伪忽视行为表现与神经基础及交通驾驶应用

郑新夷 杨艳群 Said Easa

(1福州大学人文社会科学院,福州 350108) (2福州大学土木学院,福州 350108)(3 Ryerson University,Dept. of civil engineering,Toronto,Canada,M5B2K3)(4福州大学交通研究中心,福州 350108)

1 引言

伪忽视(pseudoneglect)是指健康个体存在轻微偏左的不对称空间注意(“healthy subjects tend to exhibit a subtle bias of visual attention favouring left space”)。这个概念是 Bowers和 Heilman在1980年首次提出来,是基于线段中点切割任务的实验结果而获得的。线段中点分割任务包括手动式分割线段(line bisection)和判断线段中点任务(landmark task)两种,实验发现,无论哪种实验任务,健康个体行为结果都倾向于对左边空间的注意。具体的行为表现为,手动式线段中点分割的中点偏向左边; 线段中点的判断也倾向于左边。后续的研究还发现,判断线段中点任务比手动分割线段任务在测试空间注意偏差方面更加敏感,可能的原因是手动式线段分割任务需要个体运动知觉的卷入,对于空间注意研究是一个干扰变量(Benwell,Harvey,& Thut,2014; Çiçek,Deouell,&Knight,2009; Newman,O'Connell,& Bellgrove,2013; Pourrahimi,Mazhari,Shabani,& Sheibani,2014; Sacchetti,Goedert,Foundas,& Barrett,2015)。

实际上,伪忽视的提出是基于临床医学对忽视症病人的研究案例。忽视症病人,如果是右脑顶叶受损的病人,多数病人对客体的左边或左边空间存在注意障碍; 而如果损伤在左脑顶叶的病人,小部分病人(大约 19%)表现出对客体的右边或右边空间存在注意障碍(Kleinman et al.,2007)。忽视症病人由于大脑局部区域的受损而表现出的临床特征是对侧空间注意的缺失; 而正常人的伪忽视行为表现是更倾向左边的空间注意。为此,医学界把伪忽视称作“假性忽视”; 而心理学界对于这个现象,在文献中还有不同的术语表述,比如有视觉空间偏差“visual spatial bias” (Newman et al.,2013)、左倾注意偏差 “leftward attentional bias”(Benedetto,Pedrotti,Bremond,& Baccino,2013)、侧边视觉空间不对称“lateral visuospatial asymmetries”(Loughnane,Shanley,Lalor,& O'Connell,2015)等。梳理这些国外文献研究结果,我们推测伪忽视现象的研究还是处于百家争鸣的阶段,主要表现在对于同一个注意左倾现象,研究界似乎还没有形成一个统一的术语来界定。基于文献中较早提出“伪忽视”的概念,故本文主要采用“伪忽视”这个术语,也会穿插使用“注意偏差”来表达同一个现象。

从应用价值上看,伪忽视主要研究注意的偏差,对于现实生活中行为结果的解释有指导意义。近年来,在交通安全心理研究中,驾驶员的注意问题是安全事故的主要因素。从交通事故的报告分析中,发现交通肇事原因有93%～94%是由于驾驶员人为因素导致的,而其中驾驶员的注意问题占了 12%～25% (郭忠印,2012),例如,没有注意到交通道路中的一些交通信息,包括行人、非机动车、交通道路标志等,成为交通事故中重要的人为因素。综述近年来国外伪忽视现象的应用研究发现,交通心理学领域逐渐意识到这个现象对于安全驾驶的重要性,比如,有的采用驾驶模拟舱研究伪忽视现象在驾驶过程中对交通道路标志的识别效率(Benedetto et al.,2013); 有的采用实验室设计探测新手和老手驾驶员对于驾驶舱内的环境和驾驶舱外环境的视觉搜索偏好研究(Divekar et al.,2013)。这些研究的实践意义,在于促进人们重新思考安全驾驶行为的注意偏好现象,从而在交通道路的设计中真正实现人性化的设计理念,保障驾驶安全。

综上所述,本文的文献综述脉络包括基础探索性研究和应用研究两大方面,基础探索性研究包括影响伪忽视现象的因素和大脑神经基础综述;应用性研究侧重于注意偏差现象在交通安全的实践验证。

