自主動作引起感知衰減的時間特征與機(jī)制

王碧野，周成林，郭 瑋

自主動作（voluntary action）是指具有明確目的性的動作，它是人類與環(huán)境交互的基本方式之一（Haggard et al.，2002；Wall，2001；James，1987），也是體育活動的基本組成環(huán)節(jié)（趙國炳等，2014）。掌握某個特定動作與其效果的對應(yīng)關(guān)系，是個體發(fā)展自主動作的基礎(chǔ)（Elsner et al.，2004；Herwig et al.，2012；Wolfensteller et al.，2011）。自主動作產(chǎn)生的效果需要通過感知系統(tǒng)被個體所覺察，感知信息的加工也受到自主動作的影響（Pelah et al.，1996）。

自主動作引起的感知衰減現(xiàn)象是最典型的自主動作對感知加工的影響，它是指對自主動作效果的感知發(fā)生衰減的現(xiàn)象。關(guān)于該現(xiàn)象，有一個經(jīng)典的表述，即“最敏感的人也沒法把自己胳肢笑”（Blakemore et al.，1998）。需要指出的是，這種衰減不是普遍的、泛化的衰減，而是只針對自主動作的效果所引起的特異性衰減（Aliu et al.，2009；Blakemore et al.，1998，2000；Hazemann et al.，1975）。例如，有一個喇叭會發(fā)出很大的聲音，足以嚇人一跳。相比于其他人，按下喇叭的人會覺得喇叭聲音小一些，但對環(huán)境中的其他信息輸入不會發(fā)生衰減。

在自主動作引起感知衰減的研究中，研究者常常關(guān)注聽覺、視覺、皮膚癢覺和時間知覺的衰減。其中，對自主動作引起聽覺衰減的研究數(shù)量最多，對皮膚癢的程度的衰減研究最早。已有研究不僅從行為層面對自主動作引起感知衰減的現(xiàn)象進(jìn)行探索，還采用了事件相關(guān)電位（event-related potential，ERP）、功能性核磁共振（functional magnetic resonance imaging，fMRI）和腦磁（magnetoencephalography，MEG）等技術(shù)手段，探索該過程的神經(jīng)活動特征。研究發(fā)現(xiàn)，自主動作不僅可以引起行為上的感知衰減，還能引起皮層激活上的衰減。近年來，有研究探索了自主動作引起的對物體運(yùn)動一致性的感知衰減現(xiàn)象。該研究以行為學(xué)指標(biāo)為主，證明了自主動作可以有效引起個體對物體運(yùn)動一致性的感知衰減。但無論該研究還是已有研究，都較少對感知衰減的時間特征進(jìn)行探索，使得有關(guān)感知衰減發(fā)生的時間進(jìn)程與關(guān)鍵時間節(jié)點(diǎn)的理論存在空白。

對于自主動作引起感知衰減的理論，目前存在兩種假說：抑制假說和預(yù)激活假說（圖1）。兩者均得到一定數(shù)量研究的支持，并且均以動作控制的前饋模型為基礎(chǔ)（Blakemore et al.，2000；Wolpert et al.，1995）。該模型認(rèn)為，自主動作神經(jīng)指令產(chǎn)生的同時，一個預(yù)測動作效果的傳出副本也會生成。比較器會對比預(yù)期效果和實(shí)際情況，以保障自主動作的順利執(zhí)行。抑制假說認(rèn)為，當(dāng)實(shí)際情況和預(yù)期效果一致時，為了節(jié)約認(rèn)知資源，不必對效果進(jìn)行過多加工，從感知中給予抑制，因此產(chǎn)生感知衰減。支持這一假說的研究多采用ERP指標(biāo)（Aliu et al.，2009；Baess et al.，2009；B?ss et al.，2008；Fushchich et al.，2013；Hughes，2015）。預(yù)激活假說的提出是基于fMRI研究結(jié)果（Kühn et al.，2010；Waszak et al.，2011），它認(rèn)為傳出副本會導(dǎo)致相關(guān)感知系統(tǒng)的預(yù)先激活。預(yù)激活導(dǎo)致感知系統(tǒng)噪音升高，進(jìn)而導(dǎo)致辨別力下降，從行為上表現(xiàn)為感知衰減現(xiàn)象。對兩種假說的驗(yàn)證，有助于了解自主動作引起感知衰減的機(jī)制。

圖1 抑制假說與預(yù)激活假說示意圖Figure 1.Schematic of Suppression Hypothesis and Preactivation Hypothesis.

