幼儿对威胁性刺激蛇的注意觉察：来自眼动证据*

2015-02-05王福兴李文静颜志强段朝辉

心理学报 2015年6期

王福兴李文静颜志强段朝辉李卉

(1华中师范大学心理学院, 武汉 430079) (2北京大学心理学系, 北京 100871)(3天津师范大学心理与行为研究院, 天津 300074)

1 引言

恐惧是人类的基本情绪之一, 我们对外界事物所产生的恐惧随着年龄的发展而不断变换恐惧对象。婴儿通常会对陌生人恐惧(Feiring, Lewis, &Starr, 1984); 学龄前的儿童会害怕鬼怪; 之后儿童便开始发展出对动物的恐惧, 比如：蛇(LoBue,Rakison, & DeLoache, 2010)。人们对某些事物的恐惧(如：陌生人和鬼怪)可能只在某个发展阶段存在,但是有些恐惧可能会在人的一生中都存在(Berger,2010), 比如：蜘蛛(Purkis & Lipp, 2009)、蛇(Isbell,2006; Soares, Esteves, Lundqvist, & Öhman, 2009)和狮子(Penkunas & Coss, 2013a)。

蛇在很多文化中都被当作恶魔的象征, 出现在各种文学、影视作品中(Isbell, 2006)。研究发现, 当要求人们在一些由动物图片组成的刺激矩阵(3×3或2×2)中搜索蛇、蜘蛛等威胁性动物时, 对蛇和蜘蛛这类威胁性刺激搜索的反应时间更短(Öhman,Flykt, & Esteves, 2001)。对于人类为什么惧怕蛇,心理学研究却有不同的解释。如果作为一个有生活经验的成人, 我们从书籍、电视、电影或别人的经验中习得了蛇是恐怖的、有毒的(尽管不是所有蛇都分泌毒素)、被咬到会致命。所以, 一些研究者认为, 我们对蛇这类威胁性动物的快速觉察可能来自后天的学习或生活经验。比如：Öhman和Mineka(2001, 2003)用猴子作为被试研究发现, 在实验室养大的猴子对蛇并不会产生恐惧, 但是通过观察自然中长大的猴子对蛇的恐惧反应, 实验室饲养的猴子可以很快习得对蛇的恐惧。对儿童和成人的对比发现, 由于成人对蛇具有更多与恐惧有关的经验, 成人对蛇的觉察速度要快于儿童(LoBue & DeLoache,2008; LoBue et al., 2010)。此外, 在对蜘蛛恐惧研究中也发现后天的经验和学习在恐惧中扮演着重要作用(Gerdes, Alpers, & Pauli, 2008; Waters, Lipp, &Randhawa, 2011)。

也有一些研究者认为人类天生恐惧蛇, 对蛇这类刺激的注意偏向是由于人类具有将蛇和恐惧联结在一起的先天倾向(innate predisposition), 所以对这些刺激的反应时间更短, 觉察速度更快(Öhman & Mineka, 2001, 2003; Quinlan, 2013)。人类对蛇这种威胁性刺激的视觉搜索优势可能是这种行为对人类有其特殊的生物学或进化意义(Blanchette, 2006; Isbell, 2006; Öhman & Mineka,2003)。从进化的观点来看, 人类如果能更有效、更快速地搜索令人感到恐惧的威胁性刺激(蛇、蜘蛛等), 将更有可能成功地回避这种危险而生存下来(相关评述见：Isbell, 2006; LoBue et al., 2010;Öhman, 2009)。实验室饲养的猴子研究为这种假设提供了很好的实验支持。因为这些猴子完全是在实验室养大, 没有任何与蛇有关的经验, 它们仍然会对威胁性刺激产生更快的觉察(参见：Öhman &Mineka, 2001; Shibasaki & Kawai, 2009)。比如：Shibasaki和Kawai (2009)发现实验室饲养的日本恒河猴对威胁性刺激(蛇)图片的搜索反应时要显著快于非威胁性刺激(花)的图片。此外, 近期有关生物对威胁性刺激恐惧的神经生物学研究也为这种假设提供了支持(Keil et al., 2013)。虽然“先天倾向”假设看似合理, 但是它并没有为揭示我们对蛇的快速觉察和反应机制是什么。

由于婴、幼儿没有与蛇等威胁性刺激有关的经验, 如果婴、幼儿也能表现出类似于成人的快速觉察反应, 这就为人类可能天生恐惧蛇(对蛇的觉察反应更快)提供了强有力的支持。LoBue和DeLoach(2008)在实验中要求3～5岁的儿童在中性刺激(花、青蛙和毛毛虫)中搜索威胁性刺激(蛇)或在威胁性刺激中搜索中性刺激, 发现儿童对威胁性刺激蛇的反应显著快于花, 表现出了与成人一致的反应模式。Waters, Lipp和Spence (2008)在9～12岁的儿童中也发现了相似的结果。随后, DeLoache和LoBue(2009)采用视觉偏好范式对7～9和14～16个月婴儿的研究发现, 当播放蛇和其它非蛇的视频片段时,婴儿能够将恐惧的声音和蛇的视频片段进行匹配。此外, 她们对8～14个月婴儿也进行了类似的研究,发现婴儿对蛇的注视反应要快于中性刺激花(LoBue & DeLoache, 2010)。类似地, Rakison和Derringer (2008)采用视觉偏好和习惯化范式研究了5个月大婴儿对蜘蛛和花的注视模式, 结果发现婴儿对蜘蛛图像的注视时间要长于花。这些结论似乎都支持人类对蛇具有天生的敏感和快速觉察。

到底是什么原因导致我们对蛇这种特殊的爬行动物的快速觉察？LoBue (2013)认为, 蛇的低水平知觉特征(low-level perceptual features)可能起到了重要作用。LoBue和Deloache (2011)实验结果发现, 儿童与成人在卷曲的电线和卷曲的蛇之间的反应时没有差异; 儿童与成人在非卷曲的蛇与花之间的反应时没有差异, 这些都显示可能是蛇的形状在起重要作用。研究者提出了“知觉模板” (perceptual template)假设来解释蛇的外形在幼儿对蛇的注意偏向中的作用(LoBue, 2013; LoBue et al., 2010;Rakison & Derringer, 2008)。该假说认为, 一些恐惧刺激(蛇、蜘蛛)在人脑中存在知觉模板, 它可能包含恐惧刺激的一些特有特征, 人们一旦看到这些特征信息就会自动激活这个模板, 进而导致更快的注意觉察。如果人对于这类进化相关的恐惧刺激具有天生的快速觉察, 那么无论成人还是儿童应该都表现出相同的知觉偏向。“知觉模板”假设在“先天倾向”基础上给出了更加合理的解释, 而且也让研究对此类问题的验证更加可操作化, 因而受到了研究者的关注。

