返回抑制過程中情緒面孔加工優(yōu)先：ERPs研究*

王敬欣 賈麗萍 白學軍 羅躍嘉

(1 天津師范大學心理與行為研究院 天津 300074)

(2 北京師范大學認知神經(jīng)科學與學習國家重點實驗室 北京 100875)

1 問題提出

日常生活中,我們的視覺系統(tǒng)所接受的信息遠遠超過了大腦的加工能力,因此人類大腦發(fā)展出了許多選擇機制,可以對大量的視覺信息有選擇、有目的地進行精細加工,這些選擇機制大都歸于注意。隨著對注意過程研究的深入,抑制加工成為認知心理學領(lǐng)域的研究熱點,其中返回抑制(inhibition of return,IOR)備受關(guān)注。Posner和 Cohen(1984)發(fā)現(xiàn),采用突然變亮或變暗的方法,對空間某一位置進行線索化,會使對緊接著出現(xiàn)在該位置上的靶子反應(yīng)加快,這種現(xiàn)象被稱為易化。然而,在從線索開始呈現(xiàn)到靶子呈現(xiàn)的時間間隔(SOA)超過300ms后,被試對線索化位置上靶子的反應(yīng)速度會慢于非線索化位置。Posner和Cohen將這種現(xiàn)象稱為返回抑制(IOR)。IOR被發(fā)現(xiàn)后,心理學家們圍繞該范式操縱各種變量對其進行了研究,一致認為它是人類在進化過程中發(fā)展起來的一種適應(yīng)機制(Ponser,Rafal,Choate,& Vaughan,1985)。Klein 等認為,遠古時代,我們的祖先主要靠尋找自然界中業(yè)已存在的食物維系生命,因此他們視覺搜索的能力得以迅速發(fā)展。為了避免返回到曾經(jīng)搜索過食物的位置再次尋找而降低效率,選擇性注意機制會在先前搜索過的位置打上抑制的標簽,從而提高向新的位置搜索的機會。返回抑制就是這樣一種為了提高搜索效率而發(fā)展起來的抑制搜索無關(guān)位置的能力。由此,他們把 IOR稱為知覺的“搜索加速器”,認為它提高了注意在視覺空間中搜索的效率,使人們對新位置上目標的加工更加容易,反映了人類認知加工的靈活性和適應(yīng)性(Klein & MacInnes,1999;Klein,1988,2000; Ivanoff & Taylor,2006)。

另外,隨著認知神經(jīng)科學的發(fā)展,注意和情緒的關(guān)系成為當代心理學家們的研究熱點。從進化的角度看,情緒是具有調(diào)理各種適應(yīng)模塊間功能關(guān)系的更高一級的認知程序,它在人類祖先世代適應(yīng)環(huán)境的選擇中得以鞏固,并在后代生存適應(yīng)中延續(xù)(李艷芬,周鐵民,2009)。動物進化過程中,情緒信息對個體的生存具有重要意義,可引起注意偏向,即對某些更容易或更快吸引注意的信息發(fā)生注意回避(attention avoidance)或注意解除困難(difficulty in disengaging),表現(xiàn)出趨利避害的行為(Cisler &Koster,2010)。例如,出現(xiàn)威脅性刺激時會快速逃避,面對愉快刺激時會積極驅(qū)向。研究證實,在注意實驗中,與不帶情緒色彩的刺激相比,具有情緒意義的刺激更能吸引注意或占用注意資源,引起注意偏向,實現(xiàn)對與生命有關(guān)的刺激進行優(yōu)先選擇和加工(Anderson & Phelps,2001; Codispoti,Ferrari,&Bradley,2006; 黃宇霞,羅躍嘉,2009; Kawasaki,et al.,2001; Pourtois,Schwartz,Seghier,Lazeyras,&Vuilleumier,2006)。

