陳彩琦， 陳明貴

(華南師范大學心理應用研究中心，廣東廣州 510631)

多重位置上的返回抑制：對注意動量說的質(zhì)疑

陳彩琦， 陳明貴

(華南師范大學心理應用研究中心，廣東廣州 510631)

采用多重線索范式在返回抑制容量研究中鑒別注意動量說與抑制說. 實驗一探討了中央線索對返回抑制容量的作用，發(fā)現(xiàn)中央線索與線索數(shù)量的隨機化均能獨立增大返回抑制量. 實驗二和三分別探討了線索時間對序列和同時線索條件下的返回抑制容量的影響，發(fā)現(xiàn)隨線索時間的增加，相隔序列線索條件下的返回抑制容量逐漸增加，而對相鄰序列線索條件的影響較弱. 實驗結(jié)果不支持注意動量說，傾向于支持抑制說.

返回抑制容量； 線索時間； 注意動量說； 抑制說

自POSNER等發(fā)現(xiàn)返回抑制(Inhibition of Return; IOR)以來，其產(chǎn)生機制備受關(guān)注. 抑制說認為，當注意脫離某位置后，該位置便附上抑制標簽，這種標簽會減慢后續(xù)加工過程. 而PRATT[1]認為，注意過程具有類似于動量的性質(zhì)，它傾向于按照先前的軌跡繼續(xù)轉(zhuǎn)移. 故IOR量(即線索位置與非線索位置的反應時之差)與注意軌跡改變的角度成負相關(guān). 近年來，抑制說與注意動量說一直是IOR研究的爭論焦點之一.

導致二者爭議不休的一個重要原因，是以往很多研究忽視了對IOR容量這一重要特性的檢驗與理論解釋[2-5]. IOR容量，即最多能在多少個線索位置上檢測到IOR效應. 容量研究涉及多個線索位置，注意需要在它們之間進行轉(zhuǎn)移. 這可以給注意動量說帶來更大挑戰(zhàn). 按照注意動量說，IOR的產(chǎn)生依賴于最后一次外周線索，因為它和注視點共同決定了注意動量的方向[1]. 因此，IOR只存在于最后一次線索所在位置之上. 而線索位置存在相鄰和相隔2種關(guān)系. 當線索相鄰時，它們能夠結(jié)合成為單一的線索區(qū)域，從而均存在IOR. 此時，抑制說和注意動量說均能合理地給予解釋. 而當線索相隔時，它們彼此完全孤立，無法組成統(tǒng)一的區(qū)域. 由此，注意動量說預測，IOR將只存在于最后一次線索位置之上；而抑制說則預測，IOR將存在于多個線索位置之上.

盡管一些研究者通過容量研究對二者的爭議進行了一些探討，但這些研究都不能排除靶子可預測性的干擾，也不能保證線索位置完全相隔[6-9]. 因此，至今尚缺乏在容量研究中檢驗注意動量說的證據(jù). 這就是本研究的主要出發(fā)點. 本研究設(shè)置了線索完全相隔的實驗條件，使用12個外周線索位置的5個非相鄰位置. 這樣設(shè)計的前提是IOR至少能存在于3個完全相隔位置上. 現(xiàn)有研究未能探測到這樣的結(jié)果，究其主要原因，一是受制于靶子可預測性，二是線索時間偏短(80 ms)[6，10]. 為此，我們設(shè)計了3個實驗,首先考慮探索中央線索對IOR容量的影響，以獲得對靶子可預測性的全面了解;其次，考慮線索時間. CASTEL等[11]發(fā)現(xiàn)，IOR含有空間工作記憶成分. 那么，線索時間直接影響抑制標簽信息的維持和更新，進而影響IOR容量和強度. 因而，我們設(shè)置了不同的線索時間，以增大IOR容量，從而得以鑒別抑制說和注意動量說. 在序列線索條件下，線索時間對IOR容量的影響來自于工作記憶. 而在同時線索條件下，它對IOR容量的影響則可能來自于注意狀態(tài). 如果被試進行序列加工(集中性注意)，即將注意依次指向線索化位置，并逐漸轉(zhuǎn)移，那么IOR容量應隨著線索化時間增加而增加. 如果被試進行平行加工，即將注意同時投射到所有線索化位置，實行注意資源的分配，則IOR容量無明顯增加. 另外，線索時間對相鄰和相隔條件下的IOR容量的影響是否存在差異，這也是我們關(guān)注的問題.

