視覺選擇性注意空間位置的優(yōu)先效應(yīng)對目標(biāo)識別的影響

金薷薏 包呼格吉樂圖

摘要：采用注意線索技術(shù)探討角度和空間位置對視覺選擇性注意的影響.實(shí)驗(yàn)1被試對出現(xiàn)在屏幕上的"E"或"H"按鍵反應(yīng).實(shí)驗(yàn)2被試對呈現(xiàn)的三個(gè)字母中不同的一個(gè)字母按鍵反應(yīng).結(jié)果發(fā)現(xiàn)各個(gè)角度和位置的反應(yīng)時(shí)有顯著差異.實(shí)驗(yàn)1出現(xiàn)目標(biāo)刺激的反應(yīng)時(shí)呈現(xiàn)"V"字空間梯度，出現(xiàn)上視野優(yōu)勢和中心位置的優(yōu)先效應(yīng);實(shí)驗(yàn)2出現(xiàn)下視野優(yōu)勢和返回抑制效應(yīng).根據(jù)以上結(jié)果，空間位置和角度都影響目標(biāo)識別的反應(yīng)時(shí)，優(yōu)先效應(yīng)隨著任務(wù)難度的增加而消失.

關(guān)鍵詞：空間梯度;空間角度;視野優(yōu)勢;優(yōu)先效應(yīng);返回抑制

中圖分類號：B842? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? 文章編號：1673-260X（2019）08-0062-04

1 引言

選擇性注意是心理學(xué)研究的核心之一，隨著研究大量涌現(xiàn)，已有許多理論來解釋其現(xiàn)象、特征及作用.選擇性注意研究的核心問題是優(yōu)先吸引個(gè)體注意的信息特征.注意優(yōu)先理論認(rèn)為注意優(yōu)先是一種加工偏向，當(dāng)刺激被注意時(shí)就得到了加工優(yōu)先權(quán)[1-3].有研究者認(rèn)為，刺激首先在注意過程中進(jìn)行了信息登記，減少了再搜索的過程.當(dāng)多個(gè)刺激競爭時(shí)，新異刺激就會優(yōu)先得到信息登記，獲得注意優(yōu)先權(quán)[4].還有學(xué)者使用附加特異子范式研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)顏色是目標(biāo)刺激時(shí)可以引起注意和眼動[5-6].在捕捉注意的研究中發(fā)現(xiàn)，信息的動態(tài)特征和靜態(tài)特征都可以參與對注意的捕獲，并且在不同的程度上存在顯著差異，如明度比顏色更容易被個(gè)體注意，顏色比形狀更具有注意優(yōu)先權(quán).在同一刺激類型上也具有不同的顯著性，研究者發(fā)現(xiàn)三角形和黃色更具有顯著誘目性[7].

當(dāng)前的研究主要是對注意優(yōu)先權(quán)的影響因素的探索，影響因素包含線索提示和位置，刺激數(shù)目，特征，時(shí)間間隔，動態(tài)目標(biāo)的捕捉等.空間位置是注意優(yōu)先權(quán)的影響因素之一.在某一視野范圍內(nèi)，人們會不自覺的偏向某一區(qū)域，從而導(dǎo)致出現(xiàn)在該區(qū)域的刺激識別率要高于其他區(qū)域[8].有研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)使用眼動儀進(jìn)行面孔知覺任務(wù)時(shí)，存在水平空間偏向，有些研究認(rèn)為偏向左側(cè)視野，有些研究則認(rèn)為偏向右側(cè)視野[9-10].右腦優(yōu)勢模型認(rèn)為，人左視野識別圖形的速度更快，因而具有左視野優(yōu)勢[11].而在許多研究中都發(fā)現(xiàn)，不論是否存在線索提示，當(dāng)目標(biāo)刺激出現(xiàn)的位置與中心原點(diǎn)的距離增大，識別目標(biāo)刺激的反應(yīng)時(shí)越長，注意資源的分配呈現(xiàn)從中心到周圍逐漸遞減的梯度模型.

