張 斌

(湖南中醫(yī)藥大學(xué)人文社科學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙，410001)

某些具有顯著性特征的刺激(如在形狀、明度或顏色等特征維度上不同于其它客體)不受當(dāng)前任務(wù)的制約而自動(dòng)獲得注意的現(xiàn)象叫注意捕獲(Attentional capture)②Theeuwes J，Burger R.Attentional control during visual search:the effect of irrelevant singletons.Journal of Experimental Psychology:Human Perception and Performance，1998，24(5):1342－1353③Turatto M，Galfano G.Color，form and luminance capture attention in visual search.Vision Research，2000，40(13):1639－1643④Yeshurun Y，Kimchi R，Sha’shoua.Perceptual objects capture attention.Vision research，2009，49(10):1329－1335。注意捕獲普遍存在于人們生活之中。例如，當(dāng)觀察一個(gè)場(chǎng)景時(shí)，那些與任務(wù)目標(biāo)相關(guān)的令人感興趣的區(qū)域常能吸引注意。然而，場(chǎng)景中一些與當(dāng)前任務(wù)目標(biāo)無(wú)關(guān)的奇異、獨(dú)特或瞬時(shí)變化的刺激也往往可把注意從當(dāng)前任務(wù)目標(biāo)吸引過(guò)來(lái)。注意捕獲的研究一方面可以揭示刺激顯著性對(duì)注意加工的影響效應(yīng)，另一方面也提供了探討自上而下和自下而上兩種注意控制機(jī)制交互作用的途徑⑤Lien MC，Ruthruff E，Goodin Z，et al.Contingent attentional capture by top－down control settings:converging evidence from event－related potentials.Journal of Experimental Psychology:Human Perception and Performance，2008，34(3):509－530。

