前面的問題，本研究又開展了3個更加細化的行為實驗。首先，實驗5考察了準(zhǔn)備時長及警覺時長對視覺刺激探測的警覺性注意的影響。該實驗為5(準(zhǔn)備時長為：1000ms、1500ms、2000ms、2500ms和3000ms)×7(警覺時長：100ms、400ms、700ms、1000ms、1300ms、1600ms和1900ms)二因素被試內(nèi)設(shè)計。因變量同實驗1。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，1000ms同樣是個體對目標(biāo)刺激的探測的最佳警覺時長。并

12、且，2500-3000ms的準(zhǔn)備時長，被發(fā)現(xiàn)在實驗中設(shè)置的各個警覺時長下對目標(biāo)刺激的探測為最佳。實驗6在實驗5的基礎(chǔ)上，選取2500ms的準(zhǔn)備時長進行恒定。該實驗主要探討警覺時長(6個水平：300ms、600ms、900、1200ms、1500ms和1800ms)與預(yù)警提示出現(xiàn)之后是否消失(消失和不消失)對視目標(biāo)刺激探測的影響。因變量同實驗1。實驗結(jié)果繼續(xù)得到了與前面研究較為相近的最佳警覺時長(約1200ms左右)。同時還發(fā)現(xiàn)預(yù)警提示出

13、現(xiàn)后不消失，個體探測目標(biāo)刺激的反應(yīng)速度顯著快于消失下的情況，可能說明預(yù)警提示出現(xiàn)之后不消失會使個體無意識的保持對目標(biāo)刺激出現(xiàn)位置(目標(biāo)刺激始終出現(xiàn)的提示刺激出現(xiàn)過的中心原點)的高水平喚醒狀態(tài)。因此，實驗7在進一步考察直徑視角大于10°范圍下的視覺刺激探測的警覺性注意特征時，把預(yù)警提示出現(xiàn)之后設(shè)為消失，以避免個體被動把注意資源集中在中心位置。該實驗為3(警覺時長：300ms、900ms和1500ms)×15(目標(biāo)刺激出現(xiàn)的空間位置：中心原

14、點以及直徑視角大于10°的14個不同位置)的二因素被試內(nèi)設(shè)計。實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)直徑視角大于10°范圍下的視覺刺激探測的最佳警覺時長約為900-1500ms，與前面的結(jié)果較為相近。最為重要的是，本實驗還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)直徑視角大于10°時，警覺加工在時空上的分布不僅受刺激所處直徑視角大小影響，而且受視野方位的影響。與直徑視角小于10°時相比，此時警覺性注意在空間特征上不再服從空間梯度模型，而呈特殊的規(guī)則分布。具體而言，在同一直徑視角下，個體對于水平左

15、右位置上目標(biāo)刺激的探測速度要普遍快于對垂直上下位置上目標(biāo)刺激的探測，且對處于上視野的目標(biāo)刺激的探測反應(yīng)要普遍快于對下視野中的目標(biāo)刺激的反應(yīng)。
　　 總之，本研究發(fā)現(xiàn)：
　　 (1)在“準(zhǔn)備提示-預(yù)警提示-目標(biāo)刺激探測”的警覺實驗范式下，2500-3000ms可能是最佳的準(zhǔn)備時長，而1000ms左右可能是最佳的警覺時長，表現(xiàn)出警覺的穩(wěn)定性和波動性特征。
　　 (2)當(dāng)在較小視野(直徑視角在10°以內(nèi))時，個體的警覺