柳王娟 定險峰 程曉榮 范 炤

序列依賴效應(yīng)——一種全新的“歷史效應(yīng)”*

柳王娟 定險峰 程曉榮 范 炤

(青少年網(wǎng)絡(luò)心理與行為教育部重點實驗室(華中師范大學(xué)); 人的發(fā)展與心理健康湖北省重點實驗室; 華中師范大學(xué)心理學(xué)院, 武漢 430079)

自2014年來, 研究者在視覺加工中發(fā)現(xiàn)一種全新的歷史效應(yīng)——序列依賴效應(yīng)(當(dāng)前刺激加工向先前刺激方向偏移的吸引性加工偏差)。近期研究發(fā)現(xiàn)：該效應(yīng)廣泛存在于視覺加工的各個層面(既包括朝向、空間位置、數(shù)量等低級特征, 也包括身份、吸引力、美感等高級屬性); 其來源極為復(fù)雜(包括感覺編碼、高級皮層的反饋調(diào)節(jié)、工作記憶、決策模板、感知與決策的級聯(lián)等), 反映出不同層次的過往加工痕跡向當(dāng)前認(rèn)知的投射。針對該效應(yīng)的典型特征、影響因素、認(rèn)知與神經(jīng)機(jī)制, 已涌現(xiàn)大量研究, 同時也存在嚴(yán)重爭論, 亟待研究者深入探討和厘清。

序列依賴效應(yīng), 認(rèn)知與神經(jīng)機(jī)制, 感知覺, 記憶, 決策

1 引言

眾多研究表明, 過往刺激會對當(dāng)下刺激的加工產(chǎn)生影響(de Lange et al., 2018; Joos et al., 2020), 這種已逝刺激對當(dāng)前刺激的影響可被簡單稱之為“歷史效應(yīng)” (history effect) (Liberman et al., 2014)。過往發(fā)現(xiàn)的歷史效應(yīng), 包含啟動效應(yīng)(Priming effect)(Maljkovic & Nakayama, 1994)、適應(yīng)效應(yīng)(Adaptation effect) (Webster, 2012)、順序效應(yīng)(Sequential effect) (Lockhead, 2004)等, 都有助于維持視知覺穩(wěn)定性和敏感性。自2014年來, 研究者在視知覺加工中發(fā)現(xiàn)一種全新的歷史效應(yīng)——序列依賴效應(yīng)(Serial dependence effect)。近8年來, 相關(guān)研究井噴式增長。本文將對近年來有關(guān)該效應(yīng)的典型特征、影響因素、認(rèn)知與神經(jīng)機(jī)制的研究進(jìn)展加以闡明, 特別是將重點梳理針對該效應(yīng)起源的主要解釋, 最后將對該領(lǐng)域的若干研究問題提出設(shè)想, 并對未來研究進(jìn)行展望。

序列依賴效應(yīng), 表現(xiàn)在我們對當(dāng)前刺激的反應(yīng)會系統(tǒng)而穩(wěn)定地偏向于先前刺激(Fischer & Whitney, 2014)。Fischer和Whitney (2014)開創(chuàng)性的研究為該效應(yīng)提供了首個系統(tǒng)、全面、完備的實驗證據(jù)。在他們的研究中, 被試在每個試次中看到一個朝向隨機(jī)的光柵, 并被要求通過調(diào)整測試刺激來匹配該光柵朝向。匹配報告的錯誤分布表明, 被試的報告系統(tǒng)地偏向于前一試次中的光柵朝向。例如, 當(dāng)前一試次中的光柵朝向比當(dāng)前試次更順時針時, 被試對當(dāng)前光柵朝向的判斷會比其真實朝向更向順時針方向偏移——即發(fā)生吸引性影響。研究者們發(fā)現(xiàn)該效應(yīng)廣泛存在于視覺加工的各個層面：當(dāng)前刺激的一系列低級特征, 包括朝向(Fischer & Whitney, 2014)、空間位置(Manassi et al., 2018)、數(shù)量(Corbett et al., 2011; Fornaciai & Park, 2018b)、時間知覺(Roseboom, 2019)、運動(Alais et al., 2017)、視覺變異(Suárez- Pinilla et al., 2018)、整體平均(ensemble coding) (Manassi et al., 2017)等, 以及一系列高級屬性, 包括面孔身份(Liberman et al., 2014)、面孔吸引力(Ho & Newell, 2020; Pegors et al., 2015; Xia et al., 2016)、美感(Kim et al., 2019)、情緒(Liberman et al., 2018)等, 均受到先前刺激的吸引性影響。這表明序列依賴效應(yīng)可能反映出某種涉及視覺加工各個方面的視覺處理機(jī)制。因此, 研究者推測(Fornaciai & Park, 2020b), 序列依賴效應(yīng)可能通過認(rèn)知加工的短期相關(guān)性來降低噪音, 是一種有助于視知覺穩(wěn)定性和連續(xù)性加工的適應(yīng)性機(jī)制, 并有助于節(jié)約視覺處理的神經(jīng)資源。

2 序列依賴的典型特征——與其他歷史效應(yīng)的區(qū)別

序列依賴效應(yīng)有不同于以往其他歷史效應(yīng)的鮮明特征。廣為人知的啟動(priming), 適應(yīng)(adaptation)和順序效應(yīng)(sequential effect), 都顯示了先前經(jīng)驗(prior experience)對當(dāng)前感知和反應(yīng)的影響; 但是, 下面的實驗事實說明, 序列依賴效應(yīng)是不同于這些效應(yīng)的全新現(xiàn)象。

首先, 適應(yīng)研究表明, 先前出現(xiàn)的適應(yīng)刺激會導(dǎo)致當(dāng)前刺激加工中對適應(yīng)刺激特征方向的感知遠(yuǎn)離(Anstis et al., 1998), 而序列依賴則會使當(dāng)前刺激與之前的刺激更加相似。其次, 適應(yīng)的負(fù)后效應(yīng)具備特定的發(fā)生條件和典型特征(Thompson & Burr, 2009)——通常需要非常顯著的刺激并暴露相對長的時間, 具備空間特異性, 依附于視網(wǎng)膜坐標(biāo), 并在很大程度上不受注意力的影響。與適應(yīng)不同, 序列依賴效應(yīng)在一系列弱刺激中最強(qiáng), 具有時間和空間位置調(diào)諧特征, 并且高度依賴注意力(Cicchini et al., 2017; Fischer & Whitney, 2014; Fritsche & de Lange, 2019)。再者, 啟動效應(yīng)通常表現(xiàn)在反應(yīng)時上(Maljkovic & Nakayama, 1994), 并且有助于改善刺激的可分辨性(Sigurdardottir et al., 2008)。與之不同, 序列依賴不會影響反應(yīng)時, 不會提升感知可分辨性(Liberman et al., 2014)。另外, 啟動效應(yīng)獨立于注意, 可以發(fā)生在未被意識到的閾下刺激中(Francken et al., 2011)。相反, 序列依賴效應(yīng)只能發(fā)生在被意識到的刺激中(Kim et al., 2020; Rafiei et al., 2021)。最后, 適應(yīng)和啟動效應(yīng)已被證明在不同的通道中具有普遍性, 并可以跨通道發(fā)生(Arrighi et al., 2014)。然而, 就目前的實驗證據(jù)來說, 序列依賴效應(yīng)主要出現(xiàn)在視覺通道(其他感覺通道是否出現(xiàn)穩(wěn)定的序列依賴效應(yīng), 還需要更多實驗證據(jù)的積累), 且不能跨通道發(fā)生(Fornaciai & Park, 2019a)。