Koelewijn，Theeuwes和Yantis等使用額外奇異刺激范式，通過(guò)一系列經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，提出注意捕獲是一個(gè)完全自下而上的刺激驅(qū)動(dòng)加工過(guò)程的假設(shè)⑥Koelewijn T，Bronkhorst A，Theeuwes J.Auditory and visual capture during focused visual attention.Journal of Experimental Psychology:Human Perception and Performance，2009，35(5):1303－1315⑦Theeuwes J.Perceptual selectivity for color and form.Perception and Psychophysics，1992，51(6):599－606⑧Yantis S，Jonides J.Attentional capture by abrupt onsets:new perceptual objects or visual masking?.Journal of Experimental Psychology:Human Perception and Performance，1996，22(6):1505－1514。該假設(shè)基于以下事實(shí):在某些情景下，即使知道某個(gè)特征與當(dāng)前任務(wù)無(wú)關(guān)，刺激驅(qū)動(dòng)的外源性注意仍會(huì)不由自主地將被試轉(zhuǎn)移到該特征上。實(shí)際上，這一假設(shè)通常是注意捕獲的操作定義，即即使刺激與任務(wù)目標(biāo)無(wú)關(guān)，但它仍然顯著影響被試的操作績(jī)效⑧Yantis S，Jonides J.Attentional capture by abrupt onsets:new perceptual objects or visual masking?.Journal of Experimental Psychology:Human Perception and Performance，1996，22(6):1505－1514⑨Theeuwes J.Stimulus－driven capture and attentional set:selective search for color and visual abrupt onsets.Journal of Experimental Psychology:Human Perception and Performance，1994，20(4):799－806⑩Yantis S，Egeth H E.On the distinction between visual salienceand stimulus－driven attentional capture.Journal of Experimental Psychology:Human Perception and Performance，1999，25(3):661－676。Theeuwes讓被試從事一項(xiàng)視覺(jué)搜索任務(wù)，要求搜索某個(gè)特征維度上的獨(dú)特刺激。例如，在刺激畫(huà)面中搜索一個(gè)形狀獨(dú)特刺激(在許多方形中找一個(gè)圓)，但在一半試驗(yàn)中可能出現(xiàn)一個(gè)與任務(wù)無(wú)關(guān)的顏色特征獨(dú)子(某個(gè)方形是紅色，其他均為黃色)。一系列實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，顏色特征獨(dú)子出現(xiàn)條件下的目標(biāo)反應(yīng)時(shí)顯著慢于未出現(xiàn)顏色特征獨(dú)子的條件。作者據(jù)此推斷，盡管顏色獨(dú)子與目標(biāo)任務(wù)無(wú)關(guān)，但被試不能忽略無(wú)關(guān)的顏色特征獨(dú)子，也就是說(shuō)顏色特征獨(dú)子捕獲了注意。Theeuwes①Theeuwes J.Stimulus－driven capture and attentional set:selective search for color and visual abrupt onsets.Journal of Experimental Psychology:Human Perception and Performance，1994，20(4):799－806.更換了目標(biāo)刺激與干擾刺激的性質(zhì)，要求被試在許多紅色的圓形中搜索一個(gè)綠色的圓形。具體地說(shuō)，在一半的實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)一個(gè)無(wú)關(guān)形狀干擾子(一個(gè)方形)，要求被試對(duì)綠色圓中的線段是水平還是豎直作出反應(yīng)。結(jié)果表明，在無(wú)關(guān)形狀干擾子出現(xiàn)與不出現(xiàn)時(shí)，被試對(duì)顏色目標(biāo)的反應(yīng)時(shí)無(wú)顯著性差異。據(jù)此推斷，無(wú)關(guān)形狀干擾子不能捕獲注意。Lavie等，Raine等和Miller等根據(jù)一系列行為和腦電實(shí)驗(yàn)結(jié)果提出，工作記憶在選擇性注意中起著維持目標(biāo)刺激和無(wú)關(guān)刺激之間的差別的作用，即保持目標(biāo)刺激加工的優(yōu)先權(quán)，用于區(qū)分任務(wù)中的相關(guān)刺激和無(wú)關(guān)刺激，進(jìn)而抑制對(duì)無(wú)關(guān)刺激的反應(yīng)②Lavie N ，Hirst A，F(xiàn)ockert J W.Load theory of selective attention and cognitive control.Journal of Experimental Psychology:General，2004，133(3):339～354;Lavie N.Distracted and confused?:Selective attention under load.Trends in cognitive sciences，2005，9(2):75－82;Rainer G，Asaad WF，Miller E K.Selective representation of relevant information by neurons in the primate prefrontal cortex.Nature，1998，393(11):577 ～578;Miller E K，Wilson M A.All my circuits:Using multiple electrodes to understand functioning neural networks.Cell，2008，60(3):483－488.。Theeuwes③Theeuwes J.Top－down search strategies cannot override attentional capture.Psychonomic Bulletin＆ Review，2004，11(1):65－70.在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)顯著性較弱的刺激不能捕獲注意，并將其不能捕獲注意的現(xiàn)象歸因于無(wú)關(guān)形狀干擾子的顯著性程度太低，而本研究認(rèn)為，顯著性較弱的刺激不能捕獲注意，可能不完全是刺激顯著性程度太低之故，還可能是因?yàn)楸辉嚨墓ぷ饔洃涁?fù)荷太低，能較好地保持對(duì)目標(biāo)加工的優(yōu)先權(quán)，即能排除無(wú)關(guān)干擾子的干擾，使其不能捕獲注意。對(duì)此，本研究認(rèn)為有必要在增加工作記憶負(fù)荷任務(wù)的情景下考察顯著性較弱的刺激的注意捕獲現(xiàn)象，這對(duì)于進(jìn)一步揭示注意捕獲的加工機(jī)制以及自上而下的加工和自下而上的加工之間的關(guān)系具有一定的意義。本研究預(yù)測(cè)，在高工作記憶負(fù)荷下，以前被認(rèn)為不能捕獲注意的顯著性較弱的無(wú)關(guān)形狀干擾子刺激可捕獲注意。

一、研究對(duì)象與方法

(一)被 試

本研究共12人，均為某大學(xué)非心理系的本科生和研究生，年齡在18～25歲之間，男、女各半，視力或矯正視力正常。

(二)實(shí)驗(yàn)材料和儀器

實(shí)驗(yàn)材料分為兩類(lèi)，一類(lèi)為無(wú)干擾子圖形，圖形的形狀均為方形(見(jiàn)圖1－A);另一類(lèi)為形狀干擾子圖形，有一個(gè)圖形為小圓，其它圖形均為方形(見(jiàn)圖1－B)。實(shí)驗(yàn)材料具體為:有七個(gè)紅色方形和一個(gè)綠色方形組成的一個(gè)圖形，它們均勻分布在一個(gè)大圓周上，圓心是注視點(diǎn)，方形中有各種朝向的線段。在刺激材料中，綠色方形是目標(biāo)刺激，小圓為形狀干擾刺激。被試要求對(duì)目標(biāo)綠色方形中的線段朝向(水平或豎直)作按鍵反應(yīng)。

