可操作物體識(shí)別過程中的兩種操作動(dòng)作表征*

於文苑 劉 燁 傅小蘭

(中國(guó)科學(xué)院心理研究所, 腦與認(rèn)知科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100101)

(中國(guó)科學(xué)院大學(xué)心理學(xué)系, 北京 100049)

人腦如何表征物體一直是心理學(xué)關(guān)注的熱點(diǎn)。已有研究表明, 人類的視覺系統(tǒng)在識(shí)別物體的過程中, 不僅有腹側(cè)通路(ventral stream)參與,也有背側(cè)通路(dorsal stream)參與, 前者表征物體的視覺特征, 后者表征與物體有關(guān)的操作動(dòng)作信息, 這種參與到物體識(shí)別過程中的、與物體有關(guān)的操作動(dòng)作信息的表征被稱為操作動(dòng)作表征(action represetation) (倪龍, 劉燁, 傅小蘭, 2014;Cloutman, 2013; Freud, Plaut, & Behrmann, 2016)。隨后的研究表明, 視覺的背側(cè)通路可進(jìn)一步分為背側(cè)?背側(cè)通路(dorso-dorsal stream)和腹側(cè)?背側(cè)通路(ventro-dorsal stream), 前者利用當(dāng)前輸入的物體的視覺和空間信息, 實(shí)現(xiàn)人對(duì)物體的結(jié)構(gòu)性操作(structure-based action), 即對(duì)物體進(jìn)行抓握,實(shí)現(xiàn)空間位移; 后者利用物體的使用經(jīng)驗(yàn), 提取出物體使用動(dòng)作的核心特征, 實(shí)現(xiàn)人對(duì)物體的功能性操作(function-based action), 即對(duì)物體進(jìn)行使用以發(fā)揮其特定的功能(Brandi, Wohlschl?ger, Sorg,& Hermsd?rfer, 2014; Rizzolatti & Matelli, 2003)。因此, 基于背側(cè)通路的不同子通路, 操作動(dòng)作表征可以分為結(jié)構(gòu)性操作動(dòng)作表征(structure-based action representation)和功能性操作動(dòng)作表征(function-based action representation), 背側(cè)?背側(cè)通路和腹側(cè)?背側(cè)通路又被分別稱為抓握系統(tǒng)(Grasp System)和使用系統(tǒng)(Use System) (Binkofski& Buxbaum, 2013; Buxbaum & Kalénine, 2010)。

本文梳理了關(guān)于結(jié)構(gòu)性和功能性操作動(dòng)作表征的研究, 綜述了兩種操作動(dòng)作表征存在的研究證據(jù)以及與兩種操作動(dòng)作表征相關(guān)的理論, 并且從兩種操作動(dòng)作表征與長(zhǎng)時(shí)記憶聯(lián)系的差異出發(fā),總結(jié)了兩種操作動(dòng)作表征在神經(jīng)基礎(chǔ)、時(shí)間進(jìn)程、激活條件方面的特點(diǎn)以及兩者的差異, 最后提出物體識(shí)別中兩種操作動(dòng)作表征的進(jìn)一步研究方向。

1 兩種操作動(dòng)作表征存在的證據(jù)

在對(duì)物體的加工過程中, 腹側(cè)通路負(fù)責(zé)物體知識(shí)的存儲(chǔ)和物體識(shí)別, 背側(cè)通路負(fù)責(zé)表征物體空間信息和動(dòng)作信息, 腹側(cè)通路中的信息輸入背側(cè)通路, 與背側(cè)通路中的空間信息和動(dòng)作信息結(jié)合, 在背側(cè)通路中形成物體的操作動(dòng)作表征(Kristensen, Garcea, Mahon, & Almeida, 2016; Mahon,Kumar, & Almeida, 2013)。操作動(dòng)作表征是物體表征的一個(gè)關(guān)鍵部分, 對(duì)物體識(shí)別具有重要作用(Cloutman, 2013), 表現(xiàn)為被動(dòng)觀看可操作物體時(shí)背側(cè)通路的激活(Chao & Martin, 2000; Mruczek,von Loga, & Kastner, 2013; Proverbio, Adorni, &D’Aniello, 2011), 以及與目標(biāo)物體操作動(dòng)作相一致的物體或手部動(dòng)作對(duì)于目標(biāo)物體識(shí)別的促進(jìn)作用(Helbig, Graf, & Kiefer, 2006; Kiefer, Sim,Helbig, & Graf, 2011)。

根據(jù)不同的意圖, 人可以對(duì)物體進(jìn)行結(jié)構(gòu)性和功能性操作, 因此, 人腦中可以形成關(guān)于物體的結(jié)構(gòu)性和功能性操作動(dòng)作表征。當(dāng)前的研究發(fā)現(xiàn), 結(jié)構(gòu)性操作動(dòng)作表征與功能性操作動(dòng)作表征可能是相互獨(dú)立的。

首先, 兩種操作動(dòng)作表征能力受損后的行為表現(xiàn)不同。當(dāng)結(jié)構(gòu)性操作動(dòng)作表征能力受損時(shí),人不能將手伸到物體所在的位置并對(duì)物體進(jìn)行準(zhǔn)確抓握, 這種現(xiàn)象被稱為視覺共濟(jì)失調(diào)(optic ataxia)(Andersen, Andersen, Hwang, & Hauschild, 2014);而當(dāng)功能性操作動(dòng)作表征能力受損時(shí), 人不能對(duì)熟悉的物體進(jìn)行正確的使用, 這種現(xiàn)象被稱為失用癥(apraxia) (Goldenberg, 2014)。更重要的是, 一種操作能力的受損并不總是伴隨著另一種操作能力的受損。一些失用癥患者不能識(shí)別并做出使用物體的手勢(shì), 但是他們的手可以準(zhǔn)確地到達(dá)并抓握視野中的物體(Jax, Buxbaum, & Moll, 2006;Sirigu et al., 1995); 而且, 失用癥患者在表征可操作物體時(shí), 會(huì)更加依賴結(jié)構(gòu)性操作動(dòng)作表征,表現(xiàn)為他們對(duì)于結(jié)構(gòu)性操作程度高的物體的識(shí)別正確率高于結(jié)構(gòu)性操作程度低的物體(Barde,Buxbaum, & Moll, 2007), 以及當(dāng)他們被暫時(shí)剝奪了視覺通道的信息時(shí), 更難做出正確的操作動(dòng)作(Jax et al., 2006)。這些腦損傷患者的行為表現(xiàn)說明, 人腦中可能存在分別負(fù)責(zé)結(jié)構(gòu)性和功能性操作動(dòng)作的系統(tǒng)。

