自動化加工中的注意調控作用：無意識認知新構念

安 龍，丁 峻

（1.咸陽師范學院教育科學學院，陜西咸陽712000；2.杭州師范大學教育科學學院，浙江杭州310018）

自動化加工中的注意調控作用：無意識認知新構念

安 龍1，丁 峻2

（1.咸陽師范學院教育科學學院，陜西咸陽712000；2.杭州師范大學教育科學學院，浙江杭州310018）

雖然自動化加工是在無意圖的狀態(tài)下產生的，但是這種無意識加工受到注意自上而下的控制。閾下啟動效應需要注意參與，其加工易受刺激期盼、動作意圖和任務集等因素的影響；當無意識信息與目標任務匹配時注意能夠增強其加工過程，作用方式與有意注意基本一致。注意敏感機制通過將引導任務和啟動效應相結合的方式可對當前矛盾的實證研究做出合理解釋。未來研究可在無意識視覺加工的注意控制屬性領域多做嘗試。

自動化加工；注意；閾下啟動；無意識

傳統(tǒng)觀點認為，無意識加工是不受任何因素影響的自動化加工過程。注意、任務目標、任務集等自上而下的控制僅限于有意加工過程[1]?；诖耍瑹o論是行為學研究，還是神經生理研究都力求找到這種“純粹的自動化”過程。研究者們都在各自領域內不斷探索：客體或面孔再認[2]、運動準備[3]、情緒加工等[4]。然而，注意和目標任務經常會調節(jié)行為和神經生理效應，使得自動化加工的純粹性難以維持，這一研究現狀是對傳統(tǒng)觀點的極大挑戰(zhàn)[5]。Botvinick等人（2001）曾指出，按照傳統(tǒng)觀點人類的認知系統(tǒng)似乎缺乏靈活性。各種形式的無意識加工過程都會對有意識目標信息加工產生影響，因此需要大量的有意控制來抑制這些反應趨勢以協助有意加工過程順利完成[6]。

一些學者開始對自動化加工或無意識認知理論進行修訂[7－9]。這些理論認為認知系統(tǒng)會根據注意或者任務集的不同進行調整以保證自動化加工的順利產生和運行。其中，以Neumann等人（1990）提出的直接參數規(guī)范理論 （direct parameter specification）最具代表性[9]。只有當無意識信息與當前任務意圖匹配時，該信息才會被加工并進而影響與目標刺激有關的行為反應。可以發(fā)現，這種“修訂版”的自動化加工理論認為自動化加工受到如注意、意圖和任務集等自上而下因素的影響，這些因素可以重塑加工過程使其能更加有效地完成任務操作?；谡J知系統(tǒng)的重塑作用，有學者將這種理論戲稱為“條件化”的自動加工理論[10]。下面將從理論修訂、影響因素和理論應用等三個方面出發(fā)，對國外相關研究進行梳理。

1 理論修訂

由無意識刺激引起的啟動效應是研究自動化加工的理想工具，研究表明閾下掩蔽啟動刺激可以促進目標刺激的加工效率[11]。研究者們運用閾下啟動范式進行了大量的研究，所取得的研究成果對自動化加工理論進行了不同程度的修改。雖然修訂版的自動化加工理論也認為加工過程受到自上而下控制的影響，但是還缺乏一個完整的理論框架對各種不同的自上而下因素和加工形式進行概括。近期研究者們發(fā)現自動化加工過程中注意似乎在調節(jié)各個加工通路的敏感性，即注意敏感機制。該機制認為，任務集會增強與任務相關的無意識加工過程，同時減弱與任務無關的加工過程，這是注意影響自動化加工的關鍵[12]。Haynes等人（2007）的研究也發(fā)現，有意知覺會受到注意加工的影響，無意識認知的自上而下控制信號來自前額葉，前額葉會增強或減弱感覺通道輸入信息的敏感性[13－14]。換言之，增強對應腦區(qū)的神經元興奮水平進而促進任務相關通路的加工；反之，與任務無關的加工通路的神經元興奮水平會降低。哺乳動物的單細胞記錄研究表明，在持續(xù)感覺刺激輸入的情況下，單個神經元放電的可能性與該神經元所負責的刺激維度是否被優(yōu)先加工有關[15]。注意敏感機制的主要觀點與受控加工類似：第一，自動化加工受注意資源通達性的制約；第二，自上而下的控制主要源自認知系統(tǒng)對當前任務表征。其中，當前任務表征對自動化加工的影響是通過增強任務相關加工通路的敏感性和降低任務無關通路敏感性實現的。