从行为反应结果(按键)来看, 成人研究确实发现威胁性刺激觉察要快于非威胁性刺激。但是, 也有研究者认为, 这种按键反应时差异可能反映的是对威胁性刺激的快速行动而不是快速觉察(Flykt &Caldara, 2006; LoBue, Matthews, Harvey, & Stark,2014)。所以, 采用眼动来了解威胁性蛇的视觉搜索对于揭示是否被试真的在视觉搜索阶段就表现出更快的注意定向具有重要意义(LoBue et al., 2014)。此外, 以往研究中对于婴儿注意的测量, 更多是采用婴儿对两个事物的注视偏好, 并且依据录像编码来确定其加工时间(参见：DeLoache & LoBue, 2009;LoBue & DeLoache, 2010; Rakison & Derringer,2008)。尽管在年龄较大的3～5岁儿童实验中, 研究者使用了改进的触屏范式, 要求儿童把手放在一个手模(handprints)上, 以保证收集到可靠的反应时数据(具体见：LoBue & DeLoache, 2008)。但也仍然存在从看到刺激到做出动作反应的误差, 尤其是当儿童的精细动作反应没有完全发展前。行为方法中的反应时测量的是从感觉器官接收到刺激到动作器官做出反应的全部过程时间。但是, 本研究更加关心在做出反应前的视觉搜索阶段(从目标刺激呈现到注视到目标刺激), 被试是否也能够更快的定位或觉察到刺激, 以及对目标刺激的首次加工。婴、幼儿群体的语言尚未发展成熟, 不能进行自我报告,基于眼动技术提供的注视数据就为了解婴、幼儿的认知加工提供了有效的手段(评述见：Bornstein,Mash, & Arterberry, 2011; Feng, 2011; Gredebäck,Johnson, & von Hofsten, 2010; Oakes, 2012)。眼动仪可以记录过程性信息或观看过程, 可以为直接测量儿童注视或搜索威胁性刺激提供更加客观和准确的数据。

基于以上论述, 本研究实验1为验证性实验,目的在于验证先前实验中的行为反应时结果是否会表现出相同的视觉搜索差异, 即探索儿童、成人对威胁性刺激蛇是否会表现出更短的首次到达时间、更少的注视次数以及更短的首次注视持续时间。实验2在实验1的基础上采用线画图(line drawing), 保留了蛇蜿蜒的外形特征, 探讨蛇的低水平知觉特征在快速觉察中作用, 并且进一步验证“知觉模板”假设。在先前研究中, LoBue和DeLoache (2011)的实验中所用的图片是真实的蛇和真实的电线图片。实验2关心的是如果知觉模板假设成立, 即蛇特殊的外形导致了其快速加工。实验使用线画图片把蛇的颜色、纹理结构、头部特征等最大化去除后, 只保留蛇的外形特征。这就有助于进一步证实这样一个结论：对蛇的快速觉察不是由于其恐惧性颜色、花纹, 而是其特殊的蜿蜒的外形(LoBue & Deloache, 2011; LoBue et al., 2010)。由于婴、幼儿对蛇具有更少的社会经验, 研究者推测婴、幼儿所表现出来的对蛇等威胁性刺激的快速注意偏向可能是由于知觉模板在起作用。而蛇特有的蜿蜒的外形就是其知觉模板的关键特征之一。如果人类真的是对蛇弯曲的体形具有更快的反应, 我们预期儿童和成人在实验2中所有对目标物注视上表现出一致的快速注视。由于实验1和实验2采用了相同的蛇～花配对, 所以, 研究也对比实验1和实验2的数据差异, 从而了解蛇的色彩、纹理以及特殊的外形在其快速注意偏向中作用。

其次, LoBue和DeLoache (2011)的研究发现作为干扰刺激的干扰程度对目标刺激的加工不产生影响。实验使用了相同的干扰刺激(马、鹿、兔子)来搜索目标物蛇和目标物青蛙。结果仍然发现蛇快于青蛙。我们对此持有不同的看法, 因为原来的研究都是把目标物(蛇、蜘蛛)和干扰物(青蛙、花)配对呈现的。但是, LoBue和DeLoache (2011)的研究中把所有干扰物替换为非威胁性刺激后, 得出结论具有局限性和误导性。其最近的研究也发现, 蛇作为目标物和干扰物的首次注视时间没有区别(LoBue et al., 2014)。如果蛇这类威胁性动物作为目标物会有更快的反应时或觉察, 那么蛇作为干扰物仍然会有更快的觉察。对此, 有研究者曾提出了“注意脱离困难” (disengaging difficulty)假设, 即对花的反应变慢可能是由于对蛇的注视导致注意脱离困难(Fox, Russo, Bowles, & Dutton, 2001)。但是这个假设没有在现有同类刺激研究中得到验证。所以,本研究预期当蛇作为干扰物时, 对蛇的反应同样会快于作为干扰物的花。对与目标物的配对干扰物进行分析, 有助于验证实验的预期。为了验证当威胁性刺激作为干扰物时仍然会具有更快注视, 我们对作为干扰物的蛇和花进行了分析。