本研究以前期研究為基礎(chǔ)，結(jié)合該領(lǐng)域研究現(xiàn)狀，通過2個實(shí)驗(yàn)，從以下2個方面對自主動作引起的感知衰減現(xiàn)象進(jìn)行探索：首先，改進(jìn)已有實(shí)驗(yàn)范式，探索感知衰減發(fā)生的時間進(jìn)程，尋找感知衰減發(fā)生過程中的關(guān)鍵時間節(jié)點(diǎn)；其次，關(guān)注自主動作引起的內(nèi)部表征變化，對抑制假說和預(yù)激活假說進(jìn)行驗(yàn)證，探索自主動作引起感知衰減的機(jī)制。

1 實(shí)驗(yàn)1自主動作引起感知衰減的時間特性

自主動作可以引起對物體運(yùn)動方向一致性感知的衰減，但該現(xiàn)象發(fā)生的時間進(jìn)程尚不明確，是否存在關(guān)鍵的時間節(jié)點(diǎn)也不得而知。本研究通過改進(jìn)已有研究范式，對該現(xiàn)象的時間進(jìn)程進(jìn)行探索。

1.1 研究對象與方法

1.1.1 研究對象

本實(shí)驗(yàn)通過張貼校園廣告招募被試，共12名上海體育學(xué)院運(yùn)動人體專業(yè)本科生自愿參加，所有被試均無專業(yè)運(yùn)動訓(xùn)練經(jīng)驗(yàn)。被試年齡為（20.5±1.2）歲，男、女各6名，利手均為右手，視力或矯正視力正常，無神經(jīng)系統(tǒng)或精神疾病。被試在實(shí)驗(yàn)開始前的24 h內(nèi)禁止攝入咖啡因或酒精。

1.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計

本實(shí)驗(yàn)采用兩因素組內(nèi)設(shè)計。組內(nèi)變量為對應(yīng)關(guān)系（2種自主動作和效果的對應(yīng)關(guān)系：一致、不一致）×?xí)r間差（6段時間差：t1～t6）；因變量主要包括被試的行為指標(biāo)和信號檢測論指標(biāo)，前者主要是反應(yīng)的準(zhǔn)確率，后者主要包括辨別力d’和反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)c。由于自主動作引起的感知衰減具有特異性，僅有與動作對應(yīng)的效果會發(fā)生衰減，所以自主動作和效果的對應(yīng)關(guān)系可以等同視為是否存在感知衰減的條件。

1.1.3 實(shí)驗(yàn)視覺刺激材料

本實(shí)驗(yàn)中，最重要的視覺刺激為一組隨機(jī)動點(diǎn)（random dot kinematogram，RDK）。其設(shè)置與前期研究基本一致（王碧野等，2018）。每一組RDK均由隨機(jī)分布在屏幕中心半徑100像素的圓形區(qū)域內(nèi)的100個圓點(diǎn)構(gòu)成，圓點(diǎn)半徑為2個像素，顏色為灰色（100，100，100）。RDK中有固定比例為A的動點(diǎn)運(yùn)動方向一致向上或下，A越小，同方向運(yùn)動的動點(diǎn)越少。若A為0，所有動點(diǎn)運(yùn)動方向完全隨機(jī)；為1時，所有動點(diǎn)運(yùn)動方向一致。被試的主要任務(wù)為判斷RDK中是否存在運(yùn)動方向一致的動點(diǎn)。A的數(shù)值基于每個被試在參數(shù)評定測試中的表現(xiàn)而確定。參數(shù)評定測試用以盡量消除可能的天花板或地板效應(yīng)，其具體步驟與前期研究一致（王碧野等，2018）。該測試為每個被試確定合適的參數(shù)A，使得被試在任務(wù)中的辨別力d’在1.7～2.0之間。所有被試實(shí)驗(yàn)前都要參與該測試，確定自己在后續(xù)實(shí)驗(yàn)中的參數(shù)A。

1.1.4 實(shí)驗(yàn)任務(wù)

實(shí)驗(yàn)1的任務(wù)包括2個階段：學(xué)習(xí)階段與測試階段（圖2）。

圖2 實(shí)驗(yàn)1流程示意圖Figure 2.Procedure Diagram of Experiment 1

在學(xué)習(xí)階段，被試將掌握一個自主動作及其對應(yīng)的效果。實(shí)驗(yàn)進(jìn)行單盲控制，被試不知道實(shí)驗(yàn)的真實(shí)目的，僅被告知需要對1 s的時間長度進(jìn)行估算，實(shí)際上是對自主動作和效果對應(yīng)關(guān)系進(jìn)行學(xué)習(xí)。具體學(xué)習(xí)過程如下：每個試次以一個黑色圓點(diǎn)呈現(xiàn)作為開始的標(biāo)志，被試需要立即估計時間，當(dāng)被試覺得時長恰好為1 s時按鍵報告。被試需要使用左手的中指或食指（“z”和“x”鍵盤）按鍵，具體按鍵隨意選擇，但應(yīng)保證兩個按鍵的次數(shù)接近。被試反應(yīng)時同真正1 s相差200 ms內(nèi)的反應(yīng)試次都被視為有效試次，每10個試次還會提醒被試兩種按鍵發(fā)生的次數(shù)，以幫助其控制兩個按鍵比例接近。當(dāng)總有效試次達(dá)到40次，且兩個按鍵次數(shù)相差小于5的時候，視為被試完成了1個block的學(xué)習(xí)。被試在學(xué)習(xí)階段需要完成3個block的學(xué)習(xí)。

