獎賞預(yù)期調(diào)節(jié)局部注意干擾效應(yīng)*

紀(jì)麗燕 陳寧軒 丁錦紅 魏 萍

(首都師范大學(xué)心理系, 北京市“學(xué)習(xí)與認(rèn)知”重點實驗室, 北京 100048)

1 引言

生活在一個紛繁蕪雜的世界中, 視覺選擇性注意的功能保證我們能夠加工某些刺激, 同時忽略或抑制另外一些無關(guān)刺激。在對目標(biāo)刺激的選擇和對無關(guān)刺激的抑制過程中存在著一種現(xiàn)象—局部注意干擾效應(yīng)(Localized attentional interference, LAI)。具體來講, 局部注意干擾效應(yīng)是指在視覺搜索任務(wù)中, 要求被試同時搜索在空間上分離的兩個刺激,或者在目標(biāo)周圍存在任務(wù)無關(guān)的干擾刺激時, 刺激間相互干擾的現(xiàn)象。這種干擾表現(xiàn)為, 隨著兩個目標(biāo)刺激或目標(biāo)與干擾刺激間距離的減小, 被試的反應(yīng)時反而上升, 正確率下降(Bahcall & Kowler, 1999;Hilimire, Mounts, Parks, & Corballis, 2009; McCarley& Mounts, 2008; Mounts, 2000a, 2000b, 2005; Wei,Lü, Müller, & Zhou, 2008)。

近年來, 局部注意干擾效應(yīng)得到了很多實驗研究結(jié)果的支持(Hilimire, Mounts, Parks, & Corballis,2009, 2010, 2011; Mounts, 2000a, 2000b, 2005;McCarley, Mounts & Kramer, 2004; McCarley &Mounts, 2007; Wei et al., 2008)。局部注意干擾效應(yīng)的研究通常采用視覺搜索范式, 包括單目標(biāo)視覺搜索范式和雙目標(biāo)視覺搜索范式。采用雙目標(biāo)搜索范式的研究通常采用相同-不同辨別任務(wù)。例如,Bahcall和Kowler (1999)要求被試辨別線索化位置上的兩個字母是否相同, 并且操縱了兩個線索化位置的距離。研究結(jié)果顯示, 隨著兩個線索化位置的距離減小, 被試的辨別正確率也隨之下降, 即出現(xiàn)了顯著的局部注意干擾現(xiàn)象。如果不采用空間線索提示目標(biāo)出現(xiàn)的位置, 直接采用雙目標(biāo)搜索范式要求被試判斷搜索集中兩個顏色奇異項的形狀是否相同, 也得到了相同的結(jié)果(Mounts, 2005; McCarley& Mounts, 2007; McCarley et al., 2004)。這說明, 近距離兩目標(biāo)刺激的競爭較強, 任務(wù)難度較大, 個體的任務(wù)表現(xiàn)較差。隨著距離的增大, 競爭減小, 被試的任務(wù)表現(xiàn)成績上升。采用事件相關(guān)電位(Event-Related Potentials, ERPs)的研究發(fā)現(xiàn), N2pc成分的波幅隨著兩目標(biāo)間距離的增大而增大。N2pc成分是在目標(biāo)刺激出現(xiàn)后大約200～300 ms出現(xiàn)的一個差異負(fù)波(通常選取頂葉后部電極, 如P7/P8或PO7/PO8, 將目標(biāo)刺激所在視野對側(cè)半球的電極平均電壓值減去其同側(cè)半球的電極平均電壓值), 通常被認(rèn)為反映了對目標(biāo)刺激的選擇或者是注意資源的有效分配。這說明, 隨著距離的增大, 兩目標(biāo)刺激之間的競爭減小, 個體能夠?qū)⒆⒁赓Y源更加有效的分配到兩個刺激, 從而實現(xiàn)對目標(biāo)刺激的有效辨別(Hilimire et al., 2009, 2010)。采用單目標(biāo)搜索范式的研究要求被試對搜索集中特定的奇異項特征做辨別判斷, 同時存在另一個任務(wù)無關(guān)的奇異項作為干擾刺激。單目標(biāo)搜索任務(wù)的相關(guān)研究在行為上得到了和雙目標(biāo)任務(wù)類似的結(jié)果, 即, 隨著目標(biāo)-干擾刺激距離的減小, 個體對目標(biāo)的反應(yīng)時延長,正確率下降。對ERPs的結(jié)果分析同樣發(fā)現(xiàn)了N2pc成分的距離主效應(yīng), 其波幅隨著目標(biāo)-干擾項距離的增大而增大, 代表了對目標(biāo)的選擇增強(Hilimire et al., 2010)。同時, 采用單目標(biāo)任務(wù)的ERPs研究還發(fā)現(xiàn)了Ptc成分的距離主效應(yīng), 隨著距離的增大,Ptc成分的波幅減小(Hilimire et al., 2009, 2011)。Ptc成分是在目標(biāo)刺激出現(xiàn)后大約290～350 ms出現(xiàn)的對側(cè)正走向成分, 通常被認(rèn)為反映了對目標(biāo)刺激的偏向或者是對分心物的抑制。這說明, 隨著距離的增大, 分心物刺激對任務(wù)判斷的干擾逐漸減小, 因而個體對分心物刺激的抑制所需要的資源逐漸減小(Hilimire et al., 2010, 2011; Mounts, 2000a, 2000b;Mounts & Gavett, 2004; Mounts & Tomaselli, 2005)。綜合以上的兩種研究范式, 雖然單目標(biāo)搜索任務(wù)和雙目標(biāo)搜索任務(wù)都能夠產(chǎn)生穩(wěn)定的局部注意干擾效應(yīng), 但是由這兩種任務(wù)導(dǎo)致的局部注意干擾效應(yīng)產(chǎn)生的機制似乎是不同的。

對于局部注意干擾效應(yīng)產(chǎn)生的原因, 有研究者從不同的角度提出了解釋。注意選擇的競爭偏向模型認(rèn)為, 視覺皮層上相鄰的神經(jīng)元細胞的關(guān)系是相互抑制的, 一個視神經(jīng)細胞對目標(biāo)刺激的成功表征,是以壓制與其相鄰的神經(jīng)細胞為代價的(Desimone& Duncan, 1995; Desimone, 1998)。Bahcall和Kowler從該模型出發(fā)解釋了鄰近條件下刺激間的競爭, 認(rèn)為個體為了對特定目標(biāo)刺激進行更準(zhǔn)確的表征, 借用鄰近刺激的加工資源, 在本質(zhì)上使分配到鄰近刺激的加工資源減少, 從而導(dǎo)致當(dāng)兩個目標(biāo)刺激相鄰時, 個體任務(wù)表現(xiàn)成績的下降(Bahcall & Kowler,1999)。Luck等人從抑制的角度提出模糊解決理論(ambiguity resolution theory, Luck, Girelli, McDermott,& Ford, 1997), 該理論認(rèn)為為了對目標(biāo)刺激進行清晰的表征, 對目標(biāo)刺激周邊的刺激進行抑制是非常必要的。只有對周邊神經(jīng)元細胞進行有效的抑制,才能夠最大程度的激活表征目標(biāo)刺激的神經(jīng)細胞,從而實現(xiàn)對目標(biāo)刺激的有效表征。以上兩種理論分別從選擇和抑制的角度對局部注意干擾效應(yīng)進行解釋, 其本質(zhì)都是由于對關(guān)鍵刺激的表征競爭所導(dǎo)致的。在雙目標(biāo)搜索時, 需要選擇和表征兩個目標(biāo),從而導(dǎo)致近距離情況的資源競爭; 而在單目標(biāo)搜索時, 需要選擇目標(biāo)并抑制干擾項對資源的競爭。

