ABSTRACT

This study investigated the effects on Attentional Blink (AB) when the category relationships of two targets in a rapid serial visual presentation stream were consistent or not. In experiment 1, accuracy for the second target (T2) increased when its color was changed, but there was still a significant Attentional Blink effect. In experiment 2, the results for T2 showed that there was no significant Attentional Blink effect when T1 and T2 belong to the different categories. These findings support the hypothesis that AB is due to an allocation of limited attentional resources. But whether the AB effects come into being or not is deteminated by the relationships of category between T1 and T2.

Keywords:Attentional Blink, Resources Allocation, Task Driven, Stimulus Categories

刺激的类别关系对注意瞬脱的影响

罗  冰，赵俊华^*

武汉大学哲学学院心理系，武汉

Email: ^*zhaojh417@sina.com

收稿日期：2014年6月11日；修回日期：2014年6月18日；录用日期：2014年6月24日

摘  要

使用注意瞬脱研究范式，变化其中T2相对T1的颜色特征或类别一致性，探讨刺激性质变化对注意瞬脱的影响，结果发现，T2相对T1的颜色改变可以减弱注意瞬脱效应，T2相对T1的类别变化可以消除注意瞬脱效应。注意瞬脱是有限资源的分配方式造成，但是注意瞬脱的产生受刺激类别关系的影响。

关键词

注意瞬脱，资源分配，任务驱动，刺激类别

1. 引言

当面对两个先后出现的目标时，注意对第一个目标T1的选择，导致它很难在短时间内成功搜索到第二个目标T2，这种丢失目标的现象叫注意瞬脱(Attentional Blink, AB)。因为注意总是和意识联系在一块的，对注意瞬脱的任何新发现都会让研究者深入思考意识问题(Elliott, Baird, & Giesbrecht, 2013; Christopher, Daryl, Samir, Justin, & René, 2014)。

注意瞬脱的研究方法一般是在同一位置快速呈现一系列干扰刺激(如字母)，刺激流中有两个目标刺激T1和T2(如数字)，两个目标刺激有一定间隔(如lag1代表T2是T1之后的第1个刺激)，要求被试在一个序列呈现结束后分别报告T1和T2。注意瞬脱效应使用T1报告正确情况下T2的报告正确率(T2|T1)，被试一般不能正确报告在T1之后200~500 ms内出现的T2(Chun & Potter, 1995；陈宏，王苏妍，2012)。

关于注意瞬脱的理论解释主要有资源限制和资源分配两种观点。资源限制论认为，注意瞬脱产生的根本原因是注意资源不足导致中枢加工能力有限。在知觉加工后期，当注意选择T1时，由于没有足够的资源，T2的知觉表征受到抑制，从而导致其不易被识别(Dux & Marois, 2009；张明，王凌云，2009)。资源分配论认为，资源限制无法解释分散注意或积极情感下T2正确率不降反升问题(Martens & Wyble, 2010; Schwabe & Wolf, 2010)。尽管注意资源有限，但是它可以被灵活分配(Shapiro, Schmitz, Martens, Hommel, & Schnitzler, 2006)。注意瞬脱是由于注意过度投入到干扰刺激或目标刺激T1，从而不利于T2的加工，如果减少这种过度投入，注意瞬脱效应就会减小(Taatgen, Juvina, Schipper, Borst, & Martens, 2009)。

