不同遷移方式與不同學(xué)習(xí)“方式”對知覺運(yùn)動(dòng)序列學(xué)習(xí)的影響——一項(xiàng)ERP研究

胡 偉，呂 勇

●專題研究

不同遷移方式與不同學(xué)習(xí)“方式”對知覺運(yùn)動(dòng)序列學(xué)習(xí)的影響
——一項(xiàng)ERP研究

胡 偉，呂 勇

擬采用遷移范式，以事件相關(guān)電位（ERP）成分N2、P3作為主要指標(biāo)，結(jié)合不同遷移方式和不同學(xué)習(xí)“方式”探討學(xué)習(xí)者的知識表征方式的差異。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：內(nèi)隱組和外顯組被試在習(xí)得了一定的序列知識后，相對于標(biāo)準(zhǔn)序列的反應(yīng)時(shí)，效應(yīng)器遷移序列的反應(yīng)時(shí)明顯變慢；在腦電數(shù)據(jù)中，以N2的平均波幅作為指標(biāo)，不管是內(nèi)隱組還是外顯組，標(biāo)準(zhǔn)序列與刺激遷移序列不存在區(qū)別，而與效應(yīng)器遷移序列卻差異顯著。對于P3的平均波幅的分析得出：在內(nèi)隱組，標(biāo)準(zhǔn)序列與效應(yīng)器遷移序列不存在區(qū)別；而在外顯組，兩者卻差異顯著。該結(jié)果說明：效應(yīng)器水平的編碼機(jī)制是參與序列知識的學(xué)習(xí)的；且相對于知覺編碼，不管以何種“方式”學(xué)習(xí)，效應(yīng)器編碼起的作用都要更大。

知覺運(yùn)動(dòng)序列；遷移；知識表征方式；事件相關(guān)電位

1 問題提出

人類最不平凡的能力之一便是可以學(xué)會(huì)復(fù)雜的順序規(guī)則。人可以學(xué)會(huì)彈鋼琴、打網(wǎng)球、織毛衣、騎自行車說話、書寫等，這些都涉及序列學(xué)習(xí)（sequence learning）能力。而序列學(xué)習(xí)又可以以不同的方式進(jìn)行，比如知覺序列學(xué)習(xí)（例如只通過聽或看進(jìn)行）、動(dòng)作序列學(xué)習(xí)（例如只通過手或腳等動(dòng)作效應(yīng)器進(jìn)行）或知覺動(dòng)作序列學(xué)習(xí)（例如邊看邊進(jìn)行動(dòng)作）。

上述序列學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)方式涉及了序列學(xué)習(xí)知識表征問題。所謂知識表征，就是學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中到底學(xué)到了什么；而知識表征方式，則涉及了學(xué)習(xí)者在知識獲得過程中使用的編碼方式。本研究首先則試圖探討知覺運(yùn)動(dòng)序列學(xué)習(xí)（percepto-motor sequence learning）過程中究竟是依存于效應(yīng)器（effectordependent）還是獨(dú)立于效應(yīng)器（effector-independent）。對于知覺動(dòng)作序列，最明顯的序列結(jié)構(gòu)便是刺激物按次序呈現(xiàn)的刺激序列以及效應(yīng)器做出反應(yīng)的動(dòng)作序列。那么，關(guān)于序列結(jié)構(gòu)的知識到底是由做出動(dòng)作的效應(yīng)器編碼的，還是完全與效應(yīng)器編碼系統(tǒng)無關(guān)呢？又或者，有沒有可能該表征方式是由知覺和動(dòng)作聯(lián)合編碼的呢？Raibert的研究表明，動(dòng)作序列的編碼是完全獨(dú)立于效應(yīng)器的[1]。因?yàn)樗l(fā)現(xiàn)一個(gè)人的筆跡，不管他是用手，前臂，手肘，甚至腳或嘴寫出來，通過筆記學(xué)鑒定結(jié)果都是相似的。另外，Margolin以及后來的Hillis和Caramazza對于神經(jīng)病患者的神經(jīng)科學(xué)研究也表明，編碼文字書寫順序的腦區(qū)與編碼文字的口頭拼讀的順序的腦區(qū)存在重合[2-3]。Cohen等也對這一問題展開了研究，他們讓被試對在不同位置出現(xiàn)的刺激用3個(gè)不同的手指反應(yīng)，在接下來的階段，轉(zhuǎn)換效應(yīng)器，讓被試只用一個(gè)手指反應(yīng)[4]。結(jié)果發(fā)現(xiàn)盡管效應(yīng)器改變，在前一階段習(xí)得的知識仍然發(fā)生了遷移。Remillard等人借助雙刺激的研究范式，發(fā)現(xiàn)無需借助動(dòng)作反應(yīng)也可習(xí)得刺激序列[5]?！半p刺激”范式包括兩種反應(yīng)方式，一種為“反應(yīng)相關(guān)特征”，即被試需要根據(jù)刺激做出相應(yīng)反應(yīng)；另一種為“反應(yīng)無關(guān)特征”，即被試無需根據(jù)該刺激選擇相應(yīng)反應(yīng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，被試在兩種情況下都習(xí)得了序列規(guī)則。作者據(jù)此認(rèn)為不通過動(dòng)作效應(yīng)器，單憑學(xué)習(xí)視覺刺激便能習(xí)得序列規(guī)則。然后，Keele等并不支持這種觀點(diǎn)，他們將這種遷移應(yīng)用到了不同的效應(yīng)器系統(tǒng)[6]。研究者讓被試在學(xué)習(xí)階段按鍵，而在轉(zhuǎn)換階段用聲音反應(yīng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)雖然遷移效應(yīng)很小但仍然存在，這似乎說明學(xué)到的并不是一系列特定的效應(yīng)器的反應(yīng)。然而在不同的效應(yīng)器遷移過程中出現(xiàn)的反應(yīng)時(shí)增加似乎又表明不同序列結(jié)構(gòu)知識的編碼對于特定的效應(yīng)器系統(tǒng)存在一定的依賴性[7-8]；Bapi等又考察了在不遷移效應(yīng)器，只變換刺激的情況，發(fā)現(xiàn)對于序列知識的遷移同樣發(fā)生[9]。這就說明序列學(xué)習(xí)中可能還包含了非效應(yīng)器編碼的成分，比如對刺激的知覺編碼。