基于以上考慮，我們使用序列或同時線索12個靶子可能位置中的5個，并采用不同線索時間，分別考察相鄰和相隔條件下的IOR容量，據(jù)此對抑制說和注意動量說進行鑒別，并推斷同時線索條件下的注意類型.

1 實驗一 中央線索對IOR的影響

1.1方法

1.1.1 被試 華南師范大學本科生28名，均為右利手，平均年齡為20.43歲，男性9名，女性19名. 被試的視力或矯正視力正常，實驗后獲得少許報酬.

1.1.2 材料與設(shè)備 IBM兼容機，17寸顯示器. 實驗材料的呈現(xiàn)、數(shù)據(jù)的收集均由E-Prime程序?qū)崿F(xiàn). 實驗刺激背景均為黑色. 基本刺激為一亮灰色注視點“+”，視角為0.5°×0.5°. 在注視點周圍，成輻射狀地均勻分布著12個暗灰色方框，每個方框的視角為1.5°×1.5°. 注視點中心到任一方框中心的視角為6°，所有外周方框均位于同一隱藏的圓周上. 以方框輪廓迅速變亮為線索，以呈現(xiàn)在方框中的星號“★”為靶子，靶子大小為0.8 cm.

1.1.3 實驗設(shè)計 3因素3×2×2混合設(shè)計. 線索數(shù)量含3個水平，是為了排除靶子可預測性的干擾，分別為1～3個位置被序列線索化. 靶子位置含有2個水平，出現(xiàn)在線索位置或非線索位置. 以上2因素均屬被試內(nèi)變量. 另一因素為中央線索，也包含2個水平(呈現(xiàn)或不呈現(xiàn)中央線索)，是被試間變量.

1.1.4 程序 實驗時，被試在光線較暗、柔和的實驗室中坐在離實驗裝置約57 cm左右處. 正式實驗前先進行適當練習以熟悉實驗程序. 正式實驗時，刺激順序如下：首先，伴隨著短促的提示高音的出現(xiàn)，屏幕上呈現(xiàn)按照圓形排列的12個方框和注視點，持續(xù)500 ms；接著，某一外周方框線索化100 ms，間隔200 ms后，中央方框線索化100 ms或不呈現(xiàn)中央線索，接著靶子隨機地出現(xiàn)在12個外周位置中某一方框. 被試看到目標后迅速按空格鍵反應. 所有試驗中，最后一次外周線索與靶子間的SOA均為600 ms. 每一試驗結(jié)束后間隔800 ms開始下一次試驗. 若被試的反應早于100 ms或晚于1 000 ms，程序自動將其計為錯誤，并給予低音警告. 當線索化的位置為多個時，以此類推. 在實驗過程中，注視點始終呈現(xiàn)在屏幕中央，要求被試始終盯住注視點，并告知外周線索和靶子位置無關(guān).

正式實驗中，靶子在每個線索化位置上出現(xiàn)24次，而在非線索位置上的出現(xiàn)次數(shù)與線索位置總數(shù)相同. 為了減少被試期望對實驗的影響，我們設(shè)置了50次捕捉試驗，并隨機分布在整個實驗過程中. 實驗中，非線索位置條件下的靶子至少與所有線索位置間隔1個方框. 整個正式實驗分為5組，每組70次測試，被試每做完一組后休息30 s. 在正式實驗之前有30次練習，整個實驗大約持續(xù)20 min.

1.2結(jié)果

實驗一各條件下的覺察反應時數(shù)據(jù)見表1.