2 伪忽视的行为表现和理论假设

2.1 视觉空间偏侧行为表现

伪忽视现象的研究,起源于人们对视觉空间忽视症的研究。从临床病例中发现,视觉空间忽视症,尤其是右脑的颞叶和下顶端受损的病人,对左侧空间的忽视比对右侧空间忽视更显著。1980年,Bowers和 Heilman在《Neuropsychologia》杂志上发表了一篇实验报告,首次提出了健康个体也存在左边注意的偏侧现象,他们把这个现象和临床病人的忽视症(neglect)区别开来,采用“pseudoneglect” (伪忽视),描述正常个体在水平线段等分的空间注意测验任务中,存在稳定的轻微偏左的行为表现。随后的研究,学界采用了各种偏侧空间忽视的测量方法,有直线对切任务(Line bisection)、界标任务(Landmask task)、画钟表、灰度尺判断、心理数字判断等方法,都验证了正常个体的视觉空间偏向左边。Jewell和McCourt发表的一篇元分析总结了2000年前对伪忽视的行为表现和一些影响因素研究(Jewell &McCourt,2000)。2000年以后,许多研究开始探索视觉空间注视在不同方向上的行为表现,比如在垂直方向和远近方向上的视觉空间行为倾向,结果也发现了偏向行为。有研究采用垂直方向上的中点切割任务范式,发现个体更倾向把垂直中点偏上的分割点作为主观中点(Heber,Siebertz,Wolter,Kuhlen,& Fimm,2010); 对于远近深度视觉行为的研究,发现个体对近处出现的任务有左边偏好现象(Aimola,Schindler,Simone,& Venneri,2012)。

此外,对于伪忽视的研究,除了起源最早的线段中点判断任务范式,还有一类典型的行走任务(Navigation task)研究范式(Nicholls,Loftus,Orr,& Barre,2008)。行走任务要求实验参与者在一段狭小的走廊完成通行任务,并在通行过程中完成特定的知觉任务,旨在分散参与者在通行过程中的注意知觉的参与,结果发现,参与者碰撞右边走廊的次数多于左边。对于行走任务的研究结果,通常的解释是由于实验者对于左边空间的偏好,避免碰撞左边,导致碰撞了右边。但是随后的研究者发现,实验者在有环境线索条件下,包括引导被试注意左边空间、右边空间、或是注意双侧空间,结果发现,无论哪种条件,被试都更容易碰撞左边(Hatin,Tottenham,& Oriet,2012)。对于两种矛盾的研究结果,研究者提出了行走任务的碰撞倾向可能不是注意偏差的行为表征,因为行走任务还需要诸如肢体动作的周边知觉和超个体空间加工系统(Extrapersonal Spatial Processing)的参与。

综上所述,伪忽视的研究不仅局限在对于平面空间水平的研究,还深入到立体空间水平的探索; 不仅是对注视行为结果的研究,还关注知觉运动的行为偏差。其实,从这个现象在1980年首次被提出以来,研究经历了 3个明显的历程,首先是在 90年代以前,探索这个现象的理论假设——是符合“眼动扫描假设“还是符合“激活‒朝向”假设; 其次是在90年代到2000年的10年间,探索的是这个现象的影响因素问题,包括各种个体因素和认知因素; 接着在2000年以后,研究者采用各种研究工具探测这个现象的神经基础问题。直到近年来的相关研究发现,伪忽视更多的是注意左偏的鲁棒性特质,它有视觉眼动的生物基础,受到大脑右侧功能的控制。更重要的是,伪忽视不是恒定的,它是注意早期的行为表征,随着时间推移、或是个体认知负荷的改变,空间注意的左偏现象将逐渐趋向于中间或是右边(Benwell,Thut,Learmonth,& Harvey,2013; Pourrahimi et al.,2014; Quinlan & Culham,2007; Szczepanski &Kastner,2013; Thiebaut de Schotten et al.,2011)。

2.2 伪忽视的理论假设

自从伪忽视被发现以后,学术界尝试提出两种理论假设来解释这个现象。有学者提出“视觉扫描假设” (Scanning Hypothesis),该理论认为个体的注意空间偏向于视觉开始扫描的初始位置(Manning,Halligan,& Marshall,1990)。比如,个体的视觉扫描习惯是从左到右,那么空间注意偏好左边。而且,从人群的视觉习惯分布上看,有90%以上的人群是右利手和视觉搜索从左到右。虽然这个假设部分解释了伪忽视现象的存在,但是人们还是不明白视觉扫描习惯的内在机制是什么？另外一些学者提出的“激活‒朝向假设” (Activation-Orientation hypothesis),该假设认为,对空间偏侧的注意是由于激活了大脑半球的朝向功能,主要是右脑的顶叶皮层被激活(Reuter-Lorenz & Posner,1990)。这个理论假设逐渐被近年来在神经层面的研究证据所证实,并更加深入地发现了右脑注意网络在不同激活时间存在不同的激活程度(Nuthmann & Matthias,2014)。

值得注意的是,多数研究的被试是基于右利手人群,他们的注意偏左现象在神经成像上获得证据是,大脑右侧激活导致了注意左偏的倾向。但是,还有一部分亚人群,大约 10%～15%属于左利手,他们的空间注意偏向在轻微右边(Benwell et al.,2013)。学界对于亚人群的研究,还没有足够的神经成像证据支持他们的空间注意的激活区域在对侧。唯一的一项研究也是在右利手人群中发现,部分被试(14%的研究被试)表现出来的大脑神经成像的证据是,他们的注意空间的大脑区域激活不是在典型的右侧注意网络(typical brain),而是在左侧注意网络(Szczepanski & Kastner,2013)。

