任務(wù)設(shè)置影響負(fù)相容效應(yīng)的機(jī)制
——自上而下認(rèn)知控制對閾下啟動信息加工的影響*

王佳瑩 繳潤凱 張 明

(1東北師范大學(xué)心理學(xué)院, 長春 130024) (2蘇州大學(xué)心理學(xué)系, 蘇州 215123)

1 引言

負(fù)相容效應(yīng)(Negative Compatibility Effect, NCE)是指在中央視野呈現(xiàn)的閾下掩蔽箭頭啟動項后呈現(xiàn)箭頭目標(biāo)項時, 當(dāng)ISI (Interstimulus Interval)為100～150 ms時, 出現(xiàn)啟動效應(yīng)的反轉(zhuǎn), 對與啟動項指向不一致目標(biāo)項的反應(yīng)快于與啟動項指向一致目標(biāo)項的反應(yīng)(Eimer & Schlaghecken, 1998)。

負(fù)相容效應(yīng)的代表性理論主要有自我抑制觀點和知覺交互作用觀點。自我抑制觀點認(rèn)為負(fù)相容效應(yīng)體現(xiàn)了運(yùn)動激活進(jìn)行自我抑制的過程。Eimer和Schlaghecken (1998)發(fā)現(xiàn)NCE不僅在反應(yīng)時上表現(xiàn)為一致條件比不一致條件更長, 在表示運(yùn)動準(zhǔn)備的單側(cè)化準(zhǔn)備電位(Lateralized Readiness Potential,LRP)上也表現(xiàn)出了同樣的趨勢：在一致條件下, 先出現(xiàn)對一致反應(yīng)的激活(240 ms時的負(fù)走向波形),之后激活減弱并出現(xiàn)反向激活(350 ms時的正走向波形); 在不一致條件下, 則先出現(xiàn)正走向波形, 再轉(zhuǎn)為負(fù)波。據(jù)此, Eimer和Schlaghecken認(rèn)為NCE是運(yùn)動激活進(jìn)行自我抑制的結(jié)果。掩蔽項的出現(xiàn)終止了啟動項誘發(fā)的早期激活, 這時新的信息輸入替換掉啟動項所攜帶的信息, 與啟動項一致的反應(yīng)準(zhǔn)備被取消。由于缺少知覺證據(jù)對早期激活的繼續(xù)支持, 認(rèn)知加工系統(tǒng)自動開始進(jìn)行反應(yīng)抑制, 抑制與啟動項一致但已不再適用的反應(yīng)趨勢。(Schlaghecke& Eimer, 2006; Schlaghecken, Rowley, Sembi,Simmons & Whitcomb, 2007; Ocampo & Finkbeiner,2013)。知覺交互作用觀點則認(rèn)為啟動效應(yīng)方向的反轉(zhuǎn)反映的是兩個相反方向的積極啟動序列。首先,啟動項誘發(fā)了與其一致的反應(yīng)激活, 但是掩蔽項的出現(xiàn)不僅打斷了對啟動反應(yīng)的激活, 掩蔽項所含的相關(guān)刺激特征還會引發(fā)與啟動項相反的反應(yīng)激活。NCE的出現(xiàn)是由于掩蔽項和啟動項之間的知覺交互作用導(dǎo)致的, 啟動項和掩蔽項的知覺特征在其中起重要作用, 刺激的相關(guān)屬性特征是NCE的必要條件(Lleras & Enns, 2004, 2005, 2006; Verleger,Ja?kowski, Aydemir, van der Lubbe, & Groen, 2004;Sumner, 2008; Kahan & Chokshi, 2013)。目前的理論爭論主要圍繞負(fù)相容效應(yīng)中抑制發(fā)生在知覺加工階段還是反應(yīng)階段展開, 體現(xiàn)為對時程、啟動項強(qiáng)度、刺激項目特征及關(guān)系、刺激反應(yīng)聯(lián)結(jié)強(qiáng)度等刺激屬性層面上影響因素的分析(Atas, San Anton, &Cleeremans, 2015; Liu & Wang, 2014; Liu, Chen, Dai,Wang, & Wang, 2014等)。無論自我抑制觀點還是知覺交互作用觀點, 都認(rèn)為NCE是一種自動化的閾下啟動, 考察自上而下控制過程對NCE影響的研究還較少。