基于以上研究，本研究主要探討：（1）目標(biāo)呈現(xiàn)位置對選擇性注意的影響;（2）任務(wù)復(fù)雜程度是否對選擇性注意產(chǎn)生影響.

2 實(shí)驗(yàn)與結(jié)果

2.1 被試

大學(xué)在校本科生30人，男10人，女20人，平均年齡為21歲，均為右利手，視力或矯正視力正常.

2.2 儀器

聯(lián)想臺式電腦，分辨率為1366X768P.采用E-prime 2.0控制實(shí)驗(yàn)程序.

2.3 實(shí)驗(yàn)1

2.3.1 實(shí)驗(yàn)材料和程序

刺激呈現(xiàn)在屏幕上，范圍為直徑是16.5cm的同心圓，所有刺激分布在大圓（視角為18.3°）、小圓（直徑為8.5cm，視角為9.6°）和圓心上.實(shí)驗(yàn)為5X8的兩因素被試內(nèi)設(shè)計(jì)，兩個(gè)因素分別為位置和角度，其中位置1、2、3、4、5（見圖1），角度為0°，45°，90°，135°，180°，225°，270°，315°（從水平方向從左到右順時(shí)針?biāo)闫穑?記錄反應(yīng)時(shí)和正確率.

在電腦中央處呈現(xiàn)注視點(diǎn)-間隔-掩蔽刺激-間隔-目標(biāo)刺激，呈現(xiàn)時(shí)間為200ms-300ms-500ms-300ms，要求被試盡快做出反應(yīng).看到“E”，按“P”鍵，看到“H”，按“Q”鍵.干擾刺激為U、S.實(shí)驗(yàn)1流程圖見圖1.

2.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.3.2.1 不同視角和位置下的目標(biāo)的平均反應(yīng)時(shí)

實(shí)驗(yàn)1記錄不同位置角度的目標(biāo)刺激反應(yīng)時(shí)，剔除錯(cuò)誤反應(yīng)后，被試對于目標(biāo)空間位置位于外圈的，即位置1和位置5的反應(yīng)時(shí)最長;位于目標(biāo)刺激內(nèi)圈，即位置2和位置4的反應(yīng)時(shí)次之;位于注視點(diǎn)，即位置3的反應(yīng)時(shí)最短.當(dāng)目標(biāo)位于中心時(shí)對各個(gè)角度反應(yīng)時(shí)的影響最明顯.目標(biāo)刺激的平均反應(yīng)時(shí)整體表現(xiàn)如表1所示.

2.3.2.2 不同空間位置的差異分析

由圖3可知，若橫軸為空間位置變量，縱軸為反應(yīng)時(shí)變量，不同位置的整體反應(yīng)時(shí)分布在坐標(biāo)上大體呈“V”字形，如圖2.對總體反應(yīng)時(shí)的多重比較顯示，五個(gè)位置之間每兩個(gè)位置比較，除位置2和位置4外，差異均顯著，（p<0.05）.

2.3.2.3 不同角度的差異分析

在兩個(gè)角度之間進(jìn)行比較，225°與0°、45°、90°、135°、180°、270°呈現(xiàn)顯著差異（p<0.01）;270°與其他7個(gè)角度均有顯著差異（p<0.01）;315°與其他7個(gè)角度相比，除225°未出現(xiàn)顯著差異（p<0.01）;315°與其他6個(gè)角度之間差異均顯著（p<0.01）.通過對注視點(diǎn)與大圓、小圓目標(biāo)以及小圓與大圓進(jìn)行配對t檢驗(yàn)，結(jié)果顯示，在同一角度內(nèi)，注視點(diǎn)、大圓、小圓視覺搜索反應(yīng)時(shí)均有顯著差異，從整體上看，呈現(xiàn)明顯的注意“梯度”變化.其中注視點(diǎn)-小圓用時(shí)最長，注視點(diǎn)-大圓用時(shí)最短.見表2.