當(dāng)被試判斷1 s時長按鍵后，一組RDK將出現(xiàn)在屏幕中心，其中固定90%的動點(diǎn)將向上或下運(yùn)動。具體運(yùn)動方向與被試選擇的按鍵有關(guān)。如食指對應(yīng)著向下，中指對應(yīng)著向上。經(jīng)過3個block的學(xué)習(xí)，被試將掌握不同的按鍵與運(yùn)動方向的對應(yīng)關(guān)系。按鍵與運(yùn)動方向的對應(yīng)關(guān)系，在所有被試中進(jìn)行平衡匹配。為了保證被試確實(shí)進(jìn)行了學(xué)習(xí)，程序在每個block內(nèi)設(shè)定了兩個特殊試次。在該試次內(nèi)，RDK的動點(diǎn)出現(xiàn)后會全部變成紅色，被試需要在400 ms內(nèi)快速按下空格鍵，否則將判定被試沒有認(rèn)真完成學(xué)習(xí)任務(wù)，再增加1個特殊試次和10個普通試次。該特殊試次的設(shè)定提前告知被試，以促使其認(rèn)真完成學(xué)習(xí)任務(wù)。該學(xué)習(xí)階段設(shè)定的有效性已經(jīng)得到前期研究的驗(yàn)證，學(xué)習(xí)階段后將進(jìn)入測試階段。

在測試階段，被試依然被要求對1 s的時長進(jìn)行判斷，但提前500 ms或者延后1 000 ms內(nèi)按鍵的試次都將被視為有效試次。隨機(jī)動點(diǎn)會在被試平均按鍵時間前后450 ms內(nèi)出現(xiàn)，首個block內(nèi)的平均按鍵時間由程序從學(xué)習(xí)階段獲得，每個block結(jié)束后重新計算平均按鍵時間。估計1 s時長后，被試需要報告剛才的隨機(jī)動點(diǎn)中是否存在一組運(yùn)動方向一致的動點(diǎn)。被試通過右手按鍵報告有（“n”鍵）或者沒有（“m”鍵）。隨機(jī)動點(diǎn)呈現(xiàn)區(qū)域上方會呈現(xiàn)黑色小矩形，以提示可能存在的一致運(yùn)動方向，方便被試判斷有無，而不需要辨別加工。所有試次中，存在運(yùn)動一致方向的動點(diǎn)的概率為50%。其中，運(yùn)動方向與按鍵的對應(yīng)關(guān)系在接近50%的試次中與學(xué)習(xí)階段掌握的一致，此時可以視為發(fā)生了自主動作，并產(chǎn)生了對應(yīng)的效果。由于被試按鍵隨機(jī)，僅能保證上述比例接近50%，無法嚴(yán)格控制為50%。

測試階段，每個block包含80個有效試次，被試需要完成的block數(shù)目由實(shí)驗(yàn)程序基于被試的反應(yīng)決定。程序自動將被試按鍵前后450 ms的時間平均分為6段，若每段時間區(qū)間至少存在80個試次，則判定任務(wù)結(jié)束；若有某段出現(xiàn)的較少，將在后續(xù)任務(wù)中增加該段出現(xiàn)的頻率。所有被試在6～8個block內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。每3個block中會增加1個學(xué)習(xí)階段block的練習(xí)，以幫助被試鞏固掌握的自主動作與效果的對應(yīng)關(guān)系。每個被試約用2.5 h完成實(shí)驗(yàn)1的測試。

1.1.5 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與流程

本實(shí)驗(yàn)中的視覺刺激呈現(xiàn)由一臺分辨率為1 920×1 080 dpi的23寸AOC顯示器完成，其刷新率為144 Hz，相應(yīng)時小于1 ms，顯卡為AMD公司的RX470。實(shí)驗(yàn)程序的實(shí)現(xiàn)和數(shù)據(jù)采集通過運(yùn)行于Matlab（2016b）平臺上的Psychtoolbox 3.0工具箱完成。