近些年在大脑成像和神经层面的研究中验证了“激活‒朝向”假设,而“视觉扫描假设”更多的被认为是影响注意左偏的视觉行为表征。

3 伪忽视现象的影响因素

3.1 人口学因素

元分析发现(Jewell and McCourt 2000),伪忽视现象在人口学因素上有一些差异,主要包括年龄、性别、左右利手、个体性格差异。比如,左侧注意偏侧现象在青年人群中更为显著,而在老年人群中,注意开始偏向中间和右边。对于这个现象的解释,近些年的大脑神经机制研究发现,老年人的右脑某些功能的退化,导致注意的偏右趋势(Corbetta & Shulman,2011)。而这个现象在忽视症人群中,也发现一些相类似的趋向模式。一项对右脑中风的病人研究,发现在中风的早期,明显存在左侧空间忽视,而随着病情的深入,大脑功能发生代偿,使得左侧空间的忽视出现了轻微的缓解(Corbetta & Shulman,2011; Pourrahimi et al.,2014)。

性别因素上看,大部分的文献研究没有发现性别对伪忽视有影响,元分析报告的结果是,性别对伪忽视的效果量是很小的(Jewell & McCourt,2000)。左右利手因素的分析,元分析研究发现,左右利手的被试都倾向于对左边空间注意的偏好,但是右利手比左利手的左边空间注意的更强(Jewell & McCourt,2000)。对儿童被试的研究,发现了左利手儿童用左手的时候,注意偏左,用右手则注意偏右; 而右利手儿童注意左偏现象不受到左右手使用的影响。个体差异的研究结果发现,大约 5%～10%的人群存在注意轻微右偏好现象(Benwell et al.,2013)。

综合以上主要的人口学变量研究,从年龄、性别、和做右利手的研究发现,这些因素同左右大脑半球功能差异有关,从一定程度上证实了激活–朝向假设。

3.2 眼动注视模式对伪忽视的影响

2000年的一项元分析计算出视觉浏览方向解释注意偏向的中等效应量,视觉浏览方向从左到右更容易注意左偏,而从右到左的浏览顺序容易出现注意偏右现象(Jewell & McCourt,2000)。但是最近的研究发现,注意左偏现象与注视模式之间的关系不是简单的因果关系。

人们更关心的是伪忽视现象究竟是眼动现象还是注意的特质？Benwell等人(2013)在研究中分别设置了控制注视点和注视自由两种注视方式,采用传统的线段中点对切判断任务。研究发现两种注视方式的实验结果相似,个体都表现出注意的左偏现象,不受注视点的影响,但是注意初始方向的偏好是随着时间的进程而向对侧方向迁移,是一种典型的“时间‒任务效应” (time on task effect)。研究认为注意的轻微左偏现象是注意的鲁棒性特质,不是眼动现象。

更进一步的研究,Foulsham等人(Foulsham,Gray,Nasiopoulos,& Kingstone,2013)探索的是眼动注视的初始方向是否影响线段对切任务的左偏现象。实验一首先呈现 3种不同条件的图片,分别是从左到右呈现、中间呈现和从右到左呈现,结果发现,中间呈现图片条件,作为自然状态图片呈现条件,观测者在初始阶段更多的观测左边信息; 这个注视左偏现象在从左到右的图片呈现条件下也得到验证; 而右边图片呈现条件诱导观测者更多注视右边信息。实验一只是再次验证了注视初始方向影响人们的注视偏好,而实验二要验证的是在图片呈现条件下,激活的注视初始方向的偏好是否能够影响线段对切判断任务的左偏现象。具体实验设置是,把图片的左中右呈现的3种不同条件随机的设置在线段等分任务的前面,实验结果发现,线段对切判断任务结果与图片左中右呈现条件没有直接关系,都表现出对线段左偏的轻微偏好。这项研究很有意义地发现了,视觉注视的初始方向可以改变对图片左右信息的注视偏好,但是无法改变对线段对切判断任务的左边偏好。研究者认为注视偏好是自下而上加工,可以被外界刺激条件改变,但是,线段对切判断任务,需要卷入知觉加工系统,属于自上而下的加工。实验再次验证了线段对切判断任务对于空间注意偏差的敏感,而且注意左偏现象属于知觉注意偏差,不是视觉注视偏差。该研究同时认为,对于忽视症病人的改善,采用本实验设计的图片呈现的左中右范式有一定的帮助,这种范式同采用传统的棱镜调整忽视症有异曲同工的功效,但是研究者还提出这两种方法都无法改变忽视症的根源——大脑偏侧功能受损的现实。

综合以上研究,控制注视点和自由注视不影响注意左偏现象,而注视偏好对注意的左边偏好有一定的关系,原因可能是注视偏好受到材料特异性的影响,故而影响了注意偏好,注视偏好属于自下而上的加工。而注意的左偏是大脑自上而下的加工,属于注意的特质。

