注意瞬脱研究 论文 心理学本科论文.docx
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注意瞬脱研究论文心理学本科论文
摘要:
Broadbent在1987年首先发现注意瞬脱现象。
1992年,Raymond等人发展了RSVP范式,从实验的角度研究了注意瞬脱现象。
目前对注意瞬脱现象的解释有两种理论:
干扰模型和两阶段模型,占主导地位的是两阶段模型。
根据两阶段模型的解释,工作记忆在注意瞬脱中有着非常重要的作用,正是因为T1刺激占用了个体的工作记忆,使得T2刺激无法及时的进入工作记忆,才导致T2刺激被随后的掩蔽刺激所干扰,导致T2刺激被遗忘,从而形成了注意瞬脱现象。
本研究从增加呈现的刺激和任务来考查工作记忆对于注意瞬脱现象的影响。
研究发现随着刺激呈现的增多和认知操作任务的增加呈现出的对注意瞬脱影响是不同的。
在证实了Chun和Potter的两阶段理论的同时也发现操作任务对于注意瞬脱现象有显著性影响。
关键词:
注意瞬脱;两阶段理论;工作记忆;刺激与任务
ExploratoryresearchtotheTwoStage
ModelofAttentionalBlink
Undergraduate:
huakun
Supervisor:
chenhan
Abstract:
BroadbentfirstfoundAttentionalBlinkin1987.In1992,RaymonddevelopedRSVPParadigm,andinvestigatedthePhenomenonofAttentionalBlinkexperimentally.AtPresent,therearetwokindsoftheoriesthatcanexplainthePhenomenonofAttentionalBlink,oneofwhichiscalledInterferenceModel,andtheotheriscalledTwoStageModel.AndTwoStageModelhasaleadingstatus.AccordingtoTwostagemodel,workingMemoryplaysanimportantroleinAttentionalblink.ItisbecauseT1stimulusoccupiedindividual’sworkingmemorythatT2stimuluscannonenterintoWorkingMemoryandPlaysanimportantroleinAttentionalBlink.ItisbecauseT1stimulusoccupiedindividual’sWorkingMemorythatT2stimuluscannonenterintoWorkingMemoryandThisprocessinducethatT2stimulusisinterferedbythesucculentmaskstimulusAndT2stimulusisforget.ThisresearchwillchecktheinfluenceoftheWorkingMemorytotheAttentionalBlinkbyadddisplayedstimulusandtask.WiththemoreandmoreStimulusandtasks,influenceoftheWorkingMemorytotheAttentionalBlinkAppeareddifferentform.ThisresearchnotonlycertificateChun和Potter’sTowstagemodeltheory,butalsodiscoveraddingthetaskhavegreatimpacttotheAttentionalBlink,soWorkingmemorycanwellexplainthisresult.