另一方面，不同的學(xué)習(xí)“方式”下，即內(nèi)隱學(xué)習(xí)和外顯學(xué)習(xí)中，序列學(xué)習(xí)者的知識表征方式是否存在不同也是本研究著力于解決的一個(gè)問題。自從序列學(xué)習(xí)被證明可以以內(nèi)隱的方式進(jìn)行[10-17]，外顯序列學(xué)習(xí)和內(nèi)隱序列學(xué)習(xí)的知識表征方式差異便成為該領(lǐng)域研究的重點(diǎn)問題之一[18-21]。Eimer等結(jié)合ERP技術(shù)使用序列反應(yīng)時(shí)范式的變式來研究序列學(xué)習(xí)的知識表征方式，并且在不同的學(xué)習(xí)方式下（內(nèi)隱和外顯）進(jìn)行研究[18]。首先，讓被試學(xué)習(xí)一個(gè)由4個(gè)大寫字母組成的有規(guī)律的序列，序列中的標(biāo)準(zhǔn)字母偶爾被偏差字母代替。偏差字母要求被試用和標(biāo)準(zhǔn)字母不一樣的手反應(yīng)。其次，通過外顯測試將被試分為內(nèi)隱被試和外顯被試。試驗(yàn)結(jié)果表明，偏差字母在刺激后的240~340 ms引發(fā)了一個(gè)較標(biāo)準(zhǔn)字母的波幅更大的負(fù)波（N2b）。這個(gè)成分后面緊跟著一個(gè)正成分（P3b），在該成分上偏差字母效應(yīng)同樣存在。這種現(xiàn)象只存在于外顯被試中，在內(nèi)隱被試中則不存在。作者由此得出結(jié)論，N2b成分可能反映了被試獲得的關(guān)于規(guī)則序列有意識知識的量。在Russeler等人的系列電生理研究中，他們同樣使用了與Eimer相似的范式[19-20]。只不過他們將偏差字母區(qū)分為知覺偏差（只違背刺激序列不違背反應(yīng)序列）和動(dòng)覺偏差（既違背刺激序列又違背反應(yīng)序列）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在外顯組知覺偏差和動(dòng)覺偏差較之標(biāo)準(zhǔn)字母都引發(fā)了更大的N2b波幅，比較P3b的波幅時(shí)，只有動(dòng)覺偏差出現(xiàn)了這種情況。內(nèi)隱組并未發(fā)現(xiàn)N2b和P3b成分上的差異。反應(yīng)時(shí)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)外顯組知覺偏差和動(dòng)覺偏差較之標(biāo)準(zhǔn)字母的增加，然而內(nèi)隱組只出現(xiàn)了動(dòng)覺偏差反應(yīng)時(shí)的增長。作者據(jù)此得出外顯和內(nèi)隱學(xué)習(xí)涉及了不同的知識表征方式。內(nèi)隱學(xué)習(xí)者主要習(xí)得了反應(yīng)—反應(yīng)之間的聯(lián)系，而外顯學(xué)習(xí)者則可能習(xí)得了刺激—刺激、刺激—反應(yīng)或反應(yīng)—刺激之間的聯(lián)系。相同序列的知識表征方式在不同學(xué)習(xí)類型下存在顯著差別，外顯的學(xué)習(xí)方式序列知識傾向于以知覺和動(dòng)覺同時(shí)表征，而內(nèi)隱的學(xué)習(xí)方式序列知識則傾向于動(dòng)覺表征。同樣的序列知識出現(xiàn)了不同的表征方式，這同樣暗示著序列知識的加工方式并不是一個(gè)單一的過程。

由上述研究可以看出，對于序列學(xué)習(xí)領(lǐng)域的研究已越來越傾向于使用具有高時(shí)間分辨率的事件相關(guān)電位技術(shù)，通過測量與序列學(xué)習(xí)相關(guān)的特定腦電成分而進(jìn)一步探討序列學(xué)習(xí)的知識表征方式。本試驗(yàn)將在人工語法范式中被廣泛應(yīng)用的遷移任務(wù)應(yīng)用于序列反應(yīng)時(shí)任務(wù)之中[13，22-23]，結(jié)合不同的遷移方式和不同的學(xué)習(xí)“方式”探討學(xué)習(xí)者的知識表征方式是否存在不同。此種設(shè)計(jì)的初衷源于在以前人工語法的研究中，不同字母串間的整體遷移會(huì)隨著人工語法的表現(xiàn)形式或反應(yīng)形式的變化導(dǎo)致內(nèi)隱學(xué)習(xí)量的減少[24-27]；擬采用事件相關(guān)電位技術(shù)（ERPs），通過ERPs的高時(shí)間分辨率，直接探索序列學(xué)習(xí)知識表征方式的腦機(jī)制?？偨Y(jié)起來，當(dāng)前試驗(yàn)是一個(gè)2因素混合試驗(yàn)設(shè)計(jì)，分別為序列類型因素（3水平：標(biāo)準(zhǔn)序列，刺激遷移序列，效應(yīng)器遷移序列）、學(xué)習(xí)“方式”因素（2水平：內(nèi)隱組，外顯組）。

