SNARC-like效應(yīng)的研究與展望

孫銘 孫偉

摘要|1993年Dehaene發(fā)現(xiàn)SNARC 效應(yīng)，數(shù)字與空間的聯(lián)結(jié)關(guān)系走入大家的視野。隨著研究的深入，研究者發(fā)現(xiàn)不僅在數(shù)字上存在空間聯(lián)結(jié)，在字母、顏色、時間等方面都與空間存在對應(yīng)關(guān)系，這些現(xiàn)象被統(tǒng)稱為SNARC-like效應(yīng)。目前，SNARC-like效應(yīng)的類型主要有4種，效應(yīng)的出現(xiàn)是本身自帶的還是后天由于文化等的影響下產(chǎn)生的，這一問題上尚且存在爭議，除此之外，SNARC-like效應(yīng)的理論解釋以及神經(jīng)機(jī)制也在進(jìn)一步的研究，目前，SNARC-like效應(yīng)的理論機(jī)制尚不清楚，所以仍存在很多問題值得研究。

關(guān)鍵詞|SNARC-like 效應(yīng);理論研究;神經(jīng)機(jī)制

1??? 引言

1993年Dehaene 發(fā)現(xiàn)左手對小數(shù)反應(yīng)更快，右手對大數(shù)反應(yīng)更快，將這種現(xiàn)象命名為 SNARC效應(yīng)[1]。自此，越來越多的研究者開始對數(shù)字空間聯(lián)結(jié)感興趣。隨著研究的深入，研究者發(fā)現(xiàn)不僅在數(shù)字方面存在空間聯(lián)結(jié)，在字母、顏色、時間等方面都與空間存在對應(yīng)關(guān)系[2-4]。Gerve（2003）發(fā)現(xiàn)左手對序列左邊的刺激反應(yīng)更快，右手對序列右邊的刺激反應(yīng)更快[2]。Santiago（2007）發(fā)現(xiàn)左手對過去的時間點(diǎn)反應(yīng)更快，同時右手對未來的時間點(diǎn)更快[5]。這些現(xiàn)象被統(tǒng)稱為SNARC-like效應(yīng)（類 SNARC效應(yīng)）。當(dāng)然不僅僅是序列以及時間，在音階、面積、情緒等方面都存在SNARC-like效應(yīng)[6-8]。目前產(chǎn)生SNARC-like效應(yīng)產(chǎn)生的理論解釋較少，研究者更多的關(guān)注其影響因素以及效應(yīng)本身的神經(jīng)機(jī)制，影響因素方面仍存在一些爭議[1，9，10]。SNARC-like效應(yīng)是本身自帶的還是后天由于文化等的影響下產(chǎn)生的，研究者們眾說紛紜[6，11-13]?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展對于SNARC-like效應(yīng)神經(jīng)機(jī)制的研究有著不可磨滅的功勞，但是大腦的分工協(xié)作，遠(yuǎn)比我們想象復(fù)雜，但是也給我們的研究提供了重要的依據(jù)[14，15]。