Keywords:
AttentionalBlink;TwoStageModeltheory;WorkingMemory;Stimulusandtask
1前言
1.1文献综述
现实世界包含大量复杂而丰富的视觉信息,而受限于人脑有限的认知加工能力,只有部分信息.可得到精细、完善的加工。
这种认知加工瓶颈既体现于对分布于不同空间方位的多个知觉对象的选择加工过程,也体现于对按不同时相序列呈现于相同空间的多个对象的选择加工过程。
在上述将有限的认知资源集中于部分视觉信息的加工过程中,注意起着关键的作用。
在过去二十年中,认知心理学家对视觉注意是如何在空间及时间两维度上对知觉对象加以选择的机制进行了大量的研究。
注意是指心理活动对一定信息或对象的指向与集中的过程,与学习、记忆等心理过程密切相关。
长期以来,对注意的研究主要集中于空间维度上,而对时间维度上的研究相对较少。
1971年Lawrence等人使用快速系列视觉呈现RSVP(RapidSerialVisualPresentation)方法来研究大脑处理成串刺激的能力其具体作法是在同一位置以6—20刺激/秒的速度呈现由字母数字单词图形等组成的刺激流,要求被试辨认和或觉察其中的一个或多个刺激近年来这一强调时间维度的技术广泛应用于注意心理实验激起许多认知心理学家的兴趣引发人们从时间维度对注意机制的深入研究[3]。
1987年Broadbent[1]等人在一个多重任务RSVP实验中发现被试对单词流中前一个单词的准确辨认使得他们很难辨认出在该词后400毫秒内呈现的另一个单词同年Weichselgartner和Sperling发现被试在辨认匀速(10个/秒)黑色数字流中连续出现的一个白色字母和三个黑色字母时对前两个字母的报告正确率远远高于后两个字母[1]。
1992年Raymond[2]等人根据前人的研究成果设计了四个实验验证并扩展了上述实验事实。
这四个实验的刺激均为字母流呈现速度为11个/秒除第一个目标刺激(记为t)为白色外其余均为黑色在t前呈现7-15个字母在t后呈现8个字母其位置分别记为p1p8在其中的一个或多个位置上分别呈现第二个第三个目标刺激……(称为探测刺激记为p)(见图1)实验组任务既要报告t又要报告p对照组只报告p此外实验二三四均采用单盲测试被试既参加实验组又参加对照组的测试实验结果为对照组对p的报告正确率均高于90实验组对t的报告正确率均高于80,对p的报告正确率见表1[2]。
第一个实验基本上是Weichselgartner和Sperling(1987)研究的拷贝证明字母流中也存在目标后刺激处理缺失现象(post-targetprocessingdeficit)第二个实验证明p为简单任务时目标后刺激处理缺失现象仍然存在实验三实验四的结果显示目标后刺激处理缺失源于t和时间上同它相近的p1的相互影响且这种现象一经产生就不会受到后继刺激的干扰呈弹道曲线状。
从上述实验事实可知,实验组被试对p的判断准确率受到他们对t的判断过程的严重干扰,对p的判断准确率呈U型状,在t呈现后270毫秒处达到最低值,而这种干扰在对照组中并不出现。
Raymond等人(1992)为这种目标后刺激处理缺失现象杜撰了一个新词组attentionblink,简称AB,这里我们把它译为注意瞬脱,指在多重任务RSVP流中,被试对t的正确辨认阻碍其对时间上与它相近的p的辨认现象
[4]
1.2对注意瞬脱现象的解释[3]
注意的早期或晚期选择理论上的分歧不同点在于把选择发生的位置置于对刺激进行辨作为注意中的一种抑制现象注意瞬脱的机理同样受到学者们的普遍关注不同学者根据当时和自己的实验事实对AB现象提出了种种理论解释这些解释可以分为两大派首先是在认和提取之前或之后其次是AB现象发生位置的区别一派认为AB现象的发生位置在知觉处理的RSVP或RAP流上(线上论)另一派认为AB现象发生在RSVP或RVP流完成之后的记忆处理过程中(线外论)[3]。