以上差異并非指啟動、適應(yīng)和序列依賴效應(yīng)完全不相關(guān), 而是指這些效應(yīng)之間存在明顯的可區(qū)分性。至于它們在感知覺加工中所起的互補(bǔ)作用, 則是一個有待進(jìn)一步研究的課題(Liberman et al., 2016)。實際上, 有很多研究均表明, 吸引性的序列依賴效應(yīng)和排斥性的適應(yīng)負(fù)后效應(yīng)可以在一個任務(wù)中同時出現(xiàn)(Fischer & Whitney, 2014; Pascucci et al., 2019)。

3 序列依賴的影響因素

已有的研究探討了影響序列依賴效應(yīng)的諸多因素, 包括注意調(diào)控、刺激特征調(diào)控、感覺不確定性調(diào)控等。但研究結(jié)果并不完全一致, 序列依賴效應(yīng)的發(fā)生條件、影響因素和在不同刺激中的表現(xiàn)尚待進(jìn)一步探討。

3.1 序列依賴的注意調(diào)控

序列依賴效應(yīng)的一個重要特征就是其與注意的關(guān)系。Fischer和Whitney (2014)利用在不同空間位置上環(huán)形排列的Gabor刺激, 發(fā)現(xiàn)空間注意對于序列依賴具有重要影響——當(dāng)前試次的朝向偏移方向遵循前一試次中被注意到的刺激的朝向, 而不是前一試次中與當(dāng)前試次空間位置重合, 但未被注意到的刺激的朝向。換句話說, 序列依賴的一個顯著特征就是將相鄰時刻上注意所覆蓋的空間位置上的信息整合起來。另外, Fornaciai和Park (2018b)發(fā)現(xiàn), 在同時比較任務(wù)中(此時引發(fā)序列依賴的誘導(dǎo)刺激與注視點無空間重合), 當(dāng)被試的注意集中在注視點位置時, 沒有出現(xiàn)顯著的序列依賴; 而當(dāng)注意集中在誘導(dǎo)刺激位置時, 則出現(xiàn)序列依賴, 說明序列依賴的發(fā)生需要對刺激有較強(qiáng)注意。近期, Kim等人(2020)利用雙眼競爭范式, 發(fā)現(xiàn)只有被意識到的刺激, 才能對隨后刺激產(chǎn)生吸引性偏移。Rafiei等人(2021)結(jié)合視覺搜索任務(wù)與刺激復(fù)制任務(wù)對序列依賴效應(yīng)進(jìn)行研究, 同樣發(fā)現(xiàn)只有被注意到的刺激才能產(chǎn)生序列依賴效應(yīng),被忽略的刺激則會對后續(xù)刺激產(chǎn)生排斥性影響。此外, 有研究者發(fā)現(xiàn)注意不僅可以調(diào)節(jié)序列依賴效應(yīng)的強(qiáng)度(體現(xiàn)為偏差的大小), 還可以調(diào)節(jié)其寬度(體現(xiàn)為出現(xiàn)吸引偏差的刺激作用范圍) (Fritsche & de Lange, 2019)。注意對序列依賴效應(yīng)的調(diào)控表明, 與視覺適應(yīng)不同, 序列依賴效應(yīng)并不局限于視網(wǎng)膜空間位置。這意味著該效應(yīng)不是或者不僅僅是停留在感知覺水平, 而可能存在某種主動的高水平加工。

由于序列依賴效應(yīng)不但發(fā)生在具體刺激特征(如朝向)上, 也發(fā)生在較為復(fù)雜的客體對象(如面孔)上, 一個有趣的問題是, 序列依賴的注意調(diào)控到底是對刺激中某些(任務(wù)相關(guān))特征的注意, 還是對刺激的整體注意——即序列依賴的注意調(diào)控到底是發(fā)生在特征水平還是客體水平(Liberman et al., 2014; Manassi et al., 2017)。此前, 部分研究者推測序列依賴在客體水平上產(chǎn)生(Liberman et al., 2014)。例如, 面孔識別中, 序列依賴不受視角改變的影響——說明基于面孔的序列依賴效應(yīng)發(fā)生在以客體為中心的表征水平, 而不依賴于低水平的刺激特征(Liberman et al., 2014; Turbett et al., 2021)。如果是這樣, 只要客體在空間上被注意到, 那么, 對具體刺激特征的注意可能就不是必要條件。然而, Suárez-Pinilla等人(2018)在研究視覺變異的序列依賴效應(yīng)時發(fā)現(xiàn), 只有在觀察者注意并報告先前運動刺激的視覺變異而不是平均朝向的情況下, 才會出現(xiàn)基于視覺變異判斷的序列依賴效應(yīng)。Fritsche和de Lange (2019)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn), 在朝向復(fù)制任務(wù)中, 序列依賴效應(yīng)受到基于特征的注意的調(diào)節(jié)。這些證據(jù)表明, 一定實驗情景中, 序列依賴可以在特征水平上發(fā)生, 其必要條件是對于任務(wù)相關(guān)特征的關(guān)注(Fritsche & de Lange, 2019)?？偨Y(jié)以上研究, 序列依賴的注意調(diào)控方式與刺激類型似乎有密切關(guān)聯(lián)。對于朝向、整體視覺變異等低層次刺激特征, 注意調(diào)控可能發(fā)生在特征水平; 而對于面孔等高層次復(fù)雜對象, 注意調(diào)控也可以發(fā)生在客體水平。

3.2 序列依賴的刺激特征調(diào)控

Fischer和Whitney等(2014)利用朝向刺激發(fā)現(xiàn), 序列依賴效應(yīng)隨著前后試次刺激朝向差異的增大而增強(qiáng), 在差異為27.78°時達(dá)到最大, 并且前后刺激差異與反應(yīng)偏差(可代表序列依賴效應(yīng)大小)的關(guān)系能夠用高斯正態(tài)函數(shù)的一階導(dǎo)數(shù)加以擬合。然而, 當(dāng)差異更大時, 序列依賴效應(yīng)減小并逐漸消失。后續(xù)眾多研究(Cicchini et al., 2017; Huffman et al., 2018)也進(jìn)一步證實, 序列依賴效應(yīng)只發(fā)生在一定差異范圍內(nèi)的相似刺激中, 當(dāng)刺激差異很大時, 反而會產(chǎn)生類似適應(yīng)的排斥性負(fù)后效應(yīng)(Alais et al., 2017)。此外, 有研究發(fā)現(xiàn), 在朝向維度, 序列依賴效應(yīng)在刺激方向上并不等價：相對于水平和垂直方向, 傾斜方向造成更大序列依賴效應(yīng)(Cicchini et al., 2017), 表明序列依賴效應(yīng)與刺激的方向特征有關(guān)。