所有被試均在約定的時間準(zhǔn)時參加實(shí)驗(yàn)。被試自行閱讀知情同意書，充分了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容后簽字確認(rèn)。隨后，主試對必要內(nèi)容進(jìn)行口頭講解，被試需要按照要求實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過程中，被試端坐于顯示器前，眼睛與顯示器中心平行，距離顯示器1.2 m。由于本實(shí)驗(yàn)耗時較長，為了減少疲勞對實(shí)驗(yàn)的潛在影響，被試在每個block之間可以選擇適當(dāng)休息。

1.1.6 數(shù)據(jù)的采集與分析

行為學(xué)數(shù)據(jù)通過Psychtoolbox 3.0工具箱完成。實(shí)驗(yàn)程序自動篩選有效試次，按照按鍵反應(yīng)與RDK出現(xiàn)的時間差對被試反應(yīng)歸類，分別劃入不同的時間差片段。以按鍵時間為零點(diǎn)，RDK提前出現(xiàn)為負(fù)，延后出現(xiàn)為正，從-450～450 ms共900 ms每150 ms劃分為一段，共劃分為6段時間差，依次命名為t1～t6。在每段時間差區(qū)間，分別計算被試在兩種條件下的反應(yīng)正確率與信號檢測論指標(biāo)。信號檢測論指標(biāo)主要選用辨別力d’和反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)c。具體計算公式為：

其中：I1和I2分別為低強(qiáng)度和高強(qiáng)度刺激。本實(shí)驗(yàn)中，I1=0，I2=1。Z1為被試在低強(qiáng)度刺激時正確拒斥概率的Z值。在部分擊中率為100%的極端情況下，參考通用方法將擊中率修正為，其中N為最大可能虛驚數(shù)（Hughes et al.，2011）。

對上述3個指標(biāo)，分別進(jìn)行2（對應(yīng)關(guān)系：自主動作和效果對應(yīng)一致、不一致）×6（時間差：t1～t6）重復(fù)測量方差分析。

1.2 結(jié)果

對被試反應(yīng)的正確率進(jìn)行分析，結(jié)果顯示，對應(yīng)關(guān)系的主效應(yīng)不顯著[F（1，55）=0.19，P=0.89，ηp2=0.002]，時間差的主效應(yīng)不顯著[F（5，55）=0.205，P=0.96，ηp2=0.018]，交互作用不顯著[F（5，55）=1.167，P=0.34，ηp2=0.096]。對于信號檢測論指標(biāo)，在反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)c上，對應(yīng)關(guān)系主效應(yīng)不顯著[F（1，55）=0.17，P=0.68，ηp2=0.016]，時間差的主效應(yīng)不顯著[F（5，55）=0.761，P=0.58，ηp2=0.065]，交互作用也不顯著[F（5，55）=1.990，P=0.10，ηp2=0.153]。在辨別力d’上，對應(yīng)關(guān)系主效應(yīng)不顯著[F（1，55）=0.537，P=0.48，ηp2=0.047]，時間差主效應(yīng)不顯著[F（5，55）=1.083，P=0.38，ηp2=0.090]，但交互作用達(dá)到邊緣顯著[F（5，55）=2.259，P=0.06，ηp2=0.170]?？紤]其效應(yīng)量較大，對其進(jìn)行簡單效應(yīng)分析，結(jié)果顯示，在t2（t=-1.835，P＜0.05，Cohen’sd=0.54）、t3（t=-3.050，P＜0.05，Cohen’sd=0.88）和t4（t=-1.812，P＜0.05，Cohen’sd=0.52）時間差片段，對應(yīng)關(guān)系一致條件下的辨別力d’均顯著小于不一致條件；在t1、t5和t6時間差片段，兩種對應(yīng)關(guān)系條件下辨別力d’差異不顯著。被試在不同時間差內(nèi)的辨別力d’變化趨勢如圖3所示。

圖3 不同時間差內(nèi)的辨別力d’變化Figure 3.Change of Discrimination d’in Different Time

1.3 小結(jié)

實(shí)驗(yàn)1的結(jié)果說明：自主動作在準(zhǔn)備階段就足以引起感知衰減；動作執(zhí)行前的300 ms和動作執(zhí)行后的150 ms是兩個關(guān)鍵的時間節(jié)點(diǎn)；在動作執(zhí)行前的300 ms至動作執(zhí)行后的150 ms內(nèi)，自主動作可以引起感知衰減；自主動作執(zhí)行前的300 ms之前或執(zhí)行后的150 ms以后，感知衰減現(xiàn)象不會發(fā)生。