2 研究對象與方法

2.1 被 試

38名本科生作為有償被試參加了本試驗(yàn)。他們被隨機(jī)地分配到“告知組”和“不告知組”。告知組有19名被試（10男9女），其余為不告知組被試（9男10女）。外顯知識測驗(yàn)剔除了14名被試，另有3名被試的數(shù)據(jù)因腦電偽跡太多而被剔除，故最終有效被試21名，內(nèi)隱組10名，6男4女，年齡為22.3±0.8歲；外顯組11名，5男6女，年齡為22.7±0.5歲。所有被試皆無精神或神經(jīng)損傷史，均為右利手，視力正?；虺C正至正常，無參加序列學(xué)習(xí)試驗(yàn)的經(jīng)歷。

2.2 材 料

試驗(yàn)材料為8個(gè)大寫字母組成的序列，分別為D、L、N、R、T、V、X、Z。呈現(xiàn)于21英寸CRT顯示器（分辨率1 024×768，刷新率75 Hz）上。通過美國NeuroScan公司的Stim2軟件控制刺激呈現(xiàn)，字母呈現(xiàn)于屏幕中央，為白色，背景為黑色。屏幕距被試雙目約1 m，字母的視角為0.58°×0.28°。

2.3 試驗(yàn)程序

試驗(yàn)前，將被試隨機(jī)分配到“告知組”和“不告知組”。告知組告知被試字母序列存在規(guī)律，發(fā)現(xiàn)規(guī)律可以提高任務(wù)成績。不告知組只告知被試為簡單的按鍵反應(yīng)試驗(yàn)。兩組被試都被要求又快又準(zhǔn)地對字母做出反應(yīng)，同時(shí)都必須完成指導(dǎo)語中要求的第二任務(wù)。

被試坐于隔音且亮度適中的電磁屏蔽室內(nèi)，對屏幕上出現(xiàn)的相應(yīng)字母按鍵。手指與字母的對應(yīng)規(guī)則如下：左手食指對應(yīng)字母D、T；左手中指對應(yīng)字母L、V；右手食指對應(yīng)字母R，Z；右手中指對應(yīng)字母N、X。按鍵的手在被試間做了平衡。當(dāng)字母在屏幕上出現(xiàn)時(shí)，被試使用對應(yīng)的手指按鍵，字母消失，500 ms后出現(xiàn)下一個(gè)字母。如果被試不作反應(yīng)，字母將保留在屏幕上，直到被試反應(yīng)為止（見圖1）。

圖1 試驗(yàn)流程圖Fig.1 Experiment procedure

試驗(yàn)包括練習(xí)和正式試驗(yàn)。練習(xí)材料由D、L、N、R、T、V、X、Z隨機(jī)排列而成，72個(gè)字母為一組段。練習(xí)至被試一組段中錯(cuò)誤數(shù)少于6個(gè)字母，平均反應(yīng)時(shí)低于1 500 ms時(shí)即開始正式試驗(yàn)。正式試驗(yàn)共19個(gè)組段（block），包括標(biāo)準(zhǔn)序列和遷移序列。其中第1－6、8－10、12－14、16－18組段為標(biāo)準(zhǔn)序列，其余為遷移序列。標(biāo)準(zhǔn)序列的字母序列順序?yàn)椋篘LRDLDNRLNDR。每個(gè)組段中序列重復(fù)6次。第7、19組段為刺激遷移序列，字母序列為XVZTVTXZVXTZ。刺激遷移序列是將標(biāo)準(zhǔn)序列中的N、L、R、D替換為X、V、Z、T，但對應(yīng)的按鍵手指不變。其改變了刺激序列，即改變了字母，但效應(yīng)器的動(dòng)作序列即按鍵的手指的順序沒有被破壞。該組段中字母序列重復(fù)3次。第11、15組段為效應(yīng)器遷移序列，該序列的字母順序與標(biāo)準(zhǔn)序列相同，只是在該序列組段開始之前，以指導(dǎo)語要求被試以對側(cè)手的相同手指對字母作反應(yīng)，即應(yīng)該用左手食指反應(yīng)的，換用右手食指反應(yīng)，依此類推。該序列改變了反應(yīng)的效應(yīng)器，即改變了按鍵的手，但對外界刺激本身并沒有被破壞。該組段中字母序列重復(fù)3次。標(biāo)準(zhǔn)序列和遷移序列的每一組段中，每一重復(fù)的字母序列的起始字母都是隨機(jī)選取的，每一個(gè)字母都不會(huì)連續(xù)出現(xiàn)。

在做按鍵反應(yīng)的同時(shí)，要求被試完成第二任務(wù)，即對字母序列中的“L”計(jì)數(shù)。試驗(yàn)間歇，在指導(dǎo)語的提示下，將從試驗(yàn)開始到指導(dǎo)語出現(xiàn)為止字母“L”出現(xiàn)的總次數(shù)記錄在紙上。記錄之后，開始重新計(jì)數(shù)，直到該指導(dǎo)語再次出現(xiàn)，再次記錄。設(shè)置計(jì)數(shù)字母序列中的“L”的目的是盡量使不告知組被試不能對字母序列規(guī)律的進(jìn)行有意識的探索，以保證序列學(xué)習(xí)無意識的進(jìn)行。