任務(wù)設(shè)置這種自上而下認(rèn)知控制過程可能對NCE有影響。Schlaghecken和Eimer (2004)在NCE范式中目標(biāo)項的位置呈現(xiàn)中性刺激, 要求被試進(jìn)行自由反應(yīng), 結(jié)果發(fā)現(xiàn)在ISI為150 ms的條件下, 當(dāng)所有目標(biāo)項都為中性刺激時, 沒有出現(xiàn)反應(yīng)偏向;但當(dāng)目標(biāo)項中既有需要進(jìn)行辨別反應(yīng)的箭頭刺激又有中性刺激時, 對中性刺激的反應(yīng)出現(xiàn)了偏向,被試更多地做出與啟動項指向相反的反應(yīng)(53.42%),說明NCE可能與當(dāng)前任務(wù)設(shè)置有關(guān)。Kiefer和Martens (2010)采用雙任務(wù)范式研究閾下語義啟動時, 在每個正式任務(wù)前隨機(jī)前置要求判斷是否是生物的語義誘導(dǎo)任務(wù)或要求判斷字母結(jié)構(gòu)的知覺誘導(dǎo)任務(wù), 發(fā)現(xiàn)前置的語義誘導(dǎo)任務(wù)增強(qiáng)了后繼的閾下語義啟動(以N400波幅為指標(biāo)), 而知覺誘導(dǎo)任務(wù)則沒有表現(xiàn)出強(qiáng)化作用(Kiefer & Martens, 2010;Martens, Ansorge & Kiefer, 2011)。這些研究提示我們閾下信息呈現(xiàn)時的認(rèn)知加工狀態(tài)可能會通過自上而下認(rèn)知控制調(diào)節(jié)無意識信息加工過程, 進(jìn)而影響后繼的啟動反應(yīng)。王佳瑩和張明(2013)通過調(diào)節(jié)啟動項與目標(biāo)項關(guān)系直接考察了任務(wù)需求對NCE的影響, 發(fā)現(xiàn)在啟動項和目標(biāo)項完全相同和知覺特征不完全相同但同為箭頭刺激時都出現(xiàn)了負(fù)向啟動, 而啟動項與目標(biāo)項種類不同時則沒有出現(xiàn)啟動。說明NCE并非源于啟動項與目標(biāo)項的重復(fù), 同時證明任務(wù)設(shè)置會影響NCE。

那么任務(wù)設(shè)置是如何影響NCE的呢？影響可能作用于兩個階段：一是閾下啟動信息加工階段;二是目標(biāo)項加工反應(yīng)階段。(1)如果任務(wù)設(shè)置對NCE的影響作用于閾下啟動信息加工階段, 則任務(wù)設(shè)置誘發(fā)的自上而下認(rèn)知加工影響了對閾下啟動信息的選擇和加工。也就是說, 認(rèn)知系統(tǒng)會根據(jù)當(dāng)前的任務(wù)設(shè)置調(diào)整自上而下信息加工狀態(tài), 選擇完成當(dāng)前任務(wù)所需的信息進(jìn)行加工或進(jìn)行較深入的加工。任務(wù)設(shè)置不同時, 完成任務(wù)所需的信息也不同, 對相同閾下啟動項的選擇和加工就會不同。同樣的閾下啟動刺激, 在與當(dāng)前任務(wù)設(shè)置無關(guān)時不會被選擇加工, 也就不會影響對目標(biāo)項的反應(yīng); 但在與當(dāng)前任務(wù)設(shè)置相關(guān)時就會得到選擇和加工, 并進(jìn)一步影響對目標(biāo)項的反應(yīng)。(2)如果任務(wù)設(shè)置對NCE的影響作用于目標(biāo)項加工反應(yīng)階段, 則任務(wù)設(shè)置影響的是閾下啟動信息對目標(biāo)項反應(yīng)加工的作用過程。也就是說, 無論閾下啟動項與任務(wù)設(shè)置是否相關(guān), 認(rèn)知系統(tǒng)對相同啟動項的加工總是相同的, 但這種加工只在任務(wù)設(shè)置與啟動信息相關(guān)時才影響對目標(biāo)項的反應(yīng), 任務(wù)設(shè)置與啟動信息無關(guān)時則不產(chǎn)生影響。即相關(guān)任務(wù)設(shè)置和無關(guān)任務(wù)設(shè)置條件下對相同啟動項的加工相同, 兩種條件的分離發(fā)生在目標(biāo)項加工反應(yīng)階段。