2??? SNARC-like效應(yīng)的類型

SNARC-like效應(yīng)主要類型主要有以下4種：時間（STARC），音樂（SMARC），順序（SQARC）和面積、亮度。

2.1 時間SNARC效應(yīng)（STARC效應(yīng)）

關(guān)于時間方面的SNARC-like效應(yīng)主要有兩個研究方向，一種是以時間點(diǎn)作為刺激材料，Santiago（2007）和Weger（2008）都發(fā)現(xiàn)被試對于未來的時間右手反應(yīng)比左手更快，對于過去的時間點(diǎn)左手反應(yīng)比右手更快[4，5]。Torralbo（2006）等人以西班牙被試作為實(shí)驗(yàn)對象，通過剪影小人的面部朝向發(fā)現(xiàn)被試將過去與左邊聯(lián)結(jié)，未來與右邊聯(lián)結(jié);過去與前面聯(lián)結(jié)，未來與后面聯(lián)結(jié)[16]。結(jié)果表明抽象的語義是與具體的空間方向相聯(lián)系的。另一種是以時間段作為刺激，Conson（2008）讓被試比較一對時間段，判斷時間間隔較長或者較短，結(jié)果顯示不論判斷較短時間間隔還是較長時間間隔，被試都出現(xiàn)對于較長的時間段，右手的反應(yīng)快于左手;對于較短的時間段，左手的反應(yīng)要快于右手[17]。除了對刺激的反應(yīng)空間不同，被試在按鍵時長上也有區(qū)別，Kiesel（2009）發(fā)現(xiàn)，對于小的數(shù)字，被試左手的反應(yīng)要更快，且按鍵時長要更短;對于較大的數(shù)字，被試的右手反應(yīng)更快，且按鍵時長要更長[18]。說明時間與空間的交互作用會進(jìn)一步影響人們對于時間長度的感知與控制。

2.2 音樂SNARC效應(yīng)（SMARC）

音樂SNARC效應(yīng)中采用的音階作為刺激，與其他刺激不同，音階存在兩種完全不同的維度。中國、美國等國家以高低作為音階的維度，如：f3比f4低;g3比a3低，這是垂直維度，垂直維度也同樣體現(xiàn)在五線譜書寫上，如：相比于低的音，高的音寫在五線譜的偏上的位置。音階也存在水平維度。對于鋼琴來說，音的高低就體現(xiàn)在水平維度上，如：f4在f3的右邊;g3在a3左邊。因此，SMARC效應(yīng)有水平和垂直兩種方向。Rusconi（2005）以無音樂背景的中國人作為被試，要求被試對聽到的純音的音高進(jìn)行判斷，在水平維度上發(fā)現(xiàn)刺激為高音時，對右側(cè)的按鍵反應(yīng)更快，刺激以低音時，對左側(cè)的按鍵反應(yīng)更快;在垂直維度上發(fā)現(xiàn)刺激為高音時，對上方的按鍵反應(yīng)更快，低音時，對下方的按鍵反應(yīng)更快[6]。同樣的被試，同樣的音高，產(chǎn)生兩種方向不同的SNARC-like效應(yīng)，說明在同一被試內(nèi)存在不同的編碼方向。音樂素養(yǎng)不同的被試身上會有不同的SMARC效應(yīng)，Agrillo（2012）發(fā)現(xiàn)，長時間學(xué)習(xí)音樂的被試在音階判斷的相關(guān)任務(wù)中反應(yīng)優(yōu)于沒有學(xué)習(xí)過音樂的人[19]。Rusconi（2005）發(fā)現(xiàn)在非音階判斷任務(wù)中，無音樂素養(yǎng)的被試表現(xiàn)要差于有音樂素養(yǎng)的被試[6]。Melara（1990）發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)高音時，被試對單詞“high”反應(yīng)更快，出現(xiàn)低音時，被試對單詞“l(fā)ow”反應(yīng)更快。說明音階和空間的聯(lián)結(jié)可以擴(kuò)展語言這樣的抽象概念的處理中[20]。

2.3 順序SNARC效應(yīng)（SQARC）

Gevers（2003）等人發(fā)現(xiàn)以字母作為刺激材料，被試左手對a、b的反應(yīng)要快于y、z，右手對y、z的反應(yīng)要快于a、b;給被試顯示一周的天數(shù)（Monday、Tuesday、Saturday、Sunday）發(fā)現(xiàn)，當(dāng)出現(xiàn)Monday、Tuesday時，被試的左手反應(yīng)更快，當(dāng)出現(xiàn)Saturday、Sunday時，右手反應(yīng)更快;同樣的結(jié)果出現(xiàn)在月份中，即對于January、February左手反應(yīng)快于右手，對November、December右手反應(yīng)快于左手[2]。除此之外，生活中還有許多序列，例如，上下左右、東西南北等。Meng（2016）等以“紅橙黃綠藍(lán)靛紫”作為順序，在屏幕中間呈現(xiàn)漢字“紅”等，要求被試判斷漢字位于“綠”的前還是后，并做按鍵反應(yīng)，被試左手對“綠”之前的顏色漢字反應(yīng)更快;右手對“綠”之后的顏色漢字反應(yīng)更快，實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)了SNARC-like效應(yīng)[3]。