2 實(shí)驗(yàn)2自主動作引起感知衰減的機(jī)制——預(yù)激活還是抑制

實(shí)驗(yàn)1證明了自主動作的準(zhǔn)備階段足以引發(fā)感知衰減。該現(xiàn)象可以由預(yù)激活（Hughes et al.，2012）假說或抑制（Blakemore et al.，2000）假說解釋。但兩種假說存在本質(zhì)上的矛盾，前者認(rèn)為動作的準(zhǔn)備導(dǎo)致了感知系統(tǒng)的預(yù)激活，后者認(rèn)為動作的準(zhǔn)備導(dǎo)致了感知系統(tǒng)的抑制。本實(shí)驗(yàn)針對以上矛盾，直接對個體感知系統(tǒng)發(fā)生預(yù)激活或是抑制進(jìn)行驗(yàn)證。

2.1 研究對象與方法

2.1.1 研究對象

實(shí)驗(yàn)2從上海體育學(xué)院招募被試共14人[（20.4±1.0）歲]，男、女各半，均無專業(yè)運(yùn)動訓(xùn)練經(jīng)驗(yàn)。所有被試均為右利手，無精神或神經(jīng)系統(tǒng)疾病報告，視力或矯正視力正常，實(shí)驗(yàn)開始前24 h內(nèi)不飲用含酒精或咖啡因的飲品。所有被試均沒有參加實(shí)驗(yàn)1。

2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計

實(shí)驗(yàn)2采用被試內(nèi)2×2設(shè)計，自變量為對應(yīng)關(guān)系（自主動作和效果的對應(yīng)關(guān)系：一致、不一致）和刺激強(qiáng)度（強(qiáng)、弱），因變量為對刺激強(qiáng)度的主觀評分。基于自主動作引起感知衰減具有特異性，自主動作和效果對應(yīng)關(guān)系一致時，可以視為存在感知衰減現(xiàn)象。如果抑制假說是正確的，那么高強(qiáng)度刺激的表征應(yīng)該受到更大影響；如果預(yù)激活假說是正確的，那么噪音的增強(qiáng)將對低強(qiáng)度刺激的表征產(chǎn)生更大影響。

2.1.3 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)2使用的主要刺激材料為一組RDK，其具體參數(shù)與實(shí)驗(yàn)1相同。

2.1.4 實(shí)驗(yàn)任務(wù)

實(shí)驗(yàn)2的任務(wù)主要分為3個階段（圖4）：學(xué)習(xí)階段，幫助被試建立一套自主動作和效果的對應(yīng)關(guān)系；評分階段，讓被試掌握主觀報告的評分標(biāo)準(zhǔn)與方法；測試階段，測量被試在不同條件下對刺激的表征。

圖4 實(shí)驗(yàn)2流程示意圖Figure 4.Procedure Diagram of Experiment 2

學(xué)習(xí)階段的具體設(shè)置同實(shí)驗(yàn)1，評分階段安排在學(xué)習(xí)階段之后。被試對練習(xí)素材進(jìn)行評分。練習(xí)素材為11組RDK，每組運(yùn)動方向一致的圓點(diǎn)比例從0～100%等差分布，每組增加10%。11組RDK以隨機(jī)順序呈現(xiàn)給被試，被試要對運(yùn)動方向一致的點(diǎn)比例打分。評分最低0分，表示動點(diǎn)運(yùn)動方向完全隨機(jī)；最高100分，表示所有動點(diǎn)運(yùn)動方向完全一致。被試會看到11個順序被打亂的評分實(shí)例，分別代表圓點(diǎn)運(yùn)動方向從完全隨機(jī)至完全方向一致。0～100分分別對應(yīng)程序設(shè)定的一致運(yùn)動比例從0增加至100%，分?jǐn)?shù)和比例對應(yīng)。被試通過小鍵盤輸入數(shù)字進(jìn)行評分報告，主試告知其盡快根據(jù)第一反應(yīng)報告。被試掌握評分標(biāo)準(zhǔn)與方法后進(jìn)入測試階段。

測試階段包含5個block，每個block包含40個有效試次，一致方向運(yùn)動圓點(diǎn)的比例被設(shè)定為80%或20%，前者稱為高強(qiáng)度刺激，后者稱為低強(qiáng)度刺激，兩種試次各出現(xiàn)20次。除此以外，每個block中還包含20個無關(guān)試次，僅為讓被試相信自己是在為隨機(jī)的刺激強(qiáng)度評分，無關(guān)試次內(nèi)的一致運(yùn)動方向圓點(diǎn)比例為隨機(jī)產(chǎn)生。每個試次以黑色圓點(diǎn)的呈現(xiàn)提示開始，被試隨即進(jìn)行1 s時長估計任務(wù)，然后按鍵報告，此部分與實(shí)驗(yàn)1類似。隨后，被試需要對剛才呈現(xiàn)的RDK中運(yùn)動方向一致圓點(diǎn)的比例進(jìn)行報告，報告方式同評分階段。實(shí)驗(yàn)2全程約需要1 h。