序列學(xué)習(xí)結(jié)束后，對被試的外顯序列知識進(jìn)行評估。根據(jù)過程分離的方法將生成任務(wù)分成包含任務(wù)和排除任務(wù)。兩種任務(wù)都是填空任務(wù)，包含任務(wù)為給出標(biāo)準(zhǔn)序列中任意兩個(gè)相臨字母，然后要求被試填出下一個(gè)字母，每填對1個(gè)記1分；排除任務(wù)則要求填寫兩個(gè)相臨字母后面那個(gè)字母之外的標(biāo)準(zhǔn)序列中余下的那個(gè)字母，如果填對記1分。被試在計(jì)算機(jī)上完成這兩種任務(wù)，任務(wù)的先后順序在被試間做了平衡。

2.4 腦電記錄

被試佩戴Quick－cap64導(dǎo)Ag/AgCl腦電帽，導(dǎo)聯(lián)方法采用國際10－20系統(tǒng)，前額發(fā)際下1 cm處接地，以左右乳突的平均值為參考，在眼眶周圍記錄水平眼電（HEOG）和垂直眼電（VEOG）。采樣率500 Hz，模擬濾波帶通為0.01～100 Hz，50 Hz陷波處理，放大150 000倍，精確度0.084 μV/LSB，頭皮電阻小于5 kΩ。

3 數(shù)據(jù)分析及結(jié)果

3.1 內(nèi)隱被試和外顯被試的鑒別

根據(jù)被試在生成任務(wù)中的表現(xiàn)，對內(nèi)隱被試和外顯被試進(jìn)行區(qū)分。在告知組，被試在包含任務(wù)中正確的次數(shù)大于排除任務(wù)中正確的次數(shù)，且大于填空總次數(shù)的33.3%為外顯被試，其余被試被剔除。在不告知組，被試在生成任務(wù)的包含任務(wù)中正確的次數(shù)小于或等于排除任務(wù)中正確的次數(shù)，或小于填空總次數(shù)的33.3%為內(nèi)隱被試，其余被試被剔除。24名被試被保留下來，外顯組和內(nèi)隱組各12名。

3.2 行為數(shù)據(jù)

將各個(gè)組段中的錯(cuò)誤、重復(fù)反應(yīng)的數(shù)據(jù)剔除，每個(gè)組段中正負(fù)3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差之外的數(shù)據(jù)也被剔除。所有被試在計(jì)數(shù)任務(wù)中，都沒有偏離正確的“L”的個(gè)數(shù)的5%。外顯組和內(nèi)隱組在各個(gè)組段反應(yīng)時(shí)情況見圖2。

圖2 外顯組和內(nèi)隱組在各個(gè)組段的反應(yīng)時(shí)Fig.2 Reaction time of explicit and implicit group in every block

分別對內(nèi)隱組和外顯組的第1和第6組段的反應(yīng)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行的配對樣本T檢驗(yàn)，皆發(fā)現(xiàn)顯著性差異（內(nèi)隱組：t（9）=5.253，P＜0.01；外顯組：t（10）=3.367，P＜0.01），這表明兩組被試在第6組段（即遷移組段之前）都習(xí)得了序列知識。

使用兩因素重復(fù)測量方差分析檢驗(yàn)不同序列間的差異，以及這種差異在兩組被試中是否存在不同。主因素為序列類型（遷移方式）（3水平：標(biāo)準(zhǔn)序列，刺激遷移序列，效應(yīng)器遷移序列）和學(xué)習(xí)方式類型（2水平：內(nèi)隱組，外顯組），標(biāo)準(zhǔn)序列的反應(yīng)時(shí)由第6、10、14、18組段中的反應(yīng)時(shí)平均獲得。統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)：序列類型主效應(yīng)顯著（F（2，38）=60.761，P＜0.01），學(xué)習(xí)方式類型主效應(yīng)不顯著（F（1，19）=0.703，P＞0.05），序列類型與學(xué)習(xí)方式類型的交互作用顯著（F（2，38）=6.763，P＜0.05）。從第6組段開始到試驗(yàn)結(jié)束，內(nèi)隱組對標(biāo)準(zhǔn)序列的反應(yīng)顯著快于對刺激遷移序列的反應(yīng)（（647±176）ms，（896±228）ms，P＜0.05），也顯著地快于對效應(yīng)器遷移序列的反應(yīng)（（1 169±315）ms，P＜0.01），刺激遷移序列與效應(yīng)器遷移序列的反應(yīng)時(shí)也存在顯著差異（P＜0.05）；在外顯組中，標(biāo)準(zhǔn)序列的反應(yīng)時(shí)顯著地快于刺激遷移序列（（562±107）ms，（979±219）ms，P＜0.01），也顯著地快于效應(yīng)器遷移序列（（967±212）ms，P＜0.01），刺激遷移序列與效應(yīng)器遷移序列并無顯著差別（P＞0.05）。統(tǒng)計(jì)分析還發(fā)現(xiàn)，兩組被試對3種序列反應(yīng)的正確率均不存在顯著差別（P＞0.05）。

3.3 腦電數(shù)據(jù)

腦電數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析因素包括序列類型因素（3水平：標(biāo)準(zhǔn)序列，刺激遷移序列，效應(yīng)器遷移序列）、學(xué)習(xí)類型因素（2水平：內(nèi)隱組，外顯組），腦區(qū)位置共兩因素，分別為前后腦區(qū)位置（4水平）和左右腦區(qū)位置（3水平）。