圖1 實(shí)驗(yàn)刺激材料示意圖

借鑒以往注意捕獲研究刺激材料的設(shè)置方法④Yeshurun Y，Kimchi R，Sha＇shoua.Perceptual objects capture attention.Vision research，2009，49(10):1329 ～1335;Yantis S，Jonides J.Attentional capture by abrupt onsets:new perceptual objects or visual masking?.Journal of Experimental Psychology:Human Perception and Performance，1996，22(6):1505－1514.，在本實(shí)驗(yàn)中，大圓周的半徑視角為3.4°，小圓的直徑視角為1.4°，每個(gè)方形的邊長(zhǎng)視角都為1.4°，每個(gè)小圓或方形的中心位置均有一條視角為0.5°的線段。在目標(biāo)綠色方形中，線段朝向?yàn)樗交蜇Q直，在非目標(biāo)圖形中，線段朝向?yàn)樗交蜇Q直傾斜22.5°。線段的方向被隨機(jī)安排在每個(gè)圖形中，所有線段都是白色的，背景色為黑色，小圓和方形內(nèi)為灰色。正式實(shí)驗(yàn)中，目標(biāo)綠色方形出現(xiàn)的位置、小圓形狀干擾子出現(xiàn)的位置以及線段朝向均做隨機(jī)化安排。本實(shí)驗(yàn)在一個(gè)隔音的、無(wú)照明的房間里進(jìn)行。圖片通過(guò)Dell19英寸顯示器呈現(xiàn)，顯示器的分辨率為640×480象素。被試的位置固定，與屏幕的距離約57cm。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，明確告訴被試忽略周?chē)渌碳?，在?shí)驗(yàn)過(guò)程中要始終注視屏幕中央的注視點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)程序采用DMDX軟件編寫(xiě)。

(三)實(shí)驗(yàn)程序與設(shè)計(jì)

本實(shí)驗(yàn)采用2×2被試內(nèi)設(shè)計(jì)。自變量為工作記憶負(fù)荷水平(高負(fù)荷vs低負(fù)荷)和干擾類(lèi)型(無(wú)關(guān)形狀干擾子出現(xiàn)vs無(wú)關(guān)形狀干擾子不出現(xiàn))。因變量為被試對(duì)目標(biāo)綠色方形中的線段朝向判斷的反應(yīng)時(shí)間和正確率。正式實(shí)驗(yàn)中分四種處理水平，每種處理水平32次試驗(yàn)，總共包含128次試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)次序以完全隨機(jī)化的形式安排。實(shí)驗(yàn)分高、低工作負(fù)荷兩種，在高工作記憶負(fù)荷條件下，隨即呈現(xiàn)一串記憶數(shù)字(隨機(jī)從1～9阿拉伯?dāng)?shù)字中選取6個(gè)不重復(fù)的數(shù)字)，在低工作記憶負(fù)荷條件，被試在開(kāi)始條件下只需要記憶2個(gè)數(shù)字(隨機(jī)從1～9阿拉伯?dāng)?shù)字中選取2個(gè)不重復(fù)的數(shù)字)，其它與高工作記憶負(fù)荷條件下流程一致。實(shí)驗(yàn)的單次試驗(yàn)流程圖如圖2所示。

圖2 實(shí)驗(yàn)的單次試驗(yàn)流程圖

二、結(jié)果與分析

(一)搜索任務(wù)的反應(yīng)時(shí)間和錯(cuò)誤率分析

對(duì)反應(yīng)時(shí)進(jìn)行分析時(shí)，剔除無(wú)效數(shù)據(jù)(遵循三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差原則)，數(shù)據(jù)有效率達(dá)到92.9%。高工作記憶負(fù)荷水平和低工作記憶負(fù)荷水平下的反應(yīng)時(shí)結(jié)果如表1。

表1 不同工作記憶負(fù)荷和干擾類(lèi)型下搜索反應(yīng)時(shí)的平均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差(ms)

重復(fù)測(cè)量方差分析的結(jié)果顯示:干擾子因素的主效應(yīng)達(dá)到顯著性水平，F(xiàn)(1，11)=21.799，p=0.001，有干擾子條件下對(duì)目標(biāo)的反應(yīng)時(shí)大于沒(méi)有干擾子的條件;工作記憶負(fù)荷因素的主效應(yīng)顯著，F(xiàn)(1，11)=5.981，p=0.032，高工作記憶負(fù)荷條件對(duì)目標(biāo)的反應(yīng)時(shí)大于低工作記憶負(fù)荷條件;兩者的交互作用顯著 F(1，11)=48.607，p=0.000。