雖然有意和無意加工的自上而下控制的作用原理相同，但認知系統(tǒng)對有意加工的自上而下控制更為靈活。研究者們將控制分為優(yōu)先控制（preemptive control）和反應控制（reactive control）兩種形式[16－17]。在優(yōu)先控制的情況下，刺激表征可以激活自上而下控制。因此，有意和無意識刺激都可以激活優(yōu)先控制，但只有在有意刺激引發(fā)的條件下，反應控制（reactive control）才能對在線加工或已經完成的認知加工實施控制。即不被意識察覺的閾下刺激（subliminal stimulus）不能進行策略化加工。換言之，自動化加工的自上而下控制只能在知曉行動目標或者行為輸出的背景下“含蓄地”發(fā)生。Dehaene等人（2006）通過研究發(fā)現以在線方式進行有意控制只能是針對有意加工[18]。注意對無意識加工的影響可能因注意敏感度的不同而存在差異。傳統(tǒng)觀點認為對無關刺激的行為抑制一般只在有意或受控加工上完成。然而，與自動化加工過程相比，對目標進行有意識地策略化加工需要更強的適應性和更強的自上而下控制靈活性。下文將從注意對閾下啟動多樣性影響入手，在對已有研究進行梳理的基礎上找到支持無意識視覺加工的注意敏感機制的證據，并對引導任務范式（induction task paradigm）這一研究注意敏感機制的實驗范式做簡要介紹。

2 閾下啟動效應及其影響因素

2.1 閾下啟動效應

閾下啟動效應（subliminal priming）是指呈現于意識閾限之下的啟動刺激會對隨后的目標刺激加工起到促進作用。一般可以根據啟動刺激與目標刺激的關系將啟動效應分為掩蔽視覺--運動啟動效應（Masked visual-motor response priming）和掩蔽語義啟動效應（Masked semantic priming）。掩蔽視覺--運動啟動效應是指當掩蔽啟動刺激與目標刺激一致時，反應速率更快。這種類型的啟動效應將視覺信息和運動信息組合在一起。掩蔽語義啟動效應則不同，它反映的是對詞匯意義的加工。掩蔽啟動刺激在語義上與目標詞匯相關聯時，就會促進對目標詞匯的反應。兩種啟動效應受到不同加工通路的調節(jié)，視覺--運動啟動效應需要頂枕區(qū)（parietal-occipital）的參與，該區(qū)域負責視覺形成（腹側通路）和客體捕捉及運動準備（背側通路）等方面的功能[19]。語義啟動的腦區(qū)為前顳葉（anterior temporal lobe）區(qū)，這里是進行語義信息整合的功能區(qū)。

2.2 影響因素

經典的自動化加工理論在認知加工領域的影響甚為廣泛，對無意識加工自上而下控制的研究在最近幾年才逐漸展開。通過對注意的控制可以調節(jié)閾下啟動效應，而對無意識視覺加工的注意效應的探索是該類研究的核心問題。下面將從注意資源、刺激期盼、行動意圖和加工任務等四方面來闡述閾下啟動效應的自上而下控制現象。

