返回抑制对空间Stroop效应的影响

付 佳 张 明

摘要联合空间cue-target范式和空间Stroop任务，考察了空间注意在解决空间Stroop效应中所起的作用。结果表明：(1)与空间Stroop刺激出现在非线索化位置相比，出现在线索化位置上时，被试对位置和空间维度不一致试验的反应更快，且空间Stroop的量显著减少；(2)返回抑制影响空间Stroop效应量的大小，返回抑制对非空间Stroop效应量的调节和对空间Stroop效应量的调节有所不同，无论一致条件，还是不一致条件下，对空间Stroop反应的反应速度要快于非空间Stroop。

关键词空间注意，返回抑制，空间Stroop效应。

分类号B842.3

1引言

人类的视觉注意允许人们从大量的视觉输入中选择与当前行为相关的信息。而对无关刺激进行抑制。因此抑制是注意研究的一个重要部分。而对返回抑制(inhibition of return，IOR)的研究则是近年来注意研究的一个热点问题。

经典的产生返回抑制的范式(也称作cue-tar-get范式)为，外周非信息线索(uninformative pe-ripheral cue)出现在靶子(target)之前的空间两个位置之一，在短暂的线索和靶子间隔后，对出现在线索化位置的靶子检测的速度要快于对在非线索化的位置，这种易化被认为是对线索化位置的反射性的注意转换，促进了随后对靶子的加工。然而，这种模式在长的线索和靶子的时间间隔后发生了反转，对出现在线索化位置靶子的检测速度要比对非线索化位置的靶子的检测慢，最早由Posner和Co-hen把这种反应时变慢的现象称之为返回抑制现象。并用线索化位置与非线索化位置上刺激的反应时之差作为返回抑制大小的度量。

关于IOR的机制问题，长期以来一直存在争论：Posner等最早提出的注意说认为，10R的实质在于注意在返回先前注意过的位置时会受到抑制，实际是把IOR看成注意的一种特性。Klein等提出的反应偏向说则指出，IOR反映了被试在反应上的偏向。被试对呈现于线索化位置的刺激的反应会受到抑制，该观点认为10R是运动反应系统的一种属性，与注意无关。而IOR抑制标签机制(in-hibitory tagging，IT)，被用来解释刺激和反应选择加工的分离。Fuentes等人联合IOR范式和语义启动、nanker干扰效应、颜色Stroop效应时，发现了一个有趣的结果：这些效应在线索化位置发生了反转。如：Vivas等人联合10R范式和颜色stroop任务，结果发现，Stroop干扰量的大小根据stroop颜色词是否出现在线索化位置还是非线索化位置而不同，当刺激出现在线索化位置时，Stroop效应减少或者消失。这是由于抑制标签在短时间内影响了刺激一反应的编码(stimulus-responsecode)，对刺激单词词义的反应要快于对刺激的颜色反应。由于暂时的分离了刺激的反应编码，阻止了不一致单词的词义的反应和对颜色命名反应之间的竞争，从而减少了Stroop的干扰效应。

Chen等人在一项考察返回抑制和Stroop干扰冲突的研究中发现。当干扰出现在线索化位置的时候，只有左侧的背外侧前额叶皮层(left dotsaflateral prefrontal cortex)被激活。而Zhou利用fMRI考察空间IOR和非空间IOR的神经机制时发现，长SOA条件下(产生IOR条件)对比短SOA条件下(易化条件)，空间线索激活双侧前顶叶皮层，但是在颜色IOR中却没有发现。并且只在颜色IOR中发现了前额叶皮层的激活，这两项研究可以说明空间IOR和非IOR有着不同的加工机制。那么，在cue-target范式中，注意对空间信息加工和非空间信息加工也有可能不同。此外，Giesbrecht的研究也表明。注意选择对空间信息加工更多激活的是额顶叶网络([fontal-parietal net-work)。因此，本研究推测，在空间范式中，返回抑制对空间刺激和非空间刺激的加工可能不同。

综上所述，IOR是如何调节空间Stroop干扰效应的?在cue-tager范式中，IOR对空间Stroop干扰刺激的调节和对非空间Stroop刺激(例如：颜色命名)是否相同?本研究将联合cue-target范式和空间Stroop干扰范式，来考察IOR对空间Stroop效应的影响。空间Stroop效应在线索化位置是否会发生减少?如果减少，是由于外源性线索引发的，还是由于返回抑制中的抑制标签起作用?此外，本研究将利用实验所得结果与在颜色Stroop中得到的结果进行比较，从而进一步了解注意的空间认知加工的机制。

2方法

2.1被试

随机选取本科生16名参加实验，男生6名，女生10名。年龄19～25岁，视力或矫正视力正常，所有的被试都是右利手。以前没有参加过同类实验。

2.2实验材料

实验程序在Lenovo启天6200型微型计算机上运行，显示器为15英寸Lenovo屏幕，分辨率为1024～768，刷新频率为80Hz。实验程序用心理学实验专用开发软件E-prime(vision 1.1 sp3)编制而成，在Windows XP操作系统上运行，要求被试分别将左、右手的食指置于电脑键盘上的“X”、“M”键上用于反应，被试眼睛离屏幕大约60cm，实验在微暗的环境下个别进行，屏幕背景色为黑色。

