突现线索和颜色奇异项线索在注意捕获中的作用

(天津市劳动经济学校，天津 300380)

本研究探讨颜色奇异项线索和突现线索在注意捕获中的作用是否存在差异。本研究设置了使用一个空间线索范式，2(线索类型：颜色奇异项线索、突现线索)×2(线索的匹配性：匹配、不匹配)×2(线索有效性：有效线索、无效线索)混合设计。使用4个规模的，因为这与我们的真实世界更相似，充满了多个刺激，因为突现线索和颜色奇异项线索在这个条件下都能更好的体现对注意捕获的作用。

一、文献综述

视觉注意领域有一个重要的问题就是关于注意捕获(Attentional Capture)。自20世纪90年代早期，就出现了关于空间注意的分配是受自下而上的控制或者是自上而下的控制的影响相关争论。Folk, Remington和Johnston(1992) 关注的分布是由自治行为目标是触发，选择性注意任务信息的影响。Theeuwes(1992) 认为外界信息特征的影响注意选择，具有突出的线索可以是有选择性的，但由目前的自上而下的不受影。后者的情况下，限制某些特征线索不受当前任务的影响，这种注意被自动获取的现象称之为注意捕获。当这样线索不仅仅可以捕获注意，而且也能引起外显的指向线索位置的眼动时，我们称它为眼动捕获。所以，注意捕获是体现在视觉搜索任务中的一种表现。

注意捕获效应在独特物出现在和目标相同的显示中，但是在不同的位置时易被发现。注意捕获包含了注意想独特物位置的转换，这种转移延迟了反应，需要额外的注意转移才能使注意定位到目标的位置。例如，Theeuwes(1992)让被试识别在一个绿色的圆中的线段的方向，这个绿色的圆在其他的绿色的钻石菱形图形当中。在一半的实验中，所有的钻石都是绿颜色的；但在另一半的实验中，其中的一个钻石是一个红颜色独特分心物，当红色分心物出现时，被试的反应时变慢，表明分心物捕获了被试的注意。这种捕获效应甚至在当“绿色”和“圆”的目标特征保持不变的情况下，被试本来可以利用这些特征，通过自上而下的注意控制去指导注意直接指向目标的情况下也发生了。

Theeuwes(1992)的结果和其他的已经发现当注意搜索时有效时的研究结果相一致。但当搜索是费力时，使用相似的范式却并没有发现注意的捕获效应。根据他们的观点，这可能是因为在费力搜索中，观察者在一次把注意集中在一个或者两个项目上了，这种聚焦方法提供了足够的注意资源去加工每个项目，正确的对目标进行反应，但是却阻碍了对鲜明的独特物的知觉。即是集中的注意抑制了来自于颜色独特物的鲜明的信号，这种鲜明的信号通常用来捕获注意的。相反，在有效搜索中，注意先现实中是同时分散在所有项目上的，这就导致了独特物捕获注意。实际上，很多关于注意捕获的文献资料的结果都符合这种假设。

呈现的视觉刺激如果能够在任何的时间得到加工，必须把注意的优先性迅速分配到任务相关的线索上。但是，研究一般表明当知觉鲜明但是无关的线索当和目标同时呈现时，这个项目能够捕获注意，从而干扰对目标的定向。这种注意定向在当视觉搜索目标是有效搜索时更容易出现，而在视觉搜索是费力搜索时则不容易出现。最近有研究表明，当被试从事的是有认知要求的次任务时，与没有认知要求的次任务相比，注意捕获效的可能性更大。

注意定向能够被无意识的指向任务无关的线索，但是还不清楚是否这样的注意捕获依赖于自上而下的定势，还是能够被纯的线索驱动。我们认为注意捕获依赖于刺激的特征，因为静态的和动态的特征的加工是不同的。这样，它们可能受到的自上而下的控制的调节也是不同的。为了检验这种混合的解释，我们采用了空间线索范式，在这种范式中，非信息性的突然呈现刺激或颜色线索呈现在一个突现或颜色的目标前面，SOA是不同的。结果表明突然呈现的线索不管在什么目标类型下都能捕获注意，但是只在短的SOA条件下，而长的SOA条件下没有出现。相反，颜色线索在短的和长的SOA条件下都能捕获注意，但是只针对颜色目标是这样的。结果的总体模式支持了我们的假设，表明了刺激驱动的捕获(被突现刺激)和相倚捕获(被颜色)的不同工作机制。刺激驱动的捕获引发了反应性的无意识的定向，而相倚捕获引发了有意识的基于特征的增强。