腦電數(shù)據(jù)經(jīng)過與行為數(shù)據(jù)的融合，去眼電之后，以刺激開始前的200 ms和刺激呈現(xiàn)后的800 ms為起止時(shí)間進(jìn)行分段，以刺激前200 ms作為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行基線校正。刪除反應(yīng)錯(cuò)誤，反應(yīng)重復(fù)，反應(yīng)時(shí)快于100 ms或慢于1 500 ms的腦電分段。波幅在± 100 μV之外腦電的分段被認(rèn)為存在偽跡而剔除。內(nèi)隱組和外顯組共有3名（內(nèi)隱組2名，外顯組1名）被試因?yàn)槟X電偽跡過多而被剔除，其行為數(shù)據(jù)亦未被統(tǒng)計(jì)。

圖3 內(nèi)隱組和外顯組被試3種不同序列在Fz、Cz、Pz點(diǎn)的總平均波形（標(biāo)準(zhǔn)序列ⅰ為組段6、18的平均值，標(biāo)準(zhǔn)序列ⅱ為組段10、14的平均值）Fig.3 Group average waveform on electrode of Fz,Cz,Pzin three different sequences ofexplicit and implicit groups

從ERP波形（見圖3）也可以看出內(nèi)隱和外顯被試對于標(biāo)準(zhǔn)序列和遷移序列誘發(fā)的波形有顯著差異。不管是內(nèi)隱被試還是外顯被試，其ERP總時(shí)程內(nèi)都出現(xiàn)了顯著的N1成分（80～160 ms，頭皮前中部明顯）、P2成分（160～220 ms）、N2成分（220～300 ms）、P3成分（250～420 ms，頭皮中后部明顯）。兩組被試的腦電數(shù)據(jù)按標(biāo)準(zhǔn)序列、刺激遷移序列和效應(yīng)器遷移序列分別疊加。根據(jù)既往研究，對于序列學(xué)習(xí)知識表征的研究主要應(yīng)用N2、P3作為指標(biāo)，所以我們只研究這兩個(gè)成分的變化。根據(jù)總平均圖與參考文獻(xiàn)確定ERP成分及其時(shí)間窗口。N2的時(shí)間窗口為刺激呈現(xiàn)后的220～300 ms，P3為250～420 ms。

使用重復(fù)測量方差分析來檢驗(yàn)不同遷移類型對于學(xué)習(xí)結(jié)果的影響，以及這種影響在外顯組和內(nèi)隱組是否存在不同。方差分析的P值皆用Greenhouse－Geisser法校正。對N2成分進(jìn)行方差分析的4個(gè)因素為序列類型（3水平：標(biāo)準(zhǔn)序列，刺激遷移序列，效應(yīng)器遷移序列）、學(xué)習(xí)類型（2水平：內(nèi)隱組，外顯組），左右電極位置（3水平：左（F3，C3，P3，Po7）、中線（Fz，Cz，Pz，Oz），右（F4，C4，P4，Po8））、前后電極位置（4水平：前（F3，F(xiàn)z，F(xiàn)4）、前中（C3，Cz，C4），后中（P3，Pz，P4），后（Po7，Oz，Po8））。對于P3成分的分析也采用同樣的統(tǒng)計(jì)方法，不過選取的電極有所不同，左右電極位置因素的3個(gè)水平為左（C3，P3，Po7）、中線（Cz，Pz，Oz）、右（C4，P4，Po8），前后因素的3個(gè)水平為前（C3，Cz，C4），中（P3，Pz，P4）、后（Po7，Oz，Po8））。

研究并沒有將標(biāo)準(zhǔn)序列的所有組段進(jìn)行平均，而是將刺激遷移序列和標(biāo)準(zhǔn)序列?。ńM段6、18的平均值）以及效應(yīng)器遷移序列和標(biāo)準(zhǔn)序列ⅱ（組段10、14的平均值）以兩組重復(fù)測量方差分析分別加以比較，選取的標(biāo)準(zhǔn)序列組段均為遷移序列的前一組（例如，刺激遷移序列為組段7、19，那么與之相比較的標(biāo)準(zhǔn)序列ⅰ則為組段6、18；另一組亦同）。這樣是為了更好地考察特定的干擾對于已習(xí)得規(guī)律的影響，同時(shí)也為了防止由于平均帶來的對試驗(yàn)數(shù)據(jù)的污染。

對于N2的波幅值，將刺激遷移序列和標(biāo)準(zhǔn)序列?。ńM段6、18）以及效應(yīng)器遷移序列和標(biāo)準(zhǔn)序列ⅱ（組段10、14）兩組分別加以分析。在對刺激遷移序列和標(biāo)準(zhǔn)序列ⅰ（組段6、18）的分析中，發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)類型主效應(yīng)不顯著，學(xué)習(xí)類型與序列類型、與前后電極位置、與左右電極位置間的交互作用均不顯著。序列類型主效應(yīng)不顯著，且與前后電極位置不存在交互作用，但與左右電極位置存在顯著的交互作用（F（2，38）=3.944，P＜0.05）。進(jìn)一步簡單效應(yīng)分析發(fā)現(xiàn)，在頭皮的左、中線、右3個(gè)水平上刺激遷移序列與標(biāo)準(zhǔn)序列均不存在差別（均為P＞0.05）。

對于效應(yīng)器遷移序列和標(biāo)準(zhǔn)序列ⅱ（組段10、14）分析發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)類型主效應(yīng)顯著（F（1，19）=5.056，P＜0.05），然而學(xué)習(xí)類型與序列類型、與前后電極位置、與左右電極位置間的交互作用均不顯著。序列類型主效應(yīng)不顯著，與左右電極位置不存在顯著的交互作用，但與前后電極位置交互作用顯著（F（3，57）=4.778，P＜0.05）。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，在前后電極位置因素的前中位置，效應(yīng)器遷移序列和標(biāo)準(zhǔn)序列存在顯著差異（（－0.885±0.509）μV，－2.185±0.637 μV，P＜0.05）。