Huffman等人(2018)發(fā)現(xiàn), 當(dāng)顏色作為無關(guān)特征出現(xiàn)時, 不會影響任務(wù)相關(guān)特征的序列依賴。這個發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步補(bǔ)充了上面的觀點, 即序列依賴并非局限在客體水平, 而是可以發(fā)生在具體特征水平, 并且不受任務(wù)無關(guān)刺激特征的影響。Fischer等人(2020)更深入地探索了刺激特征對序列依賴的影響, 他們依據(jù)工作記憶框架理論(Oberauer & Lin, 2017), 將刺激特征分為內(nèi)容特征(content features)和背景特征(context features)。其研究結(jié)果表明, 對于客體對象, 只有在與當(dāng)前任務(wù)相關(guān)時, 背景特征(顏色、序列位置)才對序列依賴產(chǎn)生影響; 而空間位置不論是否與任務(wù)相關(guān), 都會影響序列依賴, 表明了空間位置的特殊性。

此外, 近期研究還發(fā)現(xiàn), 序列依賴效應(yīng)可以跨刺激格式發(fā)生(此時前后刺激的同一特征維度的表現(xiàn)形式出現(xiàn)差異, 例如分別以同時或序列呈現(xiàn)方式定義數(shù)量維度; Fornaciai & Park, 2019a), 也可以跨不同反應(yīng)方式發(fā)生(此時前后刺激的任務(wù)反應(yīng)方式不同, 例如交替使用二種不同的復(fù)制方式對前后刺激的朝向進(jìn)行反應(yīng), Cicchini et al., 2017), 卻不能跨刺激特征維度發(fā)生(即不能在前后刺激的不同特征維度間直接泛化; Togoli et al., 2021)。Togoli等人的研究使用包含數(shù)量和時間兩個維度的刺激, 不事先提示被試注意哪個維度, 而是讓兩個維度都進(jìn)入注意編碼。其結(jié)果表明, 序列依賴效應(yīng)僅發(fā)生在相同的刺激維度間。這說明, 與可以在刺激特征維度間泛化的適應(yīng)效應(yīng)不同(Kohn, 2007), 序列依賴效應(yīng)具有高度刺激特征選擇性。從維持視覺加工穩(wěn)定性的角度來看, 序列依賴效應(yīng)的高度刺激特征選擇性是必要的, 因為這可以在平滑感知噪音的同時, 減少跨刺激特征維度的過度整合。

3.3 序列依賴的感覺不確定性調(diào)控

序列依賴效應(yīng)還可能受到感覺不確定性的調(diào)節(jié)(Samaha et al., 2019)。Fornaciai和Park (2019a)發(fā)現(xiàn), 序列依賴的大小和最小可覺差(JND, 代表感知估計的精度)相關(guān)。也就是說, 在不確定性較高條件下(以較低的精度為指標(biāo)), 視覺系統(tǒng)可能在很大程度上依賴于過去輸入, 以消除或改善當(dāng)前感官的不確定性。Ceylan等人(2021)也發(fā)現(xiàn), 空間頻率更低的刺激(感覺不確定性更高)造成更大序列依賴效應(yīng)。Taubert等人(2016)使用具備不同穩(wěn)定性特征(穩(wěn)定的性別特征和不穩(wěn)定的表情特征)的面孔刺激, 發(fā)現(xiàn)了針對性別特征的吸引性序列依賴效應(yīng)和針對表情特征的排斥效應(yīng)。其結(jié)果說明刺激間的整合策略(吸引或排斥)與刺激特征本身的穩(wěn)定性有關(guān)。同樣, Kok等人(2017)的研究也表明, 面孔吸引力的序列依賴效應(yīng)受到面孔熟悉度的影響, 在陌生面孔中(感知不確定性更高), 序列依賴效應(yīng)更強(qiáng)。這與Cicchini等人(2018)建立的理性觀測者模型相契合。根據(jù)該模型, 序列依賴效應(yīng)直接受制于刺激的不確定性以及當(dāng)前和先前刺激的相似性。

4 序列依賴效應(yīng)的認(rèn)知與神經(jīng)機(jī)制

目前, 此領(lǐng)域最具爭議的話題就是序列依賴現(xiàn)象背后的認(rèn)知與神經(jīng)機(jī)制, 特別是該效應(yīng)的起源。最初, 研究者認(rèn)為與適應(yīng)一樣, 序列依賴產(chǎn)生于感知水平(Fischer & Whitney, 2014)。但是, 隨后研究又出現(xiàn)指向工作記憶(Bliss et al., 2017)或決策水平(Fritsche et al., 2017)的實驗證據(jù), 并支持序列依賴是一種知覺后(post-perceptual)效應(yīng), 源于工作記憶的內(nèi)容干擾或者決策痕跡的遺留。這種知覺/后知覺二分法(perceptual/post-perceptual dichotomy)已經(jīng)被廣泛用于序列依賴效應(yīng)機(jī)制的解釋。從刺激輸入到感知、記憶再到感知后決策, 序列依賴效應(yīng)的痕跡在各個認(rèn)知加工階段都被發(fā)現(xiàn)。基于此, 研究者提出基于不同加工階段的解釋模型, 借以對序列依賴現(xiàn)象的機(jī)制加以解讀。這些持續(xù)性探索, 對揭開動態(tài)視覺加工背后的機(jī)制, 對解密視覺通道如何編碼、表征刺激和進(jìn)行決策有著重要意義。

對序列依賴效應(yīng)的機(jī)制, 目前有多種相互競爭的主流觀點：一種觀點認(rèn)為序列依賴是一種感知覺水平上的效應(yīng), 發(fā)生在感覺信號轉(zhuǎn)變?yōu)橐庾R表征之前。具體來講, 先前刺激的感知覺加工扭曲了隨后刺激的感覺編碼, 從而扭曲了視覺刺激的感知覺外觀(Cicchini et al., 2014; Fischer & Whitney, 2014; St John-Saaltink et al., 2016); 其次, 還有觀點認(rèn)為雖然序列依賴效應(yīng)作用在當(dāng)前刺激的感知水平, 但這一過程受制于更高水平的神經(jīng)反饋信號的調(diào)節(jié)(Fornaciai & Park, 2019b); 另一種觀點將序列依賴效應(yīng)歸因于工作記憶中的動態(tài)偏差(Bliss et al., 2017; Fritsche et al., 2017); 還有研究者則是認(rèn)為序列依賴效應(yīng)源于決策過程。例如, 有學(xué)者提出“決策模板”理論, 認(rèn)為序列依賴效應(yīng)源于之前試次所做決策對當(dāng)前試次決策的影響(Ceylan et al., 2021; Fritsche et al., 2017; Pascucci et al., 2019); 最后, 還有學(xué)者認(rèn)為序列依賴效應(yīng)可能同時存在于多個認(rèn)知加工階段, 而并非只具有單一加工機(jī)制(Pascucci et al., 2019)。下面詳述這幾種觀點的實驗證據(jù)和彼此的爭議所在。