表1實驗一各條件下的反應時(平均數(shù)±標準差)

Tab.1 Reaction time on different conditions in experiment 1 (M±SD)

數(shù)量靶子中央線索無中央線索M±SDIORM±SDIOR1非線索453±44454±49第1次459±456.57*465±4211.30**2非線索411±51403±53第1次422±5111.15*422±4818.79**第2次419±468.24*425±4321.58**3非線索397±50395±58第1次399±542.07400±585.57第2次408±5010.86***407±5912.00**第3次407±4710.68***415±4720.36***

注：*P<0.05，**P<0.01，***P<0.001(下同).

方差分析表明，線索數(shù)量主效應顯著，F(xiàn)(2,52)=112.98，P<0.001，隨著線索數(shù)量的增加，反應時顯著減少. 靶子位置主效應顯著，F(xiàn)(1,26)=44.93，P<0.001，線索位置的反應時顯著長于非線索位置，即存在IOR. 靶子位置與中央線索之間的交互作用邊緣顯著，F(xiàn)(1,26)=3.86，P=0.062. 無中央線索條件下的IOR效應量(14.93 ms)大于中央線索條件(8.26 ms).t檢驗表明，無論有無中央線索，IOR均只存在于后2個線索位置. 為了檢驗注意動量說，選擇了無中央線索時、線索數(shù)量為3的條件進行分析，各次線索間IOR的差異量無顯著差異，F(xiàn)(1,13)=0.05，P<0.001. 雖然IOR只存在于2個位置，但是它呈線性下降趨勢，故推測，第一次線索位置也存在IOR，只是可能統(tǒng)計檢驗不夠敏感. 那么，在增加線索時間后，應該在更多位置觀測到IOR.

上述結(jié)果表明，無論中央線索呈現(xiàn)與否，IOR均能存在于2個完全相隔位置之上. 這表明線索數(shù)量和中央線索均是被試預測靶子出現(xiàn)時間的有效手段. 研究IOR容量的范式應盡可能線索數(shù)量隨機，且不呈現(xiàn)中央線索.

2 實驗二 序列線索下的IOR

2.1方法

2.1.1 被試 華南師范大學本科生27名，均為右利手，平均年齡為19.44歲，男性9名，女性18名.

2.1.2 材料與設(shè)備 同實驗一.

2.1.3 實驗設(shè)計 4因素5×2×2×2混合設(shè)計. 為了確保被試注意每個線索化位置，設(shè)置了5種線索數(shù)量，分別為1～5個位置被連續(xù)線索化. 線索位置關(guān)系包含2個水平：線索位置相鄰(線索化時外周位置連在一起)；線索位置間隔(線索化時中間相隔若干個外周位置). 它們和靶子位置均為被試內(nèi)因素. 線索時間包含2個水平，分別為30、180 ms. 若將線索時間也設(shè)置為被試內(nèi)因素，則整個實驗的持續(xù)時間較長，搜集的數(shù)據(jù)可能失真. 因此，將線索時間安排為被試間因素.

2.1.4 程序 線索間的SOA均為360 ms，最后一次線索與靶子間的SOA為560 ms. 靶子在每個線索位置上出現(xiàn)20次，而在非線索位置上的出現(xiàn)次數(shù)是線索位置總數(shù)的一半. 整個正式實驗分為6組，每組85次測試. 其余實驗過程均與實驗一中的無中央線索條件相同.