1.2.1关门理论或早期选择模型
Broadbent(1958)提出的注意早期选择模型或过滤器模型认为,来自外界的大量信息由于受到人的类似“瓶颈”的神经系统高级中枢加工能力有限性的限制,只有某些特定类型的输入信息可以通过过滤器以“全或无”的方式得到进一步的加工而得到识别或存储,而其他的信息则不能通过Raymond等人根据这一理论认为被试对t的辨认过程伴随着一个由t与p1共同引起的混乱间隙,在这一混乱间隙里被试的高级神经中枢要对t、p1进行处理。
为了避免这样的混乱加剧,注意系统在对t进行处理时完全停止对外的信息处理,暂时闭门修整,直到目标辨认过程完成,这一闭门修整期间就是注意瞬脱。
很显然,这种模型认为p在AB现象中不起作用,因而它不能解释刺激流中p1为一段时间空档时不发生AB现象等实验事实。
于是Shapiro等人又转而认为AB现象支持注意的晚期选择模型并由Chun和Potter等人进一步发展成两阶段模型。
1.2.2再现竞争理论或晚期选择模型
Deutsch/Deutsch(1963)注意的晚期选择模型认为,几个输入通道的信息均可进入高级分析水平,得到全部的知觉加工,所有的选择注意都发生在信息加工的晚期。
在此基础上Shapiro等人综合当时已有的实验事实,并参照了Duncan等人提出的视觉搜索中的刺激相似性理论,提出了再现竞争理论。
该理论认为在RSVP流呈现结束后,被试对t和p都作出了反应,但被试对它们从视觉短时记忆(VSTMVisualShort-termMemory0)中的成功提取取决于信息的数量和这些信息之间的相似性数:
量越多且相互之间越相似对相关信息提取的可能性就越小。
因之,该理论认为AB源于刺激流结束后被试对外报告时t、p和分心物之间的竞争[5]。
1.2.3知觉干扰理论或两阶段模型
Chun和Potter(1995)等人提出的两阶段模型认为:
在第一阶段,RSVP流中的每一刺激都以概念性短时记忆(CSTM,ConceptualShort-termMemory)的形式得到辨认。
如果储存于CSTM中的信息同目标刺激有相同的特征,就会得到瞬时的注意回应然后在RSVP流呈现结束后的信息处理的第二阶段,就能顺利地对外报告。
可是,第二阶段的信息处理过程是需要时间且容量有限,因而只有少数紧随目标刺激的探测物(p1)才有幸得到这一步处理。
因为缺乏第二步的加工过程,CSTM中的内容就因为后继信息的干扰而迅速丢失。
所以,如果p在时间上紧跟着t的话(如p2-p5),它将处于极为不利的位置,因为它不能立即得到第二步处理,并且它所接受的第一个阶段的处理也会因后继的干扰而迅速降格。
该理论同上述的再现竞争理论一样,都认为选择发生在辨认之后,而前者认为AB发生在线外而后者认为AB发生在线上[6]。
1.2.4综合理论
1997年Maki等人注意到不论是知觉干扰理论或是再现竞争理论都不能解释有关AB的所有实验事实。
此外,这两种模型有着共同的概念基础:
广义的“早”期处理、搜索过程都由特定目标的特征和有限容量(竞争)机制所决定,这种机制使得待接受处理的信息处于一种可以回忆的状态。
尽管两种模型对AB现象的解释有所不同,但因为这些共享的观点,它们在预测AB效应方面是一致的。
因之,Maki等人认为,RVSP的实验结果由多重过程决定:
既有线上成分,也有线外成分;有早期也有晚期,有注意也有记忆。
所以他们认为只有把这两种理论融合起来才能解释与AB有关的实验事实。
然而这两种模型的耦合在处理很多具体问题时显得模棱两可,不够雄辩,因而影响也就不够广泛[7]。
1.2.5中枢干扰模型
最近,PierreJolicoeur在总结前人研究成果的基础上,提出了中枢干扰理论。