王佳瑩和張明(2014)以漢字啟動項作為閾下啟動刺激, 在兩個Block中分別以漢字或箭頭為目標(biāo)項, 要求被試對漢字或箭頭進(jìn)行辨別反應(yīng), 結(jié)果發(fā)現(xiàn)只在漢字任務(wù)中出現(xiàn)了基于漢字的負(fù)啟動效應(yīng),箭頭辨別任務(wù)中沒有出現(xiàn)啟動效應(yīng)。漢字任務(wù)Nogo試次比箭頭任務(wù)Nogo試次的P3平均波幅更大; 只有在漢字任務(wù)中, Go試次一致條件下比不一致條件下的P3潛伏期更長。這一研究發(fā)現(xiàn)采用漢字目標(biāo)項也可以得到基于語義的NCE, 且在啟動信息加工階段就表現(xiàn)出了任務(wù)設(shè)置對閾下語義啟動的影響。提示任務(wù)設(shè)置對NCE的影響可能也始于閾下啟動信息加工階段。但漢字啟動項涉及到語義加工等過程, 而NCE經(jīng)典范式以箭頭刺激為啟動項, 所以王佳瑩和張明(2014)的研究不能說明NCE范式中的加工情況。

任務(wù)設(shè)置如何影響負(fù)相容效應(yīng)？這一影響發(fā)生在信息加工過程中的哪一階段？任務(wù)設(shè)置是否影響NCE中閾下啟動信息的加工？需要進(jìn)一步的探討。故本研究采用經(jīng)典的NCE研究范式, 以雙箭頭作為閾下啟動刺激, 結(jié)合Go-Nogo范式直接測量對閾下啟動信息的加工情況, 同時以行為反應(yīng)和ERP成分為指標(biāo), 來考察任務(wù)設(shè)置影響NCE的階段, 揭示自上而下認(rèn)知控制過程影響NCE的機(jī)制。

本研究采用Go-Nogo范式, 隨機(jī)呈現(xiàn)Go和Nogo試次, 掩蔽項消失后被試才能知道是否需要做出反應(yīng), 因此可以認(rèn)為在兩種試次中認(rèn)知系統(tǒng)對啟動項和掩蔽項的加工相同。Nogo試次排除了反應(yīng)階段加工和反應(yīng)的干擾, 可以直接說明任務(wù)設(shè)置對NCE中閾下啟動信息加工階段的作用, 以此直接探討任務(wù)設(shè)置影響NCE的機(jī)制。如果Nogo試次的ERP成分在兩種任務(wù)設(shè)置下出現(xiàn)差異, 說明任務(wù)設(shè)置影響對閾下啟動信息的加工; 如果不存在差異, 則說明任務(wù)設(shè)置不影響閾下信息加工, 而是影響對目標(biāo)項的加工反應(yīng)。

NCE體現(xiàn)了對與啟動項一致過程的抑制。在腦電成分上, 一般認(rèn)為中央頂區(qū)的P3與抑制控制及注意狀態(tài)有關(guān), Go-Nogo 任務(wù)中P3峰值的出現(xiàn)往往代表著行為抑制加工的完成(Yuan, He, Zhang,Chen, & Li, 2008), P3波幅則受抑制控制和注意資源的投入程度調(diào)節(jié), 注意資源投入越多則波幅越大(Milne, Dunn, Freeth, & Rosas-Martinez, 2013)。因此本研究主要關(guān)注P3成分。在Go試次中有目標(biāo)項呈現(xiàn), 與經(jīng)典NCE范式相同, 存在啟動項和目標(biāo)項的一致或不一致關(guān)系, 主要分析加工速度的差異?？梢灶A(yù)期Go試次中, 不一致條件下行為反應(yīng)更快,P3潛伏期也更短。Nogo試次中不呈現(xiàn)目標(biāo)項, 無需反應(yīng), 也不存在一致或不一致關(guān)系, 所以不會表現(xiàn)出加工速度的差異。但Nogo和Go條件下對啟動項和掩蔽項的加工應(yīng)該相同, 因此關(guān)注兩種任務(wù)設(shè)置下對Nogo試次加工的差異, 以此說明NCE中的啟動信息加工情況。Nogo試次中漢字任務(wù)需要動用認(rèn)知控制來排除無關(guān)啟動信息的干擾, 導(dǎo)致P3波幅降低; 箭頭任務(wù)中的箭頭啟動項則會比漢字任務(wù)中的箭頭啟動項吸引更多的注意資源, 導(dǎo)致P3波幅增加。所以可以預(yù)期箭頭任務(wù)比漢字任務(wù)的P3波幅更大。