2.4 面積、亮度SNARC效應(yīng)

SNARC-like效應(yīng)不僅體現(xiàn)在上述的離散變量，而且體現(xiàn)在一些連續(xù)變量上，例如刺激的物理屬性，面積和亮度。Cohen（2006）將數(shù)字和亮度結(jié)合，讓被試分別對數(shù)字的大小和數(shù)字的亮度進(jìn)行判斷。他們將亮度與數(shù)字大小的重合，把刺激分為三類：亮度與數(shù)字大小一致，即數(shù)字大，更暗（如：2，4）;亮度與數(shù)字大小不一致，即數(shù)字大，更亮（如：2，4），以及中性刺激。在數(shù)字大小比較的任務(wù)中，中性刺激為亮度一致，數(shù)字不一致（如：3，6）;在亮度比較的任務(wù)中，中性刺激為數(shù)字大小一致，亮度不一致（如：3，3）[21]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，相比于刺激不一致，刺激一致時被試的反應(yīng)更快;大小判斷任務(wù)以及亮度判斷任務(wù)中都出現(xiàn)了距離效應(yīng)，說明在數(shù)字任務(wù)判斷時，人們對亮度這種物理屬性自動加工，出現(xiàn)不一致的情況時，屬性會干擾任務(wù)判斷，那么，如果沒有數(shù)字，單純的面積與亮度判斷時候可以出現(xiàn)SNARC-like效應(yīng)呢？胡林成（2011）發(fā)現(xiàn)，被試左手對面積小于標(biāo)準(zhǔn)圓的刺激反應(yīng)更快，右手對面積大于標(biāo)準(zhǔn)圓的刺激反應(yīng)更快;在亮度方面，被試左手對較亮的刺激反應(yīng)更快，右手對較暗的刺激反應(yīng)更快，且被試對于面積和亮度的識別速度都要快于對于數(shù)字的識別[7]。即，在亮度和面積獨(dú)立屬性都可以誘發(fā)SNARC-like效應(yīng)。

3??? SNARC-like效應(yīng)的影響因素

3.1 天生存在

數(shù)字與空間的聯(lián)結(jié)以及序列信息與空間的聯(lián)結(jié)是天生的還是后天產(chǎn)生的，這一點(diǎn)在學(xué)術(shù)界一直存在爭議。為了排除文化、閱讀書寫習(xí)慣的影響，研究者采用嬰兒為被試進(jìn)行試驗(yàn)，Lourenco（2010）通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，9個月大的嬰兒表現(xiàn)出對于大的東西有更多的注意次數(shù)和更長的注意時間，表明嬰兒在語言文化影響前就已經(jīng)在空間、時間和數(shù)字上建立了關(guān)系[11]。Cordes（2009）發(fā)現(xiàn)，屏幕顯示數(shù)量一致但是面積不一致的刺激，7個月大的嬰兒的注意時間增多，但是面積一樣，數(shù)量不一致時，嬰兒的注意時間無明顯變化。但是當(dāng)面積一致，數(shù)量增加到基準(zhǔn)數(shù)量的 4 倍時，嬰兒注意時長才明顯增加[22]。說明無文化影響下的嬰兒已經(jīng)可以對數(shù)量和時間進(jìn)行聯(lián)結(jié)，面積、大小等連續(xù)變量也已經(jīng)與空間、時間存在聯(lián)結(jié)，但是與數(shù)量相比并不敏感，聯(lián)結(jié)并不緊密。