2.2結(jié)果

方差分析表明，線索位置關(guān)系主效應顯著，F(xiàn)(1,25)=44.69，P<0.001，相鄰時的反應時長于相隔條件. 線索數(shù)量的主效應顯著，F(xiàn)(4,100)=138.64，P<0.001，線索數(shù)量越多，IOR效應越大. 靶子位置主效應顯著，F(xiàn)(1,25)=8.29，P<0.01，即存在IOR. 線索數(shù)量與線索位置關(guān)系存在交互作用，F(xiàn)(4,100)=15.70，P<0.001. 靶子位置與線索位置關(guān)系間存在交互作用，F(xiàn)(1,25)=40.38，P<0.001，線索位置相鄰時的IOR量顯著大于相隔條件. 線索數(shù)量與靶子位置間存在交互作用，F(xiàn)(4,100)=6.88，P<0.001. 線索位置關(guān)系、線索數(shù)量與靶子位置間存在3次交互作用，F(xiàn)(4,100)=12.99，P<0.01，這表明相鄰與相隔條件下的IOR分布存在差異. 其他效應均不顯著.t檢驗表明，所有相鄰位置均存在IOR. 線索相隔時，線索時間為30 ms時，最后2個位置存在IOR；180 ms時，IOR同時存在于4個線索位置之上. 為了檢驗注意動量說，我們對相隔條件進行分析，各次線索間IOR的差異量無顯著差異，F(xiàn)(3,78)=0.79，P<0.001. 再次驗證了實驗一的結(jié)果.

3 實驗三 同時線索下的IOR

3.1方法

3.1.1 被試 華南師范大學本科生26名，均為右利手，平均年齡為20.00歲，男性18名，女性8名.

3.1.2 材料與設(shè)備 與實驗一完全相同.

3.1.3 實驗設(shè)計 4因素5×2×2×2混合設(shè)計. 線索時間包含2個水平，分別為30、480 ms共2種線索時間. 其他設(shè)計均與實驗二完全相同.

3.1.4 程序 除將實驗一中的連續(xù)線索改為同時線索，線索時間修改為上述2種，外周線索與中央線索間的ISI均為80 ms，中央線索與靶子間的SOA為460 ms. 其他設(shè)置均與實驗一中央線索條件相同. 因此，本實驗中的SOA分別為570、1 020 ms.

3.2結(jié)果

實驗三各條件下的反應時數(shù)據(jù)見表2.

表2實驗三的不同條件下的反應時(平均數(shù)±標準差)

Tab.2 Reaction time on different conditions in experiment 3 (M±SD)

線索時間/ms線索次數(shù)相隔條件線索數(shù)量線索非線索線索非線索301389±54381±51389±54381±512377±44375±52375±56371±443384±42360±41***378±47376±514381±46366±44*379±45374±485376±43374±52378±46380±514801394±55382±47394±55382±472375±42362±54373±53356±31*3378±40353±46**366±41358±45*4374±40355±34*369±42352±40***5370±38357±43*369±39365±37

方差分析表明，線索數(shù)量的主效應顯著，F(xiàn)(4,96)=16.55，P<0.001，線索單一位置時的反應時明顯小于其他條件. 靶子位置主效應顯著，F(xiàn)(1,24)=32.31，P<0.001，即存在IOR. 線索位置數(shù)量與線索時間存在交互作用，F(xiàn)(4,96)=3.01，P<0.05. 線索時間與靶子位置間存在交互作用，F(xiàn)(1,24)=4.41，P<0.05. 進一步分析表明，線索時間為480 ms時的IOR量顯著大于30 ms條件(14.23 ms vs. 6.55 ms). 靶子位置與線索位置關(guān)系間存在交互作用，F(xiàn)(1,24)=5.15，P<0.05，分析表明，線索位置相鄰時的IOR效應量顯著大于相隔條件(13.00 ms vs. 7.19 ms). 重要的是，線索位置關(guān)系、線索數(shù)量與靶子位置間存在3次交互作用，這表明相鄰與相隔條件下的IOR分布存在差異. 簡單效應檢驗表明，無論是相隔還是相鄰條件，IOR容量均隨線索化時間增加而增大.