2.1.5 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與流程

實(shí)驗(yàn)中，主要設(shè)備、數(shù)據(jù)采集和實(shí)驗(yàn)程序運(yùn)行平臺均同實(shí)驗(yàn)1。在學(xué)習(xí)階段、評分階段、測試階段之間，以及每個階段的block之間，被試都可以自行選擇適當(dāng)時長的休息。被試在完成實(shí)驗(yàn)后當(dāng)場獲得適當(dāng)?shù)默F(xiàn)金報酬。

2.1.6 數(shù)據(jù)的采集與分析

實(shí)驗(yàn)2的數(shù)據(jù)采集同樣通過Matlab和Psychtoolbox 3.0工具箱完成。根據(jù)按鍵動作和動點(diǎn)運(yùn)動方向的對應(yīng)關(guān)系，將有效試次歸入2類：一致試次和不一致試次。再基于刺激強(qiáng)度高低，進(jìn)一步細(xì)化為4類條件：一致—高強(qiáng)度、一致—低強(qiáng)度、不一致—高強(qiáng)度和不一致—低強(qiáng)度。將被試的評分歸入4類條件，分別計算評分的平均數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)差。再將每類條件的評分按照從0～100分，每10分劃分為一個區(qū)段，計算每個區(qū)段的評分頻率。對被試主觀報告分?jǐn)?shù)的標(biāo)準(zhǔn)差與平均數(shù)分別進(jìn)行兩因素重復(fù)測量方差分析，兩因素為對應(yīng)關(guān)系（自主動作和效果的對應(yīng)關(guān)系：一致、不一致）和刺激強(qiáng)度（強(qiáng)、弱）。

2.2 結(jié)果

對被試報告分?jǐn)?shù)的標(biāo)準(zhǔn)差的重復(fù)測量方差進(jìn)行分析，結(jié)果顯示：對應(yīng)關(guān)系主效應(yīng)不顯著[F（1，13）=1.552，P=0.24，ηp2=0.107]，刺激強(qiáng)度主效應(yīng)不顯著[F（1，13）=2.792，P=0.12，ηp2=0.177]，交互作用也不顯著[F（1，13）=0.150，P=0.71，ηp2=0.011]。對被試報告分?jǐn)?shù)的平均數(shù)進(jìn)行分析，結(jié)果顯示：對應(yīng)關(guān)系主效應(yīng)顯著[F（1，13）=70.027，P＜0.01，ηp2=0.84]，刺激強(qiáng)度主效應(yīng)顯著[F（1，13）=11 037.571，P＜0.001，ηp2=0.99]，交互作用顯著[F（1，13）=15.545，P＜0.05，ηp2=0.545]，故對其進(jìn)行簡單效應(yīng)分析。將刺激強(qiáng)度條件固定，被試在對應(yīng)關(guān)系一致條件的平均報告分?jǐn)?shù)顯著大于不一致條件（t=9.339，P＜0.001，Cohen’sd=1.51）。將被試在兩種條件下對不同刺激強(qiáng)度的報告分?jǐn)?shù)分布頻率作圖，可以直觀地顯示其評分變化（圖5）。以上結(jié)果說明，自主動作沒能引起對高強(qiáng)度刺激表征強(qiáng)度的抑制，與抑制假說的預(yù)測不一致；自主動作引起了對低強(qiáng)度刺激表征強(qiáng)度的增大，可能是由于噪音的增大，與預(yù)激活假說的預(yù)期一致。

圖5 被試在兩種條件下對高、低強(qiáng)度刺激的評分頻率Figure 5.Frequency of Score in High and Low Intensity Stimulation under Two Conditions

2.3 小結(jié)

實(shí)驗(yàn)2的結(jié)果說明，自主動作沒能引起對高強(qiáng)度刺激表征強(qiáng)度的抑制，實(shí)驗(yàn)結(jié)果不符合抑制假說的預(yù)期；自主動作引起感知系統(tǒng)對低強(qiáng)度刺激表征強(qiáng)度的增強(qiáng)，說明感知系統(tǒng)發(fā)生了特異性的預(yù)激活，證明預(yù)激活假說的正確性。

3 討論

3.1 自主動作引起感知衰減的時間進(jìn)程

自主動作可以引發(fā)感知衰減已經(jīng)得到證明（王碧野等，2018）。本研究的實(shí)驗(yàn)1對該現(xiàn)象的時間進(jìn)程進(jìn)行挖掘。結(jié)果顯示，自主動作所引起的感知衰減可以發(fā)生于自主動作執(zhí)行之前。在個體執(zhí)行自主動作的前300～150 ms內(nèi)，衰減就已經(jīng)出現(xiàn)?；诖送茰y，自主動作的準(zhǔn)備階段足以引起感知衰減。當(dāng)自主動作執(zhí)行150 ms后再呈現(xiàn)相應(yīng)的效果時，感知衰減現(xiàn)象消失。這說明該現(xiàn)象存在關(guān)鍵時間節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)為動作執(zhí)行前的300 ms與執(zhí)行后的150 ms，個體在兩節(jié)點(diǎn)間會發(fā)生感知衰減。