最后, 两个实验在实验范式和被试选取上做了一些改进。第一, 有关威胁性刺激搜索研究发现,3×3矩阵搜索范式的中间位置的刺激加工速度更快(Blanchette, 2006)。其他研究发现, 3×3矩阵搜索中中心位置和四周位置存在反应时间差异(Brosch &Sharma, 2005)。而以往采用搜索范式的研究中, 都没有对中心位置效应进行平衡或处理。另外, 考虑到眼动仪校准的注视点会出现在屏幕中央, 如果目标刺激位置在矩阵中心, 对目标物快速注视或搜索可能不是威胁性本身导致, 而是其位置有利于加工导致的。所以, 研究修改了原有的视觉搜索范式,在3×3矩阵搜索中, 去除了中心位置刺激。第二,以往研究中大多数都是方便取样, 选取被试的父母作为成人对照组(如：DeLoache & LoBue, 2009;LoBue & DeLoache, 2008, 2010)。相关研究发现, 父母对蛇的恐惧经验、家族恐惧历史对个体恐惧都具有影响作用(Fredrikson, Annas, & Wik, 1997;Murray & Foote, 1979)。所以本研究拟选取没有任何血缘关系的大学生被试群体作为对照的成人组,这样可以避免因为儿童与父母之间的生活经验相似性或遗传的影响。

2 实验1

以往研究发现, 儿童对威胁性刺激蛇的觉察反应要快于中性刺激花。实验1关注在做出反应前的视觉搜索阶段, 威胁性刺激是否先于非威胁性刺激被优先注视到？实验修改呈现范式, 去除了中间位置刺激, 采用经典的蛇～花配对作为刺激材料, 记录被试眼动数据, 验证儿童、成人对威胁性刺激是否有更快的、更短的注视。此外, 还分析了当蛇作为干扰物(目标物为花)时, 是否也会有更快的视觉搜索。

图1 实验1材料图片示例(左图目标物为蛇, 右图目标物为花)

2.1 被试

24名4～6岁的儿童。由于实验过程中不专心、动作幅度过大(眼动采样率均小于75%), 8名儿童数据没有进入分析, 有效被试16人(女7人), 平均年龄为5.1岁(

= 0.6); 成人被试选自某师范大学本科生22人(女11人), 平均年龄19.6岁(

= 1.2)。所有被试视力或者矫正视力正常, 无色盲、色弱。

关于蛇的先验知识问卷参照LoBue等人的研究自己编制(LoBue, 2010b; LoBue & DeLoache,2008)。问卷采取是否式计分(选“是”或“消极”计1分, “否”或“积极”记0分, 最高分4分)。由于已有研究发现儿童记忆不准确(Braun, Ellis, & Loftus,2002; Cole & Loftus, 1987; Loftus & Davies, 1984),以及幼儿言语和表达能力发展不够完善, 所以参照以往研究方式, 儿童关于蛇的先验知识问卷由父母填写。实验1父母报告的儿童先验知识平均得分1.4(

= 1.2), 成人自我报告的平均得分2.4 (

= 1.0),成人的经验显著高于儿童,

(36) = 2.70,

< 0.05,Cohen’s

= 0.9。此外, 实验1与实验2的成人在先验知识问卷上无显著差异,

(43) = –1.74,

> 0.05,

=0.5; 实验1与实验2儿童群体也无显著差异,

(43) =–0.47,

> 0.05,

= 0.1。先验问卷分析发现性别、城乡对蛇的恐惧程度没有差异(

> 0.05), 因此在两个实验结果中均没有包含这些变量。

2.2 材料

本研究所有材料图片均来自于互联网, 由研究者仿照LoBue等人研究(DeLoache & LoBue, 2009;LoBue, 2010b; LoBue & DeLoache, 2008)自己制作。图片刺激类型为蛇和花, 共72张图片, 均去除图片背景。在每个实验试次中, 显示器会呈现一个3×3的图片矩阵(见图1), 每个矩阵中心位置不呈现图片, 共包括8个刺激物。每个刺激矩阵中包括1个目标物(蛇或花)和7个干扰物(花或蛇)。实验目标物每种类型各8张, 不重复出现(随机呈现), 干扰图片每种类型(蛇或花)各28张, 为了保证实验效果,所有干扰物图片采取伪随机, 即在与目标图片进行匹配时重复一次。用于视觉搜索的3×3矩阵共16个, 其中蛇和花作为目标物各8个。矩阵中每张图片大小为325×245像素。

采取单盲方式, 请20位心理学专业学生(女10人)对72张刺激图片的恐惧性程度进行7点(1, 一点都不害怕; 7, 非常害怕)以及明亮度进行5点(1,非常暗; 5, 非常亮)评定。结果显示恐惧唤起程度有显著性差异,

(70) = 56.51,

< 0.001,

= 13.5, 蛇的恐惧唤起更高; 亮度不存在差异,

(70) = –0.70,

>0.05,

= 0.2。

2.3 仪器、设计与程序

实验仪器为Tobii T120 Eye-tracker (Tobii Technology, Sweden)。双眼红外追踪, 采样率120 Hz, 眼睛距屏幕距离60 cm (17英寸显示器,1024×768分辨率)。单张图片像素大小为200×150像素, 单张图片刺激物的水平视角约3.3度, 垂直视角约2.5度; 矩阵刺激图片的像素为800×600, 矩阵图片的对侧视角约14.3度。

实验为2(年龄：成人、儿童)×2(目标类型：蛇、花)的混合实验设计, 实验范式修改自LoBue等人用于儿童的搜索范式(DeLoache & LoBue, 2009;LoBue, 2010b; LoBue & DeLoache, 2008)。为了控制中心位置的影响, 去除了3×3矩阵中间位置的刺激。

在正式实验进行前, 被试先要完成7个试次的练习(练习材料均不出现在正式实验材料中), 最初要求儿童依次观看两个单张的图片, 第一个是目标类型, 第二个是干扰类型, 目的是熟悉实验材料;接下来的两个练习是同时呈现一幅目标图片和一幅干扰图片, 要求儿童观看目标图片; 最后的3个是呈现3×3的矩阵图片(与正式实验一致), 让儿童在干扰图片中寻找目标图片(与其他刺激不同的图片), 找到后口头报告, 然后主试操作进入下一个试次。正式实验中每个矩阵图片最长呈现3 s, 在矩阵图片呈现之前先呈现注意吸引图片(卡通米奇),当主试确认被试确实是在看图片刺激时才进入到下一个试次, 共16个试次(呈现顺序随机)。在每一个矩阵图片呈现的间隔都会呈现一张米奇老鼠的图片以吸引被试的注意。实验过程中, 一名主试陪伴在儿童身边指导其完成练习测试。成人实验程序与儿童相同, 但是指导语表述方式有所更改, 去掉了儿童化语言表述。实验结束后, 每位被试都需要完成一份先验知识问卷(儿童的问卷由父母完成)。