该理论认为,AB现象的本质是由一个容量极端有限、把信息编入短期记忆的短期合并(STC,Short-termConsolidation)的特定信息处理阶段的延迟造成。
的根据这一理论,至少有反应选择、短期合并、心理旋转和从长时记忆中提取有关信息这四个操作需要中枢处理作为支持,而在同一时间,神经中枢只能进行其中的一种操作,所以当需要如上操作之一的中枢处理正在进行时其他需要中枢处理的操作就必须等待。
而那些不需要进行中枢处理的操作可以同上述中枢处理过程同步进行。
举例来说,对p的感觉编码和知觉编码过程就可以与t的反应选择同步进行。
从目前看来,这一理论是最为全面,它能较为圆满地解释目前有关AB现象的所有实验事实,但它能否经受得住新的实验事实的考验,只有等时间来回答[8]。
1.3工作记忆容量对认知加工的影响
Engle等人做一系列的研究发现[5],工作记忆容量反映了个体控制注意的差异,以及参与需要努力,注意的加工的能力,特别是在有干扰和分心物的环境下。
那么工作记忆容量应该对一系列复杂认知任务中的激活,保持,抑制作用有影响[4]。
1.激活作用
当一个目前必需的表征,例如当前任务的目标状态,没有通过感觉输入或者自主扩散激活这两种方式激活的时候,那么这种表征的激活必须要进一步加强以便对行为产生预期的作用。
至少在前摄抑制和捕捉注意分散物的情况下,工作记忆容量会与利用注意激活存储在长时记忆中的所需信息有关(也就是,刺激的表征,目标状态,动作计划)。
例如,一个高工作记忆容量的人可以更迅速地、更准确地提取与目标有关地信息。
Rosen和Engle发现,在范畴流畅性任务中高工作记忆容量的被试比低工作记忆容量的被试回忆了更多的例子。
2.干扰作用
表征在一个闽限之上才能被激活并被意识到,但是这些表征会不断的消退,很快就不能足以影响行为和思维。
要影响思维、感觉和意识,个体必须将信息保持高度的激活,使之更容易获取。
保持己经激活的表征需要资源来阻止分心物的干扰。
高工作记忆容量的个体能抑制更多的干扰刺激,同时将保持与任务相关的信息。
所以工作记忆容量是与注意控制的个方面有关的。
例如,Engle等人发现在一系列的记忆任务中,低工作记忆容量的个体更易受到各种各样的干扰。
Tuholski发现,当给被试呈现与目标刺激的物理特征相似的干扰信息时,低工作记忆的个体完成计数任务的速度显著减慢。
3.抑制作用
当一个表征被动地由感觉信息输入或者自主扩散激活而被激活的时候,由于这个表征对于任务来说是无关的,或者是相悖的,这时就需要将这个表征的激活水平就必须要降低,以免其影响行为。
工作记忆中的中央执行功能就与抑制作用有关。
工作记忆容量与利用注意将无关信息排除的能力有关。
例如,Rosen等人发现在范畴流畅性任务中低工作记忆容量的个体无法抑制重复回忆的例子,相对于高工作记忆容量的个体来说,他们回忆了更多的重复的例子。
Conway等人发现,一在一个双耳分听实验中,低工作记忆容量的被试更容易受到非追随耳中自己姓名的吸引。
低工作记忆容量的个体几乎不能抑制那种具有优势的自主或习惯反应。
在stroop范式中,高工作记忆容量的个体会更少犯单词一命名错误。
4.注意分配和转移
Engle等人通过结构方程模型的研究发现,相对于工作记忆容量较小的个体,工作记忆容量较大者的注意选择的抑制效率也较高。
因此他们认为,工作记忆能力的差异实际上反映了控制性注意的能力。
Kane等人以视觉搜索实验进行了验证,他们在两种实验条件(无附加任务和有附加任务)下,对工作记忆容量较大和工作记忆容量较小的两类被试进行了比较,证实了两类被试的工作记忆差异的确是由注意控制能力的差异导致的。
工作记忆容量较大的被试能够较好地控制注意分配,而工作记忆容量较小地被试则会浪费注意资源。
工作记忆容量较大的个体能够很好的控制自己的注意,在适当的时候对注意进行转移。
5.加工策略