尚未執(zhí)行的自主動作足夠引起感知衰減，說明引起感知衰減的關(guān)鍵因素可能不是自主動作的執(zhí)行，而是它的準(zhǔn)備過程。該現(xiàn)象一定程度上可以通過前饋模型解釋，在自主動作準(zhǔn)備過程中，同時產(chǎn)生包含感知效果的傳出副本（Wolpert et al.，1995）。預(yù)激活假說和抑制假說都認(rèn)為，該傳出副本是引起感知衰減的原因（Aliu et al.，2009；Cardosoleite et al.，2010；Hughes，2015；Sanmiguel et al.，2013）。既然其產(chǎn)生早于動作執(zhí)行，感知衰減的發(fā)生早于動作的執(zhí)行就可以得到合理解釋。在一項(xiàng)針對自主動作引起簡單視覺刺激的研究中，研究者證明自主動作執(zhí)行前240 ms就會發(fā)生感知衰減，這與實(shí)驗(yàn)1的結(jié)果較為接近。

實(shí)驗(yàn)1的結(jié)果還證明，動作執(zhí)行后的150 ms內(nèi)，感知衰減仍然會發(fā)生，但150 ms以后感知衰減現(xiàn)象就不顯著了。這說明，已有研究中將刺激物設(shè)置為自主動作執(zhí)行后50 ms出現(xiàn)是合理的（王碧野等，2018）。但有研究表明，自主動作與其效果間隔1 s以上時，感知衰減仍然會發(fā)生（Blakemore et al.，2000）。造成這種不一致的原因可能是感知加工的類型。該研究采用的感知為皮膚的癢覺，本實(shí)驗(yàn)使用的是運(yùn)動一致性的感知。兩者間的不同說明自主動作引起不同感知發(fā)生衰減的過程可能存在差異。

在對人類感知加工進(jìn)行的研究中，150 ms的時間片段劃分較為粗糙，該設(shè)置受限于實(shí)驗(yàn)范式本身。在實(shí)驗(yàn)1中，每多劃分1個時間間隔，至少需要額外增加80個有效試次，如果將時間精度增加1倍，則至少需要增加480個有效試次。在不增加試次的情況下，每個被試已經(jīng)需要約2 h才能完成實(shí)驗(yàn)，因此，簡單地增加時間劃分精度不具有可行性。有研究使用了更精細(xì)的時間劃分（Desantis et al.，2014），但其刺激較為簡單，因此，任務(wù)時長可以控制在恰當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。后續(xù)研究可以在本研究的基礎(chǔ)上，將時間窗口聚焦于動作執(zhí)行前的300 ms至執(zhí)行后的150 ms內(nèi)，在此區(qū)間采用更精細(xì)的時間段劃分是可行的。

3.2 自主動作引起感知衰減的預(yù)激活假說的證據(jù)

實(shí)驗(yàn)1證明了感知衰減可以早于自主動作的執(zhí)行而發(fā)生，一定程度上驗(yàn)證了自主動作控制的前饋模型?；谠撃Ｐ?，自主動作將引起效果的傳出副本，最終導(dǎo)致感知衰減現(xiàn)象。但是該傳出副本如何影響感知加工，從而引起感知衰減尚不得而知。已有兩種假說試圖對該過程進(jìn)行解釋，一種被稱為抑制假說（Meule，2017），另一種被稱為預(yù)激活假說（Cardosoleite et al.，2010）。前者較為直觀，認(rèn)為傳出副本會抑制對效果的感知加工，結(jié)合信號檢測論（Lories，1993），個體對自主動作效果的表征降低，表現(xiàn)為辨別力d’降低，從而導(dǎo)致感知衰減。后者與抑制假說的解釋完全相反，認(rèn)為感知系統(tǒng)會發(fā)生預(yù)先激活，導(dǎo)致感知系統(tǒng)背景噪音增大。根據(jù)信號檢測論，噪音增大可以導(dǎo)致辨別力d’降低，同樣可能表現(xiàn)為感知衰減。綜上，兩種假說的基本矛盾是：自主動作的準(zhǔn)備究竟是引起感知系統(tǒng)對刺激表征的抑制還是預(yù)激活。