其次, 雖然兩種操作動(dòng)作表征都受到背側(cè)通路的控制, 但是它們所依賴的神經(jīng)基礎(chǔ)不完全相同, 結(jié)構(gòu)性操作動(dòng)作表征更加依賴背側(cè)通路中的背側(cè)?背側(cè)通路, 而功能性操作動(dòng)作表征更依賴腹側(cè)?背側(cè)通路。背側(cè)?背側(cè)通路經(jīng)過 V6和頂上小葉(superior parietal lobule, SPL), 最終到達(dá)背側(cè)前運(yùn)動(dòng)區(qū)(dorsal pre-motor area); 腹側(cè)?背側(cè)通路經(jīng)過 V5/MT和頂下小葉(inferior parietal lobule,IPL), 最終到達(dá)腹側(cè)前運(yùn)動(dòng)區(qū)(ventral pre-motor areas) (Rizzolatti & Matelli, 2003)。腦損傷研究發(fā)現(xiàn), 視覺共濟(jì)失調(diào)主要是由背側(cè)?背側(cè)通路上的頂上小葉、頂內(nèi)溝(intraparietal sulcus, IPS)和頂?枕葉聯(lián)結(jié)(parieto-occipital junction, POJ)受損導(dǎo)致(Karnath & Perenin, 2005; Perenin & Vighetto,1988), 而失用癥主要是由于左側(cè)腹側(cè)?背側(cè)通路上的頂下小葉受損而產(chǎn)生(Buxbaum, Kyle,Grossman, & Coslett, 2007; De Renzi, Pieczuro, &Vignolo, 1968; Randerath, Goldenberg, Spijkers, Li,& Hermsd?rfer, 2010; Salazar-López, Schwaiger, &Hermsdoerfer, 2016)。神經(jīng)影像學(xué)研究也發(fā)現(xiàn)了相似的結(jié)果, 當(dāng)判斷物體的功能性操作動(dòng)作時(shí), 左側(cè)頂下小葉、額下回(left inferior frontal gyrus, left IFG)和后側(cè)顳上回(posterior superior temporal gyrus, pSTG)比在判斷物體的結(jié)構(gòu)性操作動(dòng)作時(shí)有更加顯著的激活(Buxbaum, Kyle, Tang, & Detre,2006); 當(dāng)被動(dòng)觀看可操作物體名詞時(shí), 左側(cè)頂下小葉、左側(cè)中央后回(left postcentral gyrus)、左下側(cè)中央前回(left inferior precentral gyrus)以及前輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)(pre-supplementary motor area, pre-SMA)只有在觀看可以進(jìn)行功能性操作的物體名稱時(shí)激活, 而在觀看只能進(jìn)行結(jié)構(gòu)性操作的物體名稱時(shí)沒有激活(Rueschemeyer, van Rooij, Lindemann,Willems, & Bekkering, 2010)。這些腦損傷及腦成像的研究結(jié)果都表明, 結(jié)構(gòu)性和功能性操作動(dòng)作表征依賴不同的神經(jīng)基礎(chǔ), 進(jìn)一步證實(shí)了兩種操作動(dòng)作表征的存在以及兩者之間的獨(dú)立性。

2 兩種操作動(dòng)作表征的理論基礎(chǔ)

根據(jù)背側(cè)?背側(cè)和腹側(cè)?背側(cè)通路分離的神經(jīng)基礎(chǔ), 結(jié)合腦損傷、神經(jīng)影像學(xué)以及行為研究的結(jié)果, Buxbaum 和 Kalénine (2010)提出了雙動(dòng)作系統(tǒng)理論(two action systems)。他們將雙側(cè)的背側(cè)?背側(cè)通路和左半球的腹側(cè)?背側(cè)通路分別定義為結(jié)構(gòu)性操作動(dòng)作系統(tǒng)(structure action system)和功能性操作動(dòng)作系統(tǒng)(function action system) (Binkofski& Buxbaum, 2013; Buxbaum & Kalénine, 2010)。

結(jié)構(gòu)性操作動(dòng)作系統(tǒng)通過處理當(dāng)前輸入的物體的視覺和空間信息, 包括物體的形狀、大小、位置, 以及物體與視網(wǎng)膜和軀體的相對(duì)位置, 形成與物體相符的抓握動(dòng)作的表征, 即結(jié)構(gòu)性操作動(dòng)作表征。由于結(jié)構(gòu)性操作動(dòng)作系統(tǒng)依賴當(dāng)前的信息就可以形成結(jié)構(gòu)性操作動(dòng)作表征, 對(duì)物體進(jìn)行實(shí)時(shí)加工(on-line processing), 因此其加工過程不會(huì)占用過多的工作記憶資源, 結(jié)構(gòu)性操作動(dòng)作表征可以在無注意條件, 甚至可能在無意識(shí)的條件下被激活, 但是在激活后維持的時(shí)間比較短。功能性操作動(dòng)作系統(tǒng)主要處理和儲(chǔ)存與物體相關(guān)的使用動(dòng)作的信息。當(dāng)人通過某一個(gè)特定的動(dòng)作,將某一物體使用多次后, 功能性操作動(dòng)作系統(tǒng)會(huì)將這個(gè)使用動(dòng)作的核心特征提取并儲(chǔ)存起來, 形成物體特異性的功能性操作動(dòng)作表征。功能性操作動(dòng)作系統(tǒng)需要從長(zhǎng)時(shí)記憶和概念系統(tǒng)中提取信息, 對(duì)物體進(jìn)行延時(shí)加工(off-line processing), 因此其加工過程中需要占用更多的工作記憶資源,功能性操作動(dòng)作表征在有注意和意識(shí)參與的條件下才可以激活, 并且在激活后可以維持較長(zhǎng)時(shí)間。這兩種操作動(dòng)作系統(tǒng)中形成的操作動(dòng)作表征,可以成為物體表征的一部分, 參與到物體識(shí)別的過程。此外, 由于物體的特異性知識(shí)在腹側(cè)通路中的加工呈現(xiàn)出左半球的偏側(cè)化(Tyler et al.,2004), 與之交互的腹側(cè)?背側(cè)通路也相應(yīng)地表現(xiàn)出操作動(dòng)作表征的左半球偏側(cè)化。因此, 結(jié)構(gòu)性操作動(dòng)作系統(tǒng)是基于雙側(cè)的背側(cè)?背側(cè)通路, 功能性操作動(dòng)作系統(tǒng)是基于左側(cè)的腹側(cè)?背側(cè)通路(Binkofski & Buxbaum, 2013; Buxbaum & Kalénine,2010; Glover, 2004; Pisella, Binkofski, Lasek, Toni,& Rossetti, 2006; Sakreida et al., 2016)。

雙動(dòng)作系統(tǒng)理論基于大腦背側(cè)中相對(duì)獨(dú)立的兩條子通路, 構(gòu)建了表征物體抓握動(dòng)作的結(jié)構(gòu)性操作動(dòng)作系統(tǒng)和表征物體使用動(dòng)作的功能性操作動(dòng)作系統(tǒng), 并且闡述了兩種操作動(dòng)作表征在工作記憶資源需求、激活條件和激活的時(shí)間進(jìn)程方面的差異。值得注意的是, 雙動(dòng)作系統(tǒng)理論將兩種操作動(dòng)作表征系統(tǒng)的差異主要?dú)w因于兩者與長(zhǎng)時(shí)記憶系統(tǒng)之間關(guān)聯(lián)程度的差異。與長(zhǎng)時(shí)記憶系統(tǒng)聯(lián)系緊密的功能性操作動(dòng)作表征系統(tǒng), 在加工過程中需要從長(zhǎng)時(shí)記憶中提取已儲(chǔ)存的操作動(dòng)作表征, 所以需要更多工作記憶和注意資源, 激活較慢, 維持時(shí)間更長(zhǎng)。這種解釋得到了腦功能鏈接的證據(jù)支持, 即腹側(cè)?背側(cè)通路與腹側(cè)通路的功能連接更加密切(Almeida, Fintzi, & Mahon, 2013;Kristensen et al., 2016; Mahon et al., 2013)。而且,就對(duì)物體特征的加工偏好而言, 相比于背側(cè)?背側(cè)通路, 腹側(cè)?背側(cè)通路更多地表征物體穩(wěn)定的、不隨外部條件變化的可操作性特征(Sakreida et al.,2016), 說明腹側(cè)?背側(cè)通路更多地表征已儲(chǔ)存的物體特征, 而不是當(dāng)前輸入的物體特征。這些研究結(jié)果都證實(shí)了雙動(dòng)作系統(tǒng)理論對(duì)于兩種操作動(dòng)作表征差異的解釋的合理性。