在面对多种刺激的视觉世界中，注意会帮助找到与我们目标有关的信息。但是，在目标定势的作用下下，我们的注意还是会被吸引到其他事物上。例如，一篇网页上的论文下方可能有广告，吸引我们的无意注意。他们可能是横幅，闪烁的，或者是富有色彩的图像。虽然它们和当前目标无关-阅读论文，但是能够吸引我们的注意。这种现象叫做注意捕获，在注意捕获中，任务无关的刺激捕获注意，使我们从手头任务中分散注意。

几个理论提出对注意捕获的决定因素的解释。一些人认为注意捕获只要刺激特征满足一个标准就能够发生，如突出性(Theeuwes,1992,1994)短暂瞬间出现，一个新的刺激，或者有生命的刺激。另外的一些观点，刺激可以捕获注意，仅是在对照组的刺激和自上而下的情况下发生定势的匹配。我们把这些理论分为两类：刺激驱动的捕获假设和相倚捕获假设。两者的主要不同在于自上而下的定势在注意捕获中是否重要。

刺激驱动的捕获假说获得了很多研究的支持。例如，Theeuwes(1992)表明当在很多个菱形中搜索一个圆时，附加的任务无关的颜色奇异项减慢了搜索的时间，和没有出现颜色奇异项的条件相比。他们发现颜色线索阻碍了被试对目标线索的捕捉，最近，Theeuwes发现了证据支持他的观点，注意选择最初的优先权的决定性作用仅仅需要刺激突出性，自上而下的调节只是后来才发生。

相倚捕获假说，相反，认为自上而下的控制决定了最初的注意选择，也获得了很多研究的支持。在一系列的研究中，Folk和同伴表明在白色字母中搜索红色字母时，只有任务无关的红色分心物(而不是突现的分心物)捕获注意。而当目标只有一个字母时，只有突现的分心物捕获注意。这个结果模式，注意捕获只有在分心物和目标定义的特征相匹配时才捕获注意，支持相倚捕获假设，表明自上而下的控制在注意选择中起到了决定性的作用。这样的假设排除了纯粹的刺激驱动的注意捕获概率。

他们进一步考察搜索集大小的注意捕获效应(4个和8个)，发现突现刺激驱动的捕获在8个位置时，比4个位置时更可能揭示，由于刺激驱动的激活和自上而下的调节被搜索集大小的调节的交互加工。为了隔离刺激驱动因素，我们在有线索试次前增加了无线索试次去使首先呈现的线索是意外的，这样被试不能进行自上而下的调节。这表明，在搜索集较大条件下的更充分的突出刺激捕获注意效应至少部分归功于通过增加数量增加了突出线索的刺激驱动因素(部分)。潜在的目标位置的增加增加了空间不确定性，可能导致被试的注意对刺激驱动的激活更加敏感。换句话说，自上而下的调节随着增加的搜索集变得更无效。

然而，目前还不清楚是否有其他类型的刺激(动态的或颜色奇异项)也是刺激捕获注意的驱动方式，控制集是独立的自上而下的。视觉突现已经被认为在捕获注意上是特殊的。和颜色是能够刺激捕获注意驱动方式仍然是有争议的。因此，可能只出现，而不是其他类型的刺激的刺激驱动的注意捕获。考虑到突现刺激的瞬间性特征，可能是瞬间激活的时间窗口比较窄，这导致了没有留给自上而下调节空间。相反，持续的信号(比如颜色)引发的激活有一个相对长的反应时，持续的时间也长。这样留了更多时间给自上而下的调节作用。