在對于刺激遷移序列和效應(yīng)器遷移序列的方差分析中，只有前后電極位置，左右電極位置與序列類型的三因素交互作用顯著（F（6，114）=2.778，P＜0.05），但進(jìn)一步的簡單效應(yīng)分析發(fā)現(xiàn)在每一個(gè)位置上，兩種序列都不存在差異（P＞0.05）。

對于P3的波幅值，將刺激遷移序列和標(biāo)準(zhǔn)序列（組段6、18）以及效應(yīng)器遷移序列和標(biāo)準(zhǔn)序列ⅱ（組段10、14）也分別加以分析。對于刺激遷移序列和標(biāo)準(zhǔn)序列ⅰ的分析中，學(xué)習(xí)類型主效應(yīng)不顯著，且學(xué)習(xí)類型與序列類型、與前后電極位置間的交互作用均不顯著，與左右電極位置（F（2，38）=1.382，P＜0.05）間的交互作用顯著，進(jìn)一步的簡單效應(yīng)分析并未發(fā)現(xiàn)差別（P＞0.05）。

對于效應(yīng)器遷移序列和標(biāo)準(zhǔn)序列ⅱ（組段10、14）分析發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)類型因素不顯著，序列類型與電極位置因素不存在交互作用；學(xué)習(xí)類型與前后電極位置和左右電極位置同樣不存在交互作用，但學(xué)習(xí)類型和序列類型之間交互作用顯著（F（1，19）= 5.53，P＜0.05）。進(jìn)一步的簡單效應(yīng)分析發(fā)現(xiàn)，外顯組t（9）=4.298，P＜0.05，內(nèi)隱組t（10）=0.589，P＞0.05。

對于刺激遷移序列和效應(yīng)器遷移序列的方差分析發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)類型與電極位置因素交互作用皆不顯著，但與序列類型卻存在顯著的交互作用F（1，19）=8.29，P＜0.05），進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)只有外顯組的兩種序列存在差別（t（10=－2.83，P＜0.05）。序列類型與前后電極位置的交互作用不顯著，而與左右電極位置則交互作用顯著（F（2，38）=3.675，P＜0.05），簡單效應(yīng)分析發(fā)現(xiàn)兩種序列類型在3個(gè)水平上均未出現(xiàn)差異（P＞0.05）。

4討 論

4.1 效應(yīng)器水平編碼的存在

隨著序列學(xué)習(xí)研究的逐步深入，越來越多的研究者開始關(guān)注序列知識的表征問題[28－29]。那么，知覺動(dòng)作序列知識的學(xué)習(xí)是否可以獨(dú)立于執(zhí)行這些動(dòng)作的效應(yīng)器系統(tǒng)呢？有人認(rèn)為既然動(dòng)作序列的知識可以在不同效應(yīng)器之間自由的遷移，那么對于該序列的編碼過程應(yīng)該不涉及效應(yīng)器水平[18，30]。這種觀點(diǎn)顯而易見的問題是既然存在遷移代價(jià)（如轉(zhuǎn)移至不同的效應(yīng)器以后導(dǎo)致反應(yīng)時(shí)延長），就不能認(rèn)為序列學(xué)習(xí)與效應(yīng)器無關(guān)。在本試驗(yàn)中，被試通過對前6個(gè)組段標(biāo)準(zhǔn)序列的學(xué)習(xí)，已經(jīng)學(xué)會(huì)了一定的序列知識，隨后在效應(yīng)器遷移序列，內(nèi)隱組和外顯組的被試的成績均表現(xiàn)出一定程度的下降，這說明，序列知識的表征并不能完全獨(dú)立于效應(yīng)器水平。同時(shí)，在腦電數(shù)據(jù)中的N2和P3成分的波幅上，效應(yīng)器遷移序列較之標(biāo)準(zhǔn)序列和刺激遷移序列都出現(xiàn)了顯著的差異，這也說明了效應(yīng)器遷移對于正常的序列學(xué)習(xí)進(jìn)程出現(xiàn)了干擾。

4.2 不同學(xué)習(xí)“方式”對于序列學(xué)習(xí)知識表征的影響

本研究使用的試驗(yàn)材料為知覺動(dòng)作序列，那么在學(xué)習(xí)進(jìn)程中，被學(xué)習(xí)的序列則主要為知覺序列和動(dòng)作序列。那么，對知覺序列的干擾形成了刺激遷移序列，而對運(yùn)動(dòng)序列的干擾形成了效應(yīng)器遷移序列。從得到的行為數(shù)據(jù)看來，內(nèi)隱組被試在由標(biāo)準(zhǔn)序列向刺激遷移序列和效應(yīng)器遷移序列遷移的時(shí)候，都表現(xiàn)為行為效率下降，但內(nèi)隱組與外顯組的具體情況卻有所不同。內(nèi)隱組在效應(yīng)器遷移序列中的反應(yīng)時(shí)長于刺激遷移序列，而在外顯組中被試在這兩種遷移序列中的反應(yīng)時(shí)并不存在明顯差異。這表明，雖然兩組學(xué)習(xí)者都受到了效應(yīng)器遷移的影響，但較之外顯組，內(nèi)隱組學(xué)習(xí)者受到的影響更多。這意味著在內(nèi)隱學(xué)習(xí)過程中序列知識的編碼過程更多地涉及動(dòng)覺加工。