3.3 刺激材料的特性因素

伪忽视的研究材料,最常用的是线段,研究发现,只有当线段的水平视角大于 6度,个体才表现出一定的轻微偏左的注意偏好。而当线段的呈现水平视角小于 6度,对于线段的中点分割的主观中点不存在左边偏向,而是趋于客观中点。这个现象被称作注意左偏的反转,或者定义成“线段长度效应” (line-length effect)。对于这个效应的解释是因为注意的网络系统激活程度的不同所致,Benwell等人(2014)发现,线段长短效应是由于刺激线段的长度不足以激活腹侧注意网络的警觉功能。学界普遍认为,注意的两条网络系统,一个是背侧注意网络,另一个是腹测注意网路,两条网络对外部刺激的反应程度不同。腹侧注意网络系统对于注意左偏的影响比背侧网络系统更大。因此,短线段反转效应的解释是“down-regulation of RH activity leads to a transient change in special attentional sampling at the periphery which attenuate the left visual field advantage and causes the observed rightwards shifts in bias” (p378)。

除了线段刺激材料,还有的研究材料采用的是数字组。比如,给予被试一组数字,判断这组数字的中点,结果发现,在小数字间距判断上,数字的中间偏右,大数字的间距判断上,数字的中点偏左边(Nicholls & Loftus,2007)。目前学界对采用这种实验任务获得的左偏现象,是否确定是由于注意的左偏导致的,还是一种对数字的表征忽视引起的偏好,也许还没有一致的观点。有学者认为,“表征伪忽视” (representational pseudoneglect)和伪忽视也许不存在相似的加工系统(Brooks,Della Sala,& Darling,2014)。新近发表在科学杂志上的一项小鸡研究(Rugani,Vallortigara,Priftis,&Regolin,2015),发现刚出生小鸡和非言语期的婴儿一样,也存在着心理数字线。当训练小鸡熟悉小数和大数以后,把两块相同的小数字面板分别放置在空间的左右两侧,小鸡多数朝向左侧; 而在左右两侧大数字面板面前,小鸡多数朝向右侧。这项新颖的研究似乎可以从另外一个角度证明对于大小数字的空间偏好属于生物体的本能偏好,也许同注意的本质偏好没有必然联系。

对伪忽视研究的刺激材料除了对材料特性的研究,还包括研究个体的参照框(frame of reference)对刺激任务的表征,主要包括基于客体表征(object-based)和空间位置表征(space-based)。基于空间位置表征最早是由Posner (1980)开创的预提示范式(pre-cuing paradigm)发现的,而较具有说服力的客体表征范式是在1994年Egly等人提出的双矩形提示范式(赵欣,袁杰,徐伊宁,傅世敏,2014)。这两个表征在忽视症群体中获得了验证。首先让忽视症病人临摹一副左右完全对称的物体,病人只能画出物体的一半。这个现象是无法区分病人是对客体偏侧的忽视还是对于空间偏侧的忽视。随后的研究设计是,让右脑损伤忽视病人判断垂直放置的客体和旋转后的客体对称程度是否一致,结果发现,病人判断垂直客体和旋转后的客体结果是一致的,表明即使客体旋转到病人的右边视野,病人的判断不受到空间视野的影响,可能的解释是基于客体的忽视(Driver &Halligan,1991)。更进一步研究设计探测视野窗口对忽视的影响。研究采用带缺口的大圆形和带缺口的小圆形交替呈现在屏幕上,要求被试对缺口的朝向判断,结果发现,比起单独的呈现小圆的刺激,呈现大圆后再呈现小圆刺激,被试判断小圆的缺口的正确率提高了。这个结果的解释是个体的视窗视野被大圆扩大后,提高了对小圆的敏感(Hillis,Mordkoff,& Caramazza,1999)。为此,研究结论是,病人的忽视可以是基于客体的忽视,而且随着视野窗口的扩大相对减缓偏侧忽视行为。

和研究忽视症类似的研究问题是,研究者也在探索伪忽视现象是基于客体表征还是基于空间表征。研究者主要采用灰度尺(greysclaes)实验范式来来回答这类研究问题(具体的综述性报告参见(Thomas & Elias,2012))。灰度尺是一种类似于尺子宽度和长度的矩形视觉刺激材料,从左到右或从右到左,逐渐呈现出渐变的灰度,要求被试判断灰度的程度。最早的研究采用一条灰度尺,被试需要报告灰度尺的左边还是右边的灰度更大,结果发现被试报告左边灰度的更多。这样的研究结果无法解释是基于客体还是基于空间的视觉偏差。后来研究者演绎出更多的灰度尺排列顺序来分离客体和空间的因素。首先,有研究者探索视野上方还是视野下方更容易产生注意左偏,实验材料设置成在屏幕中央上下方位平行出现两条灰度尺,一条灰度尺从左到右灰度渐变,另外一条灰度尺从右到左灰度渐变,要求被试报告上面还是下面的灰度尺更灰,结果发现被试更多报告视野下方的灰度更灰。其次,研究者探索垂直的两条灰度尺,一条灰度尺从上到下灰度渐变和另外一条灰度尺从下往上的灰度渐变,被试报告从上到下的灰度变化更多。第三种研究探索旋转后的灰度,材料呈现是把水平放置的两条渐变的灰度尺旋转向下 45度角和向上旋转 45度,被试报告旋转向下45角的灰度更多。第四种研究试图探索基于客体的注意偏好因素,实验材料设置成上下两条灰度尺的错位排列,分成交错 50%和完全不交错两个水平,以及呈现的位置,分别呈现在屏幕的左边和右边两个水平,结果发现,总体上看,呈现在右边的两种水平的灰度尺比左边呈现的灰度尺的两个水平,表现出更多的注意偏左倾向;更进一步的分析发现,对于呈现在屏幕右边的刺激,交错 50%的灰度尺比没有交错的灰度尺表现出更多的注意左偏倾向(Nicholls,Hughes,Mattingley,& Bradshaw,2004; Nicholls,Mattingley,Berberovic,Smith,& Bradshaw,2004; Thomas & Elias,2012)。