3 兩種操作動(dòng)作表征系統(tǒng)與長(zhǎng)時(shí)記憶系統(tǒng)的聯(lián)系

結(jié)合雙動(dòng)作系統(tǒng)理論以及目前的研究結(jié)果,兩種操作動(dòng)作表征系統(tǒng)與長(zhǎng)時(shí)記憶系統(tǒng)的聯(lián)系程度的差異主要體現(xiàn)在它們是否必須從長(zhǎng)時(shí)記憶中提取后才能參與物體識(shí)別。此外, 頂下小葉可能是操作動(dòng)作表征的儲(chǔ)存和提取的關(guān)鍵區(qū)域(Kalénine,Buxbaum, & Coslett, 2010; Osiurak, 2013)。

3.1 兩種操作動(dòng)作表征的儲(chǔ)存與提取

雖然結(jié)構(gòu)性操作動(dòng)作表征系統(tǒng)與長(zhǎng)時(shí)記憶系統(tǒng)的聯(lián)系程度相對(duì)較低, 但是結(jié)構(gòu)性操作動(dòng)作表征也可以儲(chǔ)存在長(zhǎng)時(shí)記憶中, 并且可以在一定的情況下被提取。而功能性操作動(dòng)作系統(tǒng)與長(zhǎng)時(shí)記憶系統(tǒng)的聯(lián)系密切, 因此功能性操作動(dòng)作表征不僅可以被儲(chǔ)存, 而且會(huì)在物體加工過程中被提取。面對(duì)一個(gè)操作沖突物體(結(jié)構(gòu)性操作動(dòng)作和功能性操作動(dòng)作不一致的物體), 如果僅要求被試擺出將要抓握或者使用該物體的手部動(dòng)作, 被試擺出抓握動(dòng)作的反應(yīng)時(shí)比擺出使用動(dòng)作的反應(yīng)時(shí)更短(Jax & Buxbaum, 2010); 但是如果要求被試真實(shí)地抓握并移動(dòng)物體或者真實(shí)地使用物體時(shí), 被試做出真實(shí)的使用動(dòng)作的反應(yīng)時(shí)與擺出使用動(dòng)作的反應(yīng)時(shí)沒有顯著的差異, 但是被試做出抓握動(dòng)作的速度比做出使用動(dòng)作的速度更慢, 也比擺出抓握動(dòng)作時(shí)的速度慢(Osiurak, Roche, Ramone, &Chainay, 2013)。這一方面說明, 結(jié)構(gòu)性操作動(dòng)作表征只在某些情況下被提取, 在僅僅擺出抓握的動(dòng)作時(shí), 被試?yán)卯?dāng)前輸入的信息就可以形成這個(gè)物體的結(jié)構(gòu)性操作動(dòng)作表征, 因此被試做出動(dòng)作的速度較快; 而在真實(shí)地將物體抓握并拿給他人時(shí), 被試還要依賴社會(huì)信息(如對(duì)方的手的力量)和物體本身的特征信息(如物體的重量), 從而形成接下來的操作動(dòng)作表征和動(dòng)作計(jì)劃, 這就要求提取長(zhǎng)時(shí)記憶中儲(chǔ)存的物體特征和相應(yīng)的結(jié)構(gòu)性操作動(dòng)作表征, 所以被試做出相應(yīng)的動(dòng)作的速度較慢(Osiurak et al., 2013)。另一方面, 功能性操作動(dòng)作表征不能僅根據(jù)當(dāng)前輸入的信息而形成, 必須被從長(zhǎng)時(shí)記憶中提取后才可以參與到物體的識(shí)別過程中, 所以被試無論是擺出使用動(dòng)作或是真實(shí)地使用物體, 都需要較長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)(Osiurak et al.,2013)。因此, 兩種操作動(dòng)作表征都可以被儲(chǔ)存在長(zhǎng)時(shí)記憶中, 但是在不同任務(wù)要求下, 結(jié)構(gòu)性操作動(dòng)作表征對(duì)長(zhǎng)時(shí)記憶的依賴程度也不同, 而功能性操作動(dòng)作表征與長(zhǎng)時(shí)記憶的聯(lián)系更密切且更穩(wěn)定。

3.2 兩種操作動(dòng)作表征的儲(chǔ)存與提取的神經(jīng)基礎(chǔ)

功能性操作動(dòng)作表征與長(zhǎng)時(shí)記憶的密切聯(lián)系,可能與左側(cè)頂下小葉和長(zhǎng)時(shí)記憶的關(guān)系有關(guān)。左側(cè)頂下小葉是功能性操作動(dòng)作表征系統(tǒng)的重要組成部分, 相對(duì)于操作動(dòng)作表征系統(tǒng)的其他部分,左側(cè)頂下小葉與負(fù)責(zé)物體知識(shí)儲(chǔ)存的腹側(cè)通路之間有更加顯著的功能連接(Almeida et al., 2013),這說明左側(cè)頂下小葉是操作動(dòng)作表征與長(zhǎng)時(shí)記憶聯(lián)系的關(guān)鍵區(qū)域, 操作動(dòng)作表征在長(zhǎng)時(shí)記憶中的儲(chǔ)存和提取可能通過左側(cè)頂下小葉進(jìn)行。

首先, 在功能性操作動(dòng)作表征儲(chǔ)存到長(zhǎng)時(shí)記憶的過程中, 存在左側(cè)頂下小葉的參與。面對(duì)一個(gè)從未見過的可操作物體, 被試在觀看他人使用新物體(Rüther, Tettamanti, Cappa, & Bellebaum,2014), 或自己按照指導(dǎo)語(yǔ)使用新物體(Bellebaum et al., 2013)之后, 再次觀看該物體時(shí), 即使被試對(duì)物體沒有進(jìn)行任何操作, 相比于學(xué)習(xí)之前, 其左側(cè)頂下小葉和額下回都有顯著的激活(Bellebaum et al., 2013; Rüther et al., 2014)。這表明左側(cè)頂下小葉可以將與新物體有關(guān)的直接或間接的使用經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為該物體的功能性操作動(dòng)作表征并將其儲(chǔ)存在長(zhǎng)時(shí)記憶中。此外, 在從長(zhǎng)時(shí)記憶中提取功能性操作動(dòng)作表征時(shí), 也存在左側(cè)頂下小葉的參與。如果對(duì)其左側(cè)頂下小葉施加抑制性的經(jīng)顱直流電刺激(tDCS), 被試對(duì)于使用物體的手勢(shì)和可操作物體之間一致性的判斷能力會(huì)顯著降低(Evans,Edwards, Taylor, & Ietswaart, 2016), 這說明抑制左側(cè)頂下小葉的活動(dòng)會(huì)阻礙功能性操作動(dòng)作表征從長(zhǎng)時(shí)記憶中的提取。這些結(jié)果表明, 左側(cè)頂下小葉是功能性操作動(dòng)作表征與長(zhǎng)時(shí)記憶聯(lián)系的關(guān)鍵區(qū)域。