尽管资源分配说可以解释分散注意或积极情感下注意瞬脱减弱的现象，但是它坚持认为，有限资源的分配属于任务要求驱动下的中枢控制性加工，对于刺激的性质考虑的并不多。然而一些新的研究发现，在刺激流中改变T2的颜色使之与T1的颜色不同(韩盈盈，赵俊华，2013)，或者增加T2的刺激强度(Joo & Chong, 2013; Kranczioch, & Thorne, 2013)，提高T2相对T1面孔刺激的可辨别性(Müsch, Engel, & Schneider, 2012; Schneider, 2013)，注意瞬脱效应也可以被减弱。这些现象提示，注意瞬脱还有可能受T2的刺激性质影响。当然，考虑到刺激的性质，以上研究对T2的改变从根本上来讲只是局部特征做了调整。这些变化并没有阻断它和T1同类别的联系，注意瞬脱的减弱可能是局部特征新异性造成的，和任务要求无关，而瞬脱产生的一个基本观点就是受任务驱动的中枢有限资源分配问题。已有研究发现，通过提高T2实际出现和任务期待出现的一致性，也可以减弱注意瞬脱(Sy, Elliott, & Giesbrecht, 2013)。那么有没有一种可能，T2刺激的性质改变和任务要求相关，同时又可以不受资源限制获得注意加工？

基于类别的空间注意搜索研究显示，注意可以在不同类别目标之间进行灵活转换(Kim & Kastner, 2013)，如果当前的目标类别在之前的注意场景中没有出现过，它就会引起更强的注意朝向反应(Shin & Bartholow, 2013)，而且注意在异类别条件下搜索一个目标要比同类别条件下搜索一个目标容易的多(Schneider & Shiffrin, 1977)。由此我们可以假设，注意瞬脱产生的条件可能有两个，一个是中枢加工资源有限，一个是目标刺激的类别一致性。其中资源有限又是相对的，它只适用于刺激类别一致的情况。由类别不一致导致的资源分配不受资源有限的影响。在注意瞬脱研究范式中，如果T1和T2的类别一致，就会产生经典的注意瞬脱效应，如果T1和T2的局部特征不一致但类别相同，注意瞬脱效应只会减弱，如果T1和T2的类别不一致，注意瞬脱效应就可能消失。

2. 实验一：目标刺激特征的变化对注意瞬脱的影响

2.1. 实验方法

2.1.1. 被试

25名在校大学生被试参加实验，其中男性15名，女性10名。全部被试裸视或矫正视力正常，色觉正常。所有被试单独测试。

2.1.2. 材料

实验材料采用23个黑色大写英文字母作为干扰刺激(排除I、O、Z)，数字2~9作为目标刺激。选择以上刺激组成60个实验序列，每个序列包含2个目标刺激和14~18个干扰刺激。同一序列中刺激无重复。T1总是序列中第3或第6个刺激，T2总是T1后第2、4或8个刺激(即lag2、4、8)。刺激背景为白色，注视点为黑色“+”，所有刺激使用32号Courier New字体。

2.1.3. 设计

采用2(颜色模式1、2) × 3(T1和T2位置关系，即lag 2、4、8)完全被试内设计。lag是注意瞬脱研究关注的主要变量，颜色模式是目标刺激特征的变化信息。模式1中的两个目标刺激都采用红色，模式2中T1为红色，T2为蓝色；两个模式中的T1、T2均为彩色，避免与黑色干扰字母的特征发生重叠。如果同为数字类别的T1和T2颜色特征一致，那么根据经典的注意瞬脱研究，在间隔200 ms(lag2)或400 ms(lag4)时会产生注意瞬脱效应，以T1的正确报告为前提，此时T2的报告正确率会比间隔800 ms(lag8)时低。如果同为数字类别的T1和T2颜色特征不一致，那么T2的报告正确率可能会提高，注意瞬脱效应减弱。

2.1.4. 程序

使用E-prime 2.0编制实验程序。各刺激序列用17英寸显示器呈现，被试距屏幕约50厘米。首先在屏幕中央出现一个500 ms注视点“+”，然后在注视点位置连续呈现干扰刺激或目标刺激，每个刺激呈现40 ms，两个刺激之间的间隔为30 ms。所有刺激序列随机呈现。在呈现每个刺激序列时，要求被试忽略刺激序列中的字母或颜色变化，只需辨认其中出现的两个数字。每个序列呈现完后，分别提问T1和T2，要求被试按键反应，电脑自动记录T1和T2的正确率。练习共10个序列。累积正确大于7时进入正式实验。正式实验约10分钟。