綜上,IOR是個體通過阻止對先前位置的再次加工從而提高搜索效率的抑制機制,而機體對情緒信息又具有一種特殊的敏感性,那么,如果在曾經(jīng)搜索過的位置出現(xiàn)了一種對生命具有保護或者威脅性的情緒信息時,對具有重要意義信息優(yōu)先反應(yīng)的情緒機制與提高人類搜索效率的 IOR抑制機制之間會發(fā)生什么樣的相互影響呢？個體對情緒信息的加工是否會因為 IOR這一抑制機制的存在而受到影響呢？或是兩種機制在特定條件下會發(fā)生分離呢？目前關(guān)于這方面的研究還很少,已有的相關(guān)研究結(jié)果也很不一致。Taylor和Therrien (2005)以非面孔、拼湊面孔和完整的中性面孔分別為線索和靶子進行了 IOR研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同條件下的IOR效應(yīng)量并無顯著差異,因此他們認為IOR基本不受與生物學意義的線索或靶子的影響,是一種“盲目”機制(blindness mechanism); 王麗麗、羅躍嘉、郭亞橋和張慶林(2010)操縱了正立和倒立面孔兩種線索水平,證實IOR不受面孔方位顯著性的影響,支持了Taylor等的觀點。同時,也有研究者采用情緒面孔線索研究了IOR現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)不同情緒線索條件下的IOR效應(yīng)量無顯著差異,說明IOR非常穩(wěn)定,不易受環(huán)境中刺激的生物學意義的影響(Lange,Heuer,Reinecke,Becker,& Rinck,2008;Stoyanova,Pratt,& Anderson,2007)。但是,也有研究者發(fā)現(xiàn) IOR受到線索生物學意義的調(diào)節(jié)(Fox,Russo,& Dutton,2002; Taylor & Therrien,2008)。例如,Theeuwes和Stigchel (2006)采用IOR經(jīng)典線索-靶子范式的變式,以中性面孔和非面孔(如電話)為線索同時呈現(xiàn)在注視點兩側(cè),結(jié)果只在面孔刺激線索上發(fā)現(xiàn)了IOR。鄧曉紅、張德玄、黃詩雪、袁雯和周曉林(2010)也進一步發(fā)現(xiàn)不同情緒面孔的線索在閾上和閾下不同條件下對IOR的影響不同,表現(xiàn)為：情緒面孔僅在閾下知覺時對 IOR產(chǎn)生影響,而當情緒線索為閾上知覺時,IOR表現(xiàn)出對情緒面孔線索的“盲性”,說明IOR在不同條件下受線索生物學意義的調(diào)節(jié)是不同的。

總之,目前關(guān)于IOR與情緒加工的關(guān)系還沒有達成一致的結(jié)論,在研究方法、結(jié)論以及機制的探討上也都存在一些不足。首先,以往的研究大都采用面孔簡圖為實驗材料(如 Taylor等的系列研究),社會信息單薄,不足以真正代表具有生物意義的刺激,且拼湊的打亂面孔簡圖被當作無意義刺激時還會因其新異性突出而增強被試的注意,導(dǎo)致對變量的操控發(fā)生混淆; 其次,IOR的產(chǎn)生包含三個基本條件：外源性線索、SOA大于 300ms以及目標刺激,因此要探索生物意義刺激與IOR之間的相互關(guān)系應(yīng)當考慮在線索和目標位置呈現(xiàn)生物意義刺激的差異,以便能夠完整地對兩者的關(guān)系進行考察;再次,要清楚地考察IOR是否影響生物意義刺激的加工,將具有生物意義的刺激置于目標位置是必要的,因為若只將其置于線索位置,由于當前IOR與情緒注意偏向的加工時程問題尚不清楚,則有可能會發(fā)生相互干擾的情況,即IOR才剛剛啟動還未完成,注意卻已因為情緒性信息的自動捕獲而出現(xiàn)了回避或趨向,從而導(dǎo)致二者的加工過程產(chǎn)生混淆。查閱文獻發(fā)現(xiàn),現(xiàn)有的相關(guān)研究大多將情緒面孔簡圖置于線索位置,很少在目標位置對IOR進行考察,檢索到的國內(nèi)外文獻中僅有3篇將面孔簡圖當作目標且任務(wù)也不一致(Taylor & Therrien,2005,2008;王麗麗,羅躍嘉,郭亞橋,張慶林,2010 )。由于情緒信息可引起機體的注意偏向,表現(xiàn)出趨利避害的進化性意義,因此,結(jié)合 IOR的范式可推測,情緒性刺激作為線索或目標呈現(xiàn)時可能會對 IOR產(chǎn)生不同的影響,這也可能是導(dǎo)致這兩種進化機制在注意分配中的時程問題上無一致結(jié)論的原因之一。