4.1 基于感知的序列依賴——連續(xù)場(continuity field)

Fischer和Whitney (2014)提出的“連續(xù)場” (continuity field)是對序列依賴效應(yīng)起源的首個理論解釋。該解釋直接建立在前人對序列依賴時空調(diào)諧屬性的研究之上。早在2011年, 有學(xué)者就發(fā)現(xiàn)了一種類似序列依賴的效應(yīng)。具體來講, Corbett等人(2011)利用n-back范式, 發(fā)現(xiàn)對后續(xù)重復(fù)刺激的估計顯著偏向于先前同一刺激。這種效應(yīng)的大小隨著兩次刺激之間的間隔而下降, 并且在同一視野區(qū)域中更強(qiáng), 暗示這種類似序列依賴的效應(yīng)具有時間和空間上的調(diào)諧性質(zhì)。Fischer和Whitney (2014)進(jìn)一步利用Gabor刺激, 為序列依賴的空間調(diào)諧性提供了更為系統(tǒng)和全面的實驗證據(jù)——即序列依賴的幅度隨前后刺激間空間位置距離的增加而下降, 在位置重合時達(dá)到最大。后續(xù)眾多研究也進(jìn)一步揭示了序列依賴的時間調(diào)諧性——即空間位置固定時, 序列依賴隨刺激時間間隔的增加而下降(Fritsche et al., 2017)。對于時間調(diào)諧性, 研究顯示之前的2～3個試次都可能對當(dāng)前試次產(chǎn)生吸引影響(Cicchini et al., 2017; Kalm & Norris, 2018), 并且這種時間調(diào)諧性能夠有效對抗干擾——即便在試次間插入其他任務(wù), 該吸引影響依然會越過中間任務(wù)而延續(xù)到當(dāng)前任務(wù)中(Fritsche et al., 2017)。總結(jié)以上研究, 序列依賴效應(yīng)可以延伸到一個較大的時間(10～15秒)和空間范圍內(nèi)(約20°視角) (Fischer & Whitney, 2014; Liberman et al., 2014; Manassi et al., 2017)。Fischer和Whitney (2014)將序列依賴的時間與空間調(diào)諧區(qū)域稱之為“連續(xù)場” (continuity field), 并基于連續(xù)場來解釋序列依賴效應(yīng)的起源。根據(jù)該理論, 連續(xù)場是一種隨時間增加對空間鄰近刺激的表征進(jìn)行平滑整合的時空調(diào)諧算子。在特定的時空范圍內(nèi)(即連續(xù)場內(nèi)), 刺激表征沿空間維度和時間維度發(fā)生整合。這種整合的實質(zhì)就在于, 連續(xù)場內(nèi), 先前的感覺輸入會改變感覺神經(jīng)元的缺省編碼屬性, 從而扭曲了當(dāng)前的感覺編碼, 導(dǎo)致當(dāng)前刺激表征向先前編碼方向的漂移——即出現(xiàn)序列依賴。

除了時間空間調(diào)諧性, 支持序列依賴效應(yīng)源于感知階段——即連續(xù)場理論的證據(jù)還有很多。首先是刺激相似性對于序列依賴的影響。眾多證據(jù)表明序列依賴在相似的連續(xù)刺激中更強(qiáng)。這點能夠很好的用感知效應(yīng)來解釋：相似的刺激更容易產(chǎn)生感知整合, 進(jìn)而發(fā)生反應(yīng)偏移。其次, 有研究發(fā)現(xiàn), 在不需要行為響應(yīng)時, 序列依賴效應(yīng)依然存在(Fornaciai & Park, 2018a)。特別是, 一些研究者通過巧妙的實驗設(shè)計, 對行為反應(yīng)和感知覺編碼加以分離。在排除反應(yīng)與決策的影響后, 研究者發(fā)現(xiàn)序列依賴可以單純基于感知發(fā)生——既不論前后試次反應(yīng)方式的異同(Cicchini et al., 2017; Rafiei et al., 2021), 也不論行為反應(yīng)發(fā)生與否, 或是否正確(St John-Saaltink et al., 2016)。此外, 值得一提的是, 導(dǎo)致序列依賴效應(yīng)的不是先前的刺激輸入本身, 而是我們對于先前刺激的感知(St John-Saaltink et al., 2016; Zhang & Alais, 2020), 這進(jìn)一步反映出感知成分在序列依賴效應(yīng)中的重要性。

4.2 基于“條件性”感知的序列依賴——高級神經(jīng)反饋信號的貢獻(xiàn)

盡管序列依賴的生成階段性還在爭議中, 但不能否認(rèn)的是, 在感知階段確實存在序列依賴的證據(jù)。這些證據(jù)有兩個可能的指向, 一種是序列依賴效應(yīng)是單純的發(fā)生在感知階段的過程, 這正是連續(xù)場理論所描述的; 另一種是序列依賴效應(yīng)雖然最后作用在感知階段, 但這一過程受制于更高水平的神經(jīng)反饋信號的調(diào)節(jié)(Fornaciai & Park, 2019b)——即基于感知的序列依賴具有‘條件性’, 不能脫離更高水平的反饋信息。

Fornaciai和Park (2019b)利用后向掩蔽來抑制高水平加工對早期感知覺的反饋信號。其研究結(jié)果表明, 這種條件下無法產(chǎn)生序列依賴效應(yīng)。這說明序列依賴效應(yīng)不但需要視覺感知, 還需要來自大腦高級區(qū)域?qū)σ曈X感知的反饋信號(Fornaciai & Park, 2019b)。對此, Cicchini.等人(2021)最新的研究成果從另一個角度給出證據(jù)。他們發(fā)現(xiàn)：序列依賴效應(yīng)源于先前刺激的高級表征結(jié)果以反饋方式作用到當(dāng)前刺激的早期(而非晚期)感覺加工階段。換句話說, 前一個刺激的知覺后高水平加工過程影響了當(dāng)前刺激的早期知覺加工。目前, 研究者尚無法就序列依賴到底是基于‘純粹’感知還是‘條件性’感知得出清晰結(jié)論。但是, 一個值得注意的研究動向是：基于‘條件性’感知的序列依賴實際上將序列依賴效應(yīng)的起源問題進(jìn)一步分解為兩個方面——分別對應(yīng)不同認(rèn)知加工階段的效應(yīng)來源(source)和效應(yīng)作用點(the site of action)。這個最新的思路實際上提出了對序列依賴效應(yīng)的加工機(jī)制進(jìn)行說明的一種更為精細(xì)的方法——即序列依賴起始于前一刺激的知覺階段還是知覺后階段, 以及它是在早期還是在晚期影響當(dāng)前刺激的加工。