其次, 在從長(zhǎng)時(shí)記憶中提取結(jié)構(gòu)性操作動(dòng)作表征時(shí), 左側(cè)頂下小葉仍然會(huì)發(fā)揮作用。由于左側(cè)頂下小葉受損而導(dǎo)致失用癥的患者在對(duì)熟悉物體進(jìn)行結(jié)構(gòu)性操作時(shí)會(huì)產(chǎn)生更多的錯(cuò)誤, 而他們?cè)趯?duì)抽象物體進(jìn)行結(jié)構(gòu)性操作時(shí)產(chǎn)生的錯(cuò)誤較少(Sunderland, Wilkins, Dineen, & Dawson, 2013)。這些左側(cè)頂下小葉受損的患者保留了結(jié)構(gòu)性操作的能力, 但是不能對(duì)熟悉的物體進(jìn)行正確的結(jié)構(gòu)性操作, 說明左側(cè)頂下小葉可能也參與到結(jié)構(gòu)性操作動(dòng)作表征的提取過程中。這些結(jié)果表明, 左側(cè)頂下小葉雖然是功能性操作動(dòng)作表征系統(tǒng)的一部分, 但是可能對(duì)于兩種操作動(dòng)作表征的儲(chǔ)存和提取都具有重要的作用。因此, 也有觀點(diǎn)認(rèn)為, 左側(cè)頂下小葉中儲(chǔ)存著物體的操作動(dòng)作記憶, 是長(zhǎng)時(shí)記憶系統(tǒng)的一部分(Kalénine et al., 2010; Osiurak,2013)。然而, 目前的研究結(jié)果尚不能確定是否兩者的儲(chǔ)存和提取都需要左側(cè)頂下小葉的參與, 兩種操作動(dòng)作表征儲(chǔ)存和提取的神經(jīng)機(jī)制仍不明確。

4 兩種操作動(dòng)作表征激活的時(shí)間進(jìn)程

兩種操作動(dòng)作表征與長(zhǎng)時(shí)記憶的聯(lián)系程度不同, 導(dǎo)致兩者的激活時(shí)間和激活后持續(xù)的時(shí)長(zhǎng)不同。功能性操作動(dòng)作表征需要從長(zhǎng)時(shí)記憶中提取后才可以激活, 因此激活的時(shí)間相對(duì)更晚, 但是持續(xù)的時(shí)間更長(zhǎng); 而結(jié)構(gòu)性操作動(dòng)作表征更加依賴當(dāng)前輸入的信息, 因此激活的時(shí)間更早, 但是由于沒有長(zhǎng)時(shí)記憶的參與, 激活后持續(xù)時(shí)間更短,消退得更快(Binkofski & Buxbaum, 2013; Buxbaum& Kalénine, 2010)。

在對(duì)真實(shí)物體進(jìn)行操作時(shí), 兩種操作動(dòng)作系統(tǒng)的激活時(shí)間支持了上述觀點(diǎn)。對(duì)真實(shí)的操作沖突物體進(jìn)行操作時(shí), 對(duì)物體的結(jié)構(gòu)性操作快于功能性操作, 更重要的是, 先進(jìn)行的結(jié)構(gòu)性操作不會(huì)對(duì)接下來的功能性操作的反應(yīng)速度產(chǎn)生影響,而先進(jìn)行的功能性操作卻使隨后的結(jié)構(gòu)性操作的反應(yīng)減慢(Jax & Buxbaum, 2010), 這表明結(jié)構(gòu)性操作動(dòng)作系統(tǒng)激活后的持續(xù)時(shí)間短, 不能對(duì)之后進(jìn)行的功能性操作動(dòng)作產(chǎn)生影響; 但是功能性操作動(dòng)作系統(tǒng)激活后持續(xù)的時(shí)間長(zhǎng), 因此會(huì)對(duì)在其之后進(jìn)行的結(jié)構(gòu)性操作動(dòng)作產(chǎn)生影響。

在語(yǔ)義理解過程中, 結(jié)構(gòu)性操作動(dòng)作表征激活早但持續(xù)時(shí)間短, 功能性操作動(dòng)作表征激活晚但持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。Bub和Masson等人在他們的系列研究中, 為被試呈現(xiàn)物體名稱, 或表達(dá)結(jié)構(gòu)性或功能性操作動(dòng)詞的句子, 并呈現(xiàn)操作動(dòng)作手勢(shì),要求被試對(duì)呈現(xiàn)的手勢(shì)進(jìn)行模仿。結(jié)果發(fā)現(xiàn), 無論是單純地視覺呈現(xiàn)句子(Masson, Bub, & Newton-Taylor, 2008; Masson, Bub, & Lavelle, 2013), 在呈現(xiàn)句子后再呈現(xiàn)物體圖片(Bub & Masson, 2010),還是聽覺呈現(xiàn)物體名稱(Bub & Masson, 2012), 都表現(xiàn)出了更加明顯、穩(wěn)定的功能性操作動(dòng)作啟動(dòng)效應(yīng), 當(dāng)要模仿的手勢(shì)適合操作物體名稱所指代的物體時(shí), 被試的反應(yīng)時(shí)更快; 而且, 相對(duì)于結(jié)構(gòu)性操作動(dòng)作啟動(dòng)效應(yīng), 功能性操作動(dòng)作啟動(dòng)效應(yīng)可以維持更長(zhǎng)時(shí)間。但是結(jié)構(gòu)性操作動(dòng)作啟動(dòng)效應(yīng)并非在任何條件下都會(huì)產(chǎn)生, 也沒有發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)性操作動(dòng)作表征激活早于功能性操作動(dòng)作表征激活的證據(jù), 甚至有研究得出相反的結(jié)果(Bub &Masson, 2012)。這可能與物體呈現(xiàn)的形式有關(guān),物體均以詞語(yǔ)的形式出現(xiàn), 而結(jié)構(gòu)性操作動(dòng)作表征更加依賴物體的視覺信息, 因此這種實(shí)驗(yàn)范式可能不能有效激活結(jié)構(gòu)性操作動(dòng)作表征。其他研究者采用了改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)范式, 發(fā)現(xiàn)如果在呈現(xiàn)句子之后, 為被試呈現(xiàn)物體圖片, 并要求被試選出句子中出現(xiàn)的物體時(shí), 與目標(biāo)物體的操作動(dòng)作相同的干擾項(xiàng)會(huì)獲得更多的注視, 結(jié)構(gòu)性和功能性的操作動(dòng)作干擾效應(yīng)均會(huì)出現(xiàn), 而且結(jié)構(gòu)性操作動(dòng)作干擾效應(yīng)出現(xiàn)更早, 而功能性操作動(dòng)作干擾效應(yīng)持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)(Lee, Middleton, Mirman,Kalénine, & Buxbaum, 2013)。這一研究更加直接、明確地驗(yàn)證了雙動(dòng)作理論中關(guān)于兩種操作動(dòng)作表征激活的時(shí)間進(jìn)程的觀點(diǎn)。