4 討論

ABRAMS等發(fā)現(xiàn)，連續(xù)線索時的IOR僅存在于最后一次線索位置之上[10]. 但DANZIGER等指出，他們的研究受到了靶子可預測性的干擾：靶子均緊跟中央線索之后，且其呈現(xiàn)前的線索數(shù)量固定[12]. 周建中等變化線索數(shù)量后，發(fā)現(xiàn) IOR依然只存在于單一位置上[6]. 而本研究表明，無論中央線索呈現(xiàn)與否，IOR均能存在于2個完全相隔位置之上. 這表明線索數(shù)量和中央線索均是被試預測靶子出現(xiàn)時間的有效手段. 無中央線索條件下的IOR顯著大于中央線索條件，表明中央線索能夠指導注意資源的分配：呈現(xiàn)中央線索時，被試能夠據(jù)此推斷靶子的出現(xiàn)時間，故而將更多的注意資源集中于注視點，從而減少了用于檢測外周線索的注意資源；無中央線索時，被試無法推斷靶子的出現(xiàn)時間，故而分配較多的注意資源用于檢測外周位置的變化，從而出現(xiàn)更強的IOR. SNYDER和KINGSTONE通過呈現(xiàn)中央數(shù)字進一步減少了外周位置的注意資源，也同樣發(fā)現(xiàn)IOR強度較無中央數(shù)字條件更低[3]. 因此，研究IOR容量的范式應與DANZIGER等[12]類似：線索數(shù)量隨機，且不呈現(xiàn)中央線索.

重要的是，各次線索間IOR的差異量并無顯著差異. 實驗二180 ms條件，IOR存在于4個完全相隔的位置上. 同樣地，各次線索間IOR的差異量依然無顯著差異，這再一次驗證了實驗一的發(fā)現(xiàn). 雖然之前的研究也發(fā)現(xiàn)IOR呈線性下降趨勢，但需要強調(diào)的是，我們所觀察到的均勢下降是來自于完全相隔線索條件的[6-9]. 這對于鑒別IOR的機制提供了重要依據(jù)，因為它可以完全排除主觀分割解釋. 正如前言所述，本研究顯然不支持注意動量說. PRATT認為，最后線索位置同時存在基于注意動量和基于反應抑制的IOR成分，而其他位置只存在后者. 如果假定IOR隨著線索數(shù)量的增加而遞減，那么基于反應抑制的IOR成分則符合上述模式，而基于注意動量的IOR成分則不會減少. 因此，最后2個線索位置的IOR差異量應顯著大于其他位置. 這并沒有得到實驗結(jié)果的支持，因而，我們傾向于支持抑制的觀點. 正如SNYDER等所言，注意動量說可能被過分普遍化了，它并不適用于IOR容量研究. 該研究中，注意需要轉(zhuǎn)移到不同的外周位置，且無法預測靶子的出現(xiàn)時間，故在此期間并不存在注意動量. 那么，當靶子可以預測時，應當觀察到支持注意動量的證據(jù). 的確，周建中等人的實驗保留中央線索后，其結(jié)果符合注意動量的預測模式(實驗一，間隔條件，線索數(shù)量為3和4時).

本研究結(jié)果用KLEIN的觀點能得到很好的解釋. 他指出IOR效應包含如下過程：(1)注意首先保持在中性狀態(tài)，集中于注視點；(2)一旦無提示信息的外周線索出現(xiàn)，注意立即被其捕獲；(3)注意離開線索位置，并回歸中性狀態(tài)，同時完成對該位置的抑制標記過程；(4) IOR延遲線索位置上的靶子信息的加工. 抑制標記信息被編碼并儲存記憶之中，而在短時IOR中，抑制信息可能被保持于工作記憶中. 編碼時間的增加將增強記憶的強度，從而導致我們觀察到的結(jié)果：相隔序列線索時，IOR容量隨線索時間增加而增大. 因此，對實驗三的結(jié)果的一個解釋是，同時線索條件下，被試逐一對線索位置進行加工，執(zhí)行注意轉(zhuǎn)移.

對于多重位置線索下的IOR研究，容量是一個焦點問題. 容量限制已成為公認的事實，但其機制尚不清楚. 到底是后續(xù)線索引入的干擾，還是抑制強度隨著時間的推進而減弱導致了容量限制？容量研究有效地模擬了視覺搜索中的注意轉(zhuǎn)移，有助于理清IOR削弱的原因，有助于揭示IOR在視覺搜索中的作用.