2 方法

2.1 被試

大學(xué)生被試18人(男生8人, 女生10人), 平均年齡23.5歲。均為右利手, 視力或矯正視力正常,未參加過類似實驗, 實驗結(jié)束后給一定報酬。

2.2 材料和儀器

全部實驗中均以指向左或右的雙箭頭(“ < < ”或“ > > ”)為啟動項, 視角1.1°×0.6°; 以雙向疊加雙箭頭為掩蔽項, 視角1.1°×0.6°。兩個Block中目標(biāo)項分別為漢字(“左”和“右”)或雙箭頭(“ < < ”和“ > > ”),雙箭頭視角1.1°×0.6°, 漢字視角1.0°×1.0°。注視點采用黑色圓點, 視角0.2°×0.2°。所有刺激均呈現(xiàn)在屏幕中央, 屏幕背景為白色, 刺激為黑色。

在戴爾Optiplex 755型計算機(jī)上運(yùn)行實驗程序,在21英寸Iiyama CRT顯示器上呈現(xiàn)實驗刺激, 屏幕分辨率1024×768, 刷新頻率100 Hz。

采用Neuroscan 4.3系統(tǒng)采集和分析腦電數(shù)據(jù),使用AC采樣, 采樣率500 Hz, 濾波帶通0.1～100 Hz。使用基于國際10-20系統(tǒng)分布的64導(dǎo)電極帽,電極與皮膚間電阻小于5 k?。記錄時以左乳突為參考電極, 離線分析時以右乳突進(jìn)行再參考, 轉(zhuǎn)換為以雙側(cè)乳突平均值為參考。雙眼外側(cè)水平1.5 cm處記錄水平眼電(HEOG), 左眼垂直上下1.5 cm處記錄垂直眼電(VEOG)。離線處理EEG數(shù)據(jù)時, 根據(jù)眼動情況矯正眼電偽跡, 同時充分排除其他偽跡。低通濾波30 Hz (24 dB/oct), 波幅大于±50 μV部分自動剔除。以啟動項呈現(xiàn)時間計算潛伏期, 以啟動項呈現(xiàn)前200 ms至呈現(xiàn)后800 ms進(jìn)行數(shù)據(jù)分段疊加, 前200 ms為基線進(jìn)行基線校正。

應(yīng)用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件對行為和ERP指標(biāo)進(jìn)行重復(fù)測量方差分析。

2.3 實驗設(shè)計

2(任務(wù)設(shè)置)×2(一致性)×2(是否反應(yīng))的被試內(nèi)實驗設(shè)計, 自變量為：(1)任務(wù)設(shè)置, 有箭頭任務(wù)和漢字任務(wù)兩個水平, 為被試內(nèi)Block間變量; (2)一致性, 是指啟動項指向與目標(biāo)項指向的一致性關(guān)系,有一致和不一致兩個水平, 為組內(nèi)變量; (3)是否反應(yīng), 指是否要求被試做出反應(yīng), 有Go和Nogo兩個水平, 為組內(nèi)變量。因變量為行為反應(yīng)的反應(yīng)時和正確率, ERP成分的潛伏期和波幅。

2.4 實驗程序

被試單獨(dú)在隔音實驗室內(nèi)進(jìn)行實驗, 眼睛距屏幕60 cm, 實驗過程中一直注視屏幕中央位置, 對目標(biāo)項按鍵反應(yīng)。

采用E-Prime 2.0軟件編制實驗程序, 每個試次流程如下(圖1)：(1)注視點隨機(jī)呈現(xiàn)400～1000 ms;(2)指向左或右的雙箭頭啟動項20 ms; (3)雙向雙箭頭疊加的掩蔽項100 ms; (4)目標(biāo)項100 ms或空屏。試次之間時間間隔300～700 ms隨機(jī)。實驗指導(dǎo)語要求被試在不出現(xiàn)目標(biāo)項時不反應(yīng)(Nogo試次), 在出現(xiàn)目標(biāo)項時既快又準(zhǔn)地按鍵反應(yīng)(Go試次)。箭頭任務(wù)中, 目標(biāo)項為指向左或右的雙箭頭(“ < < ”或“ > > ”), 要求被試分別用左右手食指按左右箭頭鍵對左或右雙箭頭反應(yīng); 漢字任務(wù)中, 目標(biāo)項為漢字“左”或“右”, 要求被試分別用左右手食指按左右箭頭鍵對漢字“左”或“右”反應(yīng)。