盡管很多研究證據(jù)都支持功能性操作動(dòng)作表征激活可以維持相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)間, 但是對(duì)于結(jié)構(gòu)性操作動(dòng)作表征激活的時(shí)間進(jìn)程仍然存在爭(zhēng)議,這可能與研究中采用的激活兩種操作動(dòng)作表征的方式有關(guān), 不同的信息模態(tài)和任務(wù)要求都會(huì)影響兩種操作動(dòng)作表征的激活狀態(tài), 從而影響其激活的時(shí)間進(jìn)程。探究?jī)煞N操作動(dòng)作表征激活的時(shí)間進(jìn)程, 也需要探究?jī)煞N操作動(dòng)作表征的激活條件,從而針對(duì)不同條件下兩種操作動(dòng)作表征的激活狀態(tài)來具體地討論兩者在激活的時(shí)間進(jìn)程方面的特點(diǎn)與差異。

5 兩種操作動(dòng)作表征的激活條件

結(jié)構(gòu)性和功能性操作動(dòng)作表征可以被不同模態(tài)的信息激活, 而且它們的激活可能受到注意、意識(shí)和背景信息的影響。探究?jī)煞N操作動(dòng)作表征的激活條件對(duì)于認(rèn)識(shí)兩種操作動(dòng)作表征的差異,了解兩種操作動(dòng)作表征激活時(shí)間進(jìn)程, 以及確定其在物體識(shí)別過程中的作用具有重要意義。

5.1 不同信息模態(tài)下兩種操作動(dòng)作表征的激活

操作動(dòng)作表征能被多種模態(tài)的信息激活, 包括視覺模態(tài)、語(yǔ)義模態(tài)和動(dòng)作模態(tài)的信息(Rey,Roche, Versace, & Chainay, 2015)。而兩種操作動(dòng)作表征對(duì)于不同模態(tài)的信息會(huì)分別表現(xiàn)出不同的激活狀態(tài)。首先, 被動(dòng)觀看物體圖片可以激活結(jié)構(gòu)性操作動(dòng)作表征, 說明結(jié)構(gòu)性操作動(dòng)作表征能被單獨(dú)的視覺模態(tài)的信息激活(Mcnair & Harris,2012), 而被動(dòng)觀看物體圖片不足以激活功能性操作動(dòng)作表征, 需要被試進(jìn)行一定的操作動(dòng)作才可以激活, 說明功能性操作動(dòng)作表征在視覺模態(tài)和動(dòng)作模態(tài)信息結(jié)合的條件下才可以激活(Bub,Masson, & Cree, 2008; Squires, Macdonald, Culham,& Snow, 2016)。其次, 被動(dòng)觀看物體名稱不能激活兩種操作動(dòng)作表征, 但被動(dòng)觀看句子中的物體名稱可以激活功能性操作動(dòng)作表征; 經(jīng)過語(yǔ)義判斷的物體名稱也可以激活兩種操作動(dòng)作表征(Bub et al., 2008; Masson et al., 2008), 說明結(jié)構(gòu)性操作動(dòng)作表征只能被經(jīng)過高水平加工的語(yǔ)義模態(tài)信息激活, 而低水平加工的語(yǔ)義模態(tài)信息結(jié)合了一定的語(yǔ)境后就可以激活功能性操作動(dòng)作表征。但是,也有 fMRI研究發(fā)現(xiàn), 單獨(dú)的物體名稱就可以激活兩種操作動(dòng)作表征(Rueschemeyer et al., 2010)。這可能是由于Bub等人的研究采用的是行為研究的方法, 而激活效應(yīng)沒有體現(xiàn)在行為結(jié)果上。第三, 兩種操作動(dòng)作表征都可以分別被表達(dá)結(jié)構(gòu)性或功能性操作動(dòng)作的手勢(shì)(Bub, Masson, & Lin,2015), 以及句子中表達(dá)結(jié)構(gòu)性或功能性操作動(dòng)作的動(dòng)詞激活, 說明動(dòng)作模態(tài)的信息能激活兩種操作動(dòng)作表征(Bub & Masson, 2010)。這些結(jié)果說明,結(jié)構(gòu)性和功能性操作動(dòng)作表征都能被視覺模態(tài)信息激活, 但是由于結(jié)構(gòu)性操作動(dòng)作表征是實(shí)時(shí)加工, 因此其激活更依賴于當(dāng)前輸入的視覺模態(tài)信息; 而功能性操作動(dòng)作表征與長(zhǎng)時(shí)記憶的聯(lián)系更強(qiáng), 因此它更容易被語(yǔ)義模態(tài)的信息激活。此外,動(dòng)作模態(tài)的信息會(huì)引起更強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的激活,從而使兩種操作動(dòng)作表征的激活表現(xiàn)得更加明顯。

5.2 兩種操作動(dòng)作表征的自動(dòng)激活

操作動(dòng)作的表征激活是否受到注意的篩選和認(rèn)知資源的調(diào)控存在爭(zhēng)議, 兩種操作動(dòng)作表征能否自動(dòng)激活也缺乏相應(yīng)的研究。

被動(dòng)觀看物體或進(jìn)行與物體操作動(dòng)作無關(guān)的任務(wù)時(shí)表現(xiàn)出的操作動(dòng)作表征激活效應(yīng)是支持操作動(dòng)作表征自動(dòng)激活的主要證據(jù)。行為研究發(fā)現(xiàn),物體把手的朝向與被試判斷物體正置或倒立的反應(yīng)手朝向之間存在一致性效應(yīng), 與物體把手朝向相同的反應(yīng)手的反應(yīng)速度更快(Tucker & Ellis,1998); 此外, 被試觀看對(duì)物體的非典型操作動(dòng)作(用手按腳踏板, 用腳撿鉛筆)時(shí), 對(duì)物體進(jìn)行典型操作的身體部位(腳踏板?腳部; 鉛筆?手部)的運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位(MEP)仍然會(huì)顯著增強(qiáng)(Senna,Bolognini, & Maravita, 2014), 這表明物體的操作動(dòng)作表征可以在與當(dāng)前任務(wù)無關(guān)的狀態(tài)下激活。神經(jīng)生理學(xué)和神經(jīng)影像學(xué)的研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn), 被動(dòng)觀看可操作物體可以激活與操作物體相關(guān)的運(yùn)動(dòng)皮層(Chao & Martin, 2000; Proverbio, 2012;Proverbio et al., 2011)。這些研究更直接地說明,操作動(dòng)作表征是可以自動(dòng)激活的。然而, 這些研究沒有詳細(xì)區(qū)分結(jié)構(gòu)性和功能性操作動(dòng)作表征。將操作動(dòng)作表征進(jìn)一步劃分, 為被試呈現(xiàn)可結(jié)構(gòu)性操作的物體名稱和可功能性操作的物體名稱,要求被試判斷名稱是否為真詞, 發(fā)現(xiàn)與結(jié)構(gòu)性和功能性操作相關(guān)的運(yùn)動(dòng)皮層會(huì)分別激活(Rueschemeyer et al., 2010), 說明兩種操作動(dòng)作表征均可以在執(zhí)行與操作動(dòng)作無關(guān)的任務(wù)時(shí)自動(dòng)激活。