2.2.1 注意資源的影響

與有意識視覺加工一致，閾下啟動效應也需要注意自上而下放大作用和相應的注意資源支持。一項掩蔽語義啟動研究中，在刺激流中呈現一個注意線索，該線索既可以出現在掩蔽啟動的時間窗內，也可早于掩蔽啟動1秒呈現。在后一種情況下，當啟動刺激呈現時注意已經撤離了。結果發(fā)現，只有當掩蔽啟動位于注意時間窗內時，N400效應才能出現[20]。Naccache等人（2002）的研究中也發(fā)現當啟動刺激和目標刺激在時間上可以預測時掩蔽啟動效應出現[21]。此外，在每個trial之前增加一個需要消耗大量注意資源的困難任務時掩蔽語義啟動效應顯著削弱[22]。注意除了在時間和有效性兩個方面產生影響之外，空間性上也有顯著作用。對于盲視患者而言，空間線索可以明顯提高相應視野內的分辨率[23]，這一研究結果說明空間注意的放大作用可以顯著提高無意識視覺加工的效率。換言之，注意和意識體驗在某種程度上是功能獨立的而且不能將兩者等同起來[24]。

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2.2.2 刺激期盼產生的影響

閾下加工會受到刺激期盼的顯著影響。受到主體期望的閾下刺激會被注意放大，而沒有被期望的刺激其加工過程會逐漸減弱[25]。當然，這些注意期盼的建立并不僅僅取決于閾下刺激本身，個體對視覺刺激的知覺也有同樣作用：可視目標刺激的啟動范式。研究表明，可視目標刺激的屬性能顯著影響閾下啟動效應。該現象在行動啟動（action priming）領域中十分常見，當行動反應是個體期盼的且反應本身符合可視目標的準備行為狀態(tài)，掩蔽啟動效應才會出現[26]。例如，由新異刺激（啟動刺激不在目標刺激中出現）引起的閾下反應啟動效應中，只有當啟動刺激與目標刺激在注意維度上有關聯時啟動效應才會出現。Kunde等人（2003）的研究發(fā)現，當數字啟動項的數值范圍位于目標數值范圍以內時，啟動會對目標反應產生促進作用 （如，啟動刺激是2和3，目標刺激是1和4）。另一項語義啟動研究中也得到了類似的結果[27]：實驗1中，當目標分類涉及的數量眾多時 （40個目標），被試就會對多種不同的語義詞匯產生期盼；另一種實驗條件是目標刺激項目很少（4個目標），個體就會將注意集中在較小的刺激范圍內。結果刺激項目期盼影響了閾下信息的加工，在目標集容量較大時新異刺激（novel words）引發(fā)了閾下啟動效應，目標集容量較小時沒有引發(fā)啟動效應。這些研究結果說明，即使啟動刺激以閾下的方式呈現，由它們引發(fā)的注意和意圖會增強被期盼刺激的加工通道敏感性。進而被期盼的閾下刺激引發(fā)了啟動效應。

2.2.3 動作意圖的影響

行為意圖也會對掩蔽啟動產生明顯影響。研究者們發(fā)現[28、29]，閾下啟動刺激和個體當前行為目標一致時啟動效應出現，如果啟動刺激與當前目標任務無關，那么啟動效應就會消失；當反應決策是基于目標形狀做出時，如果啟動和目標刺激形狀相近就可以引發(fā)閾下啟動效應。如果指導語要求被試根據目標顏色做出反應，那么不論啟動和目標的形狀關系如何啟動效應都不會出現。一項關于刺激形狀和顏色的啟動效應研究報告指出[30]，只有當啟動刺激屬性與當前任務要求匹配時啟動效應發(fā)生，與任務不匹配的啟動刺激不能引發(fā)啟動效應。由此可知，即使是由無意識刺激引發(fā)的啟動效應也必須滿足如下條件：刺激特征屬性和指向目標刺激相關維度的自上而下搜索模板相匹配。