低工作记忆容量的个体可能对复杂的任务反应更快。
例如,高工作记忆容量的个体对语法模糊的句子的反应会慢,因为这些个体能够保持对句子的两种可能的解释,并应用语义信息消除语义上的差异;而低工作记忆容量的个体依赖于他们对句子的最初的评估上,他们的反应更快。
6.学习与记忆
当尝试学习一个复杂的心理模型时,低工作记忆容量的个体不能在工作记忆容量中保持所有的必要信息,以便建立一个复杂、整合的表征。
一些证据还显示,工作记忆容量的限制会影响对新信息的编码。
对新信息的记忆要求这些信息必须与LTM中的专业知识结构相结合,这种整合不仅取决于知识结构的复杂性,而且依赖于将新信息维持一段时间的激活状态的能力。
所以高工作记忆的个体能够更好的记忆新学习的信息[5]。
工作记忆容量不仅与新学习有关,而且能提高人们利用已有知识改善成绩的能力。
高工作记忆容量个体会从先前已有的专业知识中获取更大的利益,高工作记忆容量的个体能够在记忆成绩上扩大专业知识的效果。
总之,工作记忆容量反映了个体控制注意能力的差异。
这种差异可以理解为个体激活、保持或抑制记忆表征所需的、指向目标的注意之间的差异。
工作记忆容量的个体差异与各种加工结果有关,包括同时保持与目标和任务有关的表征在大脑中激活的能力(不管这些表征是最先是内在激活的还是外部激活的);参与对记忆的有控制的、有计划的搜寻以及对需要的目标任务相关的表征的需要努力的提取;当有相互竞争的反应是,监控那些潜在的冲突;通过抑制行为,抑制那些不需要的信息的激活。
.工作记忆容量的个体差异可能会影响参与控制加工的能力,从而在我们的日常生活中决定了我们控制思维、感觉和行为的能力。
1.4国内外研究现状与不足
近几年来,研究者利用了PET,ERP和n“Rl等无损伤性的脑成像技术研究了注意瞬脱现象。
这些研究大多数支持两阶段模型,即大多数研究结果显示,T2是由于没有进入第二个阶段,也就是工作记忆阶段,才不能被报告出来的[9]。
例如,Vogel等人在1998所做的试验中,在T2之后呈现一个不相干的白色方块,结果发现在瞬脱期间,这个白色方块诱发的P1和N1成分没有发生变化。
一般认为N1和P1成分反映了刺激的早期感觉加工阶段,这说明了瞬脱期间呈现的刺激在感觉加工阶段没有受到抑制。
另外,Luck等人利用ERP的研究表明,即使是不能报告T2的情况下,反映咒语义加工的N400波没有变化,这说明虽然不能报告T2但是T2的加工己经达到了语义通达阶段。
这说明对长的加工进行了一定的程度,T2诱发了正常的N1、P1和N400[10]。
如果瞬脱期间呈现刺激的感觉加工没有受到抑制,那么为什么有的不能报告呢?
为了回答这个问题Vogel等人又比较了识别的T2所诱发的脑波与无法识别的T2所诱发的脑波之间的差异,结果无法识别的T2所诱发的P3波受到了抑制。
由于P3波一向被认为反映了工作记忆的更新,所以Vogel等人据此认为瞬脱期间的T2不能进入工作记忆。
这些实验支持了两阶段模型。
Kranczioch等人在2003年的实验表明相对于不能报告T2的情况而言,在瞬脱期呈现的T2刺激有可能诱发出P3波。
他们比较了瞬脱期间报告T2和不能报告T2的脑波差异,结果发现只是不能报告T2的情况下P3才受到了抑制。
Rolke等人的研究得出了同样的结果[11]。
Vogel等人还从掩蔽作用的角度探讨了T2在瞬脱期间的巩固过程。
行为实验发现如果T2之后没有掩蔽刺激,那么T2的报告率就会大幅提高,如果T2之后出现掩蔽刺激则出现典型的瞬脱模式。
Brehaut等人认为瞬脱期间T2的巩固被其后的掩蔽刺激延迟了,如果没有掩蔽刺激那么T2表征就可以进入巩固阶段,如果有掩蔽刺激那么T2表征就会受到干扰。
Vogel利用ERP研究证实了这个假设。
他们发现如果T2是刺激流中的最后一个刺激,那么T2加工相关的P3波的潜伏期变长,但是没有受到抑制,也就是说它被延迟了而不是被抑制了。