不過也有研究者對(duì)于操作動(dòng)作表征的自動(dòng)激活提出質(zhì)疑。一方面, 行為實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出的物體把手的朝向與反應(yīng)手朝向之間的一致性效應(yīng), 可能不是由于物體把手激活了操作動(dòng)作表征, 而只是由于物體把手引發(fā)了被試的空間注意的轉(zhuǎn)移。不過, 有研究對(duì)這一質(zhì)疑進(jìn)行了反駁, 如果在實(shí)驗(yàn)的任務(wù)前加入反向的“刺激?反應(yīng)一致性”的任務(wù), 即在注視點(diǎn)的左側(cè)或右側(cè)呈現(xiàn)刺激, 被試要用與刺激出現(xiàn)位置相反一側(cè)的手進(jìn)行反應(yīng), 從而抑制了物體把手對(duì)于被試空間注意轉(zhuǎn)移的影響。在這種情況下, 仍然表現(xiàn)出物體把手朝向與反應(yīng)手朝向的一致性(Ambrosecchia, Marino, Gawryszewski,& Riggio, 2015)。EEG 研究發(fā)現(xiàn), 在物體把手朝向與反應(yīng)手之間的一致性產(chǎn)生的過程中, 包含了注意轉(zhuǎn)移導(dǎo)致的 α波的減少, 以及操作動(dòng)作表征激活導(dǎo)致的P3成分的增強(qiáng)(Kourtis & Vingerhoets,2015)。這些結(jié)果都說明物體把手朝向和反應(yīng)手朝向的一致性效應(yīng)不僅是由于物體的顯著特征引發(fā)的注意轉(zhuǎn)移, 也是由于自動(dòng)激活的操作動(dòng)作表征引發(fā)的。另一方面, 物體的操作動(dòng)作表征并非在任何狀態(tài)下都可以自動(dòng)激活, 認(rèn)知負(fù)荷或工作記憶負(fù)荷的大小對(duì)于操作動(dòng)作表征是否激活具有影響。在高工作記憶負(fù)荷狀態(tài)下, 被試對(duì)物體進(jìn)行典型操作和非典型操作的反應(yīng)時(shí)沒有差異(Randerath, Martin, & Frey, 2013), 被動(dòng)觀看可操作物體也不會(huì)影響運(yùn)動(dòng)皮層的激活(Freeman,Itthipuripat, & Aron, 2016)。這說明操作動(dòng)作表征受當(dāng)下工作記憶的狀態(tài)的影響, 需要認(rèn)知資源的投入才能夠激活。

然而, 這些關(guān)于操作動(dòng)作表征的自動(dòng)激活的研究大多沒有將其進(jìn)一步劃分為結(jié)構(gòu)性和功能性操作動(dòng)作表征。目前只有研究表明, 結(jié)構(gòu)性操作動(dòng)作表征的激活可能受到功能性操作動(dòng)作表征的影響(Jax & Buxbaum, 2010; Randerath et al.,2013)。很少研究來分別考察兩種操作動(dòng)作表征能否自動(dòng)激活。有研究者認(rèn)為, 當(dāng)看到可操作物體時(shí), 與其相關(guān)的所有動(dòng)作表征均可以被自動(dòng)激活,但是與當(dāng)前目標(biāo)和任務(wù)無關(guān)的操作動(dòng)作表征會(huì)被抑制, 從而保證當(dāng)前任務(wù)的順利進(jìn)行(Cisek,2007)。這與上文中提到的操作動(dòng)作表征的激活受到認(rèn)知資源調(diào)控的觀點(diǎn)相一致(Freeman et al.,2016; Randerath et al., 2013)。但是沒有研究證明認(rèn)知資源對(duì)于兩種操作動(dòng)作表征的自動(dòng)激活調(diào)控的程度是否相同。根據(jù)雙動(dòng)作系統(tǒng)理論, 結(jié)構(gòu)性操作動(dòng)作表征的加工具有即時(shí)性, 與先前知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的聯(lián)系較少, 更加依賴當(dāng)前的信息輸入, 那么相對(duì)于功能性操作動(dòng)作表征, 結(jié)構(gòu)性操作動(dòng)作表征可能更少地受到認(rèn)知資源的調(diào)控, 更可能自動(dòng)激活。而功能性操作動(dòng)作表征與長(zhǎng)時(shí)記憶中的信息更相關(guān), 其激活可能會(huì)占用更多的認(rèn)知資源,會(huì)受到當(dāng)前認(rèn)知負(fù)荷的影響, 更多地受到認(rèn)知資源的限制。因此, 關(guān)于兩種操作動(dòng)作表征的自動(dòng)激活還有待于進(jìn)一步的研究。

5.3 無意識(shí)加工

操作動(dòng)作表征不僅可以在沒有注意的條件下自動(dòng)激活, 甚至可以在閾下知覺的條件下激活。處于閾下知覺水平的物體會(huì)引發(fā)物體把手朝向與反應(yīng)手之間的一致性效應(yīng)(Pappas & Mack, 2008),這為操作動(dòng)作表征的無意識(shí)激活提供了證據(jù)。此外, 有研究分別采用視覺掩蔽范式(backward masking)和連續(xù)閃爍抑制范式(contiuous flash suppression)來使啟動(dòng)項(xiàng)物體保持在閾下知覺水平,然后要求被試對(duì)于目標(biāo)物體進(jìn)行類別判斷(Almeida,Mahon, Nakayama, & Caramazza, 2008)。在視覺掩蔽范式的實(shí)驗(yàn)中, 被掩蔽的視覺刺激可以通過背側(cè)和腹側(cè)兩條視覺通路(Breitmeyer & Ogmen,2000),對(duì)于可操作物體和不可操作物體的類別判斷都表現(xiàn)出啟動(dòng)效應(yīng); 但是在連續(xù)閃爍抑制范式的實(shí)驗(yàn)中, 被掩蔽的視覺刺激只可以通過背側(cè)視覺通路(Fang & He, 2005),只在對(duì)可操作物體進(jìn)行類別判斷時(shí)表現(xiàn)出啟動(dòng)效應(yīng)(Almeida et al.,2008)。這不僅說明了背側(cè)通路在物體識(shí)別中的參與以及物體識(shí)別中操作動(dòng)作表征的存在, 也為操作動(dòng)作表征可以在無意識(shí)條件下激活這一觀點(diǎn)提供了支持。后續(xù)研究發(fā)現(xiàn), 這種操作動(dòng)作表征的無意識(shí)激活可能與可操作物體的長(zhǎng)條形形狀相關(guān)(Ludwig, Kathmann, Sterzer, & Hesselmann, 2015)。這說明, 上述實(shí)驗(yàn)(Almeida et al., 2008)中發(fā)現(xiàn)的無意識(shí)激活的操作動(dòng)作表征可能是結(jié)構(gòu)性操作動(dòng)作表征, 因?yàn)殚L(zhǎng)條形的形狀意味著物體適于被抓握(Almeida et al., 2014)。但是, 還沒有實(shí)驗(yàn)來探究功能性操作動(dòng)作表征是否可以在無意識(shí)條件下激活。