2.3.3 討論

五個(gè)位置的反應(yīng)時(shí)呈現(xiàn)出“V”字形梯度，且差異顯著，說明注意資源的分配隨著注視點(diǎn)向四周逐漸減少，呈梯度變化.但這種變化不是均衡變化的，與前人有研究不同[12]，從圖象中可以看出，不同角度斜率不同，即隨著位置的改變，反應(yīng)時(shí)變化的速率不同.由此認(rèn)為注意資源的分配以注視點(diǎn)為中心向四周分散，但并不是均衡分配的.角度作為其中的一個(gè)變量同樣影響反應(yīng)時(shí)和“V”字圖.角度的變化不均衡，且僅有部分角度反應(yīng)時(shí)變化顯著，可能與視野范圍有關(guān).實(shí)驗(yàn)過程對注意資源的占用比較大，被試對目標(biāo)的搜索從注視點(diǎn)向周圍分散，因此“V”字才會呈現(xiàn)出刺激目標(biāo)越遠(yuǎn)離注視點(diǎn)，圖象變化的速率越大，反應(yīng)時(shí)越長.且本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)除位置2和位置4外，5個(gè)位置間兩兩對比均在0.01水平存在顯著差異，位置2和位置4則在0.05水平上顯著，表示與中心點(diǎn)的距離縮短時(shí)，位置效應(yīng)就會被弱化.而位置3與其他4個(gè)位置相比，均在0.01水平上顯著，因此，位置3具有位置上的優(yōu)先權(quán)[13].

大圓-小圓、注視點(diǎn)-大圓和注視點(diǎn)-小圓與角度的配對比較結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不同圓在不同角度的反應(yīng)時(shí)顯著變化，注視點(diǎn)-大圓反應(yīng)時(shí)最短，大圓-小圓反應(yīng)時(shí)次之，注視點(diǎn)-小圓反應(yīng)時(shí)最長，這點(diǎn)與之前研究得出的結(jié)果不同.90°比270°反應(yīng)快，說明上視野具有優(yōu)勢效應(yīng)，在225°～315°的直角范圍反應(yīng)時(shí)明顯增加，說明被試在下視野的刺激刺激不敏感.與He的研究結(jié)果不同，他認(rèn)為，下視野具有優(yōu)勢效應(yīng)，比上視野具有更高的注意分辨率[16].

2.4 實(shí)驗(yàn)2

2.4.1 實(shí)驗(yàn)材料和程序

本實(shí)驗(yàn)為了增加難度，改變實(shí)驗(yàn)任務(wù)，要求被試進(jìn)行辨別任務(wù).所有刺激呈現(xiàn)在以顯示屏中央為圓心、直徑為15cm的圓和注視點(diǎn)上.實(shí)驗(yàn)為2X8的兩因素組內(nèi)設(shè)計(jì)，兩因素分別是位置和角度，其中位置1、2（見圖2），角度為0°，45°，90°，135°，180°，225°，270°，315°（從水平方向順時(shí)針?biāo)闫穑?記錄反應(yīng)時(shí)和正確率.

當(dāng)刺激出現(xiàn)時(shí)，要求被試搜尋與與其他兩個(gè)字母不同的字母“p”或“q”，找到單獨(dú)的“p”或“q”做按鍵反應(yīng).實(shí)驗(yàn)流程見圖2.

2.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.4.2.1 不同空間視角和位置下的平均反應(yīng)時(shí)

目標(biāo)空間位置位于注視點(diǎn)（位置1）時(shí)反應(yīng)時(shí)最長，位于非注視點(diǎn)時(shí)（即位置2）的反應(yīng)時(shí)較短.角度不同，反應(yīng)時(shí)也有差異.見表3.