近期大量研究表明獎賞動機可以優(yōu)化注意資源的分配, 提高認(rèn)知靈活性。認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的研究表明獎賞信息和負(fù)責(zé)視覺搜索的額頂注意網(wǎng)絡(luò)具有交互作用; 腦內(nèi)的獎賞系統(tǒng)主要包含兩條通路：邊緣通路(mesolimbic pathway)和腦皮層通路(mesocortical pathway)。邊緣通路是從腹側(cè)被蓋區(qū)經(jīng)內(nèi)側(cè)前腦束到伏核(nucleus accumbens); 而腦皮層通路是連接腹側(cè)被蓋區(qū)和腦皮層(尤其是額葉)的通路(Chiew & Braver, 2011; 魏萍, 康冠蘭, 2012)。Pessoa (2009)的研究表明獎賞能夠調(diào)節(jié)注意, 進而產(chǎn)生加工特異性效應(yīng)(process-specific effects), 增強對獎賞相關(guān)刺激或任務(wù)相關(guān)刺激的加工(Engelmann,Damaraju, Padmala, & Pessoa, 2009; Pessoa &Engelmann, 2010)。獎賞作為一種外部刺激, 在不同的情境下往往會由于其所呈現(xiàn)的形式或條件不同而具有不同的意義, 也會使個體產(chǎn)生不同的心理變化。而對于獎賞動機的操縱最有效、最直接方法是通過利用金錢獎賞作為線索來實現(xiàn)的(Bonner &Sprinkle, 2002; Kiss, Driver, & Eimer, 2009; Small et al., 2005)。線索法通常將金錢獎賞直接作為一種線索呈現(xiàn)或提前告知被試特定刺激和獎賞之間的聯(lián)系, 從而考察不同獎賞線索對任務(wù)表現(xiàn)的影響。采用線索法的研究, 根據(jù)線索的呈現(xiàn)類型和呈現(xiàn)方式的不同將獎賞分為高獎賞、低獎賞、有獎賞、無獎賞以及閾上獎賞、閾下獎賞等(Aarts, Custers, &Marien, 2008; Bijleveld, Custers, & Aarts, 2010,2011; Pessiglione et al., 2007; Wei & Kang, 2014)。大量研究考察獎賞的動機性特征, 結(jié)果表明獎賞預(yù)期能夠提高個體的動機狀態(tài)并在人類認(rèn)知過程中起重要作用。動機性線索能夠有效調(diào)節(jié)自上而下的認(rèn)知過程使其偏向獎賞相關(guān)信息, 進而影響被試的行為表現(xiàn)。獎賞預(yù)期的這種作用在很多領(lǐng)域都有體現(xiàn), 如視覺搜索(eg., Kiss et al., 2009)、沖突控制(eg.,Krebs, Boehler, & Woldorff, 2010; Locke & Braver,2008; Braver, Ruge, Cabeza, & Kingstone, 2006)和記憶過程(eg., Shigemune et al., 2010; Wittmann,Schiltz, Boehler, & Düzel, 2005; Zedelius, Veling, &Aarts, 2011)等。

獎賞預(yù)期能夠顯著提高自上而下的控制, 將注意資源有效分配給獎賞相關(guān)的刺激(Chelazzi, Perlato,Santandrea, & Della Libera, 2013)。一方面, 獎賞能夠促進空間注意轉(zhuǎn)移。例如, Small等人(2005)采用獎賞預(yù)期與空間線索提示范式結(jié)合, 發(fā)現(xiàn)獎賞預(yù)期增強了與視覺空間注意相關(guān)腦區(qū)的激活程度, 例如后部扣帶回(posterior cingulated cortex, PCC)、下頂葉(inferior parietal lobule, IPL)等。這說明金錢獎賞可以通過增強大腦相關(guān)區(qū)域的激活, 調(diào)節(jié)自上而下的注意轉(zhuǎn)移。另一方面, 獎賞能夠促進注意選擇,即增強對任務(wù)相關(guān)刺激的表征, 并抑制任務(wù)無關(guān)的刺激。例如, Wei和Kang (2014)通過控制面孔情緒的任務(wù)相關(guān)性考察獎賞動機對任務(wù)相關(guān)維度和任務(wù)無關(guān)維度刺激的不同影響。結(jié)果表明, 當(dāng)面孔情緒處于任務(wù)相關(guān)維度時, 獎賞能夠增強個體對情緒的辨別力; 相反, 面孔情緒信息是任務(wù)無關(guān)維度時,獎賞能夠有效的避免情緒信息對任務(wù)的干擾, 從而促進個體的任務(wù)表現(xiàn)。這說明獎賞對認(rèn)知控制的影響具有靈活性, 獎賞信息能夠根據(jù)當(dāng)前的任務(wù)要求有效調(diào)節(jié)注意分配。此外, Savine和Braver (2010)利用fMRI技術(shù)考察了在線索化任務(wù)轉(zhuǎn)換范式(cued task-switching task)中, 基于行為表現(xiàn)的金錢獎賞對神經(jīng)活動的影響。行為結(jié)果顯示, 在獎賞激勵條件下, 被試反應(yīng)更快且任務(wù)轉(zhuǎn)換代價更小。磁共振成像的結(jié)果表明, 外側(cè)前額葉(lateral prefrontal cortex,LPFC), 包括額下聯(lián)合區(qū)(inferior frontal junction,IFJ)、背外側(cè)前額葉(dorsolateral prefrontal cortex,DLPFC)都出現(xiàn)了顯著的獎賞效應(yīng), 左側(cè)DLPFC的激活可能與增強線索相關(guān)的任務(wù)準(zhǔn)備機制相聯(lián)系。可見, 金錢獎賞能夠有效提高個體的動機狀態(tài), 調(diào)節(jié)注意資源的分配, 進而促進任務(wù)的有效完成。

然而, 獎賞預(yù)期對任務(wù)的影響并不總是促進的。例如, Bijleveld等人(2011)將高低獎賞線索采用閾上或閾下方式呈現(xiàn), 考察不同獎賞線索對注意瞬脫(attentional blink, AB)效應(yīng)的影響。結(jié)果表明, 相對于閾上低獎賞條件, 閾上高獎賞線索并沒有減小AB效應(yīng), 反而在一定程度上增大了AB效應(yīng)。這說明, 在視覺快速呈現(xiàn)刺激流(Rapid Serial Visual Presentation, RSVP)中, 高獎賞造成的對一個目標(biāo)的過度集中可能會妨礙對下一個目標(biāo)的識別。另外,Zedelius等人(2011)考察了不同獎賞對工作記憶廣度任務(wù)的的影響, 結(jié)果表明在記憶任務(wù)中, 對獎賞的覺知往往會干擾工作記憶信息的保持, 從而阻礙任務(wù)表現(xiàn)。具體表現(xiàn)在, 被試報告單詞的正確率在閾上高獎賞條件下顯著低于在閾上低獎賞條件和閾下高、低獎賞條件的正確率。以上的研究說明獎賞能否優(yōu)化注意資源的分配還受到任務(wù)類型和任務(wù)難度的影響(Bijleveld et al., 2010, 2011; Capa,Bustin, Cleeremans, & Hansenne, 2011; Eisenberger &Cameron, 1996; Raymond & O'Brien, 2009; Zedelius et al., 2011)。

綜上, 局部注意干擾效應(yīng)的產(chǎn)生是由于注意資源的分配問題導(dǎo)致的, 而獎賞預(yù)期能夠影響注意資源的分配, 從而增強與獎賞相關(guān)刺激的顯著性水平或增強對無關(guān)干擾刺激的抑制, 實現(xiàn)對視覺搜索任務(wù)的影響。那么, 當(dāng)存在兩個目標(biāo)刺激時, 獎賞預(yù)期將如何通過增強對兩目標(biāo)刺激的選擇, 從而對局部注意干擾效應(yīng)產(chǎn)生影響; 或者搜索一個目標(biāo), 同時存在一個奇異項刺激作為干擾項時, 獎賞預(yù)期將如何通過增強對干擾刺激的抑制, 從而對局部注意干擾效應(yīng)產(chǎn)生影響是本研究要考察的兩個問題。通過控制線索類型操縱獎賞預(yù)期, 當(dāng)前研究分別采用雙目標(biāo)搜索任務(wù)和單目標(biāo)搜索任務(wù)考察獎賞預(yù)期對局部注意干擾效應(yīng)的影響。在實驗1中采用雙目標(biāo)搜索任務(wù), 個體需要主動將注意資源分配到兩個目標(biāo)刺激上, 對兩個目標(biāo)刺激的形狀是否相同作出判斷。在實驗2a、實驗2b中采用單目標(biāo)搜索任務(wù),個體需要抑制無關(guān)刺激的干擾, 對特定目標(biāo)刺激的特征進行辨別。同時, 在這些實驗中, 均控制了兩個目標(biāo)間, 或目標(biāo)與關(guān)鍵干擾刺激間的距離。

我們假設(shè), 獎賞預(yù)期可以提高認(rèn)知靈活性, 在雙目標(biāo)搜索任務(wù)中, 獎賞預(yù)期能夠調(diào)節(jié)注意資源的分配, 將注意資源更多地分配到兩個目標(biāo)刺激上,增強對兩個目標(biāo)刺激的選擇。但是, 當(dāng)兩個目標(biāo)刺激鄰近時, 競爭較強, 獎賞可能導(dǎo)致這種競爭加劇,從而導(dǎo)致任務(wù)表現(xiàn)成績的下降; 而在遠距離時, 由于兩個目標(biāo)刺激在其周圍區(qū)域可以獲得更好的表征, 獎賞可以促進這種選擇并提高任務(wù)表現(xiàn)。而在單目標(biāo)搜索任務(wù)中, 獎賞預(yù)期能夠調(diào)節(jié)注意資源的分配, 增強對目標(biāo)刺激的選擇, 同時有效抑制任務(wù)無關(guān)刺激的干擾, 從而實現(xiàn)對局部注意干擾效應(yīng)的調(diào)節(jié)。