另外,當前關(guān)于IOR的研究大多來自行為實驗方面的結(jié)果,電生理的證據(jù)還極少,這也導(dǎo)致研究者對其形成機制的探討比較模糊且結(jié)論不一致。但比較明確的是,IOR與情緒加工作為人類的兩種適應(yīng)機制,都有其特殊的生物進化意義。來自神經(jīng)生物學的研究已證實,哺乳動物對恐懼刺激的加工系統(tǒng)得到了更高級的進化,能夠更快地搜索到威脅性刺激(如蜘蛛、蛇等) (Mineka & Ohman,2002;Vuilleumier & Pourtois,2007)。精神病理學的研究也發(fā)現(xiàn),相對于正常人,焦慮癥患者會對負性情緒刺激產(chǎn)生更強的注意偏向(Fox,Russo,Bowles,&Dutton,2001; Mathews & MacLeod,2005; Mogg,Kentish,& Bradley,1993; Mogg & Bradley,2005),抑郁癥患者在以情緒面孔為線索刺激時,表現(xiàn)出返回抑制能力不足(戴琴,馮正直,2009)。由此可見,研究IOR和情緒加工的關(guān)系進而探討其機制,對于了解不同的視覺搜索優(yōu)化機制是如何協(xié)同合作等問題有重要的意義,可以進一步考察機體在面對復(fù)雜情境時如何做出準確而有效的行為,同時也能為探討神經(jīng)癥患者的認知功能失調(diào)問題提供參考依據(jù)。鑒于此,本研究利用時間分辨率較高的 ERPs技術(shù),改變以往研究大都采用面孔簡圖為實驗材料的方法,以標準化的包含正性、中性、負性情緒的真人面孔為實驗材料,將情緒面孔刺激作為目標來呈現(xiàn),對IOR與情緒信息加工的關(guān)系問題進行了深入的探討。這不但可以有效避免非真實面孔材料導(dǎo)致的無關(guān)變量的影響,要求被試對搜索目標進行辨別反應(yīng)的任務(wù)還能夠使研究更具有生態(tài)效度,符合人類進行視覺搜索的目的是對環(huán)境中的刺激做出反應(yīng)的生物進化意義。

綜上,IOR是機體適應(yīng)環(huán)境的一個“搜索加速器”,它抑制個體將注意重新返回到曾經(jīng)搜索過但沒有搜索到目標的位置,從而可以更加有效地將注意資源投入到新的位置進行搜索(Klein & MacInnes,1999; 焦江麗,王勇慧,邊國棟,2009); 而情緒信息又可引起人們的注意偏向,具有加工上的優(yōu)先權(quán)(Anderson & Phelps,2001; Cisler & Koster,2010;Codispoti,Ferrari,& Bradley,2006; 黃宇霞,羅躍嘉,2009; Kawasaki,et al.,2001; Pourtois,Schwartz,Seghier,Lazeyras,& Vuilleumier,2006)。那么,當具有生物意義的刺激(比如情緒面孔)出現(xiàn)在個體曾經(jīng)注意過的位置時,具有抑制功能的IOR與享有加工優(yōu)先權(quán)的情緒信息之間的關(guān)系如何呢？我們認為,情緒面孔與個體的生存及社會生活密切相關(guān),對它的加工優(yōu)先權(quán)是伴隨著人類在自然界中的生存競爭發(fā)展出來的。個體對出現(xiàn)在目標位置的情緒面孔做出正確辨別是需要深度加工才可完成的任務(wù),是一種自上而下的過程; 而IOR在搜索過程中即可發(fā)生(Klein & MacInnes,1999),屬于知覺層面的抑制過程,體現(xiàn)出“盲目性”,是一種自下而上的反射性行為(Stoyanova,Pratt,& Anderson,2007)。因此假設(shè)：不管目標刺激是正性、負性還是中性面孔,IOR都會穩(wěn)定出現(xiàn),且不會影響到對情緒刺激目標的辨別。反之,由于情緒偏向是機體進化而來的具有適應(yīng)意義的穩(wěn)定機制(Lang,1995),它應(yīng)該不受知覺層面的 IOR的影響,即相比中性情緒刺激,對正性、負性刺激的情緒注意偏向在IOR范式條件下也會穩(wěn)定出現(xiàn)。這進一步反映出IOR與情緒加工兩種過程分屬于不同的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),二者的神經(jīng)通路是分離的,這種分離是機體為了利于生存和適應(yīng)而對環(huán)境做出的正確有效的選擇。