Eckstein等人（2007）考察了動作意圖對詞匯語義閾下加工的影響[31]，對目標詞的多個維度進行分類研究，如情感效價（積極與消極）、生命性（有生命與無生命）等。結果發(fā)現當啟動刺激的意義維度和當前任務維度匹配時，閾下啟動效應出現。啟動和目標詞的空間一致性研究也得到了同樣的結論[32]，即啟動和目標詞的空間位置意義對完成空間任務產生了促進或抑制作用。上述研究結果表明，動作意圖會強化一致性和弱化不一致性的無意識加工通路。換言之，自上而下的注意信號可以增強與目標意圖匹配的刺激維度的無意識加工。因此，當啟動刺激維度與當前行為意圖匹配時，閾下啟動效應產生。盡管行為意圖會弱化無關刺激的閾下加工，但也不排除當無關信息部分匹配當前目標任務時會影響反應加工的可能性。這種現象在可視刺激的干擾效應中十分常見，例如用顏色單詞命名墨水顏色的stroop效應。同樣，用雙手對可視刺激進行辨別反應時會受到空間位置的干擾作用，即simon效應。有趣的是，這些干擾效應都說明了對無關刺激維度可以進行自動化加工，一旦指導語發(fā)生變化，這些部分匹配的無關刺激維度所引發(fā)的干擾效應就會消除。

2.2.4 加工任務對閾下啟動的影響

除了動作意圖之外，認知加工任務也可以引發(fā)閾下啟動效應。與行動意圖的作用方式類似，加工任務通過調控個體的注意敏感性，使認知系統(tǒng)對任務相關刺激更加敏感。近年來，一些研究者嘗試采用引導任務范式（induction task paradigm）對個體的注意敏感機制進行研究。該范式的優(yōu)點是可以使由任務集（task set）激發(fā)的注意指向不同形式的自動化加工過程。任務集是一個十分靈活的認知操作系統(tǒng)，個體可以利用任務集有效地完成任務操作[33]。此外，任務集的概念與意圖有相似之處。意圖的概念更加寬泛，它包括了對目標表征的有意知覺和執(zhí)行目標行為的主觀準備狀態(tài)等。任務集一般指當前認知加工的對象及其必要屬性，如形狀知覺、語義辨別、顏色辨認等。在特定情況下兩個概念等同，即任務集與意圖的匹配關系與當前加工任務在時間上耦合時，這種時間上的耦合性是認知系統(tǒng)靈活性體現的前提。

圖1 語義或知覺引導范式[12]

圖1描述了任務集（task set）對無意識語義或知覺加工產生自上而下作用時的刺激流設置情況。該范式充分展示了任務設置激活過程中的時間動力性。在實驗進程中被試需要連續(xù)完成兩個認知操作：第一個任務是語義或者知覺辨別任務；第二個是被閾下啟動決策任務。根據注意敏感機制，首先完成的認知操作會對后面的掩蔽啟動效應產生不同程度的影響。

利用引導任務范式研究者可以考察引導任務是否會對啟動效應產生影響。換言之，在掩蔽啟動刺激呈現之前，語義判斷任務（引導任務）是否可以強化語義加工通路進而增強閾下語義啟動。如果在語義啟動任務之前呈現知覺辨別任務，即要求被試將注意力集中在刺激的個別維度上，可能會弱化語義加工通路，進而減弱語義啟動效應。如圖1所示，研究者隨機改變引導任務與啟動任務的時間間隔（200 ms和800 ms），以此來考察引導任務對啟動任務的影響是否和時間有關。以往任務轉換研究表明當任務表征呈現600ms之后會受到抑制[34]。利用該范式的研究者假設，如果語義引導任務可以提高語義加工通路的敏感性，那么在短時間間隔情況下（200ms）增強語義啟動效應。

在Kiefer等人（2010）研究中[12]，語義和知覺引導任務的難度都做了平衡處理。在實驗1中，語義引導任務是詞匯意義辨別，即判斷目標詞是否有生命，任務難度較低；知覺引導任務則是較為困難的單詞形態(tài)判斷任務，即單詞的首個或者末尾字母是閉合的還是開發(fā)的。實驗2中的難度類型反轉了：語義引導任務較為困難，被試需要判斷目標詞匯意義是潮濕的還是干燥的；知覺任務是判斷單詞的首個或末尾字母是否是字母“t”。實驗3中是非言語性的引導任務：語義判斷和客體圖片分類，兩類任務的難度相同。在啟動和目標間隔時間短的條件下，反應時（RT）和ERP成分（N400）都表明當語義引導任務在閾下啟動刺激之前呈現時可以增強語義啟動效應，如果引導任務是知覺判斷則會減弱語義啟動效應。該研究在對引導任務難度和類型平衡之后發(fā)現，語義引導任務可以增強閾下語義加工。當啟動和目標間隔時間變長 （800 ms），知覺引導任務可以明顯增強啟動效應。研究者推測在長時程間隔條件下，引導任務集開始消退，認知系統(tǒng)立即重構以應對接下來的認知操作：知覺引導任務消退之后語義加工通路重新被激活，同理，語義引導任務失活也會降低語義加工通道的敏感性。這種認知加工模式與返回抑制（inhibition of returnmechanism）非常相似[34－35]。不同引導任務對掩蔽啟動產生的不同影響揭示了認知系統(tǒng)重構的動力性屬性，進而闡明了任務轉換對無意識加工的自上而下控制作用。