4.3 基于感知后(post-perceptual)加工的序列依賴

近年來, 越來越多無法用“感知覺效應(yīng)”解釋的序列依賴特征不斷涌現(xiàn)。首先, 吸引性序列依賴受到基于特征的注意調(diào)節(jié)(Fritsche & de Lange, 2019), 這說明序列依賴不僅是低水平的感知現(xiàn)象。其次, 雙眼范式的研究表明, 序列依賴發(fā)生在雙眼刺激合并后的階段(Fornaciai & Park, 2018b; Kim et al., 2020), 而不是早期感知覺階段。第三, 近期實驗證據(jù)表明, 序列依賴不僅僅是一種感知覺效應(yīng), 而是發(fā)生在刺激特征已經(jīng)被整合過的后期加工階段。例如, Ceylan等人(2021)發(fā)現(xiàn), 基于朝向的序列依賴效應(yīng)可以跨越空間頻率, 甚至跨越刺激類型發(fā)生; Fornaciai和Park (2019a)發(fā)現(xiàn), 基于數(shù)量的序列依賴效應(yīng)可以跨刺激格式發(fā)生; 而Liberman等人(2014)則發(fā)現(xiàn)基于面孔身份識別的序列依賴效應(yīng)可以跨視角發(fā)生(說明該效應(yīng)與低級視覺特征無關(guān), 而是作用在更高級的“身份”表征水平)。第四, 最新的一些研究則在明確控制決策變量的情況下, 發(fā)現(xiàn)序列依賴效應(yīng)需要決策等感知后加工過程的參與, 僅僅靠感知編碼并不夠(Bae & Luck, 2020; Pascucci & Plomp, 2021)。最后, 吸引性序列依賴效應(yīng)與負(fù)性排斥效應(yīng)的共存(Bliss et al., 2017; Czoschke et al., 2019), 以及兩者在時空調(diào)諧和注意調(diào)節(jié)上的分離, 無法同時被“連續(xù)場”理論兼容。以上源于注意調(diào)節(jié)、雙眼競爭、加工整合、決策依賴和排斥效應(yīng)幾方面的實驗證據(jù)均支持序列依賴源于較高層次的知覺后處理階段。研究者們陸續(xù)發(fā)現(xiàn)感知后的工作記憶和決策兩階段在序列依賴中扮演重要角色, 并據(jù)此相繼提出基于工作記憶和基于決策的序列依賴效應(yīng)的感知后模型。

4.3.1 基于工作記憶偏差的序列依賴

以往許多序列依賴效應(yīng)的研究中都沒有排除工作記憶的參與。一些研究發(fā)現(xiàn)在延長當(dāng)前刺激和行為反應(yīng)之間的間隔后, 序列依賴效應(yīng)也會相應(yīng)增強(qiáng)。這表明序列依賴效應(yīng)的作用階段是晚期認(rèn)知加工的工作記憶(而不是早期感知覺)。更具體來講, 工作記憶中的動態(tài)偏差可能是序列依賴效應(yīng)中偏差的潛在來源(Bliss et al., 2017; Fritsche et al., 2017; Papadimitriou et al., 2017)。當(dāng)響應(yīng)時間為零——即無工作記憶表征維護(hù)條件下, 不但不會發(fā)生吸引性序列依賴, 還會出現(xiàn)排斥性負(fù)后效應(yīng)(Bliss et al., 2017)。當(dāng)然, 利用延長響應(yīng)時間范式所得結(jié)論還有待商榷。Manassi等人(2018)認(rèn)為Bliss等研究者在延遲時間為零(即立即響應(yīng)）條件下得到的排斥性負(fù)后效應(yīng)是源于刺激的對比度過高, 目標(biāo)過于突顯。當(dāng)采用低對比度(4% Michelson對比度)的光柵刺激重復(fù)Bliss等人實驗后, 得到吸引性序列依賴效應(yīng)。據(jù)此, Manassi等人(2018)指出該范式中決定歷史效應(yīng)方向和強(qiáng)度的關(guān)鍵因素是亮度對比度(或者更一般的不確定性), 而不是延遲時間本身。

近期的一項研究從另一個角度為序列依賴效應(yīng)是否基于工作記憶偏差提供了新思路。與傳統(tǒng)研究范式不同, Fornaciai和Park (2020a)要求被試同時記憶三幀刺激, 并檢驗記憶干擾是否是生成序列依賴的充分條件。他們發(fā)現(xiàn), 存在完全基于記憶干擾的序列依賴效應(yīng), 且該效應(yīng)是雙向的(對于儲存在記憶中的一系列刺激, 序列依賴效應(yīng)不一定是傳統(tǒng)的前一個對后一個的影響, 也可能是后面刺激造成前面刺激的加工偏移)?？傮w來講, 該研究為基于工作記憶偏差的序列依賴提供了有力的實驗證據(jù)。

4.3.2 基于決策模板的序列依賴

在近期一項研究中, Ceylan等人(2021)提出基于決策的序列依賴模型——序列依賴效應(yīng)是發(fā)生在相對高層次的決策階段的偏差。先前刺激通過改變 “決策”單元的讀出(一組權(quán)重, 用于從低水平的感覺神經(jīng)元群體活動中形成最終知覺表征)來影響當(dāng)前刺激的感覺活動解碼。也就是說, 過去知覺決策的痕跡(“決策模板”)會因?qū)ο惹按碳さ臎Q策加工而改變, 從而調(diào)節(jié)當(dāng)前刺激的知覺表征。

與“決策模板”理論一致, 當(dāng)把決策作為變量納入序列依賴效應(yīng)的分析后, 研究發(fā)現(xiàn), 對刺激的決策是比刺激本身更為有效的預(yù)測因子(Pascucci et al., 2019; St John-Saaltink et al., 2016)。還有一些研究通過巧妙的實驗設(shè)計和數(shù)據(jù)分析方法, 將刺激, 決策與行為反應(yīng)這三因素對序列依賴的貢獻(xiàn)分開, 并發(fā)現(xiàn)刺激和決策均能產(chǎn)生較為穩(wěn)定的序列依賴效應(yīng)(Cicchini et al., 2017; Fründ et al., 2014)。然而, 純粹來自行為反應(yīng)的序列依賴并沒有得到一致性證實, 甚至有研究發(fā)現(xiàn)行為反應(yīng)實際上產(chǎn)生排斥性負(fù)后效應(yīng)(Zhang & Alais, 2020)。