2 實驗方法

2.1 實驗設(shè)計

采用2 (線索的有效性：有效線索,無效線索) ×3 (目標的情緒性：正性、負性、中性)的重復(fù)測量被試內(nèi)設(shè)計,要求被試做辨別目標情緒性的反應(yīng),記錄被試的準確率、反應(yīng)時和被試執(zhí)行任務(wù)過程中的腦電。

2.2 被試

在校大學生16名(7男,9女),年齡21～26歲(平均 23.7歲)。被試無神經(jīng)系統(tǒng)或精神疾病史,視力或矯正視力正常,均為右利手。所有被試先前均未參加過類似實驗,實驗后獲得一定的實驗報酬。

2.3 實驗材料

選用中國面孔情緒圖片系統(tǒng)(CFAPS) (龔栩,黃宇霞,王妍,羅躍嘉,2011)中的情緒性面孔圖片120張。正性、中性、負性面孔圖片各40張。其中,正性選用的是愉快的面孔; 負性選用的是恐懼的面孔; 中性選用的是平靜的面孔。如表1所示。

表1 不同效價面孔圖片的認同度和強度

方差分析結(jié)果表明,三種圖片的強度水平?jīng)]有顯著差異,

F

(2,117) = 0.819,

p

= 0.443。

2.4 實驗程序

首先向被試解說腦電實驗的原理,消除被試的緊張心理。被試閱讀并簽署知情同意書。實驗在隔音電磁屏蔽房間里進行。被試與電腦屏幕之間的距離為75 cm。

實驗刺激在電腦屏幕上呈現(xiàn),圖片背景為黑色,實驗中各個圖片的大小分別為：注視點0.5° (水平) ×0.5° (垂直),面孔圖片即方框 2.34° (水平) ×3.36°(垂直),三個方框的視角范圍為±5°。

實驗采用線索-靶子范式,線索-靶子之間的時間間隔(SOA)在 1000～1100 ms之間變化(Taylor &Therrien,2008)。要求被試做辨別反應(yīng)。實驗程序如圖 1所示,每次測試開始,在計算機屏幕上都會出現(xiàn)三個方框,中間的方框中有一個“+”,要求被試注視這個“+”,800 ms后在左邊或是右邊的方框中會出現(xiàn)一個圓環(huán)200 ms后消失,300 ms后中間的“+”被圓環(huán)代替,200 ms 后又變回“+”,間隔300～400 ms (消除被試的期待并防止被試疲勞)后會在左邊或右邊的方框中出現(xiàn)一個面孔。要求被試判斷面孔的情緒性。正性和負性的按 f鍵,中性的按j鍵。反應(yīng)鍵在被試間進行匹配。每次測試之間的間隔為1000 ms。

圖1 實驗流程圖

整個實驗分為練習和正式實驗兩部分。練習中有 24個試次,可循環(huán)進行直至被試明白實驗程序并且正確率在80%以上,則進入正式實驗。正式實驗分為4個組塊,每個組塊中有120個試次。不同情緒性面孔圖片(各占1/3),以及有效線索、無效線索(各占 1/2)均隨機出現(xiàn)。每個組塊后被試休息 3分鐘。在實驗過程中,要求被試注視中心注視點,被試可以自由眨眼但盡量控制不要有皺眉、吞咽等動作。

2.5 數(shù)據(jù)采集

實驗采用 E-Prime軟件編程,記錄被試的反應(yīng)時和正確率,采用根據(jù)國際 10～20系統(tǒng)擴展的 64導(dǎo)電極帽,以 Neuroscan ERP工作站記錄 EEG信號。頭皮阻抗小于5 k?,采集信號時,以左側(cè)乳突作為參考電極,離線分析時再轉(zhuǎn)換為雙側(cè)乳突的平均為參考。水平眼電(HEOG)與垂直眼電(VEOG)均為雙極記錄,水平眼電電極分別置于左右眼外眥,垂直眼電電極置于左眼眶上下各1 cm的正中位置。濾波帶通為 0.05～100 Hz,連續(xù)采樣,采樣頻率為500 Hz。