圖1 (a)實驗1、實驗2流程圖示例。線索有兩種：獎賞線索(5角硬幣), 無獎賞預(yù)期線索(實心圓), 反饋分3種情況：有獎賞正確反饋(￥50), 無獎賞正確反饋(√), 錯誤反饋(×)。在實驗1中, 被試的任務(wù)是判斷兩個非圓刺激的形狀是否相同。在實驗2a中, 被試的任務(wù)是判斷三角形的朝向(正立或倒置)。(b)實驗2b搜索畫面的示例圖, 實驗2b的流程和實驗1、實驗2a相同, 搜索任務(wù)改為判斷奇異項“T”方位(如圖為正立紅色“T”或旋轉(zhuǎn)180°倒置的“T”)

2 實驗1

2.1 方法

2.1.1 被試

25名在校大學(xué)生和研究生(14名女生和11名男生)參加了實驗。被試均為右利手, 視力或矯正視力正常, 無色盲色弱, 平均年齡為22歲(19～25歲,

SD

=1.99歲)。所有被試均自愿參加實驗, 實驗后獲得一定報酬, 包括基本報酬和可能獲得的額外獎勵。

2.1.2 實驗儀器和材料

實驗刺激在17寸純平CRT顯示器上呈現(xiàn), 分辨率為1024 × 768。實驗刺激的呈現(xiàn)和被試反應(yīng)數(shù)據(jù)的記錄用Presentation軟件實現(xiàn)。被試眼睛距離屏幕65 cm, 頭和下巴保持固定不動。被試通過點擊鼠標(biāo)左右鍵作反應(yīng), 實驗在一個安靜的、光線舒適的實驗室內(nèi)進行。

實驗過程中, 刺激呈現(xiàn)在一個黑色屏幕上。獎賞預(yù)期通過呈現(xiàn)不同的獎賞線索來控制, 獎賞線索和無獎賞線索分別是一個5角硬幣和實心圓, 視角是2.6°×2.6° (直徑為3.0 cm)。目標(biāo)刺激序列包含14個相同形狀的干擾刺激(圓形)和2個形狀相同或不同的奇異項(兩個三角形, 兩個方形, 或者一個三角形一個方形), 這16個刺激繞著中央注視點排列成一個虛擬的圓形, 中央注視點的中心到外周每個刺激的中心的視角為2.6°, 每個小圓或三角形、方形的視角皆為0.7°×0.7° (直徑為0.8 cm)。小圓、三角形和方形都是白色的刺激, 亮度相同, 呈現(xiàn)在黑色的屏幕上。被試需要對兩個非圓刺激的形狀進行判斷。如果刺激序列中兩個非圓刺激形狀相同,則要求用右手食指按鼠標(biāo)左鍵; 如果刺激序列中兩個非圓刺激形狀不同, 則要求被試用右手中指按鼠標(biāo)右鍵。反饋圖像有3種情況, 分別是獎賞正確反饋(￥50), 視角為1.8°×0.9°, 無獎賞正確反饋(√)、錯誤反饋(×), 視角皆為0.9°×0.9°。

2.1.3 實驗設(shè)計和程序

實驗采用2×5的被試內(nèi)實驗設(shè)計。實驗操縱獎賞預(yù)期與目標(biāo)刺激間距離兩個因素。獎賞預(yù)期包括有獎賞和無獎賞兩個水平。兩目標(biāo)刺激項的距離包括5個水平(22.5°, 45°, 67.5°, 112.5°, 180°)。

實驗開始時, 要求被試靜坐于安靜的實驗室內(nèi),眼睛注視屏幕中央。實驗流程如圖1所示(實際實驗中為黑色背景, 白色刺激)。每個試次的開始呈現(xiàn)一個中央注視點“+” (1000～1500 ms)。接下來是線索階段, 中央線索(硬幣或?qū)嵭膱A)呈現(xiàn)時間為300 ms,線索指示該試次的獎賞屬性。當(dāng)線索為硬幣, 即,獎賞相關(guān)試次, 說明對當(dāng)前試次的正確反應(yīng)與額外獎賞相關(guān); 當(dāng)線索為實心圓, 即, 無獎賞試次, 說明對當(dāng)前試次的正確反應(yīng)與否與額外獎賞無關(guān)。獎賞線索呈現(xiàn)后, 經(jīng)過600～1000 ms的可變間隔, 呈現(xiàn)目標(biāo)刺激搜索畫面160 ms后, 呈現(xiàn)空屏1300 ms。目標(biāo)刺激是判斷刺激序列中兩個非圓刺激的形狀是否相同。如果刺激序列中兩個非圓刺激形狀相同,則要求用右手食指按鼠標(biāo)左鍵, 如果刺激序列中兩個非圓刺激形狀不同, 則要求被試用右手中指按鼠標(biāo)右鍵。要求被試又快又準(zhǔn)地進行反應(yīng)。兩個目標(biāo)刺激項的距離包括22.5° (即兩目標(biāo)刺激相鄰, 距離為1), 45° (兩目標(biāo)刺激相隔一個項目, 距離為2),67.5° (兩目標(biāo)刺激相隔兩個項目, 距離為3), 112.5°(兩目標(biāo)刺激相隔4個項目, 距離為4), 180° (兩目標(biāo)刺激相隔7個項目, 距離為5) (Mounts & Gavett,2004; McCarley et al., 2004)。如果空屏呈現(xiàn)1300 ms內(nèi)沒有反應(yīng)或者超過1300 ms才做出反應(yīng), 則記為錯誤反應(yīng), 呈現(xiàn)錯誤反饋“×”; 在規(guī)定時間內(nèi)反應(yīng)錯誤, 也呈現(xiàn)錯誤反饋“×”。如果被試在規(guī)定的時間內(nèi)作出正確的反應(yīng), 則給予正確反饋, 在有獎賞試次下為“￥50”, 無獎賞試次為“√”。反饋呈現(xiàn)500 ms之后進入下一試次。

正式實驗前, 被試需要先完成一個練習(xí), 包括40個試次幫助被試熟悉實驗程序, 并讓被試?yán)斫猹勝p線索和無獎賞線索的含義。

在正式實驗中, 每個子條件下有64個試次, 共640個試次。這些試次平均分配在16個區(qū)組中, 即每個區(qū)組有40個試次(每個條件有4個試次), 以偽隨機的方式呈現(xiàn)。在每個區(qū)組完成后, 在屏幕上呈現(xiàn)文字告知被試?yán)塾嫬@得的獎賞反饋的總數(shù)。實驗完成后, 被試獲得10元的基本報酬和根據(jù)獎賞反饋總數(shù)進行換算后得到的額外獎勵(每個獎賞反饋按0.05元計算, 最高可獲得16元的額外獎賞)。

圖2 有獎賞預(yù)期和無獎賞預(yù)期時, 不同距離條件的平均正確率和標(biāo)準(zhǔn)誤(左圖), 以及反應(yīng)時和標(biāo)準(zhǔn)誤(右圖)

2.2 結(jié)果

按照2(獎賞預(yù)期、無獎賞預(yù)期)×5(兩個目標(biāo)間的5種距離)的實驗設(shè)計, 計算了每個子條件下的反應(yīng)時和正確率(如圖2)。剔除了每個被試每個子條件下的反應(yīng)極端值(平均值 ±3個標(biāo)準(zhǔn)差以外的數(shù)據(jù)), 共剔除了0.86%的數(shù)據(jù)。接著我們將正確率和平均反應(yīng)時進行2(獎賞預(yù)期、無獎賞預(yù)期) × 5 (5種距離水平)的重復(fù)測量方差分析。

對正確率的重復(fù)測量方差分析結(jié)果顯示：5種不同距離水平的主效應(yīng)顯著,

F

(4, 96) = 22.17,

p

<0.001, partial η= 0.48。被試的反應(yīng)正確率隨著目標(biāo)刺激間距離的增大而上升, 線性趨勢顯著,

F

(4, 96) =35.49,

p

< 0.001, partial η= 0.60 (89.3, 89.4, 93.1,93.9, 94.8%)。Bonferroni校正的事后多重比較發(fā)現(xiàn),距離為1或2時被試的反應(yīng)正確率要顯著低于距離為3、4或5時的反應(yīng)正確率,

ps

< 0.05。距離1和3、4、5, 距離2和3、4、5, 以及距離3和5之間的差異兩兩顯著,

ps

< 0.05; 距離1和2, 距離3和4以及距離4和5之間的差異不顯著,

ps

> 0.1。雖然獎賞預(yù)期的主效應(yīng)不顯著,

F

< 1, 但是獎賞預(yù)期和距離的交互作用顯著,

F

(4, 96 )