4.4 基于感知?決策級聯(lián)的序列依賴

來自不同加工階段的實驗證據(jù)令研究者們意識到, 序列依賴效應(yīng)可能并非一種單一加工機(jī)制現(xiàn)象, 也不是某個單一神經(jīng)過程的副產(chǎn)品, 而更可能源于多個加工階段, 具有多種成分。Pascucci等人(2019)提出了基于感知?決策級聯(lián)的序列依賴?yán)碚?。該理論?qiáng)調(diào)在早期感知層面會產(chǎn)生類似適應(yīng)現(xiàn)象的排斥性負(fù)后效應(yīng), 該排斥效應(yīng)基于感覺神經(jīng)元的群集編碼; 而在較晚的決策層面則產(chǎn)生吸引性的序列依賴效應(yīng), 該吸引效應(yīng)源于決策模板影響當(dāng)前刺激的感覺活動解碼。這兩種效應(yīng)雖然具有截然不同的功能機(jī)制, 作用于不同加工階段, 但兩者依序整合(級聯(lián), concatenated), 組成序列依賴效應(yīng)的一種層級結(jié)構(gòu)(hierarchical structure)。因此, 該理論也被稱為序列依賴的雙加工模型(Two-process model of serial dependence)。有研究者提出, 序列依賴中的這兩個成分可能具有完全不同的功能：排斥性負(fù)后效應(yīng)專注于感知上的“隔離(Segregation)”, 以幫助視知覺更加敏感地捕捉輸入變化、保持客體的感知獨立性與細(xì)節(jié)(Sharp et al., 2019); 相應(yīng)的吸引性序列依賴效應(yīng)則專注于通過“整合(Integration)”時間和空間上相近的輸入以減少噪聲(Cicchini et al., 2017)。

4.5 序列依賴效應(yīng)的神經(jīng)機(jī)制研究

目前對于序列依賴效應(yīng)認(rèn)知加工機(jī)制的研究大部分是基于行為實驗結(jié)果做出的推測。已有的一些理論觀點和認(rèn)知模型需要進(jìn)一步與來自認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的實驗證據(jù)相佐證。近年來, 研究者從序列依賴效應(yīng)的神經(jīng)機(jī)制角度入手, 為該效應(yīng)的一些認(rèn)知模型提供了來自不同加工階段神經(jīng)信號的直接證據(jù)。

首先, 腦電研究為基于感知的序列依賴效應(yīng)提供了實驗證據(jù)。例如, Fornaciai和Park (2018a)讓被試被動觀看數(shù)量刺激, 然后分析不同數(shù)量刺激引發(fā)的視覺誘發(fā)電位。其結(jié)果表明, 即使在沒有明確任務(wù)或任何行為相關(guān)性的情況下, 先前刺激的數(shù)值大小也會以吸引方式系統(tǒng)誘發(fā)對當(dāng)前刺激的偏差。這種影響無法歸因于決策過程, 只能用知覺水平上的偏差來解釋。此外, 腦電研究發(fā)現(xiàn), 在刺激早期就已經(jīng)出現(xiàn)受先前刺激影響的大腦電生理反應(yīng), 表明序列依賴始于知覺加工的初期(Fornaciai & Park, 2018a, 2020b)。同樣St John-Saaltink等人(2016)在被試進(jìn)行朝向迫選任務(wù)的同時, 利用fMRI記錄視皮層活動模式, 并發(fā)現(xiàn)在早期感覺表征水平上, 存在先前感知所施加的吸引性偏差。

其次, 一些研究(Trapp et al., 2021; Pascucci et al., 2019)從神經(jīng)元突觸可塑性(synaptic plasticity)的角度來解釋序列依賴效應(yīng)的神經(jīng)機(jī)制。例如, Pascucci等人(2019)認(rèn)為序列依賴雙加工模型的神經(jīng)基礎(chǔ)就建立在功能不同的雙層神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)上：第一層為輸入層(input layer), 其中的神經(jīng)元選擇性地對基本視覺屬性進(jìn)行群編碼, 第二層為讀出層(readout layer), 其中的神經(jīng)元對輸入層的信號進(jìn)行解碼。由于兩層神經(jīng)元之間的突觸連接(synaptic connections)具有短時程的可塑性(short- term plasticity)以及權(quán)重的緩慢衰退性(slowly decaying weights), 導(dǎo)致序列感覺信號解碼中出現(xiàn)慣性(inertia)特征——從而帶來序列依賴效應(yīng)。此類序列依賴效應(yīng)的神經(jīng)生理基礎(chǔ)就是近期事件(包括先前刺激和相關(guān)決策)導(dǎo)致的暫時性突觸痕跡(temporary synaptic traces)。以上解釋與神經(jīng)電生理研究中決策的突觸可塑性解釋(Wang, 2008)具有一致性。

此外, 一些研究為基于短時記憶/工作記憶干擾的序列依賴提供了認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的實驗證據(jù)。 Fornaciai和Park (2020b)利用“活動?靜默(activity- silent)”工作記憶再激活的技術(shù)和神經(jīng)解碼分析方法, 發(fā)現(xiàn)先前試次的神經(jīng)活動可以在知覺之后被儲存并保持相對較長的時間; 當(dāng)前試次的新感覺脈沖會“重新點燃” (“reignite”)處于靜默狀態(tài)的過往神經(jīng)活動, 并以類似“回聲” (“echo”)方式作用到當(dāng)前感覺信息的加工上。Stein等人(2020)發(fā)現(xiàn)兩類腦損傷(anti-NMDAR腦炎和精神分裂癥)患者基于工作記憶的序列依賴效應(yīng)的強(qiáng)度顯著小于正常人, 盡管他們的工作記憶精度(precision)與常人無異。近期的另一項研究中, de Azevedo Neto和Bartels (2021)在沒有任何任務(wù)的試次間隙對背側(cè)前運動皮層施加經(jīng)顱磁刺激(TMS)噪音干擾。他們發(fā)現(xiàn), 該干擾雖然沒有降低前后試次的視覺運動表現(xiàn), 卻顯著降低了試次間序列依賴效應(yīng)的大小。這表明, 在此研究所使用的視覺運動任務(wù)中, 前運動區(qū)參與將先前試次信息轉(zhuǎn)入記憶模塊, 且被存儲的先前試次信息是序列依賴效應(yīng)的重要來源?？傊? 以上研究均提示序列依賴效應(yīng)與短時記憶/工作記憶具有密切聯(lián)系。