3.2 文化閱讀習(xí)慣

閱讀習(xí)慣是影響SNARC 效應(yīng)的重要因素，阿拉伯被試的閱讀習(xí)慣是從右到左的，因此在阿拉伯被試的身上出現(xiàn)了反向SNARC效應(yīng)，巴基斯坦被試的閱讀、書寫方向與阿拉伯語被試相同，得出的結(jié)果也是相似的。那么，閱讀習(xí)慣也會影響SNARC-like效應(yīng)么？Ouellet等（2010）以西班牙人作為被試進(jìn)行時間—空間聯(lián)結(jié)的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)書寫方向?yàn)閺淖蟮接业奈靼嘌辣辉噷⑦^去與左邊聯(lián)結(jié)，未來與右邊聯(lián)結(jié)[12]。書寫方向?yàn)閺挠业阶蟮南２畞碚Z被試，將過去與右邊聯(lián)結(jié)，將來與左邊聯(lián)結(jié)。但是閱讀書寫方向的影響是很不穩(wěn)定的，日本人習(xí)慣于從上到下進(jìn)行書寫、閱讀，村尾美幸等（2014）以日本人作為被試，平假名あ、お、か、こ作為實(shí)驗(yàn)材料，結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)探測刺激為あ、か（即位于五十音圖的前部的兩個假名）時，被試對左邊的目標(biāo)刺激反應(yīng)更快;當(dāng)探測刺激為お、こ（即位于五十音圖的后部的兩個假名）時，被試對右邊的目標(biāo)刺激反應(yīng)更快，但是卻沒有發(fā)現(xiàn)垂直方向的SNARC-like效應(yīng)[13]。綜上所述，閱讀書寫習(xí)慣對SNARC-like效應(yīng)具有一定的影響，但并不是最主要的原因。

3.3 后期培養(yǎng)

Rusconi（2006）發(fā)現(xiàn)在音符上的SNARC-like效應(yīng)，在音階判斷的實(shí)驗(yàn)中，有音樂素養(yǎng)的被試表現(xiàn)要優(yōu)于無音樂素養(yǎng)的被試;在無關(guān)音階判斷的任務(wù)中，有音樂素養(yǎng)的被試表現(xiàn)依舊優(yōu)于無音樂素養(yǎng)的被試，無關(guān)音階判斷的任務(wù)仍然是聲音判斷[6]。因此這個實(shí)驗(yàn)可以說明，通過后期訓(xùn)練，是可以增強(qiáng)被試音階與空間的聯(lián)結(jié)能力，但這個研究僅說明音樂訓(xùn)練可以增強(qiáng)音階與空間的聯(lián)結(jié)。Agrillo（2012）發(fā)現(xiàn)，長期進(jìn)行音樂素養(yǎng)訓(xùn)練的被試在音階判斷任務(wù)表現(xiàn)優(yōu)于無音樂學(xué)習(xí)的被試，但兩組并沒有顯著的差異;在數(shù)字判斷任務(wù)都表現(xiàn)得優(yōu)于無音樂學(xué)習(xí)經(jīng)歷的被試，進(jìn)一步說明，音樂訓(xùn)練可以增強(qiáng)被試的空間聯(lián)結(jié)能力[19]。也就是說，長期的音樂訓(xùn)練對其他認(rèn)知技能也有有益的影響。

4??? SNARC-like效應(yīng)的理論解釋

4.1 心理線

Dehaene（1993）提出SNARC 效應(yīng)時，提出心理數(shù)字線的理論解釋。SNARC效應(yīng)是由于我們的心理存在一條心理數(shù)字線，小的數(shù)字位于這條線的左邊，大的數(shù)字位于這條線的右邊，反映到我們的行為上即為左手對小數(shù)反應(yīng)更快，右手對大數(shù)反應(yīng)更快[1]。在此基礎(chǔ)上，時間與空間上的聯(lián)結(jié)，Bonato（2012）提出與心理數(shù)字線相同的理論，即存在一條心理時間線，時間沿著這條線流動，從左到右，從過去到未來，從較短的時間段到較長的時間段。理論認(rèn)為時間點(diǎn)在這條線上并不是絕對的位置，而是相對的，這個時間點(diǎn)對于比較的對象來說，是之前還是之后;這個時間段相對長還是短[9]。