圖1 實驗流程圖。Go試次中有目標(biāo)項出現(xiàn)并用左右手食指對應(yīng)按左右箭頭鍵反應(yīng), Nogo試次中沒有目標(biāo)項出現(xiàn)也無需反應(yīng)。

實驗分箭頭任務(wù)和漢字任務(wù)兩組分別進(jìn)行, 先后順序在被試間平衡。每組中有4種條件隨機(jī)呈現(xiàn)。正式實驗開始前練習(xí)16次, 正式實驗共720個試次,每120個試次休息一次, 共需約50 min。

正式實驗后進(jìn)行100次啟動項辨別任務(wù)。呈現(xiàn)與正式實驗相同的啟動項20 ms或200 ms, 掩蔽項100 ms, 要求被試判斷啟動項的方向。

3 結(jié)果與分析

3.1 行為結(jié)果與分析

只有Go試次有行為反應(yīng), 所以對Go試次分析行為反應(yīng)正確率和正確反應(yīng)平均反應(yīng)時, 結(jié)果見表1和圖2。

啟動項辨別任務(wù)結(jié)果顯示, 20 ms啟動項辨別正確率49.89%, 與隨機(jī)水平50%差異不顯著,

t

(1,17)=0.04,

p

=0.97。實驗結(jié)束后詢問被試是否覺察到啟動項, 所有被試均報告沒有覺察。說明正式實驗中啟動項是有效的閾下刺激。對反應(yīng)時進(jìn)行2(一致性)×2(任務(wù)設(shè)置)重復(fù)測量方差分析：一致性主效應(yīng)顯著,

F

(1, 17)=74.08,

p

<0.001, η=0.81; 任務(wù)設(shè)置主效應(yīng)顯著,

F

(1, 17)=24.54,

p

< 0.001, η=0.59; 一致性與任務(wù)設(shè)置交互作用顯著,

F

(1, 17)=123.74,

p

< 0.001, η=0.88。簡單效應(yīng)分析表明：箭頭任務(wù)中一致性效應(yīng)顯著,

F

(1,17)=123.43,

p

< 0.001, η=0.88。一致條件下反應(yīng)時長于不一致條件, 差異為49.03 ms。漢字任務(wù)中一致條件和不一致條件下反應(yīng)時差異為0.30 ms,一致性效應(yīng)不顯著,

F

(1, 17)=0.01,

p

=0.91。對正確率進(jìn)行2(一致性)×2(任務(wù)設(shè)置)重復(fù)測量方差分析：一致性主效應(yīng)顯著,

F

(1, 17)=9.38,

p

<0.01, η=0.36; 任務(wù)設(shè)置主效應(yīng)顯著,

F

(1, 17)=4.27,

p

=0.05, η=0.20; 一致性與任務(wù)設(shè)置交互作用顯著,

F

(1, 17)=23.52,

p

< 0.001, η=0.58。簡單效應(yīng)分析表明：箭頭任務(wù)一致性效應(yīng)顯著,

F

(1, 17)=19.36,

p

< 0.001, η=0.53, 不一致條件正確率高于一致條件, 差異為3.17%。漢字任務(wù)一致條件和不一致條件下的正確率差異為0.06%, 一致性效應(yīng)不顯著,

F

(1, 17)=0.02,

p

=0.91。

行為結(jié)果表明, 只有箭頭任務(wù)中出現(xiàn)NCE, 說明在Go-Nogo任務(wù)中仍然可以得到NCE, NCE受任務(wù)設(shè)置影響。

表1 Go試次的平均反應(yīng)時(ms)和正確率(%)

圖2 Go試次的平均反應(yīng)時和正確率。箭頭目標(biāo)項時不一致條件比一致條件反應(yīng)時更短, 正確率更高。漢字目標(biāo)項時則無顯著差異。

3.2 ERP結(jié)果與分析

3.2.1 Go試次中ERP成分分析

對Go試次400～700 ms時間窗內(nèi)中央頂區(qū)(Cz,C1, C2, CPz, CP1, CP2, Pz, P1, P2)的P3潛伏期(見表2)進(jìn)行2(一致性)×2(任務(wù)設(shè)置)重復(fù)測量方差分析：一致性主效應(yīng)顯著, 一致條件下潛伏期顯著長于不一致條件,