5 序列依賴效應(yīng)的適應(yīng)意義和數(shù)學(xué)模型研究

由于頭部和眼睛的移動、物體遮擋、光線變化等因素, 視覺輸入通常是嘈雜、動態(tài)和不穩(wěn)定的, 但我們的主觀視覺感知卻能夠保持不間斷的穩(wěn)定性。從被提出起, 序列依賴效應(yīng)就被認(rèn)為代表了一種實現(xiàn)視覺加工穩(wěn)定性的機(jī)制, 該機(jī)制通過沿時間維度整合視覺輸入來促進(jìn)穩(wěn)定性(Cicchini et al., 2014; Fischer & Whitney, 2014)。盡管有關(guān)序列依賴加工機(jī)制的具體理論解釋眾說紛紜, 但不論序列依賴到底起源于感知覺還是知覺后的記憶或決策階段, 其最后導(dǎo)致的行為結(jié)果——即連續(xù)刺激間的偏移性影響, 的確能夠保持視覺加工的穩(wěn)定性和連續(xù)性。這種穩(wěn)定性和連續(xù)性也使得序列依賴效應(yīng)與其他視覺加工過程建立直接關(guān)聯(lián)。例如, 有研究表明, 當(dāng)視野存在對客體的遮擋物時, 序列依賴效應(yīng)有助于提升運動刺激加工中的客體穩(wěn)定性和連貫性(Liberman et al., 2016)。面孔相關(guān)的研究也證明序列依賴效應(yīng)有助于被試的身份識別能力(Turbett et al., 2019)和情緒感知能力(Mei et al., 2019)。從進(jìn)化的角度來看, 序列依賴效應(yīng)的功能是適應(yīng)外界環(huán)境所需的。各個時刻的視覺輸入通常非常相似(Liberman et al., 2016), 而自然視覺統(tǒng)計數(shù)據(jù)以緩慢變化的成分為主(Ruderman & Bialek, 1994)。因此, 結(jié)合當(dāng)前刺激感知與歷史刺激感知的加權(quán)平均能有效減弱感官輸入中的噪音成分, 以維持感知的穩(wěn)定性和節(jié)約認(rèn)知加工資源。

近年來, 有研究者從數(shù)學(xué)模型的角度對序列依賴效應(yīng)的適應(yīng)意義(包括平滑視覺噪音、節(jié)約感知覺資源、甚至加快反應(yīng))加以研究。例如, Kalm和Norris (2018)和Cicchini等人(2017, 2018)利用貝葉斯模型來對序列依賴效應(yīng)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模。根據(jù)貝葉斯模型, 觀察者借助整合當(dāng)前感覺輸入和長期生活經(jīng)驗獲得的先驗知識(prior knowledge)來不斷修正對視覺輸入變化的預(yù)測。Kalm和Norris (2018)通過對心理物理實驗數(shù)據(jù)的模型擬合驗證了先驗知識的重要性。他們發(fā)現(xiàn), 相比較只考慮當(dāng)前數(shù)據(jù)的過濾器模型或結(jié)合了單一先前試次刺激與當(dāng)前數(shù)據(jù)的自然先驗?zāi)Ｐ? 包含了多個先前試次刺激信息的混合模型最符合序列依賴效應(yīng)的各個特征。Cicchini等人(2017, 2018)利用理想觀測者模型(“ideal-observer model”)對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行建模, 發(fā)現(xiàn)過去信息的權(quán)重隨著平均刺激的感覺噪聲而增加, 并且與過去和當(dāng)前刺激之間的差異成反比。以上建立在貝葉斯數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上的發(fā)現(xiàn)與“預(yù)測編碼” (predictive coding)理論(Huang & Rao, 2011)相契合。根據(jù)“預(yù)測編碼”理論, 在每一個神經(jīng)階段都存在上一個刺激編碼(作為先驗經(jīng)驗)對下一個刺激編碼產(chǎn)生“預(yù)測性”影響, 而神經(jīng)響應(yīng)最終所反映出來的是多個階段共同作用的綜合結(jié)果(Huang & Rao, 2011)。因此, “預(yù)測編碼”理論有可能為反映在多個認(rèn)知加工階段上的序列依賴效應(yīng)的數(shù)學(xué)模型研究提供進(jìn)一步拓展思路(Cicchini et al., 2021)。此外, Cicchini等人(2018)的數(shù)學(xué)模型研究預(yù)測, 當(dāng)序列依賴增強(qiáng)時, 不但刺激復(fù)制任務(wù)的誤差降低, 反應(yīng)時間也應(yīng)該變快。不過, 序列依賴中的反應(yīng)加快并沒有被大多數(shù)實驗研究捕捉到, 具體原因還需進(jìn)一步探究。

6 總結(jié)和展望

綜上所述, 序列依賴效應(yīng)的研究已經(jīng)取得了諸多進(jìn)展：研究者們已經(jīng)在視覺加工的各個層面(既包括朝向、空間位置、數(shù)量等低級特征, 也包括身份、吸引力、美感等高級屬性)發(fā)現(xiàn)該效應(yīng)的蹤跡。該效應(yīng)有著不同于以往其他歷史效應(yīng)的鮮明特征, 并受到包括注意調(diào)控、刺激特征調(diào)控、感覺不確定性調(diào)控、時間和空間調(diào)諧屬性等諸多因素的影響。其來源極為復(fù)雜(包括感覺編碼、高級皮層的反饋調(diào)節(jié)、工作記憶、決策模板、感知與決策的級聯(lián)等), 反映出不同層次的過往加工痕跡向當(dāng)前認(rèn)知的投射。然而, 當(dāng)前關(guān)于序列依賴效應(yīng)的研究仍存在較大可拓展空間, 未來相關(guān)研究可在如下幾個方向上深入開展。

第一, 多管齊下、合力解決序列依賴效應(yīng)的起源問題。目前序列依賴效應(yīng)的起源尚未明確, 在感知、記憶、決策和反應(yīng)中都存在種種證據(jù), 對這一核心問題的探索依然是未來研究的首要任務(wù)。為此, 研究者們可能需要從以下兩方面合力做出突破。

一方面, 需要通過實驗范式和數(shù)據(jù)分析方法的創(chuàng)新, 進(jìn)一步將不同認(rèn)知加工階段分離開。典型的知覺研究范式中, 感知、決策和反應(yīng)通常相互混淆。雖然通過實驗控制可以做到一定程度的分離。例如, St John-Saaltink等人(2016)通過對被試的響應(yīng)正確率進(jìn)行滴定, 實現(xiàn)試次中感知和決策的分離; 再如Cicchini等人(2017)利用另一種完全不同的方式來達(dá)到感知與決策的分離。但是, 這些分離均并不徹底, 往往只分離了其中一種, 或只是試圖將某一過程的參與度減少。未來研究需要廣泛借鑒和使用其他領(lǐng)域的巧妙方法和成熟研究范式, 借以實現(xiàn)對認(rèn)知加工階段的徹底分離和對序列依賴效應(yīng)起源的探索。近期的一些相關(guān)嘗試值得注意, 包括Cicchini等人(2021)利用視錯覺探究序列依賴效應(yīng)的來源和作用階段; Rafiei等人(2021)利用視覺搜索范式實現(xiàn)注意和未被注意刺激效應(yīng)的分離; 以及兩個研究(Fornaciai & Park, 2018b; Kim et al., 2020)通過雙眼競爭范式探究序列依賴效應(yīng)的發(fā)生階段等。