2.2. 结果

采用SPSS 18.0对被试T1的正确率(见表1)和T1正确情况下T2的正确率(见表2)进行分析，删除正确率低于2个标准差的被试3名。

首先对被试的T1正确率进行2(颜色模式) × 3(lag)重复测量方差分析，结果显示，颜色模式主效应不显著，F(1,21) = .213，p = .649。T1和T2的位置关系主效应不显著，F(2,42) = 1.541，p = .227。两者交互作用不显著，F(2,42) = .783，p = .464。被试对T1的正确反应率不受T2位置和颜色模式的影响。

对被试的T2/T1正确率进行同样的方差分析，结果显示，颜色模式主效应显著，F(1,21) = 5.044，p = .036，T2的颜色特征与T1不一致时提高了T2正确性。T1和T2的位置关系主效应显著，F(2,42) = 6.714，p = .003，在所有颜色模式下均出现注意瞬脱。事后采用Helmert Contrast对3种位置关系下的T2|T1正确率进行比较，结果发现Lag2与lag4、lag8相比差异显著，F(1,21) = 8.135，p = .010，lag2条件下被试对T2|T1的正确反应率显著低于其它两种条件，lag4与lag8相比差异不显著，F(1,21) = .518，p = .480。与此同时，颜色模式和位置关系的交互作用不显著，F(2,42) = 1.293，p = .285。说明T2/T1的正确率分别受颜色模式和位置关系的影响。

实验一证实，尽管T2相对T1的颜色变化消弱了注意瞬脱效应，但是注意对T2的侦查仍然产生了注意瞬脱现象。如果这种结果是因为局部特征的变化并没有改变T1和T2同类别的性质，注意对T2的加工还是受资源限制，那么根据已有研究进行推测(Kim & Kastner, 2013; Shin & Bartholow, 2013; Schneider & Shiffrin, 1977)，T1和T2的类别不一致有可能导致注意对T2的加工突破资源的限制，使得T2能更加灵活地获得注意朝向。

3. 实验二：目标刺激类别的变化对注意瞬脱的影响

3.1. 实验方法

3.1.1. 被试

25名在校大学生被试参加实验，其中男性13名，女性12名。全部被试裸视或矫正视力正常，色觉正常。所有被试单独测试。

3.1.2. 材料

实验材料基本与实验一相同，不同之处在于T1仍为数字，但T2为图形，包括☆、○、□、◇和△。图形大小6.0 mm × 6.0 mm，与字母或数字保持一致。实验共30个刺激序列，所有序列中的T1和T2均为红色。

3.1.3. 设计

单因素完全被试内设计，自变量为T1和T2位置关系，有lag 2、lag 4和lag 8三个水平。

3.1.4. 程序

程序基本同实验一，不同之处在于刺激呈现时，要求被试尽量忽视字母的变化，只需辨认数字刺激T1和图形刺激T2。正式实验约5分钟。实验逻辑是如果T1和T2一个是数字，一个是图形，尽管二者颜色特征一致，那么类别不一致有可能导致注意对T2的加工不受有限资源分配影响，注意瞬脱效应也会消失。

3.2. 结果

采用SPSS 18.0对被试T1的正确率(见表3)和T1正确情况下T2的正确率(见表4)进行分析，删除正确率低于2个标准差的被试2名。

对被试的T1正确率进行位置关系3水平重复测量方差分析，结果显示，位置关系主效应不显著，F(2,44) = .183，p = .833，被试对T1的正确反应不受T2位置的影响。对被试的T2/T1正确率进行位置关系3水平重复测量方差分析，结果显示，位置关系主效应不显著，F(2,44) = 1.433，p = .251，T2/T1的正确率不受T1和T2位置关系的影响，在T1与T2类别不一致时，注意瞬脱没有发生。