2.4 结果

为了探讨目标刺激对人的注意捕获能力和干扰物对人的注意干扰能力, 对刺激图片划分了两类兴趣区(Area of Interest, AOI)：目标物(蛇或花)和干扰物(花或蛇), 并且把所有干扰物看作一个整体进行数据导出和分析。采用的眼动指标为：首次注视到达时间(Elapse Time of First Fixation to AOI, 该指标计算的是从刺激呈现到第一次注视到目标物的时间, 时间越短表明目标被越早注视到); 首次进入兴趣区之前的注视点个数(Fixation Count Before Enter AOI, 是指在被试的首个注视点进入兴趣区之前的注视点个数, 次数越少说明目标物被识别越快); 首个注视点的持续时间(First Fixation Duration of AOI, 指的是进入目标兴趣区的第一个注视点的注视持续时间, 此指标说明了被试对目标物的首次加工时间) (见表1)。本研究剔除了3个标准差之外的极端数据(原始眼动数据), 对所有眼动数据采用2(年龄)×2(目标类型)的重复测量方差分析。

2.4.1 目标物注视

在首次到达兴趣区时间上, 目标类型主效应显著(

(1, 36)= 45.14,

< 0.001, η= 0.56, partial η,下同), 事后检验(Bonferroni, 下同)发现目标刺激蛇(

= 638)被首次注视到时间显著快于目标刺激花(

= 905)。年龄主效应显著(

(1, 36)= 86.14,

<0.001, η= 0.71), 成人(

= 479)首次到达目标刺激时间显著快于儿童(

= 1174)。目标类型与年龄的交互效应显著(

(1, 36)= 22.74,

< 0.001, η= 0.39),儿童首次到达目标物蛇的时间显著短于花(

(1,36)= 56.98,

< 0.001)。

首次进入兴趣区之前的注视次数, 目标类型主效应显著(

(1, 36)= 36.42,

< 0.001, η= 0.50), 到达蛇(

= 2.5)之前的注视次数显著少于花(

= 3.4)。年龄主效应显著(

(1, 36)= 86.73,

< 0.001, η=0.71), 成人(

= 2.2)到达目标物之前的注视次数显著少于儿童(

= 4.0)。目标类型与年龄的交互效应显著(

(1, 36)= 12.84,

< 0.01, η= 0.26), 相对于目标物花, 儿童以更少注视次数就注视到了目标物蛇(

(1, 36)= 39.94,

< 0.001), 成人也表现出相同的结果, 即更少注视次数就锁定了目标物蛇(

(1,36)= 3.57,

= 0.067)。

兴趣区首个注视点持续时间, 目标类型主效应显著(

(1, 36)= 12.01,

< 0.01, η= 0.25), 蛇的首个注视点的注视时间(

= 459)显著短于花(

= 627)。年龄主效应显著(

(1, 36)= 26.15,

< 0.001, η= 0.42),成人(

= 695)首个注视点持续时间显著长于儿童(

= 334)。目标类型与年龄的交互效应显著(

(1, 36) =10.45,

< 0.01, η= 0.23), 成人对蛇的首个注视点的持续时间显著短于花(

(1, 36)= 26.64,

< 0.001)。

2.4.2 干扰物注视

在兴趣区首次注视到达时间上, 干扰类型主效应显著(

(1, 36) = 22.83,

< 0.001, η= 0.39), 干扰刺激蛇(

= 381)被首次注视到时间显著快于干扰刺激花(

= 515)。年龄主效应不显著,

(1, 36) = 1.33,

> 0.05, η= 0.04。干扰物与年龄的交互效应显著(

(1, 36) = 6.82,

< 0.05, η= 0.16), 成人对蛇的首次注视到达时间显著短于花,

(1, 36) = 32.43,

<0.001; 在干扰刺激蛇上, 成人的首次注视到达时间显著短于儿童,

(1, 36) = 7.73,

< 0.01(见表1)。

首次进入兴趣区之前的注视点个数上, 干扰类型主效应显著(

(1, 36) = 27.71,

< 0.001, η= 0.44),在看到蛇(

= 1.1)之前注视点个数显著少于花(

=1.6)。年龄主效应不显著,

< 1,

> 0.05, η< 0.01。干扰物与年龄的交互效应显著(

(1, 36) = 9.07,

< 0.01,η= 0.20), 在干扰刺激蛇上, 成人到达兴趣区之前的注视点个数显著少于儿童(

(1, 36) = 5.85,

< 0.05);相对于花, 成人以较少注视次数就注视到了蛇,

(1,36) = 40.66,

< 0.001。

在兴趣区的首个注视点的注视持续时间上, 干扰类型(

(1, 36) = 2.33,

> 0.05, η= 0.06)和年龄主效应(

(1, 36) = 1.45,

> 0.05, η= 0.04)均不显著。干扰类型与年龄的交互效应显著,

(1, 36) = 8.73,

<0.01, η= 0.20。在干扰刺激花上, 成人首个注视点的注视持续时间短于儿童,

(1, 36) =11.34,

< 0.01;成人对蛇的首次注视持续时间长于花,

(1, 36) =11.92,

< 0.01。

表1 儿童和成人对威胁性刺激和非威胁性刺激的眼动数据

2.5 讨论

当蛇作为搜索目标时, 实验1的眼动结果重复且证实了威胁性刺激蛇的首次注视时间要明显快于中性刺激花, 即从刺激呈现到注视点落到蛇上,被试的首次注视到达时间更短。而且, 在注视到目标物蛇上所用的注视点个数更少, 对蛇的首次观看持续时间也更短。这些结果都与之前行为反应的结果相一致, 即被试对蛇这种威胁性刺激觉察更快,搜索到的时间更短(LoBue & DeLoache, 2008;LoBue & Deloache, 2011; Öhman, Flykt, et al., 2001;Öhman & Mineka, 2001)。这个结果也与情绪面孔眼动研究一致, 负性面孔的首次注视潜伏期更短(Reynolds, Eastwood, Partanen, Frischen, & Smilek,2009)。LoBue近期对于成人研究也发现, 相对于花,首次注视到蛇的潜伏期更短(LoBue et al., 2014)。