在本試驗(yàn)得到的ERP數(shù)據(jù)中，被試習(xí)得一定的序列知識以后，外顯組被試遷移至效應(yīng)器遷移序列時(shí)出現(xiàn)N2和P3波幅的改變，但在遷移至刺激遷移序列時(shí)沒有相應(yīng)的變化；內(nèi)隱組在遷移至效應(yīng)器遷移序列的時(shí)候出現(xiàn)了N2波幅的改變，但P3波幅沒有顯著變化。在這里內(nèi)隱序列學(xué)習(xí)和外顯序列學(xué)習(xí)出現(xiàn)了分離，證實(shí)內(nèi)隱序列學(xué)習(xí)和外顯序列學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)機(jī)制存在不同，另外，動(dòng)覺加工對于外顯和內(nèi)隱被試序列知識的表征可能都是必須的。

具體來說，通過行為數(shù)據(jù)的結(jié)果，我們可以看出：在內(nèi)隱組，在從標(biāo)準(zhǔn)序列向改變刺激序列的刺激遷移組段和改變效應(yīng)器的效應(yīng)器遷移組段遷移的過程中都出現(xiàn)了顯著的反應(yīng)時(shí)的變慢（正確率保持不變的情況下），這可能說明了在知識遷移的過程中不管是外界刺激還是效應(yīng)器的變化都會(huì)對其造成影響。不過，在對兩種遷移結(jié)果的比較當(dāng)中，發(fā)現(xiàn)不同于內(nèi)隱組的差異顯著，外顯組的兩種遷移結(jié)果并不存在差別，這可能說明兩種學(xué)習(xí)類型在序列學(xué)習(xí)的過程中對于不同序列知識的編碼方式可能存在不同，同時(shí)也說明了遷移并不是一種只局限于外顯知識的現(xiàn)象。然而，在腦電數(shù)據(jù)中，在N2的平均波幅作為指標(biāo)的情況下，發(fā)現(xiàn)在因素D的a2水平即中央?yún)^(qū)腦區(qū)，標(biāo)準(zhǔn)序列與刺激遷移序列不存在區(qū)別，而與效應(yīng)器遷移序列卻差異顯著，這種情況在外顯組和內(nèi)隱組并不存在差別。同時(shí)，對于P3的平均波幅的分析得出這樣的結(jié)果：序列類型因?qū)W習(xí)類型的不同而出現(xiàn)了差別。在內(nèi)隱組，標(biāo)準(zhǔn)序列與效應(yīng)器遷移序列不存在區(qū)別，而在外顯組，兩者卻差異顯著。這似乎說明了在特定的學(xué)習(xí)類型下，效應(yīng)器編碼對于序列學(xué)習(xí)的表征起了一定的作用。相對于知覺編碼，效應(yīng)器編碼起的作用更大。

4.3 動(dòng)覺加工所涉及的內(nèi)部機(jī)制

以往關(guān)于序列反應(yīng)時(shí)任務(wù)中知識表征方式的觀點(diǎn)主要有3種，分別認(rèn)為是S-R（刺激－反應(yīng)）表征、S-S（刺激－刺激）表征和R-R（反應(yīng)－反應(yīng)）表征[20，31-34]。我們認(rèn)為，將序列學(xué)習(xí)知識的表征僅僅歸結(jié)為刺激和反應(yīng)兩種水平可能過于簡單化。在序列學(xué)習(xí)試驗(yàn)中，被試完成的任務(wù)類似于選擇反應(yīng)時(shí)任務(wù)，起碼要經(jīng)歷刺激辨別—反應(yīng)抉擇—?jiǎng)幼靼l(fā)出3個(gè)階段。這3個(gè)階段都有可以因?yàn)閷W(xué)習(xí)而改善，從而導(dǎo)致學(xué)習(xí)效應(yīng)的產(chǎn)生。此外，在此類任務(wù)中一個(gè)經(jīng)常被忽視的可能的學(xué)習(xí)機(jī)制是動(dòng)覺反饋。按鍵的手指在做出反應(yīng)動(dòng)作的同時(shí)，也會(huì)向中樞發(fā)出感覺信號，這種信號可以和在屏幕上呈現(xiàn)的字母序列一樣，也可以成為學(xué)習(xí)的對象。因此，序列學(xué)習(xí)的內(nèi)部過程或許可以用圖4表示出來。

圖4 序列學(xué)習(xí)的內(nèi)部過程Fig.4 Inner process of sequence learning

如果序列學(xué)習(xí)過程正如圖4所示的那樣，序列學(xué)習(xí)過程就不像過去人們認(rèn)為的那樣，僅僅涉及到學(xué)習(xí)者序列刺激物辨別能力的改善和動(dòng)作能力的改善。本試驗(yàn)傾向于用上面的模型解釋得到的結(jié)果。在本試驗(yàn)中，無論是內(nèi)隱學(xué)習(xí)組還是外顯學(xué)習(xí)組，當(dāng)被試向效應(yīng)器遷移序列遷移的時(shí)候，N2成分都出現(xiàn)波幅的變化。目前，N2被認(rèn)為是一個(gè)與朝向反應(yīng)、刺激辨別、目標(biāo)選擇、任務(wù)要求、反應(yīng)抑制等多種過程相關(guān)的ERP成分[33]。近來有些研究者認(rèn)為它與認(rèn)知控制和刺激的失匹配有關(guān)[34]。N2成分上出現(xiàn)的效應(yīng)器遷移序列相對于刺激遷移序列的更大的干擾效應(yīng)有可能除了動(dòng)覺本身的編碼機(jī)制之外還反映了動(dòng)覺的反饋?zhàn)饔谩?/p>