F

(1, 17)=41.26,

p

< 0.001, η=0.71,任務(wù)設(shè)置主效應(yīng)不顯著,

F

(1, 17)=0.96,

p

=0.34,交互作用顯著,

F

(1, 17)=9.25,

p <

0.01, η=0.35。簡單效應(yīng)分析顯示：漢字任務(wù)中一致性主效應(yīng)不顯著,

F

(1, 17)=1.24,

p

=0.28; 箭頭任務(wù)中一致性主效應(yīng)顯著, 一致條件下潛伏期顯著長于不一致條件,

F

(1, 17)=37.20,

p

< 0.01, η=0.69 (見圖3)。

箭頭任務(wù)中, 一致條件下的P3潛伏期顯著長于不一致條件, 而漢字任務(wù)中則無顯著差異, 與行為結(jié)果一致。P3是標(biāo)識抑制控制的重要成分, 說明在箭頭任務(wù)中認(rèn)知系統(tǒng)在一致條件下需要更長的時間來完成抑制控制過程, 證明NCE中存在與認(rèn)知控制加工相關(guān)的成分。

表2 Go試次中箭頭任務(wù)設(shè)置和漢字任務(wù)設(shè)置下的P3潛伏期(單位：ms)

圖3 Go試次的ERP波形圖及箭頭任務(wù)設(shè)置下一致條件與不一致條件的ERP差異波地形圖

由于Go和Nogo試次隨機(jī)出現(xiàn), 只有在掩蔽項消失后才能判斷應(yīng)該完成哪種任務(wù), 因此在同一任務(wù)設(shè)置下Go和Nogo兩種試次中對相同啟動項的加工是一樣的?？梢酝ㄟ^Nogo試次中的啟動項加工說明NCE中對相同刺激的加工情況。分析Nogo條件下的ERP成分可以排除NCE中目標(biāo)項出現(xiàn)誘發(fā)的加工和反應(yīng)過程的污染。故下面對Nogo條件下的ERP成分進(jìn)行分析。

3.2.2 Nogo試次中ERP成分分析

對Nogo試次450～550 ms時間窗內(nèi)中央頂區(qū)(Cz, C1, C2, CPz, CP1, CP2, Pz, P1, P2)P3平均波幅(見表3)進(jìn)行2(任務(wù)設(shè)置：箭頭任務(wù)、漢字任務(wù)) ×2(啟動項：左箭頭、右箭頭)重復(fù)測量方差分析：任務(wù)設(shè)置主效應(yīng)顯著,

F

(1, 17)=5.92,

p <

0.05, η=0.26, 箭頭任務(wù)下平均波幅顯著大于漢字任務(wù); 啟動項主效應(yīng)不顯著,

F

(1, 17)=0.004,

p=

0.95; 交互作用不顯著,

F

(1, 17)=0.67,

p=

0.42 (見圖4)。

對無關(guān)信息的認(rèn)知控制會降低P3波幅(Chen et al.,2008), 注意資源分配的增加會增大P3波幅(Milne et al., 2013)。Nogo試次中箭頭任務(wù)的P3波幅顯著大于漢字任務(wù), 說明在漢字任務(wù)中認(rèn)知加工系統(tǒng)需要動用認(rèn)知控制來排除無關(guān)信息的干擾, 而在箭頭任務(wù)中則向箭頭啟動項分配了更多的注意資源, 以確保既快又好地根據(jù)任務(wù)設(shè)置完成實驗任務(wù)。

表3 Nogo試次中箭頭任務(wù)設(shè)置和漢字任務(wù)設(shè)置下左右箭頭啟動項的P3平均波幅(單位：μV)

圖4 Nogo試次ERP波形圖及箭頭任務(wù)設(shè)置與漢字任務(wù)設(shè)置的差異波地形圖。箭頭任務(wù)的中央頂區(qū)P3波幅顯著大于漢字任務(wù)的P3波幅。