儿童表现出了和成人一致的趋势, 即无论是儿童还是成人对蛇的觉察都要快于花。在交互作用上,儿童也是对蛇的搜索注视要快于花, 这个结果与LoBue和DeLoache (2008)、LoBue和 Deloache(2011)采用触屏搜索范式结果是一致的。虽然本实验所选的成人被试不是儿童的父母, 成人对目标物(蛇或花)的注视仍要快于儿童, 这个结果也与以往研究类似(LoBue & DeLoache, 2008; LoBue &Deloache, 2011)。但是, 在注视点持续时间上发现成人更长。可能是由于成人具有更成熟的视觉搜索技能以及对蛇具有更多的社会经验。所以, 成人的反应要明显快于儿童, 并且对蛇加工也更多。有关成人的研究发现, 经验可以调节被试对威胁性刺激的视觉搜索(Gerdes et al., 2008; Peira, Golkar,Larsson, & Wiens, 2010), 通过调查问卷数据也可以发现, 儿童缺少与蛇有关的后天经验。

对干扰物的蛇进行分析, 眼动数据显示无论是儿童还是成人对蛇的首次注视到达时间要短于花,以较少的注视次数就注意到蛇。这个结果与蛇和花作为目标物进行分析时结果是一致的。该结果证实了预期的假设, 即不管作为目标物还是干扰物, 威胁性刺激的注意定向都更快。即当蛇作为干扰物出现时, 其作为恐惧刺激所具有的快速觉察仍然得到了体现。但是, 对干扰物分析的眼动结果并没有支持“注意脱离困难”假设(Fox et al., 2001)。虽然蛇作为干扰物时的视觉搜索快于花, 但是在首次注视持续时间上并没有发现花与蛇的区别。

3 实验2

在实验1基础上, 借鉴情绪面孔研究中采用线画或模式化来突出刺激的形态特征方式(Fox et al.,2000; LoBue & Larson, 2010), 使用线画的蛇和花作为刺激材料, 进一步验证蛇低水平的知觉特征(蜿蜒外形)是否会对早期的视觉加工和搜索产生影响, 检验“知觉模板”假设。儿童和成人是否会对蛇的形态特征有更快的注意和更短的注视加工？以及当蛇作为干扰物时, 这种特征是否仍然起作用？此外, 与实验1数据进行对比, 进一步讨论蛇的外形、颜色、纹理在其快速觉察中的作用。

图2 实验2刺激材料示例(左图目标物为蛇; 右图目标物为花)

3.1 被试

22名4～6岁的儿童, 有2名儿童数据未进入分析(采样率小于75%), 有效被试为20人(女5人),平均年龄为5.1岁(

= 0.5); 成人被试选取本科生23人(女10人), 平均年龄20.0岁(

= 1.3), 所有被试视力或者矫正视力正常, 无色盲、色弱。实验2中父母报告儿童关于蛇的先验知识平均得分1.58(

= 0.51), 成人平均得分2.87 (

= 0.51), 成人经验显著高于儿童,

(40) = 6.34,

< 0.001,

= 2.0。

3.2 材料

本研究作者参照实验1中图片, 手工画制了所有线画图, 将图片类型变量中的真实蛇和花转换成了线画蛇和花(见图2)。所有实验材料均参照实验1中彩色图片绘制。18位不知实验目的心理学本科生(女9人)对这些线画图进行了评定(评定方式和计分同实验1), 结果发现恐惧唤起程度有显著性差异,

(70) = 28.16,

< 0.001,

= 6.7, 恐惧刺激蛇的唤起度显著高于花; 亮度不存在差异,

(70) = –1.06,

>0.05,

= 0.3。

3.3 仪器、设计与程序

仪器同实验1; 实验设计同实验1。实验基本流程同实验1。不同的是, 在实验2中记录了被试的行为反应时。由于儿童被试年龄较小且无法精确操作鼠标, 实验要求被试在口头报告发现目标物后,由主试及时点击鼠标(鼠标图标不在屏幕上出现),记录从刺激呈现到点击鼠标时间作为被试的行为反应时间。主试点击鼠标后自动进入下一实验序列。成人采用相同方式记录反应时间。