=

4.42,

p

< 0.01,partial η= 0.16。為了考察不同目標(biāo)距離條件是如何受到獎賞條件的影響, 對每個距離條件下獎賞預(yù)期和無獎賞預(yù)期的正確率進行簡單效應(yīng)分析。在距離為22.5°時, 獎賞條件的正確率低于無獎賞條件(88.4 vs. 90.2%), 差異邊緣顯著,

t

(24) = 2.01,

p

=0.055; 在距離為45°時, 獎賞條件的正確率顯著低于無獎賞條件(88.5 vs. 90.3%),

t

(24) = 2.19,

p

<0.05; 在距離為67.5°時, 兩種條件的正確率相當(dāng)(93.6 vs. 92.6%),

p

> 0.1; 在距離為112.5°時, 獎賞條件的正確率在數(shù)值上高于無獎賞條件(94.3 vs.93.5%), 但是統(tǒng)計上并未達到顯著水平,

t

(24) =1.59,

p

= 0.17; 在距離為180°時, 獎賞條件的正確率顯著高于無獎賞條件(95.6 vs. 93.9%),

t

(24) =2.36,

p

< 0.05。此外, 我們分別合并了獎賞條件和無獎賞條件下近距離條件(22.5°和45°)的正確率并進行配對檢驗, 發(fā)現(xiàn)獎賞預(yù)期條件下的正確率顯著小于無獎賞預(yù)期條件下的正確率(88.4 vs. 90.2%),

t

(24) = 2.73,

p

< 0.05。對遠距離條件下(合并112.5°和180°)進行同樣的檢驗發(fā)現(xiàn), 遠距離獎賞預(yù)期條件下的正確率顯著大于無獎賞預(yù)期條件下的正確率(94.9 vs. 93.7%),

t

(24) = 2.58,

p

< 0.05。進一步地,對獎賞條件下和無獎賞條件下的局部注意干擾效應(yīng)量(距離180°和22.5°的正確率之差)進行配對檢驗, 發(fā)現(xiàn)獎賞預(yù)期條件下的局部注意干擾效應(yīng)量顯著大于無獎賞條件下的局部注意干擾效應(yīng)量(7.2 vs.3.8%),

t

(24) = 4.06,

p

< 0.001。

對反應(yīng)時進行了同樣的重復(fù)測量方差分析顯示, 獎賞預(yù)期的主效應(yīng)顯著,

F

(1, 24) = 14.29,

p

<0.005, partial η= 0.37。在獎賞預(yù)期條件下, 被試對目標(biāo)刺激反應(yīng)時(640 ms)顯著快于無獎賞預(yù)期條件下的反應(yīng)時(656 ms)。5種不同距離水平的反應(yīng)時主效應(yīng)顯著,

F

(4, 96) = 36.98,

p

< 0.001, partial η=0.61。被試對目標(biāo)刺激的反應(yīng)時隨著距離的增大逐漸減小 (675, 673, 652, 641, 643 ms), 線性趨勢顯著,

F

(4, 96) = 69.44,

p

< 0.001, partial η= 0.74, 表現(xiàn)出顯著的局部注意干擾效應(yīng)。Bonferroni校正的事后多重比較發(fā)現(xiàn), 除了距離1和2之間以及距離4和5之間的差異不顯著,

ps

> 0.1, 其他距離水平之間的差異兩兩顯著,

ps

< 0.05

。

此外, 我們并沒有發(fā)現(xiàn)獎賞預(yù)期和目標(biāo)距離的顯著交互作用,

F

(4, 96) < 1。

2.3 小結(jié)

實驗1的結(jié)果與我們的實驗預(yù)期一致, 獎賞預(yù)期確實能夠通過影響注意資源的分配, 對局部注意干擾效應(yīng)產(chǎn)生顯著的影響, 但是這種影響受到不同距離水平的調(diào)節(jié)。以往對獎賞和視覺搜索的研究通常采用強化學(xué)習(xí)法, 并且往往忽視對目標(biāo)和獎賞相關(guān)刺激之間距離的控制(e.g., Anderson, 2013; Hickey& van Zoest, 2012; Qi, Zeng, Ding, & Li, 2013)。本研究通過對距離的控制, 進一步說明獎賞對視覺搜索任務(wù)的影響會受到距離的調(diào)節(jié), 在不同的距離條件下, 獎賞的影響是不同的。

對正確率的分析表明, 在近距離時, 獎賞預(yù)期條件下的正確率顯著小于無獎賞預(yù)期, 而在遠距離時, 獎賞預(yù)期條件下的正確率顯著大于無獎賞預(yù)期。這說明在獎賞預(yù)期條件下, 獎賞動機調(diào)節(jié)注意資源的分配, 同時增強個體對兩個目標(biāo)刺激的選擇。根據(jù)注意選擇的偏向競爭模型(Desimone &Duncan, 1995), 在近距離條件, 目標(biāo)刺激間的競爭最強(任務(wù)難度最大), 那么, 將更多的資源分配到目標(biāo)刺激上, 增強兩目標(biāo)刺激的顯著性, 導(dǎo)致目標(biāo)刺激之間的競爭加劇, 從而導(dǎo)致任務(wù)表現(xiàn)成績的下降。隨著兩個目標(biāo)刺激之間的距離增大, 競爭減小,獎賞預(yù)期條件下, 將更多的注意資源分配到兩個目標(biāo)刺激上, 可以有效促進個體的任務(wù)表現(xiàn)。因此,在整體上, 獎賞預(yù)期條件下的局部注意干擾效應(yīng)量大于無獎賞條件下的局部注意干擾效應(yīng)量(Theeuwes& Godijin, 2001; Hickey, Chelazzi, & Theeuwes,2010, 2011)。關(guān)于閾上獎賞和閾下獎賞的研究表明,個體對獎賞的意識會干擾到當(dāng)前任務(wù)的有效完成(Bijleveld et al., 2010; Eisenberger & Cameron, 1996;Zedelius et al., 2011), 本研究結(jié)果在一定程度上支持了該結(jié)果, 說明當(dāng)任務(wù)難度較大時, 對獎賞線索的意識覺知可能不利于任務(wù)表現(xiàn)。對反應(yīng)時的分析表明, 獎賞條件下個體的反應(yīng)時顯著小于無獎賞預(yù)期條件。說明動機性信息促進被試調(diào)動更多的注意資源, 為對后續(xù)目標(biāo)進行有效加工做更加充分的準(zhǔn)備, 從而在整體上優(yōu)化個體的任務(wù)表現(xiàn),這和以往的研究認(rèn)為獎賞可以有效提高個體的行為表現(xiàn)是一致的(e.g., Hickey et al., 2011; Small et al., 2005;Kiss et al., 2009; Locke & Braver, 2008; Savine &Braver, 2010, S?nger & Wascher, 2011)。

然而, 鑒于本研究中的兩個奇異項刺激都是目標(biāo)刺激, 需要個體主動地選擇兩個目標(biāo)進行加工,而獎賞對注意資源的影響還涉及到對無關(guān)干擾刺激的主動抑制。已有的研究表明, 單目標(biāo)搜索任務(wù)同樣會產(chǎn)生局部注意干擾效應(yīng), 即, 由于奇異項干擾刺激和目標(biāo)刺激的距離不同, 干擾刺激對個體的注意捕獲程度不同而導(dǎo)致的局部注意干擾效應(yīng)。那么, 在這種任務(wù)條件下, 獎賞預(yù)期將如何調(diào)節(jié)對目標(biāo)的選擇和對奇異項干擾刺激的抑制, 從而影響局部注意干擾效應(yīng)將在實驗2a和實驗2b中進行考察。

3 實驗2a

3.1 方法

3.1.1 被試

16名在校大學(xué)生和研究生(9名女生和7名男生)參加了實驗。被試均為右利手, 視力或矯正視力正常, 無色盲色弱, 平均年齡為22歲(19～26歲,

SD

=2.02歲)。所有被試均自愿參加實驗, 實驗后獲得一定報酬, 包括基本報酬和可能獲得的額外獎勵。被試沒有參加過實驗1。

3.1.2 實驗材料和設(shè)計

實驗材料和實驗1類似, 除了在實驗2a的搜索畫面中, 奇異項刺激總是一個方形和一個三角形,并且三角形的朝向有兩種情況(正立或倒置)。被試的任務(wù)為判斷三角形刺激的朝向, 倒置用右手食指按鼠標(biāo)左鍵, 正立用右手中指按鼠標(biāo)右鍵。要求被試又快又準(zhǔn)地進行反應(yīng), 并忽略其他干擾刺激。實驗設(shè)計也是2 (獎賞預(yù)期, 無獎賞預(yù)期) × 5 (三角形和方形的5種距離水平)的被試內(nèi)設(shè)計, 實驗流程與實驗1相同(見圖1)。

圖3 有獎賞預(yù)期和無獎賞預(yù)期時, 不同距離水平條件的正確率和標(biāo)準(zhǔn)誤(左圖), 以及反應(yīng)時和標(biāo)準(zhǔn)誤(右圖)

3.2 結(jié)果

按照2(獎賞預(yù)期、無獎賞預(yù)期)×5 (5種不同距離)的實驗設(shè)計, 計算了每個子條件下的反應(yīng)時和正確率(如圖3)。去除了每個被試在每種條件下的極端值(平均值 ± 3個標(biāo)準(zhǔn)差以外的數(shù)據(jù)), 共去除1.40%的數(shù)據(jù)。對平均反應(yīng)時和正確率進行獎賞2(獎賞預(yù)期、無獎賞預(yù)期)× 5(5種不同距離)重復(fù)測量方差分析。結(jié)果顯示, 正確率的獎賞主效應(yīng),