2.6 數(shù)據(jù)分析

兩名被試因腦電偽跡過多而被剔除,有效被試14名。對實驗中記錄到的腦電數(shù)據(jù)首先用scan 4.3軟件進行離線分析,根據(jù)被試眼動的大小自動矯正眼動偽跡并充分排除其他偽跡,波幅超過±80 μV者(不包括眼動數(shù)據(jù))視為偽跡被剔除,并去除了錯誤反應(yīng)試次對應(yīng)的 EEG數(shù)據(jù)。根據(jù)總平均圖與參考文獻確定ERPs各成分的時間窗口分別為：P1：80～110 ms; N1：110～140 ms; N170：140～180 ms。選擇Po5、Po6、O1、O2、Poz、Oz共6個電極點統(tǒng)計分布于枕葉的成分(P1,N1); 選擇P7、P8兩個電極點統(tǒng)計分布于顳枕區(qū)的成分(N170)。采用SPSS 11.5 for Windows對實驗中得到的行為數(shù)據(jù)以及ERPs波形的測量指標數(shù)據(jù)進行重復(fù)測量的方差分析。所有主效應(yīng)和交互作用的

P

值都采用Greenhouse-Geisser法進行校正。

3 實驗結(jié)果

3.1 行為數(shù)據(jù)結(jié)果

對記錄到的反應(yīng)時,首先去除小于 100 ms和大于1000 ms的極端數(shù)據(jù)、正負3個標準差外的數(shù)據(jù)和錯誤數(shù)據(jù),然后對所有被試在各種條件下的錯誤率和正確反應(yīng)時進行兩因素重復(fù)測量的方差分析。

對錯誤率的方差分析結(jié)果顯示：線索有效性的主效應(yīng)顯著,

F

(1,13)=12.00,

p

＜0.01,有效線索下的錯誤率(0.030±0.003)高于無效線索下的錯誤率(0.022±0.002); 目標刺激情緒性的主效應(yīng)顯著,

F

(2,26) = 13.80,

p

＜0.01,正性目標上的錯誤率(0.005±0.002)比負性(0.042±0.006)和中性目標上的錯誤率(0.031±0.006)顯著較低。交互作用不顯著,

F

(2,26) =1.27,

p

=0.30。對正確反應(yīng)時的方差分析結(jié)果顯示：線索有效性的主效應(yīng)顯著,

F

(1,13) =32.18,

p

＜0.01,有效線索條件下的反應(yīng)時(702±22 ms)顯著長于無效線索條件(669±22 ms); 目標刺激情緒性的主效應(yīng)也顯著,

F

(2,26) =27.97,

p

＜0.01,正性面孔的反應(yīng)時(629±22 ms)顯著短于負性面孔(694±24 ms),也顯著短于中性面孔(733±23 ms)。交互作用不顯著,

F

(2,26) =0.12,

p

=0.89。

3.2 早期ERPs成分

早期ERPs成分以面孔圖片的呈現(xiàn)為疊加零點,分析窗口設(shè)為?200 ms到400 ms,以刺激前200 ms為基線,對面孔圖片呈現(xiàn)后的腦電活動進行疊加平均,得到有效線索正性目標、有效線索負性目標、有效線索中性目標、無效線索正性目標、無效線索負性目標、無效線索中性目標六種波形。疊加平均各個被試腦電數(shù)據(jù)后進行低通30 Hz (24 dB/oct)的數(shù)字濾波。

圖2 有效/無效線索條件下的P1、N1及眼電

結(jié)果發(fā)現(xiàn)：早期成分 P1的波幅在線索有效性上主效應(yīng)顯著,

F

(1,13) =6.70,

p

＜0.05,有效線索條件下的波幅(0.56±0.30 μV)比無效線索條件下的(1.05±0.26 μV)小; 在電極點上主效應(yīng)顯著,

F

(5,65)=5.15,

p

＜0.01,電極 Oz (0.89±0.29 μV)、O1(1.01±0.31 μV)上的波幅比 O2 (0.55±0.23 μV)上的波幅大,電極 Poz (1.01±0.31 μV)、Po5 (0.93±0.28 μV)上的波幅比 Po6 (0.45±0.22 μV)上的波幅大,在目標刺激情緒性上的主效應(yīng)以及交互作用均不顯著。早期成分N1的波幅在線索有效性上主效應(yīng)顯著,

F

(1,13)=9.06,

p

＜0.05,有效線索條件下的波幅(?1.15±0.39 μV)比無效線索條件下的(?0.29±0.24 μV)大; 在電極點上主效應(yīng)顯著,

F

(5,65) =2.78,

p

＜0.05,電極 Poz 上的波幅(?0.49±0.36 μV)比 O2(?0.87±0.27 μV)上的波幅小; O1 上的波幅(?0.63±0.23 μV)比 Po5 上的波幅(?0.95±0.26 μV)小; 在目標刺激情緒性上的主效應(yīng)以及交互作用均不顯著。如圖2所示。N170的波幅在目標刺激情緒性上主效應(yīng)顯著(