4.2 ATOM理論

Walsh（2003）等人提出ATOM（ATheoryofMagnitude）理論，該理論認(rèn)為時間、空間、數(shù)字共用一個心理系統(tǒng)，在神經(jīng)機(jī)制方面也有證據(jù)支持ATOM理論。Walsh（2003）發(fā)現(xiàn)，側(cè)頂葉內(nèi)溝（IntraparietalSulcus，IPS）是數(shù)字、空間以及時間的共用區(qū)域[10]。

隨著研究的深入，研究者將ATOM理論的適用范圍擴(kuò)大。Agrillo（2012）發(fā)現(xiàn)長期學(xué)習(xí)音樂的被試不僅僅在音樂任務(wù)上的表現(xiàn)優(yōu)于無音樂背景的被試，而且在數(shù)字、空間上的任務(wù)表現(xiàn)也要優(yōu)于沒有學(xué)習(xí)過音樂的被試，研究者認(rèn)為音樂和時間、空間、數(shù)字運(yùn)用共同的心理機(jī)制，也可以用ATOM理論解釋[19]。

5??? SNARC-like效應(yīng)的神經(jīng)機(jī)制

SNARC效應(yīng)在神經(jīng)上表現(xiàn)與雙側(cè)頂葉內(nèi)溝水平段（Horizontal Segment Of The Bilateral IntraparietalSulcus，hIPS）有關(guān)，尤其是左側(cè)頂葉內(nèi)溝，這是一個不爭的事實(shí)。Fias（2003）以角度、線段作為刺激進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)SNARC-like效應(yīng)，且發(fā)現(xiàn)當(dāng)被試對數(shù)字或者非數(shù)字但存在數(shù)量信息的刺激進(jìn)行反應(yīng)時，左側(cè)頂葉內(nèi)溝上存在激活[14]。也就是說，只要被試需要進(jìn)行定量分析時，左側(cè)頂葉內(nèi)溝就會進(jìn)行加工處理，不論刺激的呈現(xiàn)形式時數(shù)字的或非數(shù)字的。

Opsta（l2009）指出完全沒有量化的順序刺激中，如音階、運(yùn)動的圖像，被試表現(xiàn)出左側(cè)額下回的激活。

左側(cè)額下回與語義、語法處理有關(guān)，人們在處理順序信息時自動整理語義語法，左側(cè)額下回在順序材料中自動參與SNARC-like效應(yīng)的處理過程[15]。

用動詞的時態(tài)，如將來式，過去式作為刺激材料，探討抽象時間語義與空間聯(lián)結(jié)的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，右側(cè)小腦和左側(cè)運(yùn)動網(wǎng)絡(luò)發(fā)揮這重要的作用，同時，小腦在非動作動詞與空間聯(lián)結(jié)中占有重要的位置。Shin（2003）以小腦病變和帕金森這兩個群體為研究對象，在小腦病變?nèi)后w中沒有發(fā)現(xiàn)時間空間的聯(lián)結(jié)現(xiàn)象，更加直觀的證明，小腦在SNARC-like效應(yīng)中貢獻(xiàn)了重要的力量[23]。