5.4 背景的影響

操作動(dòng)作表征的激活還受到物體本身所處背景(context)的影響(趙楠, 公艷艷, 趙亮, 陳強(qiáng), 王勇慧, 2016; Borghi & Riggio, 2015)。物體與其他同時(shí)出現(xiàn)的物體之間的聯(lián)系, 物體名稱所處的語(yǔ)境, 以及物體與觀察者的相對(duì)位置, 都會(huì)對(duì)操作動(dòng)作表征的激活產(chǎn)生影響。

5.4.1 情景中其他物體的作用

當(dāng)目標(biāo)物體與其他物體同時(shí)呈現(xiàn)時(shí), 其他物體為目標(biāo)物體構(gòu)成一個(gè)情景。這個(gè)情景提供了與操作目的相關(guān)的信息, 從而影響相應(yīng)的操作動(dòng)作表征的激活。當(dāng)被試通過結(jié)構(gòu)性或功能性操作動(dòng)作來對(duì)處于結(jié)構(gòu)性或功能性操作情景的物體進(jìn)行分類判斷時(shí), 會(huì)表現(xiàn)出反應(yīng)動(dòng)作類型與物體所處情景類型的一致性效應(yīng)(Kalénine, Shapiro, Flumini,Borghi, & Buxbaum, 2014)。如果在功能性操作情境中呈現(xiàn)物體的同時(shí), 加入表達(dá)結(jié)構(gòu)性或功能性操作動(dòng)作的手勢(shì), 然后讓被試判斷物體與其他物體是否相關(guān), 也會(huì)發(fā)現(xiàn)情景與動(dòng)作手勢(shì)的一致性效應(yīng)：操作動(dòng)作手勢(shì)表達(dá)的動(dòng)作與物體情景的一致性會(huì)加快被試的反應(yīng)速度(Borghi, Flumini, Natraj,& Wheaton, 2012)。 ERP的研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn), 功能性操作情景中的物體可以激活負(fù)責(zé)功能性操作動(dòng)作表征的大腦左側(cè)額?頂區(qū)(Natraj et al., 2013)。這些研究結(jié)果都表明, 與當(dāng)前情景更相關(guān)的操作動(dòng)作表征更容易被激活, 從而說明了情景中其他物體對(duì)物體的兩種操作動(dòng)作表征激活的影響。

5.4.2 句子中語(yǔ)境的作用

不僅物體所處的情景會(huì)影響操作動(dòng)作表征,物體名稱所處的語(yǔ)境同樣也會(huì)影響與物體有關(guān)的操作動(dòng)作表征的激活(Lee et al., 2013)。在閱讀了以結(jié)構(gòu)性或功能性操作動(dòng)作動(dòng)詞為謂語(yǔ), 以物體名稱為賓語(yǔ)的句子后, 要求被試從 4張物體圖片中選出在句子中出現(xiàn)過的物體, 那些操作動(dòng)作與句子中操作動(dòng)作相符的非目標(biāo)物體會(huì)對(duì)被試的選擇產(chǎn)生更強(qiáng)的干擾效應(yīng), 而且相對(duì)于功能性操作動(dòng)作動(dòng)詞, 結(jié)構(gòu)性操作動(dòng)作動(dòng)詞引發(fā)的干擾效應(yīng)出現(xiàn)的時(shí)間更早(Lee et al., 2013)。這一方面說明,兩種操作動(dòng)作表征的激活均受到語(yǔ)境的影響; 另一方面, 也體現(xiàn)了兩種操作動(dòng)作表征的分離, 它們分別在對(duì)物體加工的不同階段, 受到背景中信息的影響。

5.4.3 物體與觀察者的相對(duì)位置

操作動(dòng)作表征的激活也受到物體與觀察者相對(duì)位置的影響。當(dāng)觀察者的視角不是操作者的視角時(shí), 物體把手朝向與反應(yīng)手朝向的一致性效應(yīng)不再出現(xiàn)(Yoon, Humphreys, & Riddoch, 2010), 這說明對(duì)物體的結(jié)構(gòu)性操作動(dòng)作表征可能是以自我為參照體系的, 當(dāng)參照體系改變時(shí)操作動(dòng)作表征就不會(huì)激活。但是還沒有研究表明功能性操作動(dòng)作表征也是以自我為參照體系進(jìn)行的。此外, 物體與觀察者之間的距離也會(huì)影響操作動(dòng)作表征。當(dāng)物體與觀察者距離較近時(shí), 兩種操作動(dòng)作表征都更容易激活(Costantini, Ambrosini, Tieri, Sinigaglia,& Committeri, 2010; Kalénine, Wamain, Decroix, &Coello, 2016), 而且這種效應(yīng)在物體被替換為物體名稱時(shí)仍然存在(Costantini, Ambrosini, Scorolli,& Borghi, 2011)。但是這些研究中發(fā)現(xiàn)距離對(duì)于功能性操作動(dòng)作表征的影響更大, 這與雙動(dòng)作系統(tǒng)理論相悖。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)性操作動(dòng)作表征更依賴在線加工和當(dāng)前輸入的與物體有關(guān)的空間信息, 應(yīng)該更容易受到距離的影響。之后的研究可以通過改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法來進(jìn)一步確認(rèn)距離對(duì)兩種操作動(dòng)作表征激活的影響。

綜上所述, 兩種操作動(dòng)作表征的激活受到各種背景條件的影響, 其中包括物體與周邊物體的關(guān)系, 物體所處的操作情景或語(yǔ)境, 以及物體與觀察者之間的相對(duì)位置。這說明操作動(dòng)作表征可以基于當(dāng)前需求, 適應(yīng)靈活多樣的變化, 對(duì)于不同條件下的物體識(shí)別都具有重要作用。

6 研究展望

上述的各方面研究都為兩種操作動(dòng)作表征的存在, 以及兩者在神經(jīng)基礎(chǔ)、激活條件、時(shí)間進(jìn)程等方面的差異提供了直接或間接的證據(jù), 同時(shí)也表明了仍然存在的爭(zhēng)議。除此之外, 關(guān)于兩種操作動(dòng)作表征的研究還存在很多可以進(jìn)一步探究的問題。

第一, 尚未形成成熟的、被廣泛使用的用于分別啟動(dòng)兩種操作動(dòng)作表征的實(shí)驗(yàn)范式。雖然被動(dòng)觀看可操作物體就可以激活操作動(dòng)作表征, 但是不能僅通過被動(dòng)觀看的方式特定地激活結(jié)構(gòu)性或功能性操作動(dòng)作表征。先前的研究中基本運(yùn)用操作動(dòng)作手勢(shì)、操作動(dòng)作情景和操作動(dòng)作動(dòng)詞來分別啟動(dòng)結(jié)構(gòu)性和功能性操作動(dòng)作表征。這些方式可以有針對(duì)性地啟動(dòng)操作動(dòng)作表征。但是這些方法對(duì)于實(shí)驗(yàn)材料的要求很高, 因此實(shí)驗(yàn)材料的效度對(duì)于操作動(dòng)作表征的啟動(dòng)具有很大的影響。因此, 在今后的研究中需要?jiǎng)?chuàng)造和嘗試新的實(shí)驗(yàn)方式, 來有效地啟動(dòng)和分離兩種操作動(dòng)作表征。