综上所述,忽视症和伪忽视的行为表征都可以是基于空间的参照,也可以基于客体的参照,相比而言,忽视症病人更多基于客体的参照; 而正常个体的伪忽视更多基于空间参照。基于刺激材料的特性和个体参照框架的研究促进了人们对伪忽视的深入理解,从文献综述发现,这些研究都发生在2000年之前,之后的10多年间,人们开始关注一些认知因素对伪忽视现象的影响。

3.4 认知知觉因素

对于注意的左偏现象,以上的文献总结了引发左偏现象的空间注意因素(刺激物特性、个体差异、注视模式等),而从认知层面解释这个现象,更多考虑的是注意的非空间因素,主要包括 3个因素,认知任务、唤醒程度和任务时间。近年来的研究从注意的非空间因素探索这个现象的趋势,很有意思的发现是,随着认知任务的难度提高,或者是疲劳程度上升,或者是增加任务的时间,注意偏左的现象逐渐向右边迁移(rightward shift)。

Benwell等人(2013)探索时间任务对伪忽视的影响。实验设置的SOA时间跨度从150 ms到6000 ms,要求被试完成线段等分任务的判断。结果发现,个体的行为表现分成两种类型,第一种类型是在初始阶段注意偏左的个体随着SOA的增加,注意逐渐趋右; 第二种类型是在初始阶段注意偏右的个体随着SOA的增加,注意逐渐趋左。值得提醒的是,第二种类型的人群较为少见,约是总人群的 5-10%。研究者把这个现象称为“time on task effect”,认为这个现象是符合非空间注意的特性。

有意思的是,Newman等人(2014)针对 Benwell的这项研究做了抨击,认为他们的实验数据在处理方面存在“regression to mean”的倾向,为此,Newman重新设计了实验,实验要求被试注视屏幕中央出现的一系列刺激,同时关注屏幕左边或右边出现的刺激,认知任务难度是中央刺激和周边刺激的特性一致或是不一致的难度条件。结果发现,被试对左边出现的刺激反应快于右边出现的刺激,但是判断的正确率随着认知难度的增加而下降。Newman认为,在他的实验中不存在“time on task effect”,而且无论任务难易,被试都表现出注意偏左倾向。很显然的是,Newman也承认了他们的实验设计和Benwell 的实验范式完全不同,比较两种实验结果显然有点牵强,但是他们认为这两种实验设计都是在验证注意的非空间特性。

此外,人们还探索注意左偏现象是否依赖于自上而下的加工？以及这个现象是否持续出现直到完成任务为止？Nuthmann和Matthias (2014)采用眼动仪器记录被试的视觉反应,固定被试的视点于屏幕中央,通过呈现多幅图片,要求被试完成3种不同任务,第一种任务要求被试回忆图片,第二种任务选择自己偏好的图片,第三种任务完成指定图片中刺激搜索任务。研究者认为第三种搜索任务是探索注意的自上而下的加工,第二种偏好任务和第一种任务都是实验任务导向的加工,但是,回忆任务比偏好任务需要更多的编码加工。结果发现,3种实验任务都表明被试的注意偏左现象是在注视开始的 1500 ms以内,左边偏移度大约在 1度,而随着时间的推移,注意的重心开始趋向中间。但是,比较3种任务,搜索任务表现出最严重(时间长和程度高)的注意偏左现象,其次是回忆任务,最后是偏好任务。此项研究从眼动的数据上证明了 Benwell 的实验结果,注意的左偏现象是随着时间的推移,或者是疲劳的增加,而逐渐出现了趋向中点的现象(Nuthmann &Matthias,2014)。