[1] PRATT J, SPALEK T M, BRADSHAW F. The time to detect targets at inhibited and noninhibited locations: Preliminary evidence for attentional momentum[J]. Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance, 1999, 25(3): 730-746.

[2] SPALEK T M, HAMMAD S. Supporting the attentional momentum view of inhibition of return: Is attention biased to go right?[J]. Perception and Psychophysics, 2004, 66(2): 219-233.

[3] SNYDER J J, SCHMIDT W C, KINGSTONE A. Attentional momentum does not underlie the inhibition of return effect[J]. Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance, 2001, 27(6): 1420-1432.

[4] SUMNER P. Inhibition versus attentional momentum in cortical and collicular mechanisms of IOR[J]. Cognitive Neuropsychology, 2006, 23(7): 1035-1048.

[5] SPALEK T M, DI LOLLO. The time required for perceptual (non-motoric) processing in IOR[J]. Psychonomic Bulletin & Review, 2007, 14(2): 327-331.

[6] 周建中, 王甦. 連續(xù)和同時線索化條件下的返回抑制容量[J]. 心理科學, 2001, 24(3): 269-272.

ZHOU Jianzhong,WANG Su. The capacity of IOR in successive and simultaneous cueing processes[J]. Psychological Science, 2001, 24(3): 269-272.

[7] DODD M, CASTEL A D, PRATT J. Inhibition of return with rapid serial shifts of attention: Implications for memory and visual search[J]. Perception and Psychophysics, 2003, 65(7): 1126-1135.

[8] SNYDER J J, KINGSTONE A. Inhibition of return at multiple locations and its impact on visual search[J]. Visual Cognition, 2007, 15(2): 238-256.

[9] DODD M, PRATT J. Rapid onset and long-term inhibition of return in the multiple cuing paradigm[J]. Psychological Research, 2007, 71(5): 576-582.

[10] ABRAMS R A, PRATT J. Spatially diffuse inhibition affects multiple locations: A reply to Tipper, Weaver, and Watson[J]. Journal of Experimental psychology: Human Perception and Performance, 1996, 22(5): 1294-1298.

[11] CASTEL A D, PRATT J, CRAIK F I M. The role of spatial working memory in inhibition of return: Evidence from divided attention tasks[J]. Perception & Psychophysics, 2003, 65(6): 970-981.

[12] DANZIGER S, KINGSTONE A, SNYDER J J. Inhibition of return to successively stimulated locations in a sequential visual search paradigm[J]. Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance, 1998, 24(5): 1467-1475.

Keywords： the capacity of IOR; exposure duration of peripheral cue; attentional momentum view; inhibitory view

【責任編輯 成 文】

INHIBITIONOFRETURNATMULTIPLELOCATIONS:QUESTIONINGTHEATTENTIONALMOMENTUMVIEW

CHEN Caiqi, CHEN Minggui

(School of Educational Science, South China Normal University, Guangzhou 510631, China)

Using the multiple-cuing paradigm，the present study tested the attentional momentum view at multiple locations，and explored the impact of exposure duration of peripheral cue on the capacity of inhibition of return (IOR). Experiment 1 aimed to investigate the influence of central cue on the capacity of IOR. The results indicated that both central cue and stochastic assignment of the number of peripheral cue can facilitate the strength and capacity of IOR. Thus，the fundamental paradigm of studying the capacity of IOR must be similar to what done by Danziger et al (1998). Determining the impact of exposure duration of cue on the capacity of IOR in successive and simultaneous cueing conditions are the goals for experiment 2 and 3，respectively. The analysis showed that the capacity of IOR increased gradually with the increment of exposure duration in nonadjacent condition，but was not for the adjacent condition. Attentional momentum view can not explain our results. Therefore，the results tend to support the role of inhibition in IOR.

2009-07-07

廣東省自然科學基金資助項目(5300611)

陳彩琦(1975—),男,浙江金華人,華南師范大學副教授, 主要研究方向：注意和工作記憶, Email: chencq@scnu.edu.cn.

1000-5463(2010)03-0110-05

B842

A