F

(1, 15) < 1,以及5種不同距離水平的主效應(yīng),

F

(4, 60) < 1, 均不顯著。此外, 獎賞預(yù)期和距離的交互作用不顯著,

F

(4, 60 ) < 1。

對反應(yīng)時進行了同樣的重復(fù)測量方差分析顯示, 獎賞預(yù)期的主效應(yīng)顯著,

F

(1,15) = 13.02,

p

< 0.01,partial η= 0.47。在獎賞預(yù)期條件下, 被試對目標(biāo)刺激反應(yīng)時(565 ms)顯著快于無獎賞預(yù)期條件下的反應(yīng)時(583 ms)。5種不同距離水平的反應(yīng)時主效應(yīng)不顯著,

F

(1, 15) = 1.42,

p

> 0.1, 被試在不同距離條件下的反應(yīng)時無顯著差異

。

獎賞預(yù)期和目標(biāo)距離的交互作用不顯著,

F

(4, 60) < 1。

3.3 小結(jié)

在實驗2a的結(jié)果中, 無論是在獎賞預(yù)期條件還是在無獎賞預(yù)期條件, 在正確率和反應(yīng)時上都沒有觀察到顯著的距離主效應(yīng), 即, 在獎賞條件和無獎賞條件都沒有出現(xiàn)顯著的局部注意干擾效應(yīng)。這個結(jié)果顯然不同于實驗1的發(fā)現(xiàn)?？紤]到被試在實驗2a的任務(wù)發(fā)生改變, 我們認(rèn)為實驗2a很可能出現(xiàn)了“天花板效應(yīng)”。由于實驗2a中被試的任務(wù)是判斷三角形的方位, 以形狀奇異項作為干擾刺激,之前有相關(guān)研究表明不同的刺激屬性對注意的引導(dǎo)效力是不同的, 顏色、大小等可以有效引導(dǎo)注意,而另一些屬性, 如形狀, 只能在很少的一些情境下表現(xiàn)出對注意的捕獲。在本研究中, 被試可能可以迅速脫離形狀奇異項刺激的干擾, 將注意集中在目標(biāo), 因此未能產(chǎn)生局部注意干擾效應(yīng)(Theeuwes, 1992;Soto, Humphreys, & Heinke, 2006; Soto, Heinke,Humphreys, & Blanco, 2005; Wolfe & Horowitz, 2004;張豹, 黃賽, 候秋霞, 2014)。但有意義的是, 由于實驗2a所采用的刺激材料和實驗1相同, 因此實驗2a的結(jié)果進一步支持了實驗1中所產(chǎn)生的局部注意干擾是由于實驗任務(wù)對注意分配的要求產(chǎn)生的效應(yīng), 而不是由于刺激的物理特征產(chǎn)生的效應(yīng)。

在反應(yīng)時的結(jié)果上, 獎賞主效應(yīng)顯著, 說明獎賞線索形成了較高的動機狀態(tài), 調(diào)動了更多的認(rèn)知資源, 使被試進入更好的注意準(zhǔn)備狀態(tài), 促進了任務(wù)的高效完成(Chelazzi et al., 2013; Chiew & Braver,2011)。但是, 由于局部注意干擾效應(yīng)的缺失, 我們無法觀察到不同的獎勵預(yù)期如何對該效應(yīng)產(chǎn)生差異性的調(diào)節(jié)作用。因此, 結(jié)合之前的相關(guān)研究, 我們在實驗2b中采用能夠穩(wěn)定產(chǎn)生局部注意干擾效應(yīng)的單目標(biāo)搜索范式(Hilimire et al., 2009, 2010),來考察獎賞預(yù)期對該效應(yīng)的調(diào)節(jié)作用。

4 實驗2b

4.1 方法

4.1.1 被試

18名在校大學(xué)生和研究生(13名女生和5名男生)參加了實驗。被試均為右利手, 視力或矯正視力正常, 無色盲色弱, 平均年齡為22歲(19～26歲,

SD

=1.94歲)。所有被試均自愿參加實驗, 實驗后獲得一定報酬, 包括基本報酬和可能獲得的額外獎勵。被試沒有參加過實驗1、實驗2a。

4.1.2 實驗材料

獎賞預(yù)期通過呈現(xiàn)不同的獎賞線索來控制(同實驗1)。目標(biāo)搜索集采用Hilimire等人(2009, 2010)所采用的刺激材料(見圖1)。刺激序列包含16個字母, 其中包括14個灰色的向左或向右旋轉(zhuǎn)90°的“T”作為干擾刺激, 2個顏色不同的(紅色和綠色)正立或倒置的“T”和“L” (視角皆為1.2°×1.2°)作為目標(biāo)和分心刺激, 目標(biāo)和分心刺激的顏色是隨機的并且總是不同(一紅一綠)。這16個刺激繞著中央注視點排列成一個虛擬的圓形, 原點到每個字母中心的視角為6°。反饋刺激的設(shè)置與實驗1相同。

4.1.3 實驗設(shè)計和程序

實驗設(shè)計和實驗2a類似, 采用2(獎賞預(yù)期、無獎賞預(yù)期) × 5(目標(biāo)刺激和干擾刺激的5種不同距離)的被試內(nèi)設(shè)計。實驗2b和實驗2a唯一不同的是目標(biāo)刺激材料。在實驗2b中, 被試的任務(wù)是判斷搜索集中顏色奇異項T的朝向(正立或倒置)。實驗流程見圖1, 試次的呈現(xiàn)過程、設(shè)備等同實驗2a。

4.2 結(jié)果

同樣, 按照2(獎賞預(yù)期、無獎賞預(yù)期)×5(5種不同距離)的實驗設(shè)計, 計算了每個子條件下的反應(yīng)時和正確率(如圖4)。剔除了每個被試每個子條件下的反應(yīng)極端值(平均值±3個標(biāo)準(zhǔn)差以外的數(shù)據(jù)), 共剔除了1.30%的數(shù)據(jù)。接著對正確率和平均反應(yīng)時進行2×5的重復(fù)測量方差分析。

圖4 有獎賞預(yù)期和無獎賞預(yù)期時, 不同距離水平條件的正確率和標(biāo)準(zhǔn)誤(左圖), 以及反應(yīng)時和標(biāo)準(zhǔn)誤(右圖)

對正確率的分析結(jié)果顯示, 獎賞主效應(yīng)顯著,

F

(1, 17) = 8.27,

p

< 0.05, partial η= 0.36, 獎賞條件下正確率顯著大于無獎賞條件 (93.2 vs. 89.8%)。此外,并沒有發(fā)現(xiàn)顯著的距離主效應(yīng)和交互作用,

Fs

< 1

。

對反應(yīng)時的分析結(jié)果顯示, 獎賞主效應(yīng)顯著,

F

(1,17) = 9.57,

p

< 0.01, partial η= 0.38, 獎賞條件下反應(yīng)時顯著小于無獎賞條件(630 vs. 650 ms)。距離主效應(yīng)邊緣顯著,

F

(4, 68) = 2.19,

p =

0.08, partial η=0.114, 隨著距離的增大反應(yīng)時減小, 線性趨勢邊緣顯著 (646, 642, 636, 638, vs. 635 ms),

F

(1, 17) =4.01,

p

=0.061, partial η= 0.19。距離和獎賞交互作用顯著,

F

(4, 68) = 2.63,

p

< 0.05, partial η= 0.156。進一步的簡單效應(yīng)分析表明, 在無獎賞條件下, 5種不同距離水平之間的差異顯著,

F

(4, 68) = 2.90,

p

<0.05, partial η= 0.15, 隨著距離的增大, 反應(yīng)時減小(659, 656, 646, 647, vs. 638 ms), 線性趨勢顯著,

F

(1, 17) = 7.68,

p

< 0.05, partial η= 0.31; 但是, 在獎賞條件下, 5種不同距離水平之間的差異不顯著(633, 629, 626, 629, vs. 632 ms),

F

(4, 68) < 1。進一步地, 對獎賞條件下和無獎賞條件下的局部注意干擾效應(yīng)量(距離22.5°和180°的反應(yīng)時之差)進行配對檢驗, 發(fā)現(xiàn)獎賞預(yù)期條件下的局部注意干擾效應(yīng)量顯著小于無獎賞條件下的局部注意干擾效應(yīng)量(19 vs. 37 ms),

t

(17) = 2.48,

p

< 0.05。

4.3 小結(jié)