3.4 实验2结果

3.4.1 目标物注视

在兴趣区首次注视到达时间上发现, 目标主效应显著(

(1, 41)= 4.34,

< 0.05, η= 0.10), 目标物蛇(

= 911)被首次注视到时间短于花(

= 1016)。年龄主效应显著(

(1, 41)= 50.56,

< 0.001, η=0.55), 成人(

= 740)快于儿童(

= 1220)。目标类型与年龄的交互效应不显著,

(1, 41)= 2.22,

>0.05, η= 0.05。

到达兴趣区之前的注视次数, 目标主效应显著(

(1, 41)= 5.98,

< 0.05, η= 0.13), 蛇(

= 3.6)在首次被注视到之前注视次数显著少于花(

= 4.1)。年龄主效应显著(

(1, 41)= 12.08,

< 0.01, η=0.23), 成人(

= 3.4)在到达目标刺激前注视次数显著少于儿童(

= 4.3)。目标类型与年龄的交互效应不显著,

(1, 41)= 1.12,

> 0.05, η= 0.03。

兴趣区首次注视持续时间, 目标主效应显著(

(1, 41)= 9.94,

< 0.01, η= 0.19), 蛇(

= 346)的首次注视持续时间显著短于花(

= 392)。年龄主效应不显著,

< 1,

> 0.05, η< 0.01。目标类型与年龄的交互效应不显著,

< 1,

> 0.05, η= 0.01。

3.4.2 干扰物注视

兴趣区首次注视到达时间上, 干扰类型主效应显著(

(1, 41) = 4.63,

< 0.05, η= 0.10), 干扰刺激蛇(

= 376)被首次注视到时间显著短于干扰刺激花(

= 417)。年龄主效应显著(

(1, 41) = 22.17,

<0.001, η= 0.35), 成人(

= 337)显著短于儿童(

=465)。干扰类型与年龄的交互效应不显著,

< 1,

>0.05, η< 0.001。

首次进入兴趣区之前的注视点个数上, 干扰类型主效应边缘显著(

(1, 41) = 3.52,

= 0.068, η=0.08), 蛇(

= 1.4)注视次数少于花(

= 1.5)。年龄主效应(

< 1,

> 0.05, η< 0.01)以及干扰类型与年龄的交互效应(

< 1,

> 0.05, η< 0.01)均不显著。

首个注视点的注视持续时间上, 干扰类型主效应边缘显著(

(1, 41) = 3.31,

= 0.076, η= 0.08),蛇(

= 237)的首个注视点持续时间短于花(

=249)。年龄主效应显著(

(1, 41) = 30.08,

< 0.001,η= 0.42), 成人(

= 212)的首次加工时间显著短于儿童(

= 279)。干扰类型与年龄的交互效应不显著,

< 1,

p >

0.05, η< 0.01。

3.4.3 行为反应

目标类型主效应边缘显著(

(1, 41)= 3.78,

=0.059, η= 0.08), 目标物蛇(

= 2288)的反应快于花(

= 2373)。年龄主效应显著(

(1, 41)= 140.31,

<0.001, η= 0.77), 成人(

= 1596)反应快于儿童(

=3174)。目标类型与年龄的交互效应不显著,

< 1,

>0.05, η= 0.01。

对目标物蛇的首次注视到达时间和行为反应进行配对样本t检验, 发现眼睛首次到达时间显著短于行为反应,

(42) = –12.32,

< 0.001,

= 1.9。目标物花的对比也发现, 眼睛首次到达时间要显著快于行为反应,

(42) = –11.73,

< 0.001,

= 1.8。

3.5 实验1和实验2对蛇的注视比较

为了进一步揭示蛇的外形在快速觉察中的作用, 对实验1和实验2的数据进行了对比分析。探讨去掉了颜色和纹理后, 实验2中的蛇是否被注视的更早。由于实验2中增加了被试报告及要求主试点击鼠标记录被试的反应时间, 为了确保实验1和实验2数据对比的有效性, 计算了儿童和成人对目标物蛇的首次到达时间和首个注视点持续时间均值之和(实验1儿童：917 + 329 = 1246 ms; 实验1成人：435 + 553 = 988 ms; 实验2儿童：1126 + 341 =1467 ms; 实验2成人：725 + 350 = 1075 ms), 发现数值远低于实验2中儿童反应时均值3116 ms和成人反应时均值1568 ms。由于研究关注的是眼动的初期反应指标(首次注视到达时间、首次注视前注视点个数、首次注视点持续时间), 而不考虑后期指标(比如：平均注视时间、总注视时间、总注视次数)。所以, 实验2中记录行为反应时过程并不会对3个眼动指标产生影响。因为儿童和成人的反应时均值都滞后于对目标物蛇首次到达时间和首个注视点持续时间均值之和, 说明被试必须先搜索到目标刺激才能做出反应。此外, 在最近采用成人被试眼动研究中, 发现成人被试从首次注视结束到做出按键反应(反应时)的延迟时间为748ms (恐惧刺激)和826 ms (非恐惧刺激) (LoBue et al., 2014, p. 820),这也说明是在首次注视结束后做出行为反应, 而不影响眼动初期反应指标。数据采用了2(蛇的特征：真实、彩色的蛇, 蛇的线画图)×2(年龄：成人, 儿童)的被试间分析。其中, 真实、彩色的蛇的数据来源于实验1, 蛇的线画图数据来自实验2 (见表1)。

3.5.1 蛇作为目标物

首次注视到达时间上, 特征主效应显著(

(1,77)= 52.49,

< 0.001, η= 0.41), 实验1中彩色、真实的蛇(

= 638)首次注视到达时间显著短于实验2中线画的蛇(

= 911)。年龄主效应显著(

(1, 77)=164.24,

< 0.001, η= 0.68), 成人(

= 583)快于儿童(

= 1033)。特征与年龄的交互效应不显著,

(1, 77)=1.37,

> 0.05, η= 0.02。

首次注视到蛇之前的注视次数, 特征主效应显著(

(1, 77)= 39.35,

< 0.001, η= 0.34), 彩色、真实的蛇(

= 2.5)注视次数显著少于线画的蛇(

= 3.6)。年龄主效应显著(

(1, 77)= 33.70,

< 0.001, η=0.30), 成人(

= 2.7)少于儿童(

= 3.6)。特征与年龄的交互效应不显著,

(1, 77)= 2.78,

> 0.05, η= 0.04。

首个注视点持续时间上, 特征主效应显著(

(1,77)= 8.63,

< 0.01, η= 0.10), 实验1中彩色、真实的蛇(

= 459)首次注视时间显著长于实验2中线画的蛇(

= 346)。年龄主效应显著(

(1, 77)= 12.92,

< 0. 01, η= 0.14), 成人(

= 449)长于儿童(

=335)。特征与年龄的交互效应显著(

(1, 77)= 10.94,

< 0.01, η= 0.12), 成人对真实、彩色的蛇(实验1)首个注视点时间长于线画的蛇(实验2) (

(1, 77)=21.60,

< 0.001)。

3.5.2 蛇作为干扰物

首次注视到达时间上, 年龄主效应显著(

(1,77)= 26.19,

< 0.001, η= 0.25), 成人(

= 325)快于儿童(

= 446)。特征主效应(

< 1,

> 0.05, η<0.01)、特征与年龄的交互效应(

< 1,

> 0.05, η<0.01)均不显著。

首次注视到干扰物前注视次数, 特征主效应显著(

(1, 77)= 8.03,

< 0.01, η= 0.09), 彩色、真实的蛇(

= 1.1)注视次数显著少于线画的蛇(

= 1.3)。年龄主效应不显著(

(1, 77)= 2.59,

> 0.05, η=0.03)。特征与年龄的交互效应边缘显著(

(1, 77)= 3.86,

p =

0.053, η= 0.05)。成人首次注视到真实、彩色蛇前注视次数少于线画蛇,

(1, 77)= 12.88,

< 0.01。

首个注视点持续时间上, 特征主效应不显著,

(1, 77)= 1.07,

p >

0.05, η= 0.01。年龄主效应显著(

(1, 77)= 7.79,

< 0. 01, η= 0.09), 成人(

= 229)短于儿童(

= 262)。特征与年龄的交互效应显著(

(1, 77)= 10.94,

< 0.01, η= 0.13), 成人对真实彩色蛇的首次加工时间长于线画蛇(

(1, 77)= 11.20,

< 0.01)。

3.6 讨论

实验2结果与实验1类似, 即相对于非威胁性的花, 蛇被首次注视到时间更短, 所用注视次数更少, 且首次加工的持续时间更短。这个结果证实了预期假设, 并且与采用其他刺激物对比的结论存在一致性(LoBue & Deloache, 2011), 为儿童和成人对蛇的快速加工是由于低水平知觉特征提供了直接证据。这种对蛇的轮廓外形效应, 在其他研究中也有类似验证。比如：Blanchette (2006)的研究发现,被试对威胁性刺激的符号表征(蛇的卡通图片)搜索反应时显著地快于中性刺激。