F

(2,26)=3.59,

p

＜0.05),正性目標(?2.28±0.36 μV)和負性目標(?2.33±0.40 μV)條件下比中性目標條件下(?1.91±0.39 μV) 大; 在線索有效性及電極點上的主效應(yīng)以及交互作用均不顯著。如圖3所示。

圖3 正性、負性、中性面孔目標下的N170及眼電

4 討論

本研究以情緒面孔作為IOR中的目標,要求被試對目標情緒做辨別反應(yīng),采用 ERPs技術(shù)考察了IOR和情緒偏向的關(guān)系。我們發(fā)現(xiàn),IOR和情緒注意偏向這兩種適應(yīng)機制都是非常穩(wěn)定的,并且實驗結(jié)果沒有顯示線索有效性和目標情緒性的交互作用,結(jié)果符合實驗前的預(yù)期,說明辨別任務(wù)中情緒信息與IOR之間沒有相互影響,表現(xiàn)出兩種加工過程的分離,為探討IOR和情緒偏向的機制問題提供了來自電生理學的證據(jù)。

4.1 IOR與情緒注意偏向的加工分離

本研究的行為數(shù)據(jù)結(jié)果顯示,在反應(yīng)的錯誤率上,有效線索條件比無效線索條件顯著較高,出現(xiàn)了 IOR; 在反應(yīng)時上,正性面孔的反應(yīng)時最短,中性面孔的反應(yīng)時最長,但無論是正性面孔、負性面孔還是中性面孔,有效線索條件下的反應(yīng)時都比無效線索條件下的長,即辨別正性、負性和中性面孔時都出現(xiàn)了IOR,且正性、負性和中性面孔的IOR量沒有顯著差異,即IOR沒有受到目標性質(zhì)的影響,這與Taylor等(2005)、王麗麗等(2010)的結(jié)論相似,也與已有的一些以生物意義刺激為線索的行為研究結(jié)果是一致的。例如,Stoyanova等人(Stoyanova,Pratt,& Anderson,2007)比較了恐懼面孔與中性面孔線索條件下IOR的異同,結(jié)果發(fā)現(xiàn)恐懼面孔所引發(fā)的 IOR與中性面孔所引發(fā)的 IOR沒有差異;Lange,Heuer,Reinecke,Becker和 Rinck (2008)以蜘蛛恐懼者為被試探討了線索位置的蜘蛛圖片對IOR的影響,結(jié)果同樣沒有發(fā)現(xiàn)蜘蛛線索對IOR產(chǎn)生影響。但是本研究的結(jié)果與 Taylor和 Therrien(2008) 的結(jié)果不一致,他們的實驗中發(fā)現(xiàn)目標面孔的IOR相比非面孔更大,我們認為這可能是由于他們的非面孔圖片(由打亂的五官拼湊而成的簡圖)引起被試的過度注意而導(dǎo)致的,本研究中對 ERPs成分的分析證實了該推測?？傊?根據(jù)當前的研究結(jié)果,我們認為,IOR是人類進化而來的一種適應(yīng)機制,它發(fā)生在知覺層面上,而本實驗要求被試對目標的情緒性做出判斷,這一過程會受個體經(jīng)驗的影響,是一種自上而下的加工,兩者發(fā)生在不同的神經(jīng)通路內(nèi),表現(xiàn)出獨立性。之所以已有研究在情緒刺激是否影響IOR的產(chǎn)生問題上存在爭議,一個重要原因是由于提出不同觀點的研究都是基于記錄反應(yīng)時的行為實驗(Taylor & Therrien,2005,2008),無法深入到機制上進行探索,本研究采用了ERPs技術(shù)來考察IOR與情緒性面孔圖片的關(guān)系,通過分析P1、N1、N170等ERPs成分的變化則可以清楚地闡明兩者的加工過程。