Kiefer等（2010）人還進一步考察了知覺和語義引導任務對閾下語義啟動和視覺--行動反應啟動效應的影響。在視覺--行動反應啟動任務中，被試用左右手對不同的目標幾何圖形進行按鍵選擇。目標之前會呈現一個掩蔽啟動刺激，啟動刺激暗含的反應信息與目標或者相同或者不同，但與目標的形態(tài)不同。與語義啟動不同，視覺--運動反應啟動效應發(fā)生在頂枕葉處，時間為200～500 ms。根據注意敏感機制，知覺和語義引導任務會對兩種形式的啟動效應產生不同的影響。研究結果表明，引導任務確實產生了不同的影響：語義引導任務激發(fā)了顯著的語義啟動效應，視覺--運動啟動效應與知覺引導任務之間有顯著相關。因此，視覺--運動和語義啟動效應中無意識加工受到當前任務操作的影響。

3 “條件化”的自動化加工

大量實證研究表明，自動化加工和有意加工一樣都會受到注意控制的作用。閾下啟動效應（subliminal priming）說明自動化加工過程也受到注意資源、刺激期盼、行動意圖和任務集等自上而下控制因素的影響。因此，與傳統(tǒng)自動化加工理論相比，閾下刺激引發(fā)的自動化加工會不同程度地會受到注意控制的作用。前文中所述的加工通路注意敏感機制與其他學者“修訂版”的自動化加工理論觀點頗為相似[21]。而且認知加工能否自動發(fā)生與意識和意圖無直接關聯，當認知系統(tǒng)根據當前情況做出調整時自動化加工才能發(fā)生，且其加工過程也受到自上而下控制的調節(jié)。

例如，在語義加工研究領域，有研究者認為語義加工不是自動化過程，需要有意識的受控加工直接通達概念意義才能實現[36]。持這種觀點的學者認為由啟動刺激引發(fā)的語義啟動其實質是被試將大量注意資源投向了啟動刺激。有研究表明，當啟動刺激位于注意范圍以外時，或要求被試只對啟動刺激的單個屬性而不是其意義反應時，語義啟動效應要么減弱要么消失了[37]。這說明對詞匯概念的意義通達必須有受控加工過程的參與。但是，其他學者的研究表明閾下啟動詞匯可以引發(fā)語義啟動效應，即詞匯加工也可自發(fā)進行[38]。情緒研究中也存在類似矛盾的結果。有研究者發(fā)現情緒信息可以在意識無法覺察的情況下完成自動加工[39]。Pessoa等人（2002）的研究發(fā)現情緒信息以一種策略加工模式進行[40]：當情緒臉孔出現時杏仁核激活水平明顯提高，當第二個認知任務占據大量注意資源時杏仁核激活水平降低。研究者認為，情緒加工中樞（杏仁核）激活不是自動化的過程，該過程需要注意資源參與。綜上，無論是語義加工還是情緒加工，這些相互矛盾的研究結果夠可以用注意敏感機制予以解釋：自動化加工和受控加工一樣都需要注意放大作用來激活加工通路。換言之，在注意調節(jié)的情況下，無意識語義加工過程可以發(fā)生，但純粹的自下而上的刺激不一定能夠引起此類加工過程。如果后續(xù)任務耗盡了注意資源，那么情緒刺激自動激活情緒反應的趨勢就會減弱甚至消失。