4 伪忽视的大脑结构成像和神经成分

注意的左偏现象在前人文献中都发现了行为的证据,但是,这个现象的大脑神经基础在现阶段成为了人们研究的关注点。

首先是研究者对注意的大脑神经网络提出不同的分类标准。Posner等人将注意网路划分成 3个子系统：警觉、定向和执行控制,分别由丘脑、额叶、顶叶、颞叶联合区和前扣带回等大脑功能网络组成。Corbetta等人则把注意网络分成目标导向和刺激驱动两个子系统,主要涉及背侧额顶叶神经网络和颞顶联合区(IPS)等。Botvinick等人提出在执行控制模块中,前扣带回和背外侧前额叶分别负责冲突的检测与冲突的调控。Banich 则把注意网络按照表征和加工划分,细化了额叶各区在注意表征和加工中的作用。

对于注意偏侧的神经网络的证据,直到最近的研究,采用了fMRI、TMS、MRI、ERP等技术发现了注意偏侧的神经基础,主要是由于大脑功能的偏侧导致,越来越多的大脑神经影像结果表明(Benwell et al.,2013; Pourrahimi et al.,2014;Quinlan & Culham,2007; Thiebaut de Schotten et al.,2011),右脑的腹侧注意网络(主要区域是 TPJ和 IPL),其主要功能是非空间注意(比如,注意的重定向、唤醒和警觉、以及对刺激物的探测),对于注意偏侧化有更多的贡献,而背侧注意网络(主要区域是IPS和FEF)对注意偏侧化比腹侧注意网络要少。更具体的研究发现(Hickey,di Lollo,&McDonald,2009),在目标指向的任务中,背侧注意网络激活更快,大约在刺激前150 ms开始激活;而在非预测事件任务中,大约在刺激后的200 ms以后,腹侧注意网络激活,伴随着N2成分,预示着空间注意的发生。最近的一项研究认为注意偏差的现象是由于注意的早期,大约在20～30 ms之间,存在着左右大脑的竞争,之后才出现偏向右脑腹侧注意网络的激活(Le,Stojanoski,Khan,Keough,& Niemeier,2015)。

除了发现左右大脑注意网络系统的激活时间差异外,研究者还发现了刺激材料的“长度效应”也有神经层面的证据。新近一篇的研究,用经典的线段对切判断任务范式,采用 ERP技术,比较了线段长短效应的脑成分变化(Benwell et al.,2014)。实验结果发现,长线段对切任务的行为结果比短线段对切的行为结果要更容易产生注意偏左的现象,主要的神经成分在于右脑的 TPJ皮层出现了N1成分。解释这个现象的原因是,右脑的TPJ区域在长线段的加工上较快激活,而对短线段刺激的激活程度较慢,可能的原因是,短线段在腹侧注意脑区不够凸显,而导致腹侧注意网络的强度不够。实验中,还发现了注意对长短线段激活的时间有差异。对于长线段的刺激,在100～200 ms以内,出现了右脑腹侧注意网络的激活反应; 而对于短线段的激活反应是在280 ms以后。

综合以上的实验研究发现,注意偏侧现象,神经层面研究证明了激活‒朝向假设。更进一步的研究发现,主要激活的区域在右脑的腹侧注意网络,是注意偏左的神经基础。但是,很有意思的是,研究还发现了偏侧化发生的时间不是在注意开始的时间节点,大约在20～30 ms以内的时间,左右大脑不存在偏侧,而存在相互竞争,直到100～200 ms,才达成了右脑腹侧注意网络激活强于左脑,而在280 ms以后,注意的另外一块系统,背侧注意网络系统才开始参与空间注意,而正是因为背侧注意网络的参与,才使得偏左的空间注意倾向于趋右。

注意偏左在大脑神经层面的研究甚至还深入到神经传导束的研究。英国学者Schotten等人发表在 Nature Neuroscience (2011)的研究证明了上纵束在腹侧注意网络和背侧注意网络的传导速度的差异,故而导致了注意偏左倾向。他们采用纤维束成像扩张技术(diffusion imaging tractography)探测被试在完成线段对切任务判断和 Posner 范式两种任务的神经传导。他们主要探测分布在背侧区域上纵束一型(SLF Ⅰ)、中间区域上纵束二型(SLF Ⅱ)、和腹侧区域上纵束三型(SLF Ⅲ)三种类型的神经束的激活程度。他们首先采用线段分割任务,结果发现,右脑的 SLF Ⅱ对注意的左偏有较大的贡献,表现出比其他两个类别的上纵束有更多的神经卷束的激活。然后,他们继续探索SLFⅡ是如何在左右大脑激活并导致对视觉刺激的不对称加工。研究采用的是 Posner范式,对出现在左右视野的刺激做快速反应。结果发现,对出现在左侧视野的刺激,被试反应更快,与此同时,右脑的SLF Ⅱ激活更大的卷束。研究表明,SLF Ⅱ在左右脑区的激活程度不同,由此推测出空间注意加工的不对称性可能是由于神经传导速度的不同。同时,研究还指出,背侧 SLF Ⅰ映射事件甄别性,而腹侧 SLFⅢ映射刺激凸显性。他们首次在人类中获得的神经证据,与早期研究在猴子中发现的神经证据相似(Thiebaut de Schotten et al.,2011)。