不同工作記憶負(fù)荷和干擾類(lèi)型條件下搜索反應(yīng)時(shí)差值的結(jié)果如下。t檢驗(yàn)進(jìn)一步顯示，在高工作記憶負(fù)荷水平下，有干擾子比沒(méi)有干擾子慢38.70ms(t0.025(11)=6.015，p=0.000)，反應(yīng)時(shí)差異達(dá)到顯著水平，說(shuō)明無(wú)關(guān)形狀干擾子在增加高工作記憶負(fù)荷下捕獲了注意;在低工作記憶負(fù)荷水平下，有干擾子比沒(méi)有干擾子慢 1.86ms(t0.025(11)=0.579，p=0.574)，反應(yīng)時(shí)差異未達(dá)到顯著水平，說(shuō)明在低工作記憶負(fù)荷下無(wú)關(guān)形狀干擾子仍不能捕獲注意。在有干擾子的條件下，高工作記憶負(fù)荷水平下比低工作記憶負(fù)荷水平下慢32.47ms(t0.025(11)=4.667，p=0.001)，達(dá)到顯著性水平;在沒(méi)有干擾子的條件下，高工作記憶負(fù)荷水平比低工作記憶負(fù)荷水平快4.37ms(t0.025(11)=0.778，p=0.453)，未達(dá)到顯著性水平。說(shuō)明在不同的干擾子類(lèi)型條件下，高、低工作記憶負(fù)荷對(duì)搜索反應(yīng)時(shí)間的影響不一致。

(二)搜索任務(wù)的錯(cuò)誤率分析

搜索任務(wù)的錯(cuò)誤率較低，平均為1.83%。錯(cuò)誤率方差分析的結(jié)果顯示:干擾子因素的主效應(yīng)不顯著，F(xiàn)(1，11)=4.698，p=0.055;工作記憶負(fù)荷因素的主效應(yīng)不顯著，F(xiàn)(1，11)=3.493，p=0.091;兩者的交互作用也不顯著 F(1，11)=0.007，p=0.937。因此，沒(méi)有反應(yīng)時(shí)與正確率的互換(trade－off)，反應(yīng)時(shí)結(jié)果可靠。

(三)記憶任務(wù)的反應(yīng)時(shí)間和錯(cuò)誤率分析

在高工作記憶負(fù)荷條件下，被試對(duì)探測(cè)數(shù)字的反應(yīng)時(shí)間(平均時(shí)間為933.23ms)顯著慢于低工作記憶負(fù)荷條件(平均時(shí)間為685.57ms)，t檢驗(yàn)表明，t0.025(11)=9.89，p=0.00，差異達(dá)到了顯著性水平，說(shuō)明高、低工作記憶負(fù)荷確實(shí)不同，記憶任務(wù)對(duì)工作記憶負(fù)荷的控制是有效的。記憶任務(wù)的總體錯(cuò)誤率較低。在高工作記憶負(fù)荷條件下被試對(duì)探測(cè)數(shù)字的反應(yīng)錯(cuò)誤率平均值是1.8%，在低工作記憶負(fù)荷條件下被試對(duì)探測(cè)數(shù)字的反應(yīng)錯(cuò)誤率平均值是 1.4%，t檢驗(yàn)表明 t0.025(11)=1.64，p=0.083，高、低工作記憶負(fù)荷條件下的錯(cuò)誤率差異未達(dá)到顯著性水平。上述分析說(shuō)明高、低的工作記憶負(fù)荷確實(shí)存在差異。