4.4 試驗(yàn)中需要進(jìn)一步討論的問題

根據(jù)本試驗(yàn)的設(shè)計(jì)中采用整體進(jìn)行遷移進(jìn)行干擾的特點(diǎn)，有如下兩個(gè)問題似乎需要進(jìn)一步討論。第一，雖然證明效應(yīng)器遷移序列和標(biāo)準(zhǔn)序列在表征方式上存在差異，但是從N2的波幅上來看，結(jié)果并不是遷移后的波幅值比標(biāo)準(zhǔn)序列更負(fù)[19-20]，而是出現(xiàn)了相反地結(jié)果。我們分析原因可能來自于成組進(jìn)行遷移可以判斷干擾的方式主要是建立在對于長時(shí)存儲表征進(jìn)行干擾的基礎(chǔ)上的，而完全不同于既往研究中隨機(jī)的單個(gè)插入偏差的情況，該種情況則完全是對于短時(shí)記憶表征的破壞。根據(jù)Eimer[18]同類研究的結(jié)果所提示的，N2b的波幅可能反映了被試所習(xí)得的關(guān)于刺激序列的有意識的知識的量。那么效應(yīng)器遷移組N2b波幅的下降，則極有可能是因?yàn)樵谶w移過程中關(guān)于序列知識的外顯部分減少造成的。第二，隨機(jī)的單個(gè)插入偏差的研究方法由于需要對許多單個(gè)偏差刺激進(jìn)行疊加平均，這增加了該類刺激的內(nèi)部不一致性，不恰當(dāng)?shù)钠骄赡軒韺υ囼?yàn)數(shù)據(jù)的污染。

另外，在對于P3的分析中，根據(jù)既往文獻(xiàn)，P300反映了被試對刺激材料的一部分主觀估計(jì)，Wakraud和Wolfgar[37]發(fā)現(xiàn)在P300上的任務(wù)評估機(jī)制對于目標(biāo)刺激概率更為敏感（相對于其他的同樣反映預(yù)期估計(jì)的腦電指標(biāo)，如CNV）。在本研究中，按照預(yù)想N2波幅在標(biāo)準(zhǔn)序列向遷移序列改變的過程出現(xiàn)的變化趨勢也應(yīng)該同樣出現(xiàn)在P3的波幅變化上，但是，試驗(yàn)數(shù)據(jù)波形并未出現(xiàn)非常明顯的正向成分。導(dǎo)致這種情況出現(xiàn)的原因可能是，標(biāo)準(zhǔn)刺激和偏差刺激都是作為靶刺激出現(xiàn)的，而P3效應(yīng)一般出現(xiàn)在一系列非靶刺激中的偏差靶刺激的情況下。Courchesne，Courchesne，和Hillyard的研究中偏差刺激既可以作為靶刺激又可以作為非靶刺激[38]。這種情況下非靶刺激偏差引起的波幅明顯小于靶刺激的。在我們的試驗(yàn)中，可能也是因?yàn)樗械拇碳ざ际侨蝿?wù)相關(guān)的（靶刺激），所以削弱了P3的波幅。

5 結(jié)論

本研究表明，序列學(xué)習(xí)的知識表征方式首先并不完全是獨(dú)立于效應(yīng)器的，在某些水平，效應(yīng)器水平的編碼機(jī)制是參與對于序列知識的學(xué)習(xí)的，并且相對于外界刺激，效應(yīng)器編碼起的作用更大。另外，動(dòng)覺加工的表征方式對于外顯和內(nèi)隱學(xué)習(xí)者序列知識的表征可能都是必須的。

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Influence of Different Transfer and Different Learning“Strategy”on the Epresentations of Sequence Knowledge：An ERP Study

HU Wei，Lü Yong
（Academy of Psychology and Behavior，Tianjin Normal University，Tianjin 300074，China）

The present study investigated implicit and explicit learning representations'difference in a modified serial reaction time task，using N2b，P3b as index.38 subjects were grouped randomly to intentional or incidental group，respectively.Subjects had to learn a 12-letter-long repeating sequence that was irregularly disrupted by deviating sequence，including perceptual deviant and motor deviant.After the task，all participants were asked to complete the generation task.Then explicit and implicit learners were separated with the scores.The result suggested that representations of sequence knowledge in sequence learning were not totally independent of effectors.To some extent，effectors coding were involved in learning of sequence knowledge；Different type sequence knowledge may connect with specific independent mechanism，but not co-represent.The way to represent sequence knowledge between implicit and explicit learner was different，the motor representations（effectors-related）played a more important role than the perceptual way（stimulus-related）in both way to sequence learning.The study revealed that different sequence involved different representations in the different stage，and the process of forming representations is related to different mechanism of our learning system，also proved that implicit and explicit learning representations are different.

perceptual-motor sequence；transfer；knowledge representations style；ERPs（Event-Related Potentials）

G 804.8

A

1005-0000（2011）04-0277-07

2011-03-25；

2011-05-09；錄用日期：2011-05-15

教育部人文社會(huì)科學(xué)研究基地重大項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：05JJDXLX003）；全國高校優(yōu)秀博士論文作者專項(xiàng)資金項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：200708）；天津師范大學(xué)哲學(xué)社會(huì)科學(xué)研究基金項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：52WM73）

胡 偉（1980-），男，天津市人，助理實(shí)驗(yàn)師，研究方向?yàn)檎J(rèn)知神經(jīng)科學(xué)。通訊作者：呂 勇（1963-），男，天津市人，博士，教授，研究方向?yàn)檎J(rèn)知神經(jīng)科學(xué)。

天津師范大學(xué)心理與行為研究院，天津300074。