综合近年来的研究,研究者对于伪忽视现象的神经层面的研究表明,最早提出“激活‒朝向假设”解释伪忽视,似乎在许多层面上获得了证据支持。

5 应用性研究——交通驾驶的注意偏差

注意的认知特点在交通驾驶研究中,也成为近年来的研究热点。由于采用“伪忽视”这个专业术语研究交通驾驶行为,这方面的文献不多,因此,本部分的应用研究综述将从注意研究的大领域入手,偏重综述几篇与注意偏侧化现象相关的交通驾驶研究,试图为这个领域的深入研究提供一个小领域的研究视角。从注意的大领域研究出发,在交通应用中的研究问题主要包括驾驶员的注意是如何发生的？在驾驶过程中,驾驶员对于交通环境的注意是如何反映在驾驶行为中？以及如何判别不同驾驶经验的驾驶员在注意搜索过程中的差异？

针对第一类研究问题,驾驶员的注意是如何发生的？有研究提出驾驶行为是大脑右侧功能的作用。Lust等人采用经颅磁多普勒仪器,比较词汇生成任务和驾驶任务在左右半球大脑的激活程度。研究结果发现,词汇生成任务激活左脑半球功能,而驾驶任务(根据道路地图完成驾驶任务)激活右脑空间注意功能。当同时完成这两个任务时候,发现行为绩效下降。研究者认为,大脑偏侧化激活只能促进同侧脑区的认知活动,对于对侧脑区的认知活动是抑制的(Lust et al.,2011)。这项研究的主要贡献是验证了驾驶行为的主要功能区在右脑的注意空间认知功能。但是,驾驶行为其实不是一个简单的空间注意问题,还包括操作反应,以及各种道路条件下的决策反应。实验室内的驾驶任务与真实的驾驶条件还存在着生态差距。

针对第二类研究问题,驾驶员的注意是如何反映在驾驶行为中？有研究者探索的是驾驶员对道路标志的识别能力。该研究采用变换车道任务(Lane Chang Test,LCT)和认知任务,研究驾驶员在模拟驾驶过程中的注意偏向(Benedetto et al.,2013)。他们首先在道路左右两侧分别设置要求驾驶员改变变换车道的标志,让驾驶员在 3条车道的中间车道驾驶,结果发现,驾驶员更容易觉察到车道左边的任务标志,并快速完成车道变换任务。眼动注视点数据显示,有 90%的注视点落在左侧标志,只有10%注视点落在右侧标志。随后,要求驾驶员完成双任务,一边完成车道变化任务,一边用右手完成简单的认知任务(要求驾驶员在右边的屏幕上双击在许多小圆圈中出现的大圆圈)。结果发现,驾驶员对左侧标志的注视点下降到 67%,对右边的注视点上升到 33%,左右两边注视点没有差异。这项研究特别指出,虽然日常生活中,靠右行驶的交规下,道路标志都放置在驾驶员右侧,但是,驾驶员的习惯性注视点还是在左侧。而只有当增加右手任务,驾驶员的注视才会趋向于右侧空间。该研究同时认为,如果未来有更多的实验证据发现驾驶员的注意偏好在左边的趋势,对于交通标志的设置有现实的指导意义。

然而,另外一项研究却发现了相反的结论。Kennedy和Bliss (2013)对大学生驾驶员进行模拟驾驶实验,实验要求他们根据GPS导航到达目的地,要求中途不违反交通规则,遵守道路指示牌的标志行驶。其中一个驾驶任务是导航指示驾驶员左转,但是,道路左侧放置“不能左转”的标志。结果发现,79.5%的被试忽视了这个标志,按照GPS指示左转。这项研究似乎无法用注意左偏倾向解释左侧标志为什么不被注意到,作者认为这是“无意视盲”现象。我们认为,由于该实验的设置采用GPS的指示任务,这个目标任务属于自下而上的任务驱动,而注意的偏好现象只有在自上而下的加工中凸显。如果要控制任务驱动效应,该实验设计应该增加被试在 GPS指示右转的时候,观察被试在标志设置“不能右转”的实验条件,观测被试右转行为的次数,然后比较左转次数和右转次数的差异,获得对左边标志还是对右边标志的识别性更多的结果,也许就可以用注意偏向来解释这个结果。