实验材料为3个0.21cm×0.23em，厚度为0.04cm的灰色方框，2个外周方框边缘距离注视点0.25cm，代表了靶子刺激可能出现的空间位置，一个灰色方框位于屏幕中央；靶子刺激为0.11cm×0.13cm，水平视角为2.8°垂直视角为1.5°的白色箭头，用于指向“左或者右”，呈现在外周的某一方框的中央；中央线索化刺激为直径0.3cm，视角为0.5°的灰色小圆点；中央注视点为一个“+”号，呈现在中央的灰色方框中。

2.3实验设计

采用2×2被试内实验设计，自变量为空间一致性和线索有效性。空间一致性包含两个水平，一致条件：箭头所指方向和其所在空间位置相同；不一致条件：箭头所指方向和其所在空间位置不同；而线索一靶子关系分为：有效线索化条件为靶子刺激出现在线索化位置上，无效线索化条件为靶子刺激出现在非线索化位置上。因变量为被试对靶子反应的反应时。

2.4实验程序

实验的流程为：(1)在每一次测试的开始在屏幕上同时呈现两个外周方框和注视点500ms：(2)随机选取某个外周方框(左或右)变成白色方块(外周线索化，为了提示靶子可能出现在空间位置)50ms后又复原；(3)外周刺激消失200ms后，中央注视点开始变成灰色圆点200ms，即中央

线索化，它使得注意离开外周方框回到中央注视点；(4)随后在某个随机选定的外周方框中央呈现靶子刺激(指向左“←”或者指向右“→”的箭头)。要求被试在看到靶子刺激后，既快又准确的对目标刺激作出反应。当箭头方向指向左侧时，被试用左手的食指按键盘上的“X”键，当箭头方向指向右侧时，被试用右手的食指按键盘上的“M”键，忽略箭头刺激所在的空间位置。外周线索出现在注视点的左右的概率是相等的，对靶子出现的位置是没有预测性的。在所有条件下，箭头的指向(左或右)也是相等的概率。在实验中，箭头所在的空间位置是与任务无关的，被试不必注意这个信息。要求被试在看到目标刺激出现后尽可能快和准确的按键进行反应。在实验的进行过程中，被试需要保持眼睛在中央注视点，不要上下左右动。如果被试的反应错误，将听见一个白噪音作为反馈，如果被试在1000ms之内没有进行反应，屏幕上的内容将消失，直接进入下一个测试。完成一次测试后间隔1000ms开始下一次测试。

每个被试接受2x2种处理水平的结合，每种条件有40次测试。在正式实验前每个被试进行30次测试的练习后按任意键开始正式实验，每组包括40次有效测试，组内所有测试混合随机呈现。每组测试后休息1.5-3分钟，整个实验过程约30分钟。将实验结果中小于100ms或大于1000ms的反应时数据当作错误反应处理。在实验中准确率小于70％的数据被剔除掉。

3结果与分析

删除了反应时慢于1000ms(占0.5％)和快于100ms(占0.03％)的数据，以及反应错误的数据(占6.3％)。对平均反应时和反应正确率进行数据分析，结果见表1。

表1所显示的是在不同实验条件下反应时的平均数和错误百分率。方差分析结果表明，线索有效性主效应显著，F(1,15)=31.18，MSe=467.82，p<0.001。说明出现在线索化位置的反应要慢于在非线索化位置的反应。出现了IOR效应；而空间一致性主效应也显著，F(1,15)=73.23，MSe=875.79，p<0.01，说明被试对一致条件下的反应要快于不一致条件的反应：两个因素之间的交互作用不显著，F(1,15)=7.75，MSe=50.29，p>0.06。而对反应的正确率进行分析发现，只有靶子刺激的空间一致性主效应显著，F(1,15)=26.25，MSe=17.92，p<0.01，当靶子刺激的箭头方向和其所在的空间位置相同的时候，正确率为95％，而当靶子刺激的箭头方向和其所在的空间位置不同时，正确率为91％。其他效应不显著。

4讨论

4.1IOR对空间Stroop的影响

本研究的第一个目的是考察IOR是否对空间Stroop的大小产生影响，第二个目的是将本研究结果与非空间Stroop的结果加以比较，来进一步讨论注意的空间认知加工的机制。

由于Funes的研究没有发现IOR对空间Stroop的调节，一个可能的原因就是在他们的实验中没有采用中央线索造成的。单线索化和双线索化的主要不同在于。在线索化范式中。被试需要内源性的转移注意到中央注视点，而双线索化的条件下，被试是被中央线索反射性的吸引。因此，Funes虽然想分离外源性和内源性的注意定向，但是在单线索化范式中，被试仍然使用了内源性的注意资源。此外，从实验中发现，IOR和空间Stroop干扰效应之间没有交互作用。在这一点上，和Chen所做的IOR对非空间Stroop的影响不同，她的实验结果不论在线索化位置还是在非线索化位置，都产生了显著的空间Stroop干扰效应，但是在线索化位置上的空间Stroop干扰量显著低于非线索化位置。