当然，实验二中注意瞬脱的消失也可能是T2和干扰刺激的类别不一致造成。为排除这种猜测，本研究把实验一中的颜色模式1作为类别一致条件，实验二作为类别不一致条件，合并分析两者关于T2/T1的正确率，结果发现，类别一致性和位置关系交互显著，F(2,86) = 3.619，p = .031，在lag2水平上，类别一致条件的T2/T1正确率小于不一致条件，t(43) = −2.099，p = .042，其它没差异。

4. 讨论

4.1. 刺激的类别关系对注意瞬脱的影响

本研究显示，T2相对T1的颜色特征改变可以减弱注意瞬脱效应，而T2相对T1的类别变化可以消除注意瞬脱效应。从类别一致性来看，实验一中T1和T2的类别关系有两种情况：1) 类别一致，局部特征也一致；2) 类别一致，局部特征不一致。后一种和前一种相比，注意瞬脱效应发生了减弱，但是并没有完全消失。这与韩盈盈等人(2013)的研究结果基本一致，所不同的是，已有研究在确定T2的颜色特征变化时，并没有明确区分T2的颜色改变是相对干扰刺激还是目标刺激T1。如果T1和干扰刺激的颜色保持一致，T2颜色改变所导致的注意瞬脱变化就很难和T1联系起来进行单独说明。在本研究中，T2相对T1的颜色新异性可能导致其知觉阈限降低，使得它在较少的注意资源分配下也能被侦测到。这一过程和任务要求无关(储衡清，周晓林，2004)。至于实验二中注意瞬脱的消失，T2类别的改变阻断了它和T1的类别联系，由于T2的同类别成员在之前的注意场景中没有出现过，它能够引起更强的注意朝向，这样注意搜索就可以对T2采取自动选择，克服资源分配的限制(Shin & Bartholow, 2013; Schneider & Shiffrin, 1977)，实现从T1到T2的灵活转换。与此同时，T2类别改变和任务相关，被试知道T2即将出现的类别形式，这和局部特征新异性导致的注意瞬脱减弱原理有所不同。

4.2. 注意瞬脱现象的刺激类别解释说

从资源限制到资源分配，对注意瞬脱的解释一直围绕任务驱动下的中枢控制来展开。根据这一解释，注意在中枢控制下只能先加工T1，后加工T2，但是对T1的加工消耗了有限的资源，即使采取分散注意或积极投入等方法来分配给T2更多的注意资源，也不能完全消除注意瞬脱。引入刺激类别变化来解释注意瞬脱效应丰富了注意瞬脱相关理论。在任务要求下，被试仍然需要调用注意资源来搜索刺激序列中的两个关键目标，但是T2相对T1的类别变化改变了注意对它的加工模式。如果说原有的资源分配是发生在同类别的两个刺激目标之间，T2相对T1具有低辨别性，那么现在的资源分配是发生在异类别的两个刺激目标之间，T2相对T1具有高辨别性，注意的搜索几乎不需要注意资源就可以自动进行。因此，刺激类别的解释既可以预测注意瞬脱效应的有，也可以预测注意瞬脱效应的无。注意对时间顺序上的刺激加工表现出更灵活的适应性。注意瞬脱更像是一种易变的现象，刺激特点的少许变化就可以让瞬脱效应有所不同(Müsch et al., 2012)。当然，本研究中T2的类别变化用常见的图形来表达，比较简单形象。如果在改变类别的同时增加它的知觉负载性，会不会同样产生注意瞬脱的消失？注意对异类别T2的选择是发生在知觉早期还是晚期，这些都需要深入研究。

5. 结论

在注意瞬脱研究范式中，T2相对T1的颜色特征改变可以减弱注意瞬脱效应，T2相对T1的类别变化可以消除注意瞬脱效应。注意瞬脱是有限资源的分配方式造成，但是注意瞬脱的产生与否受目标刺激类别关系的决定。

基金项目

本文获武汉大学人文社会科学70后团队项目“当代文化心理学研究”，2013武汉大学教学改革项目“问题导向的心理实验网络化自适应学习研究”资助。

参考文献 (References)

NOTES

^*通讯作者。