注意瞬脱的ERP研究作以下总结:
T2的可报告性与P3波是否受到抑制高度相关,由于P3被认为是反映了工作记忆加工,所以T2的加工是在晚期加工阶段受到了抑制,这与FMRI的研究结果是一致的。
但是这个结论仍然是有一定问题的,P3波的抑制很可能是T2不能报告的一个结果而不是其不能报告的原因,T2的报告性可能在P3之就被决定了,P3不过是这种选择结果的体现,所以它们之间才有高度的相关。
T1的加工是否影响了T2的早期加工仍然是一个没有回答的问题[12]。
国外仍然有非常多关于注意瞬脱的研究,大部分的研究都支持了两阶段模型。
研究者普遍认为T2的报告率与犯是否进入工作记忆有非常大的关系。
国内对于注意瞬脱的研究并不是很多。
张侃等人在2004年利用注意瞬脱研究了序列加工和并行加工的问题。
他们的实验发现如果两个目标之间没有干扰刺激的呈现,那么被试可以实现对两个目标刺激的并行加工,如果两个目标之间有一个干扰刺激,那么两个目标只能是序列加工[13]。
这个结果与神经机制的研究结果是一致的。
邓晓红、周晓林做的注意瞬脱神经机制的研究也证实了两阶段理论的同时也说明了两阶段理论中的第二阶段很可能有视觉皮层的参与[11]。
李永瑞等人利用注意瞬脱研究了不同注意类型高水平运动员注意瞬脱的特征[19]。
另外李永瑞,张厚聚研究了女子足球运动员注意瞬脱的特征[14],浙江大学沈模卫等人做的关于注意瞬脱颜色加工的研究也说明了色块注意瞬脱与纯字母的注意瞬脱现象并无差异[15]。
而国内谢莺等人做的《短暂失控、延迟选择还是资源耗竭?
》研究中却表明单一的短暂失控、延迟选择或是资源耗竭理论无法完全解释清楚注意瞬脱的内部机制[8]。
蒋玉宝做的关于《小脑损伤患者的注意瞬脱》研究认为小脑参与了视觉信息在中枢阶段的加工,可能与持续性注意功能有关,同时,该实验再次证明小脑具有非运动功能[16]。
1.5问题提出与研究假设
1.5.1问题一:
现在对于注意瞬脱的研究中从神经机制上虽已得到了证实,但是具体发生注意瞬脱现象的关键阶段并未找到,理论与理论之间还存在很多争议,注意中第一个阶段知觉信息过程是否有容量限制,它对于注意瞬脱有影响吗?
在注意瞬脱中起的是什么作用?
这些问题都还有待进一步研究加以证实。
正如国内谢莺等人做的《短暂失控、延迟选择还是资源耗竭?
》的研究已证实单一的某一种理论不能完全解释注意瞬脱现象,在国内外ERP和FMRI等对注意瞬脱的研究中也只是对其整个两阶段进行概括性验证,并未深入对具体第一个或是第二个阶段进行详细研究。
因此今后的研究可以在有神经生理机制支持的基础上进行更为深入的注意两阶段的容量研究,从时间维度上考查前后两个阶段的相互之间的具体关系,以及根据更多实证的研究数据形成更为全面合理的理论来真正揭示注意在时间维度上的过程,考查注意的第一阶段所对注意瞬脱的影响[13]。
1.5.2问题二
注意瞬脱范式需要被试集中自己的注意力于两个任务之上—即判断T1和T2。
在短短的2秒以内的时间内判断RSVP中的刺激一方面需要被试集中自己的注意力于当前的任务,另一方面还需要被试抑制无关刺激的干扰,也就是抑制T1和T2之后的掩蔽刺激的干扰。
另外,注意瞬脱范式要求被试合理地分配注意力,T1识别任务和T2识别任务是有不同权限的。
被试首要任务是识别T1,所以被试应将注意力首先分配给T1识别任务。
此外,在犯呈现时,被试需要尽快将注意力转移到T2识别任务上。
所以注意瞬脱范式还要求被试在两个任务中迅速地转移其注意力。
在RSVP中,刺激呈现的时间不超过100毫秒,被试需要在如此短的时间内尽快地提取目标有关地信息。
由此可见,注意瞬脱范式的这些任务要求都与工作记忆的中央执行功能有关。
另外,从对注意瞬脱的理论解释中可以看到,T2的报告率与工作记忆有非
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