實驗2b的結(jié)果和假設(shè)一致, 對正確率的分析表明, 獎賞預(yù)期條件下個體的正確率顯著大于無獎賞預(yù)期條件。說明獎賞動機提高個體的動機準(zhǔn)備狀態(tài), 在獎賞預(yù)期條件下, 個體的動機更強, 調(diào)動更多的注意資源, 從而有效提高個體對目標(biāo)的加工(Bijleveld et al., 2011; Locke & Braver, 2008;Pochon et al., 2002; Theeuwes & Belopolsky, 2012;Veling & Arts, 2010)。對反應(yīng)時的分析表明, 獎賞預(yù)期能夠有效調(diào)節(jié)局部注意干擾效應(yīng)。在無獎賞條件下出現(xiàn)了顯著的局部注意干擾效應(yīng), 但是在獎賞條件下, 由于動機狀態(tài)的提高, 個體能夠很好地對分心物刺激進行抑制, 從而減少了局部注意干擾效應(yīng)。近期有研究(Wang, Duan, Theeuwes, & Zhou, 2014)采用學(xué)習(xí)-測驗(training-test)范式和單目標(biāo)搜索任務(wù), 考察了與獎賞聯(lián)系過的刺激在干擾目標(biāo)搜索過程中的作用。在Wang等人(2014)的研究中, 被試在學(xué)習(xí)階段將特定刺激分別與高或低的獎賞相聯(lián)結(jié), 這些刺激在測驗階段作為無關(guān)干擾刺激呈現(xiàn)在距離目標(biāo)遠近不同的位置上。結(jié)果顯示, 與低獎賞相聯(lián)結(jié)的刺激只有在與目標(biāo)非常鄰近時才會干擾對目標(biāo)的加工, 而與高獎賞的相聯(lián)結(jié)的刺激在較近距離或稍遠距離均會對目標(biāo)的加工產(chǎn)生干擾。這說明, 與高獎賞相聯(lián)結(jié)的刺激可能具有較高的顯著性(salience), 即使在測驗階段該刺激已與獎賞無關(guān),但是仍能夠突破目標(biāo)刺激所產(chǎn)生的抑制區(qū)并捕獲注意。與此研究不同的是, 本研究將獎賞刺激作為線索呈現(xiàn), 操縱了不同的動機水平, 并從而影響自上而下的注意分配。研究結(jié)果表明, 當(dāng)存在獎賞動機時, 個體能夠有效地將注意資源集中于目標(biāo)刺激,并抑制無關(guān)干擾刺激捕獲注意, 促進當(dāng)前搜索任務(wù)的有效完成, 從而最大化獎賞(Navalpakkam, Koch,Rangel, & Perona, 2010)。

5 總討論

本研究采用線索-目標(biāo)范式考察了獎賞預(yù)期對局部注意干擾效應(yīng)的影響, 通過要求被試完成單目標(biāo)搜索任務(wù)和雙目標(biāo)搜索任務(wù)考察獎賞預(yù)期影響局部注意干擾效應(yīng)的不同機制。3個實驗的結(jié)果都表明獎賞預(yù)期可以影響注意資源的分配, 雖然這并不總是提高任務(wù)表現(xiàn)。

正如引言中所提到, 根據(jù)研究者對局部注意干擾效應(yīng)的解釋, 注意選擇的偏向競爭模型(Desimone& Duncan, 1995) 認(rèn)為, 當(dāng)兩個目標(biāo)刺激相鄰時,兩個目標(biāo)刺激分別處于視皮層相鄰的神經(jīng)元感受野, 它們之間存在相互競爭、相互抑制的關(guān)系, 而隨著兩個目標(biāo)刺激之間距離的增大, 這種競爭關(guān)系解除。根據(jù)Luck等人(1997)的模糊解決理論, 對目標(biāo)刺激神經(jīng)編碼的模糊性受到同一感受野內(nèi)刺激數(shù)量, 刺激間的顯著性對比, 以及對無關(guān)刺激的有效抑制程度的影響(Luck et al., 1997)。其中, 前兩個因素屬于自下而上的物理刺激驅(qū)動的影響因素。例如, 神經(jīng)元感受野內(nèi)無關(guān)刺激的增多會加劇局部注意干擾效應(yīng)(Mounts, 2000a; Wei et al., 2008); 干擾項的物理顯著性越強, 對目標(biāo)產(chǎn)生的干擾效應(yīng)也越大(Mounts & Gavett, 2004; Mounts & Tomaselli,2005), 而目標(biāo)的顯著性越強, 則干擾效應(yīng)越小(Hilimire et al., 2010)。前面提到, Wang等人(2014)的研究通過將不同刺激與高或低的獎賞聯(lián)結(jié), 從而使得該刺激對之后的目標(biāo)搜索產(chǎn)生不同程度的影響,表明了獎賞聯(lián)結(jié)產(chǎn)生的經(jīng)驗也可以提高刺激的顯著性。但是, 這種顯著性與物理的顯著性不同, 是一種基于獎賞聯(lián)結(jié)的動機性顯著性。此外, 能否對關(guān)鍵刺激進行選擇和對無關(guān)刺激進行抑制, 還受到自上而下的注意定勢(attentional set)的影響, 任務(wù)設(shè)定的特征或客體在表征中獲得更大的權(quán)重, 更易在資源競爭中獲勝(Luck et al., 1997)。當(dāng)前研究通過控制獎賞預(yù)期說明, 這種局部注意表征和競爭的強弱也受到獎賞系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。獎賞預(yù)期作為一種動機性因素可以通過調(diào)動更多的注意資源, 從而對刺激間的競爭關(guān)系或抑制關(guān)系產(chǎn)生影響。增強對目標(biāo)刺激的表征或者對無關(guān)干擾項刺激的抑制, 從一定程度上解決刺激編碼的模糊性, 從而對局部注意干擾效應(yīng)產(chǎn)生影響。本研究兩個實驗的結(jié)果都說明采用線索法控制的獎賞預(yù)期可以增強自上而下的注意控制, 從而根據(jù)任務(wù)的要求影響注意資源的分配, 雖然結(jié)果對任務(wù)表現(xiàn)并不總是促進的(Small et al., 2005)。

在實驗1中, 不管是在獎賞條件還是在無獎賞條件都觀察到了顯著的局部注意干擾效應(yīng), 而在獎賞預(yù)期條件下, 局部注意干擾效應(yīng)顯著大于無獎賞條件。當(dāng)兩個目標(biāo)刺激相距較遠時, 刺激間的競爭較弱, 獎賞預(yù)期有效增強個體對兩個目標(biāo)刺激的選擇, 從而使被試在正確率和反應(yīng)時上都有較好的表現(xiàn)。而在近距離時, 兩目標(biāo)刺激的競爭較強, 獎賞預(yù)期提高了個體的行為動機, 增強對兩個目標(biāo)刺激的選擇, 使目標(biāo)刺激間的競爭更加激烈, 導(dǎo)致被試辨別正確率下降, 從而在整體上, 增大了局部注意干擾效應(yīng)。這與獎賞導(dǎo)致的過度集中注意對注意瞬脫任務(wù)中第二個目標(biāo)的識別變差是一致的 (Bijleveld et al., 2011)。

與實驗1不同的是, 實驗2b在無獎賞條件下觀察到顯著的局部注意干擾效應(yīng), 但是在獎賞預(yù)期條件下并沒有觀察到局部注意干擾效應(yīng), 說明獎賞預(yù)期可以有效抑制分心物的干擾, 對局部注意干擾效應(yīng)產(chǎn)生顯著的調(diào)節(jié)作用。Mounts的研究認(rèn)為在顯著的分心物周邊會形成一個抑制環(huán)(suppression ring,Mounts, 2000a, 2000b), 而本研究的結(jié)果說明獎賞預(yù)期可以通過增強自上而下的注意控制, 減弱分心物刺激的注意捕獲, 沖破分心物刺激所產(chǎn)生的抑制圈, 解決對目標(biāo)刺激神經(jīng)編碼的模糊性, 提高獎賞預(yù)期條件下的任務(wù)表現(xiàn), 從而減小局部注意干擾效應(yīng)(Wang et al., 2014)。以往采用強化學(xué)習(xí)法關(guān)于獎賞和視覺選擇性注意的研究一致表明, 獎賞信息能夠增強刺激的顯著性, 和獎賞相聯(lián)系的刺激能夠捕獲注意, 從而干擾當(dāng)前任務(wù)的有效完成,但是這類研究往往沒有對獎賞相關(guān)刺激和目標(biāo)刺激之間的距離做量化的控制(Anderson, Laurent, & Yantis,2011; Camara, Manohar, & Husain, 2013; Hickey et al.,2010, 2011)。例如, Qi等人(2013)采用強化學(xué)習(xí)法考察了獎賞驅(qū)動的注意捕獲的神經(jīng)機制, 在該研究中對目標(biāo)刺激和獎賞相關(guān)刺激的呈現(xiàn)視野進行控制(目標(biāo)刺激和獎賞相關(guān)刺激呈現(xiàn)于相反的視野, 目標(biāo)刺激呈現(xiàn)于單側(cè)視野但獎賞相關(guān)刺激呈現(xiàn)于中線, 或者獎賞相關(guān)刺激呈現(xiàn)于單側(cè)視野但目標(biāo)刺激呈現(xiàn)于中線), 發(fā)現(xiàn)目標(biāo)刺激和獎賞相關(guān)刺激呈現(xiàn)位置影響了其所誘發(fā)的N2pc成分, 說明獎賞相關(guān)刺激與目標(biāo)刺激的相對位置可能會對注意選擇產(chǎn)生影響。本研究通過控制目標(biāo)刺激間的距離以及目標(biāo)-干擾項刺激的距離進一步說明, 獎賞預(yù)期對局部注意干擾效應(yīng)的影響在不同距離水平有所差異。這說明, 由于目標(biāo)刺激間競爭強度的不同, 獎賞預(yù)期會對目標(biāo)刺激間的競爭產(chǎn)生不同程度的影響。