實(shí)驗(yàn)2直接從兩種假說的基本矛盾切入，對兩者進(jìn)行直接驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)中讓被試在自主動作與非自主動作條件下分別對刺激的強(qiáng)度進(jìn)行主觀評分，直觀驗(yàn)證感知系統(tǒng)是否有抑制或預(yù)激活發(fā)生。實(shí)驗(yàn)2揭示了在刺激強(qiáng)度低的條件下，個體在自主動作條件下對刺激的主觀感受更強(qiáng)，說明對其發(fā)生了預(yù)激活，符合預(yù)激活假說的預(yù)測。而在刺激強(qiáng)度高的條件下，個體是否執(zhí)行自主動作對評分都沒有影響，說明沒能引起感知系統(tǒng)的抑制，與抑制假說的預(yù)期不一致。綜上，實(shí)驗(yàn)2的結(jié)果支持了預(yù)激活假說。

相比容易理解的抑制假說，預(yù)激活假說在解釋感知衰減現(xiàn)象時需要更深入的思考，以解決與部分研究存在的矛盾。例如，經(jīng)典的行為研究采用主觀報告法，并且發(fā)現(xiàn)主觀報告的刺激強(qiáng)度是減弱的（Blakemore et al.，2000；Hughes et al.，2012），進(jìn)而導(dǎo)致感知衰減現(xiàn)象被首次發(fā)現(xiàn)。但基于預(yù)激活假說進(jìn)行預(yù)測，個體應(yīng)該報告更強(qiáng)的主觀感受，實(shí)驗(yàn)2中被試的主觀報告強(qiáng)度也顯著提高。這兩點(diǎn)均與前人的研究存在矛盾。該矛盾的成因可能是前人研究所使用的刺激強(qiáng)度較高，預(yù)激活所提升的噪音更為明顯，從而使得主觀認(rèn)為刺激的強(qiáng)度相對降低。實(shí)驗(yàn)2在刺激強(qiáng)度較低的情況下，可以更明顯地觀察到預(yù)激活現(xiàn)象。這種推測與一項(xiàng)研究的結(jié)論一致，它認(rèn)為對低強(qiáng)度的刺激而言，自主動作會引起報告強(qiáng)度增強(qiáng)，而對于高強(qiáng)度的刺激，自主動作將使得主觀報告強(qiáng)度降低。因此，預(yù)激活假說同上述所有行為研究結(jié)果都不存在真正的矛盾。預(yù)激活提高的是感知系統(tǒng)的背景噪音，這種背景噪音的提高在不同的刺激強(qiáng)度下可能表現(xiàn)為不同的主觀強(qiáng)度體驗(yàn)變化，但都會降低對目標(biāo)的辨別力。

此外，預(yù)激活假說與部分事件相關(guān)電位（ERP）研究結(jié)果似乎存在一定的矛盾。多項(xiàng)研究報告了自主動作導(dǎo)致感知覺ERP成分波幅降低（B?ss et al.，2008；Blakemore et al.，1998；Davis et al.，1966；Fushchich et al.，2013；Horváth，2015；Hughes，2015），并將這種降低理解為感知衰減的電生理證據(jù)。這看起來和抑制假說的預(yù)測一致，而與預(yù)激活假說存在矛盾。因?yàn)榛陬A(yù)激活假說的預(yù)測，感知覺的ERP成分應(yīng)該得到增強(qiáng)。造成這種矛盾的原因可能是，前人的ERP研究中沒有考慮基線可能的變化，預(yù)激活發(fā)生在動作執(zhí)行之前，使用的基線已經(jīng)提高，從而導(dǎo)致成分波幅降低。實(shí)驗(yàn)1充分證明了預(yù)激活發(fā)生要早于動作的執(zhí)行。這種預(yù)激活在動作執(zhí)行前的300 ms就可以發(fā)生，前人此類研究往往選擇將動作執(zhí)行前的0～100 ms內(nèi)的腦電信號作為基線，因此，有充分的理由相信此時的基線已經(jīng)受到預(yù)激活的影響。后續(xù)研究可以重新考慮基線的選擇方法，可能會得到支持預(yù)激活假說的ERP實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

4 結(jié)論

本研究通過2個實(shí)驗(yàn)證明：1）自主動作執(zhí)行前的準(zhǔn)備階段就可以引起感知衰減；2）動作執(zhí)行前的300 ms與執(zhí)行后的150 ms是關(guān)鍵的時間節(jié)點(diǎn)，早于執(zhí)行前的300 ms或遲于動作執(zhí)行后的150 ms，感知衰減不會發(fā)生；3）動作執(zhí)行前的300 ms至執(zhí)行后的150 ms內(nèi)可以引發(fā)感知衰減；4）自主動作引起感知系統(tǒng)發(fā)生特異性的預(yù)激活，證明了預(yù)激活假說的正確性。