引導任務和啟動任務相結合的研究范式是考察這類問題的理想研究方法。利用無意識認知的注意敏感機制，研究者們可對過去以及未來研究中的矛盾之處做出解釋。自動化加工的調節(jié)作用最早在stroop效應中得到體現：與任務無關的單詞閱讀任務和目標任務顏色命名之間產生沖突。但是，當要求被試將顏色詞匯想象成無意義的字母組合時，stroop效應就立即消失了。由此可見，指導語暗示作用對stroop效應的干擾十分明顯，進一步表明stroop效應是“條件化”的自動加工過程。

4 小結

認知系統(tǒng)在線加工過程中會根據目標不斷做出調整：無論是有意識還是無意識，認知加工系統(tǒng)會優(yōu)先處理任務相關刺激，任務無關刺激則被壓抑。換言之，無意識加工在一定程度上受到注意控制的影響。注意敏感機制認為，非目標導向的無意識加工不會決定認知發(fā)展的方向，更不會單獨影響后續(xù)行為表現。盡管很多研究已經證明了無意識視知覺中的注意敏感性機制問題，仍然還有很多問題亟待解決：

1）如果注意敏感機制是一般性理論時，那么它就應適用于其他形式的無意識加工，如空間加工和情緒加工。無意識情緒加工是意識控制研究的重鎮(zhèn)，該領域內取得的研究成果可以直接用于治療情緒障礙。此外，注意敏感機制是否對健康人群和患病人群的無意識加工以及情緒加工都可產生作用。未來的研究可以考察事先激活的任務表征是否能對內因記憶產生區(qū)別性影響。例如，給恐怖癥患者呈現閾下積極刺激或許可以減少其對恐怖刺激的反應強度。

2）無意識視知覺的注意控制研究只采用了引導任務范式進行。然而，其他認知控制技術也應該引起注意敏感機制。因而未來的研究可以考察由分心物[41]或者閾下任務線索[42]等引起的無意識加工自上而下控制。

3）為了進一步揭示注意敏感的作用機理，在同一啟動范式內比較自上而下控制對不同刺激類型引起的啟動效應的作用就顯得十分重要。換言之，同一任務集（task set）是否可以同時增強閾下呈現的圖片和詞匯信息的加工。

4）根據注意敏感機制的描述，無意識加工的自上而下控制信號是由前額葉發(fā)出的。因此前額葉的激活水平會直接影響后腦相關敏感通路的加工，這一假設可用fMRI等先進的研究手段予以驗證。

總之，無意識加工的自上而下控制可以使信息流與更高水平的任務表征匹配起來。自動加工的注意敏感性可以優(yōu)化信息流使其朝向目標表征，也能保證在無意識加工過程中認知系統(tǒng)始終保持高度的靈活性和適應性。但是，注意敏感機制仍需更多的實證研究來進行支撐，這些研究可從不同認知和任務領域的無意識視覺加工和有意注意控制的動力性系統(tǒng)等方面入手。

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〔責任編輯 石白云〕

Attention to Regulatory Role in Automatic Processing：New Ideas of Unconsciuous Process

AN Long1，DING Jun2
（1.School of Education，Xianyang Normal University，Xianyang Shaanxi，712000；2.School of Education，Hangzhou Normal University，Hangzhou Zhejiang，310018）

While unconscious visual processing is generated in the state of non－intention，the top－down control of attention has an impact on this processing.Subliminal priming needs attention，its process is affected by stimulate expectations，intentions and tasks set；the process can be enhanced when unconscious information ismatched with the objectives and tasks，itsmode of action is basically the same with conscious attention.The attentional sensitizationmodemakes a use of the way of the combination of induction tasks and priming effects tomaking a reasonable explanation about the current contradictions of the empirical studies.Future research should pay an attention on the fields of controlling properties of unconscious visual processing.

automatic processing；attention；subliminal priming；unconscious

B849

A

1674－0874（2013）06－0071－07

2013－08－08

咸陽師范學院專項科研基金［11XSYK123］

安龍（1984－），男，山西原平人，碩士，助教，研究方向：認知心理學。