对于第三类研究问题,不同驾驶经验的驾驶员的注意和视觉搜索是否存在差异？这类研究已经有15年的研究历史了(Konstantopoulos,Chapman,& Crundall,2010),研究较为一致的结论是,对于水平方向上的视觉搜索,新手驾驶员比老手驾驶员更窄小; 对于驾驶舱外的远近搜索,新手驾驶员更趋向于近处的搜索; 对于驾驶舱内外的视觉搜索,新手驾驶员更倾向于驾驶舱内的搜索(Divekar et al.,2013)。值得一提的是,视觉搜索在不同驾驶经验的差异还表现在对空间左右两侧的差异。Scott,Hall,Litchfield和Westwood (2013)研究年轻驾驶新手和年轻驾驶老手,在 T形交叉路口的视觉扫描,根据视觉区域和驾驶员的距离,研究者将视觉区域分成中间、左侧近、右侧近、左侧远、右侧远、左侧中间、和右侧中间 7个视觉兴趣区域。统计结果发现,年轻新手驾驶员倾向于重复搜索从中间到左侧远区域,而年轻老手驾驶员倾向于重复搜索从右侧中间区域到左侧中间区域再回到右侧中间区域,而且搜索范围广,搜索时间长。该研究指出,驾驶新手在执行驾驶操作行为时,视觉搜索模式倾向于中间偏左的范围,而随着驾驶经验的增加,才形成安全驾驶特异性的搜索模式(Scott et al.,2013)。

因此,我们认为新手驾驶员的视觉搜索趋向于中间偏左的偏好,也是个体注意左倾偏差的行为证据。如果能够根据经验丰富的驾驶员视觉搜索模式对新手驾驶员的视觉搜索习惯给予尽早干预,有利于新手驾驶员培养成安全的驾驶视觉搜索模式,减少事故隐患。有一项研究就是采用驾驶训练方法,比较经过驾驶训练后的注意觉察能力的改变(Charlton & Starkey,2011)。研究人员让驾驶员训练12个星期的驾驶,与只参加一次驾驶训练的驾驶员相比,训练后的驾驶员在驾驶过程中的注意觉察能力明显提高。研究认为,驾驶员的注意偏左是自上而下的加工,而只有当结合道路情景和驾驶任务驱动的时候,驾驶员的注意搜索才是自下而上的加工,而只有这种加工方式,是可以通过任务训练来提高有效的驾驶搜索能力。

另外,从注意的认知理论发现,潜在的视觉注意也可以发生在没有眼动注视的条件下,或者是即使存在眼动注视,也没有注意加工。这个现象被称作“无意视盲”。最近中科院学者对无意视盲现象的综述研究发现(张慧,施建农,2014),认知负荷的增加可以促进视觉觉察能力; 而知觉负荷的增加会削弱视觉觉察能力。虽然“无意视盲”和“伪忽视”是两个独立的注意特质,但是,他们可以相互补充地解释驾驶员的注意问题和视觉搜索不一定都存在相关。驾驶员由于注意的偏差或是注意的“无意”导致的驾驶不安全行为,也许与注意加工过程的卷入程度有关。伪忽视的注意左偏现象可以通过增加认知任务促进注意的趋中;而无意视盲的减少也可以通过增加认知负荷或是减少知觉负荷方法,提升个体的视觉觉察能力。这可能是对驾驶员注意研究提供了两个视角。

6 小结与展望

从近 5年的研究综述上看,心理学界大致形成 3种观点,第一,伪忽视现象是一种注意现象,不是眼动现象,也不是肢体动作的偏好现象; 第二,伪忽视现象属于空间注意的行为表征,与其他注意特质一样,同样会受到非空间注意特质的影响; 第三,伪忽视现象的大脑神经机制,主要是受到大脑右侧功能偏侧的影响,从大脑的结构成像研究和ERP研究结果发现,注意的第一条通路右脑的注意腹侧网络系统,尤其是颞顶交界区(TPJ)对于早期注意偏左侧有激活效应,大约在注意发生的早期100～280 ms; 而注意的第二条通路注意背侧网络,尤其在顶间沟(IPS)和前额眼眶区(FEF),是后期注意偏右的功能区,大约发生在注意的后期300 ms以后(Benwell et al.,2014)。

另外,从我们的综述文献中发现,有两类研究者在从事这个注意偏差现象在交通驾驶安全领域中的研究。一类研究者是基础实验心理学者,主要从注意的生理机制和行为反应来探索,目的是验证注意的理论在驾驶应用中的解释程度,采用的实验工具包括各种注意研究的范式和 ERP;比如 Lust的研究,就是探索这个问题; 另外一类研究者是交通安全领域的学者,也在研究驾驶注意的偏向问题,目的在于指导交通安全的人性化管理和道路工程设施设计的人性化。研究的工具主要是驾驶模拟舱的LCT范式和眼动追踪。本文的另外两个合作者是交通安全领域的研究者,他们对于这个领域的研究较为熟悉,但是采用“伪忽视”这个过于小领域的专有名词研究交通安全的文献,他们也承认没有搜索到大量的已发表研究成果。因此,我们只有在大的驾驶注意领域中,筛选出较为符合本文作者观点的文献,给予综述并且评价一些观点相对立的研究,并赋予了我们对这些矛盾研究结果的理解和建议。我们的观点也许不一定准确,请专家学者批评修正。

基于以上综述伪忽视现象的行为和神经机制的研究,我们期望采用这个现象来解释驾驶员的注意偏差问题,探索影响这个现象的驾驶环境因素,并期望能够尝试提出新手驾驶员的注意和视觉搜索的干预方案。

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