4 討論

傳統(tǒng)觀點認(rèn)為閾下信息加工是自動化過程, 不受自上而下認(rèn)知控制調(diào)節(jié), 后來的研究發(fā)現(xiàn)自上而下認(rèn)知過程會在某些條件下影響到閾下信息加工(Kiefer & Martens, 2010)。王佳瑩和張明(2013, 2014)采用漢字作為閾下啟動項, 結(jié)果在漢字任務(wù)中得到了基于語義的NCE。本研究以經(jīng)典的箭頭NCE范式為基礎(chǔ), 設(shè)置箭頭判斷任務(wù)和漢字判斷任務(wù), 結(jié)果Go條件下的行為數(shù)據(jù)和P3潛伏期都顯示只有在箭頭任務(wù)設(shè)置下才出現(xiàn)NCE。說明經(jīng)典的箭頭NCE也受任務(wù)設(shè)置調(diào)節(jié), 傳統(tǒng)觀點認(rèn)為是自動化的NCE過程受到了自上而下認(rèn)知控制過程的影響。這與以往研究結(jié)果一致, 本研究進(jìn)一步考察任務(wù)設(shè)置對NCE的影響發(fā)生在哪一階段。

一般認(rèn)為中央頂區(qū)的P3是出現(xiàn)抑制控制的有效指標(biāo)(Yu, Yuan, & Luo, 2009; Yuan et al., 2008),對任務(wù)無關(guān)信息的抑制控制會使其波幅降低(Chen et al., 2008)。Go試次中, 一致條件下P3潛伏期較長, 說明一致條件下的抑制控制加工出現(xiàn)較晚。Nogo條件不呈現(xiàn)目標(biāo)項也無行為反應(yīng), 所以能夠排除反應(yīng)決策和運(yùn)動準(zhǔn)備等反應(yīng)加工與反應(yīng)執(zhí)行過程的影響, 得到較純凈地表征知覺加工過程的ERP成分。在Nogo試次中, 任務(wù)設(shè)置相關(guān)條件下的P3波幅大于無關(guān)條件, 說明當(dāng)啟動信息與任務(wù)設(shè)置無關(guān)時, 認(rèn)知系統(tǒng)為了排除干擾, 通過抑制控制過程抑制對與當(dāng)前任務(wù)無關(guān)啟動信息的加工, 同時向任務(wù)相關(guān)啟動信息分配更多的注意資源, 導(dǎo)致漢字Nogo任務(wù)中的P3波幅顯著小于箭頭Nogo任務(wù)。說明閾下啟動信息加工受任務(wù)設(shè)置的影響。在自下而上的物理信息輸入完全相同的情況下, 任務(wù)設(shè)置通過自上而下認(rèn)知控制過程調(diào)節(jié)對閾下啟動信息的資源分配和加工。

任務(wù)設(shè)置相關(guān)和無關(guān)條件下的非反應(yīng)成分P3出現(xiàn)顯著差異, 說明任務(wù)設(shè)置對NCE的影響在閾下啟動信息加工階段就已經(jīng)產(chǎn)生了, 這種影響通過自上而下認(rèn)知控制實現(xiàn)調(diào)節(jié)作用, 任務(wù)設(shè)置不同時對相同的閾下啟動信息的注意分配和加工程度不同。

認(rèn)知系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前任務(wù)設(shè)置調(diào)節(jié)認(rèn)知系統(tǒng)的狀態(tài), 是一種自上而下的非自動化認(rèn)知加工控制過程。研究發(fā)現(xiàn)任務(wù)設(shè)置對負(fù)相容效應(yīng)有重要影響,甚至表現(xiàn)出決定性的作用, 說明NCE受自上而下認(rèn)知控制過程的調(diào)節(jié), 這種自上而下的認(rèn)知控制過程會根據(jù)任務(wù)設(shè)置調(diào)節(jié)對閾下啟動項的選擇和加工, 進(jìn)而影響負(fù)相容效應(yīng)。也就是說自上而下認(rèn)知控制過程可以影響對不能覺察的閾下啟動信息的注意資源分配及加工。本研究也為閾下信息加工受自上而下認(rèn)知控制影響提供了證據(jù)支持, 發(fā)現(xiàn)相同的閾下啟動項在不同任務(wù)設(shè)置下得到了不同的加工, 主要體現(xiàn)在P3波幅上。這從腦電水平上證明,任務(wù)設(shè)置這種自上而下認(rèn)知控制過程會影響對閾下啟動信息的加工。