4.2 IOR與情緒注意偏向分離的電生理學證據(jù)

在當前關(guān)于IOR的研究中,不少研究者都力圖探索IOR與生物意義刺激加工的關(guān)系問題,但結(jié)論很不一致(Fox,Russo,& Dutton,2002; Lange,Heuer,Reinecke,Becker,& Rinck,2008; Stoyanova,Pratt &Anderson,2007; Taylor & Therrien,2005,2008;Theeuwes & Stigchel,2006),一方面原因在于,大多數(shù)研究只是使用了生物意義刺激為線索,不能夠完整地操控IOR發(fā)生的過程; 另一方面,雖然已有研究者也嘗試將生物意義刺激置于目標位置呈現(xiàn),但已有的相關(guān)研究都是行為實驗,由于其控制方面的局限,難以對基于低水平加工的注意層面的IOR做出細致的分析,這也是導(dǎo)致結(jié)論模糊的主要原因。具有高時間分辨率的ERPs技術(shù)則可以較為清楚地解決該問題。

首先,本研究發(fā)現(xiàn)了 P1、N1兩種早期成分在IOR范式中有效、無效線索兩種條件下的分化。P1、N1是視覺注意研究中兩個典型的ERPs成分。當前,少量采用 ERPs技術(shù)對 IOR進行的研究均發(fā)現(xiàn)了P1、N1在IOR中的差異(McDonald,Lawrence,&Kiehl,1999; Prime & Ward,2006)。由于實驗任務(wù)的不同,這些研究中 P1、N1的結(jié)果也有所不同,例如,有研究者認為 N1的效應(yīng)只有在要求被試做辨別任務(wù)時才會出現(xiàn)(Vogel & Luck,2000)。McDonald等人(1999)發(fā)現(xiàn)在定位任務(wù)的IOR中,有效線索條件下 P1的波幅顯著小于無效線索條件下的波幅;相反,Hopfinger和Mangun (2001)在研究中雖然檢測到了 IOR的存在,但是卻并沒有發(fā)現(xiàn) P1效應(yīng);Prime (2006)利用 ERPs技術(shù)對辨別任務(wù)下的 IOR進行了實驗研究,結(jié)果表明P1、N1在IOR條件下都減小了。羅琬華、曾敏和李凌(2003)對覺察任務(wù)下IOR對應(yīng)的ERPs變化進行了實驗研究,結(jié)果同時發(fā)現(xiàn)了P1與N1在有效/無效線索條件下的差異,表現(xiàn)為：出現(xiàn)IOR效應(yīng)時,枕部電極有效線索條件下的 P1幅值小于無效線索條件下的 P1幅值,而N1幅值卻變大。這提示N1成分并不一定是辨別任務(wù)中獨有的與IOR相關(guān)的成分。本研究使用真人情緒面孔圖片作為目標刺激,要求被試對其做辨別反應(yīng),結(jié)果發(fā)現(xiàn)了早期成分 P1、N1的分化,得到了與羅琬華等一致的研究結(jié)果,發(fā)現(xiàn)相對于無效線索條件,有效條件下的P1波幅更小,N1波幅更大。我們認為P1、N1的這種變化體現(xiàn)了IOR過程中注意的作用,表明IOR對早期的感知覺加工產(chǎn)生了影響,即 IOR可能是來自于早期的注意抑制,這與Prime等(2006)利用ERPs進行的IOR的研究結(jié)果也是一致的,他們也認為IOR的產(chǎn)生是與反應(yīng)之前的階段相關(guān)聯(lián)的,與反應(yīng)過程關(guān)系不大。本研究中ERPs的結(jié)果也更為清楚地證實了Taylor和Therrien(2008) 的研究中所發(fā)現(xiàn)的面孔目標 IOR更大的現(xiàn)象是由于對非面孔的過度注意導(dǎo)致了 IOR的減小,而不能充分證明因面孔的生物性導(dǎo)致了 IOR的變化,這也反映出行為實驗數(shù)據(jù)的局限性。另外,本實驗中ERPs的結(jié)果進一步從發(fā)生時程上說明IOR與個體對目標的反應(yīng)沒有關(guān)系,它只是簡單地將先前注意過的位置打上抑制的標簽,使個體感知到這個位置已經(jīng)被搜索過,作為一個知覺的“搜索加速器”而存在,反映出一種“盲目”性。