对干扰物的分析仍然发现了与实验1类似结果。即虽然作为干扰物, 蛇仍然表现出更短的首次注视时间、更少注视次数和更短的首次注视持续时间。这不仅进一步证明了威胁性刺激蛇确实具有更短的觉察时间, 同时也说明当保留蛇蜿蜒的形态特征后, 作为干扰物蛇的反应仍然更快。实验2记录了被试觉察目标的行为反应速度, 虽然过程不够精细, 但是结果仍然重复了已有研究结论, 发现蛇的反应要快于花、成人要快于儿童(LoBue & DeLoache,2008; LoBue & Deloache, 2011), 也说明了结论的有效性。但是, 从统计显著性水平来看, 相对于真实、彩色的蛇, 线画的蛇导致的反应强度还是降低了, 即彩色、真实蛇具有更快的觉察效应。这个结论可以在实验1和实验2对比中得到验证。

对比行为反应和首次注视到达时间可以发现,首次到达时间要明显快于反应时, 但是结果趋势具有一致性。说明行为反应的过程需要经过视觉搜索、信息传递、神经中枢决策、肌肉反应等过程, 而视觉搜索和定向更加快速。也证明了眼动在威胁性刺激快速觉察研究中可以提供更加直接和有效的反应指标。此外, 也有研究者认为, 眼动记录视觉搜索(比如：首次注视到达时间)反映了被试对于威胁性刺激觉察的自下而上的加工过程, 而行为反应则涉及到自上而下的加工过程(LoBue et al., 2014)。从客观上而言, 眼动自下而上的加工过程能够更好地反映人们对蛇的快速觉察。

在实验2中线画蛇相对于真实的彩色蛇去除了许多额外信息(如：颜色、背景、突出的头部特征、纹理等)而保留了低水平知觉特征(蜿蜒的形状)。与实验1数据对比分析发现, 当蛇作为目标物进行搜索时, 实验1中真实、彩色蛇的被注视到时间明显快于线画的蛇。这个结论证实了我们的推测, 说明蛇所具有的颜色、纹理等额外信息还是促进了对蛇的识别。该结论提示我们, 蛇作为一种特殊爬行动物, 其独有的特征不仅仅包括其弯曲的外形, 其颜色和纹理还是突出蛇的特殊性, 使其被快速识别和觉察(Isbell, 2006, 2009)。在LoBue和DeLoache(2011)研究的一个实验中, 研究者控制了刺激呈现的颜色(采用黑白图片)探讨蛇特殊的色彩和外表对变化刺激觉察影响, 发现无论成人还是儿童对蛇的觉察仍然快于青蛙。她们的结论认为颜色并不影响对蛇的快速觉察。但是, 在改变威胁刺激材料呈现方式后, 我们发现色彩仍具有一定促进作用。当蛇作为干扰物时, 这种色彩和纹理的效应明显下降,可能是由于当蛇作为干扰物时, 被试不是主动去识别蛇。此外, 相关研究发现情绪唤醒有助于视觉知觉(Phelps, Ling, & Carrasco, 2006; Vaish, Grossmann,& Woodward, 2008)。实验2的线画刺激相比于真实图片, 情绪唤醒度可能较低, 可能导致其觉察效应下降。

4 总讨论

本研究使用了眼动仪来采集被试对威胁性刺激的反应数据。根据以往的婴幼儿视觉搜索研究(DeNicola, Holt, Lambert, & Cashon, 2013; Koster,Crombez, van Damme, Verschuere, & De Houwer,2004; Lipp & Waters, 2007; Peltola, Leppänen,Vogel-Farley, Hietanen, & Nelson, 2009), 可以把被试的首次注视到达时间和首次进入兴趣区前注视点个数界定为目标物注意定向(attention orienting),即被试对目标刺激(蛇或花)的注意定向速度, 时间越短或注视次数越少, 说明被试更早或更快地就锁定了目标刺激; 把首个注视点持续时间界定为目标物注意维持(attention holding), 即对目标物的注视维持时间越短, 说明被试对目标加工更少。实验1重复和扩展了LoBue等人的实验(LoBue & DeLoache,2008, 2010), 发现无论是成人还是儿童对威胁性刺激蛇具有更快的注意定向, 更短的注意维持。实验2在去除了蛇的颜色等外部特征后也发现了相同的结论。这些基于眼动的研究结果, 也为理解威胁性刺激优先觉察提供了更加客观的实证数据。这说明无论是有经验的成人被试, 还是较少经验的3～5岁儿童, 他们都表现出对蛇更快的觉察。