三、討 論

以往的研究范式只對(duì)自下而上的刺激顯著性進(jìn)行調(diào)整，并比較目標(biāo)與干擾子刺激的顯著性水平的差異，即單純地討論刺激的顯著性水平對(duì)注意捕獲的影響，而對(duì)自上而下的認(rèn)知控制作用沒(méi)有追加任何的控制。這樣，未能對(duì)自上而下和自下而上兩大注意控制機(jī)制在注意捕獲中的交互作用展開(kāi)探討。眾多研究表明，工作記憶在選擇性注意中具有認(rèn)知控制作用①Kane M J，Engle R W.Working－Memory Capacity and the Control of Attention:The Contributions of Goal Negelect，Response Competition，and Task Set to Stroop Interference.Journal of Experimental Psychology:General，2003，132(1):47－70;Lavie N.Perceptional load a necessary condition for selective attention.Journal of Experimental Psychology:Human Perception and Performance，1995，21(3):451－468.。例如，Laive等②Lavie N.Distracted and confused?:Selective attention under load.Trends in cognitive sciences，2005，9(2):75－82.發(fā)現(xiàn)，工作記憶能維持目標(biāo)刺激與無(wú)關(guān)刺激之間的差別，即保持目標(biāo)刺激加工的優(yōu)先權(quán)，便于區(qū)分相關(guān)刺激和無(wú)關(guān)刺激，進(jìn)而有利于抑制對(duì)無(wú)關(guān)刺激的反應(yīng)。Theeuwes等③Theeuwes J.Top－down search strategies cannot override attentional capture.Psychonomic Bulletin＆ Review，2004，11(1):65－70.實(shí)驗(yàn)顯示，由于形狀刺激的顯著性特征低于顏色刺激，因此在顏色刺激作為目標(biāo)、無(wú)關(guān)形狀刺激作為干擾子時(shí)，無(wú)關(guān)形狀干擾子并不能捕獲注意。而本實(shí)驗(yàn)增加了被試的工作記憶負(fù)荷，結(jié)果在高工作記憶負(fù)荷條件下，無(wú)關(guān)形狀干擾子捕獲了注意，這說(shuō)明在以前實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的無(wú)關(guān)形狀干擾子不能捕獲注意的現(xiàn)象不能完全歸因于刺激的顯著性程度不夠，還與工作記憶的負(fù)荷有關(guān)。這可能是因?yàn)樵诟吖ぷ饔洃涁?fù)荷條件下被試不能較好的保持對(duì)目標(biāo)加工的優(yōu)先權(quán)，容易受無(wú)關(guān)干擾子的干擾。

本研究利用了刺激顯著性較弱的形狀干擾子做實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，低工作記憶負(fù)荷時(shí)，無(wú)關(guān)形狀干擾子不能捕獲注意，這與Theeuwes等④T heeuwes J.Stimulus－driven capture and attentional set:selective search for color and visual abrupt onsets.Journal of Experimental Psychology:Human Perception and Performance，1994，20(4):799－806;Theeuwes J.Top－down search strategies cannot override attentional capture.Psychonomic Bulletin＆ Review，2004，11(1):65－70.的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。而在工作記憶負(fù)荷較高時(shí)，無(wú)關(guān)形狀干擾子卻捕獲了注意，說(shuō)明顯著性較弱的刺激能否捕獲注意主要取決于工作記憶負(fù)荷的水平。綜合前人的研究結(jié)果，我們推測(cè):無(wú)關(guān)干擾刺激能否捕獲注意主要取決于自上而下的認(rèn)知控制作用和刺激顯著性在注意捕獲中的相對(duì)貢獻(xiàn)。具體地說(shuō):(1)當(dāng)無(wú)關(guān)干擾子顯著性程度大于目標(biāo)刺激時(shí)，無(wú)關(guān)干擾子能否捕獲注意主要取決于干擾子的顯著性程度。如，Theeuwes⑤T heeuwes J.Stimulus－driven capture and attentional set:selective search for color and visual abrupt onsets.Journal of Experimental Psychology:Human Perception and Performance，1994，20(4):799－806;Theeuwes J.Top－down search strategies cannot override attentional capture.Psychonomic Bulletin＆ Review，2004，11(1):65－70和Yantis等⑥Yantis S，Jonides J.Attentional capture by abrupt onsets:new perceptual objects or visual masking?.Journal of Experimental Psychology:Human Perception and Performance，1996，22(6):1505－1514的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)無(wú)關(guān)顏色干擾子具有較高的刺激顯著性特征，能捕獲被試的注意。(2)當(dāng)無(wú)關(guān)干擾子顯著性程度小于目標(biāo)刺激時(shí)，無(wú)關(guān)干擾子能否捕獲注意主要取決于工作記憶負(fù)荷的水平。如，在本實(shí)驗(yàn)中，無(wú)關(guān)形狀干擾子顯著性程度低于顏色目標(biāo)刺激，在低工作記憶負(fù)荷時(shí)，無(wú)關(guān)形狀干擾子不能捕獲注意，而在工作記憶負(fù)荷較高時(shí)，被試不能較好地保持目標(biāo)加工的優(yōu)先權(quán)，容易受到無(wú)關(guān)刺激的干擾，即使顯著性較弱的形狀干擾子也捕獲了注意。

四、結(jié) 論

本實(shí)驗(yàn)可以得出以下結(jié)論:(1)無(wú)關(guān)形狀干擾子在高工作記憶負(fù)荷條件下能捕獲注意。(2)刺激顯著性較弱的干擾子能否捕獲注意主要取決于工作記憶負(fù)荷水平。