我們的大腦皮層是由不計其數(shù)的神經(jīng)細(xì)胞組成，上述研究僅告訴我們空間與順序信息或者時間的聯(lián)結(jié)動用我們的腦區(qū)。那么對于單一神經(jīng)細(xì)胞來說，單個神經(jīng)元在這個過程中所發(fā)揮的作用我們并不知道。Tudusciuc（2007）以與人類智慧最為接近的恒河猴為實(shí)驗(yàn)對象，訓(xùn)練恒河猴判斷長度或者點(diǎn)的數(shù)量是否與標(biāo)準(zhǔn)長度或者點(diǎn)數(shù)相同，經(jīng)過訓(xùn)練，恒河猴的正確率高于猜測概率，認(rèn)為恒河猴掌握實(shí)驗(yàn)過程，學(xué)會判斷[24]。結(jié)果表明，恒河猴的頂葉得到激活，頂葉中的神經(jīng)元有的僅對數(shù)量信息反應(yīng)，有的僅對連續(xù)性信息反應(yīng)，有的神經(jīng)元同時處理兩種刺激。在頂葉，數(shù)量信息處理的范圍更大，參與的神經(jīng)元更多，非數(shù)量信息的處理腦區(qū)被包含在數(shù)量信息處理的腦區(qū)之中。Nieder（2004）也發(fā)現(xiàn)，猴子處理數(shù)量信息的神經(jīng)元細(xì)胞主要集中在頂葉腹側(cè)。即在我們的頂葉皮層中，有一部分神經(jīng)元細(xì)胞是專門進(jìn)行數(shù)量信息的整理與加工，并且神經(jīng)元細(xì)胞的活躍程度是隨著任務(wù)難度的增大而增大的[25，26]。

6??? SNARC-like效應(yīng)研究的展望

目前，SNARC-like效應(yīng)的理論機(jī)制尚不清楚。SNARC-like效應(yīng)中，Wash（2003）提出ATOM理論，闡述時間與空間、數(shù)字的聯(lián)結(jié)機(jī)制，但是對于順序、面積、亮度等刺激的理論機(jī)制目前沒有研究進(jìn)行說明[10]。順序材料的機(jī)制與時間的理論機(jī)制是否相同，面積、亮度和順序材料是否采用同一機(jī)制也并不明確，因此，我們還不知道，SNARC-like是否可以作為一個整體去探討。

我們已經(jīng)知道SNARC效應(yīng)與SNARC-like效應(yīng)機(jī)制不同，數(shù)字因?yàn)榧却嬖跀?shù)量信息又存在順序信息而變得獨(dú)特，因此，SNARC效應(yīng)是SNARC-like效應(yīng)中較為特殊的一個？還是SNARC-like效應(yīng)是SNARC效應(yīng)中較為特殊的一個？也就是SNARC效應(yīng)與SNARC-like效應(yīng)的關(guān)系，是包含還是并列關(guān)系，我們需要進(jìn)行進(jìn)一步的研究。

ATOM理論已經(jīng)在神經(jīng)方面證明，時間、空間以及數(shù)量共用右側(cè)頂葉，SNARC-like效應(yīng)中的順序信息激活右側(cè)小腦以及左側(cè)額葉，未來的研究可以進(jìn)一步解釋頂葉與小腦、額葉的信息交互與作用，將ATOM理論神經(jīng)機(jī)制方面進(jìn)一步擴(kuò)大，或許可以將ATOM理論的適用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，不單單局限于時間、空間與數(shù)字的聯(lián)結(jié)機(jī)制。

心理線的理論解釋目前過于單薄，數(shù)字上表現(xiàn)為心理數(shù)字線，時間上表示為心理時間線。那對于字母、月份是否存在心理順序線;對于面積、亮度是否也存在這樣的心理線。這需要進(jìn)一步的研究。

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ResearchProspectofSNARC-likeEffect

SunMing1??? SunWei2

1.?? SchoolofEducation，SoochowUniversity，Suzhou;

2.?? CollegeofWenzheng，SoochowUniversity，Suzhou

Abstract：In1993，DehaenefoundtheSNARCeffect，andtheconnectionbetweennumbersandspacecameintoourviewfields.Withmoreandmoreresearches，researchersfoundthattherearenotonlyspatialconnectionsinnumbers，butalsosimilarrelationshipsinletters，colors，timeandotheraspects.ThesephenomenaarecalledtheSNARClikeeffect.Untilnow，therearefourtypesofSNARClikeeffect，whethertheeffectisbroughtbyitselforbytheinfluenceofculture.Thereisstillcontroversyonthisissue.In addition， the theoretical explanation and neural mechanism of SNARC like effect are further studied.

Keywords：SNARC-likeeffect;Theoreticalstudy;Neuralmechanism