其次, 從任務(wù)相關(guān)性上來講, 實驗1兩個刺激都是任務(wù)相關(guān)的, 個體需要將注意資源主動分配到兩個目標(biāo)刺激。在實驗2中, 只有一個刺激是任務(wù)相關(guān)的, 同時存在另一個奇異項刺激作為干擾刺激,個體需要將注意資源用于對目標(biāo)刺激的加工和無關(guān)刺激的抑制。近期關(guān)于獎勵和情緒的研究表明,獎賞預(yù)期對情緒加工的影響受到任務(wù)相關(guān)性的調(diào)節(jié)。當(dāng)情緒信息處于任務(wù)相關(guān)維度, 獎賞預(yù)期可以提高個體情緒辨別力, 而當(dāng)情緒信息處于任務(wù)無關(guān)維度, 獎賞預(yù)期可以有效避免情緒信息對當(dāng)前任務(wù)的干擾(Kaltwasser, Ries, Sommer, Knight, & Willems,2013; Wei & Kang, 2014)。本研究結(jié)果在此基礎(chǔ)上進一步擴展了該研究結(jié)果, 獎賞預(yù)期對局部注意干擾效應(yīng)的影響也受到任務(wù)相關(guān)性的共同調(diào)節(jié), 當(dāng)兩個目標(biāo)刺激都是任務(wù)相關(guān)的, 在獎賞動機條件下,通過增強對兩個目標(biāo)刺激的選擇從而對局部注意干擾效應(yīng)產(chǎn)生影響; 當(dāng)只有一個目標(biāo)刺激是任務(wù)相關(guān), 另一刺激是任務(wù)無關(guān)時, 獎賞能夠通過增強對任務(wù)相關(guān)的目標(biāo)刺激的選擇和任務(wù)無關(guān)刺激的抑制, 從而調(diào)節(jié)局部注意干擾效應(yīng)。說明獎賞預(yù)期能夠根據(jù)刺激的任務(wù)相關(guān)性靈活調(diào)節(jié)注意資源的分配, 將注意資源更多的分配到任務(wù)相關(guān)維度的刺激,減少任務(wù)無關(guān)維度刺激的注意捕獲。

最后, 在本研究中, 實驗1獎賞預(yù)期對局部注意干擾效應(yīng)的影響主要反映在正確率上, 而在實驗2b中獎賞預(yù)期對局部注意干擾效應(yīng)的影響主要反映在反應(yīng)時上。這可能是由于在不同的實驗中, 任務(wù)要求的不同, 被試采用不同的策略所導(dǎo)致的。Bijleveld等人(2010)的研究表明, 對獎賞的覺知會影響速度-準(zhǔn)確性的權(quán)衡。相對于閾上低獎賞, 高獎賞條件被試的反應(yīng)速度變慢但準(zhǔn)確性提高。另外,有研究表明, 被試在不同任務(wù)中的所采用的策略不同會對速度-準(zhǔn)確性的權(quán)衡產(chǎn)生不同的影響(F?rster,Higgins, & Bianco, 2003)。根據(jù)Higgins (1997)焦點調(diào)節(jié)理論(regulatory focus theory), 促進焦點(promotion focus)使被試關(guān)注于任務(wù)的完成, 采用更熱切的策略(更快的反應(yīng)時); 回避焦點(prevention focus)使被試更多的關(guān)注于安全性, 采用更謹(jǐn)慎的策略(關(guān)注于準(zhǔn)確性)。根據(jù)任務(wù)難度和任務(wù)要求的不同, 被試會靈活調(diào)整焦點和策略(Zhai, Kong, & Ren, 2004)。在實驗1中, 個體需要將注意資源分配到兩個刺激上,并對兩個刺激的形狀進行辨別和判斷, 任務(wù)難度相對較大, 特別是在近距離條件, 被試可能采用更謹(jǐn)慎的策略。在獎賞條件下, 將更多的努力用于提高準(zhǔn)確性上以使獎賞最大化, 由于不同距離條件下完成任務(wù)難度的不同, 這種動機狀態(tài)的提高最終并不總是能提高正確率(Yerkes & Dodson, 1908), 從而在正確率上導(dǎo)致了局部注意干擾效應(yīng)的增大。而在實驗2中, 個體需要將注意資源集中用于對目標(biāo)刺激的加工和干擾刺激的抑制, 從而實現(xiàn)對目標(biāo)刺激的辨別, 任務(wù)難度較低, 被試可能采用更熱切的策略。在獎賞條件下, 被試在保證較高正確率的情況下, 能夠更快更有效的實現(xiàn)對干擾刺激的抑制, 從而實現(xiàn)對局部注意干擾效應(yīng)的調(diào)節(jié)。

綜上, 本研究從行為結(jié)果上說明了獎賞預(yù)期對局部注意干擾效應(yīng)的影響, 根據(jù)任務(wù)需求, 獎賞對局部的注意表征和注意競爭產(chǎn)生差異性的影響, 增強任務(wù)相關(guān)的刺激表征并抑制任務(wù)無關(guān)的刺激, 從而對任務(wù)表現(xiàn)產(chǎn)生不同的影響。之后的研究可以進一步采用事件相關(guān)電位技術(shù)和磁共振成像技術(shù), 直接觀察獎賞預(yù)期在不同任務(wù)條件下影響局部注意干擾效應(yīng)的神經(jīng)機制, 為該效應(yīng)提供認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究的證據(jù)。

Aarts, H., Custers, R., & Marien, H. (2008). Preparing and motivating behavior outside of awareness.

Science, 319

(5870),1639.

Anderson, B. A. (2013). A value-driven mechanism of attentional selection.

Journal of Vision, 13

(3), article 7.

Anderson, B. A., Laurent, P. A., & Yantis, S. (2011). Valuedriven attentional capture.

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America,108

(25), 10367–10371.

Bahcall, D. O., & Kowler, E. (1999). Attentional interference at small spatial separations.

Vision Research, 39

(1), 71–86.

Bijleveld, E., Custers, R., & Aarts, H. (2010). Unconscious reward cues increase invested effort, but do not change speed–accuracy tradeoffs.

Cognition

,

115

(2), 330–335.

Bijleveld, E., Custers, R., & Aarts, H. (2011). Once the money is in sight: Distinctive effects of conscious and unconscious rewards on task performance.

Journal of Experimental Social Psychology, 47

(4), 865–869.

Bonner, S. E., & Sprinkle, G. B. (2002). The effects of monetary incentives on effort and task performance: theories,evidence, and a framework for research.

Accounting,Organizations and Society

,

27

(4-5), 303–345.

Braver, T. S., & Ruge, H. (2006). Functional neuroimaging of executive functions. In R. Cabeza & A. Kingstone (Eds.),

Handbook of functional neuroimaging of cognition

(2nd ed.,pp. 307–348). Cambridge: The MIT Press.

Camara, E., Manohar, S., & Husain, M. (2013). Past rewards capture spatial attention and action choices.

Experimental Brain Research, 230

(3), 291–300.

Capa, R. L., Bustin, G. M., Cleeremans, A., & Hansenne, M.(2011). Conscious and unconscious reward cues can affect a critical component of executive control: (Un) conscious updating?

Experimental Psychology, 58

(5), 370–375.

Chelazzi, L., Perlato, A., Santandrea, E., & Della Libera, C.(2013). Rewards teach visual selective attention.

Vision Research, 85

, 58–72.

Chiew, K. S., & Braver, T. S. (2011). Positive affect versus reward: Emotional and motivational influences on cognitive control.

Frontiers in Psychology, 2

, 279.

Desimone, R. (1998). Visual attention mediated by biased competition in extrastriate visual cortex.

Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B:Biological Sciences, 353

(1373), 1245–1255.

Desimone, R., & Duncan, J. (1995). Neural mechanisms of selective visual attention.

Annual Review of Neuroscience,18

(1), 193–222.

Eisenberger, R., & Cameron, J. (1996). Detrimental effects of reward: Reality or myth?

American Psychologist, 51

(11),1153–1166.

Engelmann, J. B., Damaraju, E., Padmala, S., & Pessoa, L.(2009). Combined effects of attention and motivation on visual task performance: Transient and sustained motivational effects.

Frontiers in Human Neuroscience, 3

, 4.

F?rster, J., Higgins, E. T., & Bianco, A. T. (2003). Speed/accuracy decisions in task performance: Built-in trade-off or separate strategic concerns?

Organizational Behavior and Human Decision Processes, 90

(1), 148–164.

Hickey, C., Chelazzi, L., & Theeuwes, J. (2010). Reward changes salience in human vision via the anterior cingulate.

The Journal of Neuroscience, 30

(33), 11096–11103.

Hickey, C., Chelazzi, L., & Theeuwes, J. (2011). Reward has a residual impact on target selection in visual search, but not on the suppression of distractors.