恐惧研究是一个很广泛的领域, 人们不仅对蛇、蜘蛛、蜥蜴这类威胁性动物产生注意偏向或快速反应, 同时也对恐惧面孔(LoBue & Larson, 2010;Öhman, Lundqvist, & Esteves, 2001)、威胁性武器枪(Fox, Griggs, & Mouchlianitis, 2007)、刀和注射器(Blanchette, 2006; LoBue, 2010b)等产生注意偏向。研究者把对蛇和蜘蛛这类刺激称为进化相关的威胁(evolutionary relevant threats)或种系相关的(phylogenetical)刺激(Fox et al., 2007; LoBue et al.,2010)。通过以上的两个实验发现, 虽然儿童对蛇具有更少的经验, 但是他们仍然表现出了与成人一样的注视模式, 对蛇表现出了更快的觉察。这就让我们进一步思考一个重要的问题, 即我们为何会对蛇觉察更快, 是因为我们恐惧蛇, 还是蛇特殊的外形。Öhman等人提出了“先天倾向”假说来解释蛇的快速觉察, 他们假设人类认知系统中存在一个恐惧模块(evolved fear module), 它是一个相对独立的行为、心理和神经系统, 某些特定的刺激会自动化激活的神经系统, 这些神经系统会对一些特定的威胁刺激(蛇)有选择性地、自动地激活, 并产生防卫性反应。他们认为这个恐惧模块是进化适应的结果,在大部分哺乳动物中都存在(Öhman & Mineka,2001, 2003; Öhman, Soares, Juth, Lindström, &Esteves, 2012)。虽然先天倾向的进化模块可以解释现实情境中的一些恐惧刺激觉察现象, 但是却不能很好地解释人类对一些低水平特征的威胁性刺激的快速觉察现象。即这个恐惧模块很难解释我们对一些特定威胁刺激的注意偏向或快速觉察机制。

LoBue等人在恐惧模块基础上使用了低水平知觉偏向和知觉模板假设来解释婴、幼儿对蛇的觉察(LoBue, 2013; LoBue et al., 2010)。该假说认为,对蛇具有较少经验的婴、幼儿所表现出来的快速注意偏向可能是由于知觉模板在起作用。知觉模板主要是基于威胁刺激的基本特征或混合的低水平的图示化特征, 例如, 蛇的知觉模板就是其连续的曲线轮廓以及尾部弯曲为一团; 蜘蛛的视觉模板是居于中心的身体及其发散到四周的曲线(LoBue, 2013;LoBue et al., 2010)。实验2中结果支持了蛇弯曲的外形在快速觉察中的作用, 与知觉模板假设相符合。因为经过线画处理后, 蛇本身的曲线特征更加突出, 可以说蛇特殊的轮廓特征导致了其快速注意定向和更短的注意维持。但是, 仍然需要深入探讨的一个问题是, 这种觉察是否是真的由于其特殊的外形特征, 还是人类本身就对特殊的形状反应更快。因为在人类基本视觉搜索中, 弯曲的线相较于直线确实更容易引起人们的视觉注意和反应(Treisman & Gormican, 1988; Wolfe, Yee, &Friedman-Hill, 1992)。对于这个问题解释, LoBue等人也对于知觉模板假设持有比较谨慎的态度(LoBue, 2013; LoBue et al., 2010), 后续研究仍然需要对这一问题进行深入探讨。

蛇作为爬行动物, 其所具有的特殊外形、头部特征、颜色和纹理是其区别于其他爬行动物重要特征(Isbell, 2009)。对比实验1和实验2数据发现, 儿童和成人对于实验1中真实、彩色蛇的反应明显要快于实验2中去掉这些特征点的线画蛇。这说明蛇作为一种特殊的爬行动物, 之所以被大部分哺乳动物和人类恐惧和快速觉察, 是因为其所具有的颜色、花纹、特殊外形、头部特征作为一个综合体仍然起重要作用。比如, 相对于同为爬行动物的蜥蜴,虽然两者在外形一些外部特征上具有相似性, 但是研究发现蛇的觉察仍然要快于蜥蜴(Penkunas &Coss, 2013b)。这也可能是LoBue等人前期研究中使用蛇的真实图片作为刺激材料的原因, 即现实生活环境中, 无论是在动物园还是在野外环境中见到的蛇都是带有色彩的、有纹理的、弯曲的。

研究对于干扰刺激注视情况分析证实了研究的预期, 即虽然作为搜索刺激的干扰物, 威胁性刺激蛇仍然被更早和更快的注意定向, 并且有更短的注意维持时间。这进一步间接证实了恐惧性刺激快速知觉的普遍性。同时, 这个结果确实不同于已有研究认为干扰物属性不影响对目标刺激觉察的结论, 但是也不能完全支持“注意脱离困难”假设(Fox et al., 2001)。比如：Penkunas和Coss (2013a)将蛇和蜥蜴配对, 同样被作为威胁性刺激快速觉察的蜥蜴在遇到蛇时反应变慢了, 他们认为蛇作为干扰物可能会使得非威胁性刺激或低威胁性刺激觉察变慢。但是, 对于可以支持这个“注意脱离困难”的首次注视加工时间来说, 在实验1和实验2的分析中都没有发现蛇和花之间有显著差异。即虽然蛇作为干扰物的时候会被更快觉察, 但是并没有发现在首次加工上会存在注意脱离困难。类似地, LoBue等人(2014)采用成人被试得出眼动结果也不支持“注意脱离困难”假设。作为固定时间分析来说, 干扰物分析结论仍然需要谨慎, 这也提示后续研究探讨干扰物属性的影响作用。

本研究由于幼儿被试限制, 在数据采集、实验刺激上仍然存在改进地方, 未来研究应该关注以下几个问题：第一, 针对幼儿被试无法精确操作键盘和鼠标的情况, 未来研究需要利用声音反应盒、特殊按键等设备精确记录幼儿的行为反应时间; 在幼儿被试可以接受范围内, 增大实验的试次。第二,恐惧性刺激诱发的情绪在其中扮演的作用(Peira et al.,2010)。如果对蛇的觉察归结为其特殊外形, 那么这种快速觉察就归结为基本的模式差别导致的反应差异。那么, 蛇作为一类“恐惧动物”, 它在儿童的快速觉察中有没有引发恐惧情绪？如果诱发了恐惧情绪, 那么蛇的外形是否还起作用？第三, 对蛇的快速觉察是否可以概括化到蜘蛛、蟑螂、狮子等其他动物恐惧中(LoBue, 2010a; Penkunas & Coss,2013a)。比如：以往很多研究都发现人类对蜘蛛这种特有的生物具有与蛇类似的注意偏向(Blanchette,2006; Öhman & Mineka, 2001)。第四, 儿童经验对恐惧性刺激刺激觉察的影响。未来研究可以尝试选取更加广泛的年龄段探讨经验对蛇快速觉察的影响。第五, 关于蛇的特殊外形导致了它的注意偏向和快速觉察。以往研究对蛇的颜色、生命性、体态特征、纹理等这些因素都没有很好控制, 未来研究仍然需要进一步严格控制变量进行深入探讨。

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