其次,當前研究還發(fā)現(xiàn)了 N170在正性、負性和中性情緒面孔上波幅的變化。N170是與面孔加工有關(guān)的一個特異的腦電成分,已有關(guān)于情緒性面孔加工的ERPs研究發(fā)現(xiàn),N170在不同情緒效價上存在差異(Batty & Taylor,2003; Pizzagalli,Greischar,& Davidson,2003)。本研究發(fā)現(xiàn)正性情緒面孔圖片和負性情緒面孔圖片引起了更大的 N170波幅,表現(xiàn)出了注意偏向,并且 N170的波幅沒有受到 IOR的影響,說明情緒加工是一個獨立的過程。當對機體生存具有重要意義的情緒性刺激出現(xiàn)在搜索位置時,即便 IOR仍可“盲目”出現(xiàn),情緒刺激也能夠快速捕獲注意引起注意偏向,從而導(dǎo)致心理加工和行為反應(yīng)的優(yōu)先效應(yīng)(Anderson & Phelps,2001;Cisler & Koster,2010; Codispoti,Ferrari,& Bradley,2006; 黃宇霞,羅躍嘉,2009; Kawasaki,et al.,2001;Pourtois,Schwartz,Seghier,Lazeyras,& Vuilleumier,2006)。也就是說,雖然 IOR機制對前面曾簡單注意過的位置進行了抑制,但這種知覺上的注意抑制并不能直接阻止對該位置上出現(xiàn)的具有生物意義的刺激內(nèi)容進行加工,當有明顯的情緒刺激需要進行辨別時,機體仍然會優(yōu)先加工到它從而做出躲避、逃跑或驅(qū)向的行為。機體面對復(fù)雜情境時,情緒性的信息會被優(yōu)先加工,這種對先前位置的注意抑制和對情緒內(nèi)容的優(yōu)先加工的分離是人類適應(yīng)環(huán)境求得生存的靈活體現(xiàn)。這種進化上的意義當前已有研究者嘗試通過考察被試的眼動等實驗做出了進一步驗證。例如,Hy?n?等使用眼動追蹤技術(shù)做了一系列研究,探討了情緒偏向在眼動指標上有何體現(xiàn),他們發(fā)現(xiàn)：相對于中性場景,被試對情緒場景的首次注視比率更高,眼跳潛伏期更短,精確識別情緒場景所需要的凝視時間也更短(Calvo,Nummenmaa,& Hy?n?,2007,2008; Nummenmaa,Hy?n?,& Calvo,2006); 而且,即便是要求被試忽視情緒圖片,情緒圖片在眼動指標上所體現(xiàn)的情緒偏 向 效 應(yīng) 仍 可 以 出 現(xiàn) (Nummenmaa,Hy?n?,&Calvo,2009)。

總之,我們通過實驗發(fā)現(xiàn),當要求被試對目標做辨別反應(yīng)時,IOR與對目標情緒的注意偏向之間沒有相互作用,IOR作為“搜索加速器”在不同辨別目標條件下可非常穩(wěn)定的出現(xiàn),對情緒面孔的注意偏向效應(yīng)也沒有因為IOR的存在而發(fā)生變化。這說明 IOR的功能在于機體通過阻止注意先前曾搜察過的位置來提高視覺搜索的效率(Posner & Cohen,1984),但是當對個體意義重大的刺激出現(xiàn)于環(huán)境中時,個體仍可對該刺激做出獨立于IOR機制的快速反應(yīng)。IOR與情緒偏向的分離表明機體可以靈活有效地將抑制和激活功能安排妥當,順利實現(xiàn)適應(yīng)環(huán)境的需要。

4.3 研究展望

首先,IOR的發(fā)生有兩個必需的成分,即對先前位置的外源性線索化和隨后出現(xiàn)在該位置的目標,本研究將情緒面孔置于IOR中的目標位置,發(fā)現(xiàn)了情緒面孔加工與IOR的分離。但IOR的發(fā)生是否受情緒刺激的調(diào)節(jié)也是研究的焦點問題,因此下一步擬將情緒面孔置于線索化位置進行系列研究來考察情緒的注意偏向與IOR的關(guān)系,同時有可能對正性和負性情緒在返回抑制條件下的機理做出細致區(qū)分。其次,情緒刺激不僅包括情緒面孔,情緒場景及情緒詞對個體而言也是重要的具有生物意義的刺激。因此,有必要對情緒面孔加工與IOR的分離置于情緒場景以及情緒詞的加工中做進一步探討。再次,已有研究者嘗試考察了高特質(zhì)焦慮被試(Fox,Russo,& Bowles,2001)和抑郁癥患者(戴琴,馮正直,2009)的IOR過程,如果能將情緒障礙被試的注意偏向與IOR結(jié)合起來進行ERPs研究,其結(jié)果將為精神病理學的情緒功能研究提供實驗依據(jù),這也是未來的研究方向之一。

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