另一方面, 未來研究亟待進(jìn)一步結(jié)合認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)技術(shù), 就序列依賴效應(yīng)的起源獲得關(guān)鍵性實驗證據(jù)。盡管研究者已經(jīng)就序列依賴的神經(jīng)機(jī)制獲得一些進(jìn)展, 例如, Fornaciai和Park (2018a)借助視覺誘發(fā)電位(VEP), St John-Saaltink等人(2016)借助fMRI, Papadimitriou等人(2017)借助細(xì)胞電活動記錄, 分別研究了了序列依賴背后的神經(jīng)基礎(chǔ); 然而, 從文獻(xiàn)分布角度看, 使用認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)技術(shù)探索序列依賴的研究目前所占比例非常小, 絕大多數(shù)研究均采用行為和心理物理學(xué)方法, 因而不能夠就諸如序列依賴效應(yīng)的起源和不同加工階段的各自特征等問題給予神經(jīng)層面的直接證據(jù), 也不能夠探討一些行為實驗無法解決的問題, 例如, 序列依賴效應(yīng)在不同認(rèn)知加工階段時間點上的發(fā)展與演化軌跡等。

第二, 深入拓展序列依賴效應(yīng)的影響因素及實現(xiàn)精細(xì)化實驗操縱。隨著有關(guān)序列依賴的研究不斷增長, 研究者們發(fā)現(xiàn)越來越多對該效應(yīng)產(chǎn)生影響的變量, 除了被較廣泛研究的注意、時間空間調(diào)諧等, 還包括刺激范圍、刺激不確定性、刺激靜態(tài)和動態(tài)特征、被試注意力控制、被試信心等。這些因素如何影響序列依賴效應(yīng), 還需要更加細(xì)致的探究, 例如, Collins (2019)在以往研究空間位置調(diào)控序列依賴的基礎(chǔ)上, 進(jìn)一步探索出該調(diào)控效應(yīng)是基于視網(wǎng)膜坐標(biāo)(Retinotopic coordinate, 即刺激投射在視網(wǎng)膜上的相對位置), 而不是基于刺激的外部空間坐標(biāo)(Spatiotopic coordinate, 即刺激在外部空間的絕對位置)。類似的可擴(kuò)展問題還包括：序列依賴效應(yīng)能夠泛化到哪些刺激類型中？不同類型刺激的序列依賴效應(yīng)在時間和空間調(diào)諧的范圍具體多大？刺激在多大的差異下會由序列依賴效應(yīng)轉(zhuǎn)為短時程的排斥性適應(yīng)效應(yīng)？客體注意和特征注意對序列依賴效應(yīng)的影響具有哪些共性和差異等？

第三, 進(jìn)一步探索序列依賴效應(yīng)的個體差異問題。先前研究就序列依賴是否存在個體差異得到不一致的結(jié)果, 部分知覺決策(perceptual decision)的研究觀察到存在于序列依賴效應(yīng)的強(qiáng)度、廣度甚至是方向上的顯著個體差存(Braun et al., 2018; Fründ et al., 2014); 而其他研究則在被試間發(fā)現(xiàn)較為一致的結(jié)果(Fischer & Whitney, 2014)。如果這些研究中個體差異的來源是實驗控制, 這就意味著, 未來研究中, 研究者必須在實驗控制上更加謹(jǐn)慎。需要精細(xì)控制目前已知的調(diào)控序列依賴效應(yīng)的各種變量(例如, 空間坐標(biāo)系選擇、刺激對比度、刺激空間位置差異等), 并需要考慮更多未知的影響因素。另一方面, 如果個體差異的來源不限于實驗控制, 那么, 個體差異的研究也可以為我們深入了解序列依賴效應(yīng)的機(jī)制與功能打開了一扇窗口。例如, 有研究在個體水平發(fā)現(xiàn), 基于面孔身份識別的序列依賴效應(yīng)的大小與個體的面孔身份識別能力之間存在顯著相關(guān), 表明序列依賴效應(yīng)廣泛參與了對人類面孔的編碼與再認(rèn)(Turbett et al., 2019; Turbett et al., 2021)。

第四, 高度重視序列依賴效應(yīng)對心理實驗設(shè)計的影響。從方法學(xué)角度看, 序列依賴的發(fā)現(xiàn)給我們帶來了如下的沖擊和啟示：未來任何涉及到連續(xù)刺激的心理實驗設(shè)計, 都不得不考慮前后刺激間可能存在的序列依賴的潛在影響。這里前后刺激的時間跨度非常廣泛, 既可能是在同一試次內(nèi)的幾百毫秒水平(Fornaciai & Park, 2019a); 也可能是在相鄰試次間的幾秒水平(Ceylan et al., 2021)。因此, 一方面, 在未來實驗范式的設(shè)計和實驗結(jié)果的討論中, 研究者將不得不把序列依賴列為一個可以和啟動、適應(yīng)等因素并列的, 可能影響實驗效度和實驗結(jié)果解釋的重要變量, 并實施相應(yīng)的實驗控制和必要討論。另一方面, 鑒于序列依賴廣泛存在于視覺加工的各個層面(從朝向、空間位置、數(shù)量等低級特征到身份、吸引力、美感等高級屬性), 在過往涉及連續(xù)刺激加工的大量心理學(xué)范式(例如, 涉及連續(xù)呈現(xiàn)刺激的審美判斷、面孔識別、數(shù)量識別和算術(shù)運算等的研究)中, 序列依賴效應(yīng)是否存在, 如存在扮演何種角色等, 都值得研究者重新思考和開展必要回溯研究。

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Serial dependence effect: A novel “history effect”

LIU Wang-Juan, DING Xian-Feng, CHENG Xiao-Rong, FAN Zhao

(Key Laboratory of Adolescent Cyberpsychology and Behavior (CCNU), Ministry of Education; Key Laboratory of Human Development and Mental Health of Hubei Province; School of Psychology, Central China Normal University (CCNU), Wuhan 430079, China)

A novel “History effect”, i.e., the Serial Dependence Effect (SDE), was introduced into vision research since 2014. The SDE is an attractive bias in cognitive processing, referring to the phenomenon that the representation of a current stimulus is pulled toward the stimuli presented moments ago. Serial dependence has been observed in many substrates of visual processing, spanning from low-level features, such as orientation, spatial location, and numerosity, to high-level attributes, such as identity, attractiveness, and aesthetic judgment. Recent studies have revealed profound origins for this effect, including sensory coding, feedback regulation of high-level cortex, working memory, decision template, cascade of perception and decision, etc., which reflect projections of recent processing traces to current cognition from different levels. Abundant progress has been made on typical characteristics, modulating factors, cognitive and neural mechanisms, and theoretical explanations of the serial dependence effect. However, there are still many contradictions and ongoing debates that need to be explored and clarified by future researches.

serial dependence effect, cognitive and neural mechanisms, perception, memory, decision

B842

2021-08-31

*國家社會科學(xué)基金教育學(xué)一般課題“兒童‘體力/認(rèn)知權(quán)衡’能力：心理加工機(jī)制及其干預(yù)研究” (BBA2100 36)資助。

程曉榮, E-mail: x.cheng@ccnu.edu.cn;

范炤, E-mail: z.fan@ccnu.edu.cn