第二, 雖然先前很多研究探討了兩種操作動(dòng)作表征在不同條件下的激活狀態(tài), 但是其他影響兩種操作動(dòng)作表征激活的因素還有待研究, 如對(duì)物體的加工水平。在視覺通路中, 對(duì)物體特征的加工是分層級(jí)的, 后端的腦區(qū)負(fù)責(zé)加工物體的一般性特征, 對(duì)物體進(jìn)行粗糙加工, 前端的腦區(qū)負(fù)責(zé)加工物體的特異性特征, 對(duì)物體進(jìn)行精細(xì)加工(Roth & Zohary, 2015; Tyler et al., 2013, 2004)。相比于結(jié)構(gòu)性操作動(dòng)作表征, 功能性操作動(dòng)作表征與物體的特異性特征的聯(lián)系更加密切。因此, 結(jié)構(gòu)性操作動(dòng)作表征可能在粗糙的物體加工后就可以激活, 但功能性操作動(dòng)作表征的激活可能要以精細(xì)的物體加工為基礎(chǔ)。今后可以通過操縱對(duì)物體的加工水平來確定其對(duì)于兩種操作動(dòng)作表征激活的影響, 從而對(duì)兩種操作動(dòng)作表征的特性進(jìn)行進(jìn)一步的研究。

第三, 背側(cè)?背側(cè)通路和腹側(cè)?背側(cè)通路中的各個(gè)腦區(qū)在兩種操作動(dòng)作表征中的功能有待于進(jìn)一步的細(xì)化。目前的研究可以確定背側(cè)系統(tǒng)的兩條子通路分別負(fù)責(zé)結(jié)構(gòu)性和功能性操作動(dòng)作表征,而且可以確定兩條通路上的一些組成部分的具體作用, 例如, 左側(cè)頂下小葉負(fù)責(zé)儲(chǔ)存和提取功能性操作動(dòng)作表征(Bellebaum et al., 2013; Evans et al.,2016; Rüther et al., 2014), 左側(cè)緣上回負(fù)責(zé)根據(jù)當(dāng)前的需求對(duì)兩種操作動(dòng)作表征進(jìn)行選擇, 從而將其中一種表征轉(zhuǎn)化為實(shí)際的操作動(dòng)作(Schubotz,Wurm, Wittmann, & von Cramon, 2014; Watson &Buxbaurn, 2015)。但是通路上的各個(gè)組成部分在操作動(dòng)作表征中具體發(fā)揮怎樣的作用仍然需要進(jìn)一步探索。

第四, 關(guān)于兩種操作動(dòng)作表征的形成、發(fā)展和衰退過程的研究比較缺乏。目前關(guān)于兩種操作動(dòng)作表征的研究都是基于成人被試的研究, 而很少有基于兒童和老年人的研究。首先, 兩種操作動(dòng)作表征在兒童的哪一發(fā)展階段形成還未有定論。18～24個(gè)月的嬰幼兒已經(jīng)表現(xiàn)出對(duì)于物體的長(zhǎng)軸的偏好(Smith, Street, Jones, & James, 2014),并且通過旋轉(zhuǎn)物體的朝向使長(zhǎng)軸所在的平面面對(duì)自己, 以長(zhǎng)軸為基礎(chǔ)對(duì)物體的特征進(jìn)行整合(James, Jones, Smith, & Swain, 2014)。這表明處于這一發(fā)展階段的嬰幼兒對(duì)物體的操作會(huì)參與到其對(duì)物體的表征過程中。5～7歲的兒童的運(yùn)動(dòng)皮層在被動(dòng)看到自己使用過的新物體, 或被動(dòng)聽到自己進(jìn)行過的及物動(dòng)作的動(dòng)詞時(shí)顯著地激活(James& Swain, 2011), 這表明處于這一發(fā)展階段的兒童已經(jīng)可以對(duì)物體進(jìn)行操作動(dòng)作表征。然而, 兒童的兩種操作動(dòng)作表征形成和發(fā)展的具體階段, 以及這種能力發(fā)展與其他認(rèn)知能力發(fā)展的關(guān)系還不能確定。同樣, 兩種操作動(dòng)作表征隨著年齡增長(zhǎng)的衰減過程也不明確。有研究表明老年人對(duì)物體的結(jié)構(gòu)性操作能力較年輕人有所下降, 對(duì)物體的功能性操作能力與年輕人并無差異(Cicerale,Ambron, Lingnau, & Rumiati, 2014)。但是仍不能確定兩種操作動(dòng)作表征也受到年齡的影響。因此,可以從發(fā)展的角度探討兩種操作動(dòng)作表征形成和衰退的具體階段及其差異, 以及其形成和衰退對(duì)于其他認(rèn)知能力的影響。

第五, 神經(jīng)系統(tǒng)的疾病對(duì)于兩種操作動(dòng)作表征的影響尚不明確。很多腦疾病患者都會(huì)出現(xiàn)失用癥的癥狀, 如卒中、阿爾茨海默癥和精神分裂癥。但是這些疾病導(dǎo)致的失用癥在受損部位和行為表現(xiàn)中存在差異。雖然這些疾病都與頂葉和顳葉的損傷有關(guān), 但是阿爾茨海默癥患者的失用癥是由右側(cè)的頂葉損傷導(dǎo)致的, 因此也表現(xiàn)出更明顯的視覺空間能力的障礙(Li et al., 2016)。而精神分裂癥患者的失用癥除了與腹側(cè)?背側(cè)通路的損傷有關(guān)外, 也與負(fù)責(zé)自我意識(shí)的右側(cè)島葉的損傷有關(guān)(Stegmayer et al., 2016)。因此, 今后的研究可以來探索不同腦疾病患者操作動(dòng)作表征能力受損的神經(jīng)機(jī)制, 從而增加對(duì)于這些腦疾病的認(rèn)識(shí)。

第六, 操作動(dòng)作表征與記憶、情緒之間的聯(lián)系有待進(jìn)一步探索。操作動(dòng)作表征反映了視覺系統(tǒng)和動(dòng)作系統(tǒng)的聯(lián)系, 但是對(duì)物體的表征不僅涉及到視覺系統(tǒng)和動(dòng)作系統(tǒng), 還可能涉及到記憶系統(tǒng)和情緒系統(tǒng)(Martin, 2016)。已有研究開始關(guān)注物體的危險(xiǎn)性對(duì)于操作動(dòng)作表征激活的影響, 發(fā)現(xiàn)物體的危險(xiǎn)性會(huì)減弱操作動(dòng)作表征的激活程度(Anelli, Ranzini, Nicoletti, & Borghi, 2013), 這說明負(fù)性情緒會(huì)影響操作動(dòng)作表征的激活。因此,今后的研究可以從更宏觀的角度出發(fā), 探究操作動(dòng)作表征系統(tǒng)與記憶系統(tǒng)和情緒系統(tǒng)之間的關(guān)系。

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