2.4.2.2 不同角度和位置的差異比較

分別比較八個(gè)角度之間反應(yīng)時(shí)的差異，結(jié)果發(fā)現(xiàn)225°與其他7個(gè)角度有顯著差異（p<0.05）.對位置的反應(yīng)時(shí)進(jìn)行t檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)兩種不同的位置的反應(yīng)時(shí)有顯著差異（t=6.432，p<0.05）.位置1反應(yīng)時(shí)的均值（1384.54ms）高于位置2（1217.99ms），F(xiàn)=55.102，t=6.432，p<0.05，差異顯著，說明處于位置1的刺激識別所用的時(shí)間明顯長于識別位于位置2的刺激所用的時(shí)間，即出現(xiàn)了返回抑制效應(yīng).

2.4.3 討論

從位置和角度的反應(yīng)時(shí)看來，結(jié)果與實(shí)驗(yàn)1不同，并未出現(xiàn)中心位置的優(yōu)先效應(yīng)，反而中心位置的反應(yīng)時(shí)更長，這與之前的結(jié)果和聚光燈效應(yīng)矛盾.可能是由于本實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)要求先注視中心位置，因此當(dāng)刺激出現(xiàn)在位置1時(shí)，被試已經(jīng)消耗了許多認(rèn)知資源在中心位置上;實(shí)驗(yàn)2雖然在實(shí)驗(yàn)材料上減少了兩個(gè)刺激，但實(shí)驗(yàn)任務(wù)要求被試對比三個(gè)刺激的不同，從原來的搜索任務(wù)變成了辨別任務(wù)，因此視覺搜索方式從序列加工變?yōu)槠叫图庸?掩蔽刺激與刺激的間隔時(shí)間為300ms，是認(rèn)為出現(xiàn)返回抑制的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，因此，實(shí)驗(yàn)2材料需要的認(rèn)知加工過程更加復(fù)雜，結(jié)果出現(xiàn)了返回抑制.

對角度的分析發(fā)現(xiàn)，225°的反應(yīng)時(shí)顯著比其他7個(gè)角度短，其他位于下視野的角度的反應(yīng)時(shí)比上視野有更短的趨勢，能更快被識別，因此推測在實(shí)驗(yàn)2的任務(wù)中，具有下視野優(yōu)勢.

3 總討論

3.1 空間位置對目標(biāo)識別的影響

空間的選擇性在上下視野中存在不對稱性[14-15]，由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，當(dāng)角度改變時(shí)，反應(yīng)時(shí)顯著變化.實(shí)驗(yàn)1被試在下視野的刺激刺激不敏感，具有上視野優(yōu)勢.而位置3各角度間的反應(yīng)時(shí)并不顯著，說明當(dāng)刺激位于注視點(diǎn)時(shí)，干擾刺激對被試不造成影響，此時(shí)中心位置具有絕對優(yōu)勢，不存在注意轉(zhuǎn)移.在實(shí)驗(yàn)2中，225°反應(yīng)最快，具有下視野優(yōu)勢.此外，90°反應(yīng)時(shí)長于其他7個(gè)角度，說明被試在90°上識別目標(biāo)更難，視覺搜索的優(yōu)勢方向是橫向的，出現(xiàn)了注意的轉(zhuǎn)移.這可能與大腦半球單側(cè)化有關(guān)，有研究表明，當(dāng)使用眼動儀研究面孔知覺時(shí)，存在水平方向的視野偏向，這種加工過程可能是由于高級腦區(qū)的控制[10].