王佳瑩和張明(2014)以漢字為閾下啟動項, 在兩個Block中分別以漢字和箭頭為目標(biāo)項, 要求被試對漢字或箭頭進(jìn)行辨別反應(yīng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)只在漢字任務(wù)中出現(xiàn)基于漢字的負(fù)啟動效應(yīng), 箭頭辨別任務(wù)中沒有出現(xiàn)啟動效應(yīng)。ERP結(jié)果顯示, 漢字任務(wù)比箭頭任務(wù)的Nogo試次P3平均波幅更大; 只有在漢字任務(wù)中, Go試次一致條件下比不一致條件下的P3潛伏期更長。本研究結(jié)果與王佳瑩和張明(2014)以閾下語義信息為啟動項的研究結(jié)果一致, 只在啟動項與任務(wù)設(shè)置相關(guān)時才出現(xiàn)負(fù)啟動, 箭頭和漢字任務(wù)設(shè)置下物理刺激相同的Nogo試次誘發(fā)的P3波幅差異顯著, 支持Kiefer等提出的注意敏化模型(Attentional Sensitization Model)。注意敏化模型是建立在閾下語義信息加工研究基礎(chǔ)之上的, 研究發(fā)現(xiàn)前置的語義誘導(dǎo)任務(wù)可以使閾下語義信息得到相應(yīng)加工, 影響后繼反應(yīng)(Kiefer & Martens, 2010;Martens et al., 2011; Adams & Kiefer, 2012)。Kiefer等由此指出認(rèn)知系統(tǒng)會根據(jù)當(dāng)前任務(wù)設(shè)置形成期望, 調(diào)節(jié)認(rèn)知加工狀態(tài)和信息加工通路, 使大腦皮層對與當(dāng)前任務(wù)設(shè)置相關(guān)的信息更敏感, 而屏蔽掉或者減弱對其它無關(guān)信息的加工(Kiefer, 2012;Kiefer, Adams, & Zovko, 2012)。本研究以箭頭刺激為實驗材料, 發(fā)現(xiàn)根據(jù)任務(wù)設(shè)置形成的認(rèn)知加工狀態(tài)也會影響對圖形刺激的加工, 說明注意敏化模型不僅適用于閾下語義信息加工, 還可能是一種更為普遍的加工機(jī)制。

目前負(fù)相容效應(yīng)的理論建構(gòu)主要圍繞知覺抑制和反應(yīng)抑制展開, 本研究提示我們NCE可能不只有自我抑制和知覺交互兩種來源。任務(wù)設(shè)置這種內(nèi)源性的自上而下認(rèn)知調(diào)控過程影響負(fù)相容效應(yīng),并且在信息加工階段就已經(jīng)表現(xiàn)出分離, 從認(rèn)知神經(jīng)角度證明NCE受自上而下的認(rèn)知控制加工調(diào)控。啟示我們負(fù)相容效應(yīng)不只是反應(yīng)抑制或知覺抑制的結(jié)果, 還可能有較為高級的認(rèn)知控制成分參與。

除了自我抑制觀點和知覺交互作用觀點, 近年來提出的后效假設(shè)也對負(fù)相容效應(yīng)做出了解釋。后效假設(shè)認(rèn)為先激活后抑制的反應(yīng)模式是一種普遍現(xiàn)象(Hilchey, Satel, Ivanoff, & Klein, 2013), 無論較高水平的認(rèn)知啟動還是較低水平的知覺啟動, 都可以從神經(jīng)細(xì)胞活動方式的角度解釋, 主要表現(xiàn)為突觸抑制。當(dāng)面對連續(xù)快速呈現(xiàn)的信息流時, 神經(jīng)細(xì)胞的突觸抑制這種短時適應(yīng)機(jī)制可以降低信息之間的來源混淆(Huber & O’Reilly, 2003; Huber,2008)。本研究發(fā)現(xiàn)NCE受內(nèi)源性的自上而下過程調(diào)節(jié), 提示我們NCE可能還有更高級的認(rèn)知控制過程參與, 符合后效假設(shè)的預(yù)期。負(fù)相容效應(yīng)可能是知覺、中樞和反應(yīng)等多水平多過程協(xié)同合作的結(jié)果, 而且不只是一種獨(dú)立的現(xiàn)象, 以后的理論建構(gòu)可以從更普遍的視角看待NCE。

5 結(jié)論

任務(wù)設(shè)置影響負(fù)相容效應(yīng), 這一影響始于閾下啟動信息加工階段, 其機(jī)制是自上而下認(rèn)知過程對閾下啟動信息加工的影響。除了自下而上的反應(yīng)抑制成分和知覺交互成分, 負(fù)相容效應(yīng)中可能還存在基于自上而下加工過程的認(rèn)知控制成分。

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