Visual Cognition, 19

(1),117–128.

Hickey, C., & van Zoest, W. (2012). Reward creates oculomotor salience.

Current Biology, 22

(7), R219–R220.

Higgins, E. T. (1997). Beyond pleasure and pain.

American Psychologist, 52

(12), 1280–1300.

Hilimire, M. R., Mounts, J. R. W., Parks, N. A., & Corballis, P.M. (2009). Competitive interaction degrades target selection:An ERP study.

Psychophysiology, 46

(5), 1080–1089.

Hilimire, M. R., Mounts, J. R. W., Parks, N. A., & Corballis, P.M. (2010). Event-related potentials dissociate effects of salience and space in biased competition for visual representation.

Plos One, 5

(9), e12677.

Hilimire, M. R., Mounts, J. R. W., Parks, N. A., & Corballis, P.M. (2011). Dynamics of target and distractor processing in visual search: Evidence from event-related brain potentials.

Neuroscience Letters, 495

(3), 196–200.

Kaltwasser, L., Ries, S., Sommer, W., Knight, R. T., &Willems, R. M. (2013). Independence of valence and reward in emotional word processing: electrophysiological evidence.

Frontiers in Psychology, 4

, 168.

Kiss, M., Driver, J., & Eimer, M. (2009). Reward priority of visual target singletons modulates event-related potential signatures of attentional selection.

Psychological Science,20

(2), 245–251.

Krebs, R. M., Boehler, C. N., & Woldorff, M. G. (2010). The influence of reward associations on conflict processing in the Stroop task.

Cognition, 117

, 341–347.

Locke, H. S., & Braver, T. S. (2008). Motivational influences on cognitive control: Behavior, brain activation, and individual differences.

Cognitive, Affective, & Behavioral Neuroscience, 8

(1), 99–112.

Luck, S. J., Girelli, M., McDermott, M. T., & Ford, M. A.(1997). Bridging the gap between monkey neurophysiology and human perception: An ambiguity resolution theory of visual selective attention.

Cognitive Psychology, 33

(1), 64–87.McCarley, J. S., & Mounts, J. R. W. (2007). Localized attentional interference affects object individuation, not feature detection.

Perception, 36

(1), 17–32.

McCarley, J. S., & Mounts, J. R. W. (2008). On the relationship between flanker interference and localized attentional interference.

Acta Psychologica, 128

(1), 102–109.

McCarley, J. S., Mounts, J. R. W., & Kramer, A. F. (2004).Age-related differences in localized attentional interference.

Psychology and Aging, 19

(1), 203–210.

Mounts, J. R. W. (2000a). Evidence for suppressive mechanisms in attentional selection: Feature singletons produce inhibitory surrounds.

Perception & Psychophysics, 62

(5), 969–983.

Mounts, J. R. W. (2000b). Attentional capture by abrupt onsets and feature singletons produces inhibitory surrounds.

Perception & Psychophysics, 62

(7), 1485–1493.

Mounts, J. R. W. (2005). Attentional selection: A salience-based competition for representation.

Perception & Psychophysics,67

(7), 1190–1198.

Mounts, J. R. W., & Gavett, B. E. (2004). The role of salience in localized attentional interference.

Vision Research, 44

(13),1575–1588.

Mounts, J. R. W., & Tomaselli, R. G. (2005). Competition for representation is mediated by relative attentional salience.

Acta Psychologica, 118

(3), 261–275.

Navalpakkam, V., Koch, C., Rangel, A., & Perona, P. (2010).Optimal reward harvesting in complex perceptual environments.

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 107

(11), 5232–5237.

Pessiglione, M., Schmidt, L., Draganski, B., Kalisch, R., Lau,H., Dolan, R. J., & Frith, C. D. (2007). How the brain translates money into force: A neuroimaging study of subliminal motivation.

Science, 316

, 904–906.

Pessoa, L. (2009). How do emotion and motivation direct executive control?

Trends in Cognitive Sciences, 13

(4),160–166.

Pessoa, L., & Engelmann, J. B. (2010). Embedding reward signals into perception and cognition.

Frontiers in Neuroscience, 4

, 17.

Pochon, J. B., Levy, R., Fossati, P., Lehericy, S., Poline, J. B.,Pillon, B., … Dubois B. (2002). The neural system that bridges reward and cognition in humans: an fMRI study.

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 99

(8), 5669–5674.

Qi, S. Q., Zeng, Q. H., Ding, C., & Li, H. (2013). Neural correlates of reward-driven attentional capture in visual search.

Brain Research

,

1532

, 32–43.

Raymond, J. E., & O'Brien, J. L. (2009). Selective visual attention and motivation the consequences of value learning in an attentional blink task.

Psychological Science

,

20

(8), 981–988.

S?nger, J., & Wascher, E. (2011). The influence of extrinsic motivation on competition-based selection.

Behavioural Brain Research, 224

(1), 58–64.

Savine, A. C., & Braver, T. S. (2010). Motivated cognitive control: Reward incentives modulate preparatory neural activity during task-switching.

Neuroscience, 30

(31),10294–10305

Shigemune, Y., Abe, N., Suzuki, M., Ueno, A., Mori, E.,Tashiro, M., … Fujii T. (2010). Effects of emotion and reward motivation on neural correlates of episodic memory encoding: A PET study.

Neuroscience Research

,

67

(1), 72–79.

Small, D. M., Gitelman, D., Simmons, K., Bloise, S. M.,Parrish, T., & Mesulam, M. M. (2005). Monetary incentives enhance processing in brain regions mediating top-down control of attention.

Cerebral Cortex, 15

(12), 1855–1865.

Soto, D., Heinke, D., Humphreys, G. W., & Blanco, M. J.(2005). Early, involuntary top-down guidance of attention from working memory.

Journal of Experimental Psychology:Human Perception and Performance, 31

(2), 248–261.

Soto, D., Humphreys, G. W., & Heinke, D. (2006). Working memory can guide pop-out search.

Vision Research

,

46

(6-7),1010–1018.

Theeuwes, J. (1992). Perceptual selectivity for color and form.

Perception & Psychophysics, 51

(6), 599–606.

Theeuwes, J., & Belopolsky, A. V. (2012). Reward grabs the eye: Oculomotor capture by rewarding stimuli.

Vision Research, 74

, 80–85.

Theeuwes, J., & Godijn, R. (2001). Attentional and oculomotor capture.

Advances in Psychology, 133

, 121–149.

Veling, H., & Aarts, H. (2010). Cueing task goals and earning money: Relatively high monetary rewards reduce failures to act on goals in a Stroop task.

Motivation and Emotion,34

(2), 184–190.

Wang, L. H., Duan, Y. Y., Theeuwes, J., & Zhou, X. L. (2014).Reward breaks through the inhibitory region around attentional focus.

Journal of Vision, 14

(12), article 2.

Wei, P., & Kang, G. L. (2012). The brain mechanisms of reward cue in triggering and modulating fronto-parietal attentional network in visual search.

Advances in Psychological Science, 20

(6), 798–804.

[魏萍, 康冠蘭. (2012). 獎賞性線索啟動和調(diào)控視覺搜索額頂網(wǎng)絡(luò)的神經(jīng)機制.

心理科學(xué)進展, 20

(6), 798–804.]

Wei, P., & Kang, G. L. (2014). Task relevance regulates the interaction between reward expectation and emotion.

Experimental Brain Research, 232

(6), 1783–1791.

Wei, P., Lü, J. G, Müller, H. J., & Zhou, X. L. (2008).Searching for two feature singletons in the visual scene:The localized attentional interference effect.

Experimental Brain Research, 185

(2), 175–188.

Wittmann, B. C., Schiltz, K., Boehler, C. N., & Düzel, E.(2008). Mesolimbic interaction of emotional valence and reward improves memory formation.

Neuropsychologia

,

46

(4), 1000–1008.

Wolfe, J. M., & Horowitz, T. S. (2004). What attributes guide the deployment of visual attention and how do they do it?

Nature Reviews Neuroscience, 5

(6), 495–501.

Yerkes, R. M., & Dodson, J. D. (1908). The relation of strength of stimulus to rapidity of habit-formation.

Journal of Comparative Neurology and Psychology, 18

(5), 459–482.

Zhai, S. M., Kong, J., & Ren, X. S. (2004). Speed–accuracy tradeoff in Fitts’ law tasks—on the equivalency of actual and nominal pointing precision.

International Journal of Human-Computer Studies, 61

(6), 823–856.

Zedelius, C. M., Veling, H., & Aarts, H. (2011). Boosting or choking–How conscious and unconscious reward processing modulate the active maintenance of goal-relevant information.

Consciousness and Cognition, 20

(2), 355–362.

Zhang, B., Huang, S., & Hou, Q. (2014). The priority of color in working-memory-driven ocular capture.

Acta Psychologica Sinica, 46

(3), 17–26.

[張豹, 黃賽, 候秋霞. (2014). 工作記憶表征捕獲眼動中的顏色優(yōu)先性.

心理學(xué)報, 46

(3), 17–26.]