實(shí)驗(yàn)1存在的注意優(yōu)先權(quán)在實(shí)驗(yàn)2中消失，可能與實(shí)驗(yàn)任務(wù)有關(guān)，Yantis等研究發(fā)現(xiàn)，注意優(yōu)先權(quán)與注意的加工方式相關(guān)，外周線索與目標(biāo)刺激不一致時(shí)優(yōu)先權(quán)消失.以往研究分別支持不同理論，目前認(rèn)為兩種信息搜索方式并存，當(dāng)目標(biāo)與干擾刺激相似時(shí)進(jìn)行系列搜索，否則進(jìn)行平行搜索[6].從認(rèn)知過程看，實(shí)驗(yàn)2比實(shí)驗(yàn)1增加了辨別過程，因此任務(wù)的復(fù)雜性提高，可能是造成矛盾結(jié)果的原因.兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的視覺搜索方式不同，實(shí)驗(yàn)1進(jìn)行的是平行加工，被試先建立索引，提高搜索效率.而實(shí)驗(yàn)2則是系列加工，目標(biāo)刺激與干擾刺激形態(tài)相近，且可以相互轉(zhuǎn)化，此時(shí)建立索引無效，被試必須辨別視野中的每一個(gè)刺激，當(dāng)所有刺激辨別完成后才能做除反應(yīng)，因此消耗更多的認(rèn)知資源[17].

3.2 位置效應(yīng)與返回抑制

在實(shí)驗(yàn)2與實(shí)驗(yàn)1相比，中心位置優(yōu)先效應(yīng)消失，位于圓上刺激的反應(yīng)速度要快于位于注視點(diǎn)的刺激反應(yīng)速度，產(chǎn)生了返回抑制效應(yīng)，這與前人的研究相符[18].返回抑制（IOR），是指在線索-靶子實(shí)驗(yàn)范式中，當(dāng)線索與靶子呈現(xiàn)的時(shí)間間隔（SOA）小于250ms時(shí)，出現(xiàn)對呈現(xiàn)在線索位置的目標(biāo)識別的易化現(xiàn)象[19-22].實(shí)驗(yàn)1與實(shí)驗(yàn)2的時(shí)間間隔均為300ms，實(shí)驗(yàn)1未出現(xiàn)明顯的返回抑制現(xiàn)象.在廣泛的研究中，研究者公認(rèn)在檢測及定位任務(wù)中普遍存在返回抑制現(xiàn)象.而在辨別任務(wù)中，是否存在IOR現(xiàn)象則一直存在爭議.一些研究者則認(rèn)為，IOR現(xiàn)象同樣存在于辨別任務(wù)中.Lupianez、王均[23]等人同樣認(rèn)為辨別任務(wù)中存在IOR現(xiàn)象.在本研究中，實(shí)驗(yàn)1僅要求被試進(jìn)行搜索定位，未出現(xiàn)返回抑制效應(yīng)，可能是由于實(shí)驗(yàn)任務(wù)較為簡單，只需要尋找出特定的目標(biāo)即可.而在實(shí)驗(yàn)2中，雖然間隔時(shí)間不變，但由于要求被試做辨別任務(wù)，加大了任務(wù)復(fù)雜性和難度，因此對空間位置的效應(yīng)減弱，出現(xiàn)了返回抑制效應(yīng)，注視點(diǎn)的空間優(yōu)勢效應(yīng)消失.

4 結(jié)論

空間位置和角度都影響目標(biāo)識別的反應(yīng)時(shí)，空間位置的優(yōu)勢效應(yīng)隨著任務(wù)難度的增加而消失.實(shí)驗(yàn)1中，位置效應(yīng)符合“V”字效應(yīng)，但隨著刺激的位置與注視點(diǎn)的距離縮小，反應(yīng)時(shí)差異顯著程度降低，且反應(yīng)時(shí)不是均衡變化.當(dāng)目標(biāo)刺激出現(xiàn)在注視點(diǎn)上反應(yīng)時(shí)最短，中心位置具有注意優(yōu)先權(quán).在實(shí)驗(yàn)2中，當(dāng)任務(wù)難度和復(fù)雜性增加，視覺的搜索方式由平行加工改變?yōu)橄盗屑庸?，空間位置優(yōu)先效應(yīng)消失，并出現(xiàn)了返回抑制現(xiàn)象.

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