为什么Funes的实验中在没有中央线索条件下，线索化位置上的Stroop也发生了减少，Lupidfiez的双加工理论认为线索刺激的出现激活了一个“客体档案”(object file)，一个“一致化加工”过程负责将随后出现的刺激同这个客体档案进行比较，如果刺激同已有的客体档案有这时间和空间上的匹配关系。则由线索和靶子之间的“整合加工”更新当前的客体档案。即将当前刺激信息纳入先前建立的客体档案中。但如果没有时间和空间上的匹配关系，就将重新建立一个新的客体档案。那么，在这个辨别作业中，需要辨别靶子刺激的细节，这就需要累计足够多的信息。这使得被试更偏向将靶子整合进有线索刺激建立的客体档案中，从而使得有线索刺激激活的客体档案更晚的关闭，因而，在Fuens的实验中就没有发现IOR。线索化位置上空间Stroop完全消除。是由于在同一个客体档案中的线索和靶子的空间编码在时间上是分别加工靶子刺激的两个互相干扰的维度(靶子位置和方向)，而产生干扰的位置维度在时间上发生的更早(因为在外周线索化的时候，这个位置维度就已经出现了)。这两个在时间上分离的知觉编码将引起线索化位置上的空间一致性效应的减少，与任务不相关的位置维度将会随着时间而衰退，而与任务相关的方向维度将被编码。

本研究是个辨别任务，那么这个实验结果会不会是由于任务难度导致的呢?如果按照Klein的任务难度的理论，越复杂的任务得到越多的注意资源。越简单的任务得到越少的注意资源。在辨别任务中人们会分配更多的注意资源，从而使线索化刺激得到更多的加工，注意也更不容易从线索化位置回到中央注视点的位置，从而延迟了IOR出现。那么增加知觉或者反应水平上的任务难度将会导致持续的易化效应。从这个逻辑出发，可能空间Stroop任务的难度比颜色Stroop的难度更大，但是如果根据抑制标签的解释，在更高级的认知加工中，IOR或者说抑制标签更应该起作用，而非易化。显然Funes采用这个理论来解释他们的实验结果是不合理的。

4.2抑制标签在解决干扰冲突中的作用

先前的研究表明。返回抑制和抑制标签效应这两种分离的抑制效应只在辨别任务中发现。而IOR用来阻止注意返回到先前注意过的位置，抑制标签则调节出现在线索化位置上的刺激加工。在长SOA条件下，当刺激出现在线索化位置时，Stroop干扰效应消失；与刺激出现在非线索化位置相比，出现在线索化位置时，对刺激的反应更快。这个结果是由于抑制标签在短时间内影响了刺激一反应的编码，对刺激单词词义的反应要快于对刺激的颜色反应。由于暂时的分离了刺激的反应编码，阻止了不一致单词的词义的反应和对颜色命名反应之间的竞争，减少了Stroop的干扰效应。为什么只在辨别任务中发现抑制标签，一个原因可能是简单反应和辨别反应两者之间的反应地图(response mapping)不同。此外，Fuentes的注意网络中的抑制加工模型也认为注意定向(视觉定向任务)与冲突解决(Stroop任务)之间存在交互作用。当不一致刺激(如：出现在空间位置的左侧。而箭头方向却指向右侧)出现在非线索化位置上时，执行网络需要解决任务相关维度(即箭头靶子的方向)与任务无关维度(即箭头靶子所在空间位置)之间的冲突，前额叶皮层与前扣带回一起协调解决冲突与组织正确反应。正如实验结果所发现的，此时，对靶子的反应时更长，出现Stroop干扰效应。当不一致刺激出现在线索化位置时，定向网络已经做好准备，抑制这一位置，此时，顶叶皮层(可能包括线索化位置被抑制的位置的地图)，通过与上丘脑的抑制联结，使注意和眼睛都不会转移到这一位置，对线索化位置的手动的和／或扫视反应延迟(出现IOR效应)。同时，顶叶可能将皮层下结构中的注意/眼动偏向转化为对与反应选择(执行网络)有关的那些区域的信号。随后，这些区域便抑制刺激的词义，以干扰它对反应系统的连接，结果是对颜色反应的易化，Stroop干扰的减少，出现抑制标签效应。而如果当刺激出现在不同的空间位置而且任务要求更复杂时，定向和执行网络一起协调解决冲突和竞争。

5结论

(1)影响空间Stroop效应量的大小是IOR，而不是外源性线索。与空间Stroop刺激出现在非线索化位置相比，出现在线索化位置上时，被试对位置和空间维度不一致试验的反应更快，空间Stroop的量显著减少。(2)返回抑制对非空间Stroop调节和对空间Stroop的调节有所不同，无论一致条件，还是不一致条件下。对空间Stroop反应的反应速度要快于非空间Stroop。