因此，我们提出了一个混合的解释，注意捕获依赖线索刺激的特征：突现线索的刺激驱动捕获和颜色的自上而下捕获。我们的认为基于刺激驱动的假设和相倚捕获假设的预测都不同。根据刺激驱动捕获假设，任何突出刺激都能捕获注意，而不管它是否和自上而下的定势匹配；它们会预测突现和颜色奇异项只要足够突出都能捕获注意。然而，依照相倚捕获的假说，唯有同目标特征相互匹配的刺激才可以捕获我们的注意；这样预测注意力被捕获只有在当前目标线索被分别定义成突现线索或颜色线索的时候。

二、研究假设和创新点

Kane和Engle提出当在许多非目标的菱形中搜索一个圆形目标时，自上而下的控制定势是灵活的：被试可能会搜索显示中的唯一的奇异项或者搜索事先设计好的形状特征。在本研究中，为了防止被试采用奇异项检测模式，在颜色目标图片中，一个字母是红色的(定义为目标)，一个字母是非红色的(绿色)，其他字母是白色的。因此，图片中有两个有颜色的字母。如果突现或颜色奇异项捕获的注意独立于具体的自上而下的控制定势-奇异项检测模式—我们将预测能够发现注意被突出的奇异项捕获，甚至在显示中有两个颜色字母的情况下。即一个突出的任务无关的颜色奇异项将能够捕获注意，当采用奇异项搜索模式时，但是当采用的是特征搜索模式时则不能捕获注意。相应的，研究者质疑注意被任务无关的突出奇异项捕获可能是因为与奇异项检测模式相符，而不是纯的刺激驱动。

在这个实验中，我们检验混合解释，通过使用一个空间线索范式，2(线索类型：颜色奇异项线索和突现线索)×2(线索的匹配性：匹配和不匹配)×2(线索有效性：有效线索、无效线索)混合设计。使用4个规模的。因为这与我们的真实世界更相似，充满了多个刺激，因为突现线索和颜色奇异项线索在这个条件下都能更好的体现对注意捕获的作用。

三、研究方法

(一)被试

本实验参见人员为在校本科应用心理学学生，共26名，年龄为19-22岁，被试均无左利手，裸眼视力或矫正视力在1.0以上，身体状况健康，无色盲，无脑部疾病，无精神病史。

(二)实验设备

实验刺激呈现屏幕分辨率为1024×768的笔记本电脑上，设置背景颜色为黑色。使用DMDX进行编程。每名被试单独接受测试。

分别接受4种条件：

突现线索-突现目标；突现线索-颜色目标；颜色线索-突现目标；颜色线索-颜色目标。注视点都是灰色的。突现线索显示中，四个灰框(3.2X3.2)中的一个周围有4个白点(0.5视角直径)。颜色线索显示中，其他框的周围都出现白点，只有一个是红点。突现目标显示中，一个字母出现在四个方框的一个中。颜色目标显示中，每个方框中都呈现绿色或红色字母，字母为T或X。

在整个实验中，随机出现三种类型的线索，并且每个线索出现的位置和概率随机。为了预防被试使用奇异项检测模式，对于每位被试来讲，在颜色目标图片中，一个字母是红色的(定义为目标)，一个字母是非红色的(绿色)，其他字母是白色的。因此，图片中有两个有颜色的字母。如果突现或颜色奇异项捕获的注意独立于具体的自上而下的控制定势-奇异项检测模式—我们将预测能够发现注意被突出的奇异项捕获，甚至在显示中有两个颜色字母的情况下。

(三)实验程序与设计

被试在心理学专业实验室内完成任务。单独给每位被试进行是指导语讲解。保证被试了解自己的任务，为每名被试设置32次的任务练习。练习结束之后，按空格键进入正式的实验之中。正式测验中需要被试对突现线索与颜色奇异项线索随机呈现的条件下进行共480次的实验任务。刺激材料均呈现于笔记本电脑的中央。要求被试注视屏幕中央的注视点。告知被试不需要紧张，允许出现一定的错误。

在实验中，告诉每个被试他将在每个小实验中同时完成突现线索和颜色奇异项线索下实验任务。在实验中，计算机屏幕的中心会呈现“+”，周围有四个方框。只需要你寻找出现在方框中的大写字母，并按键反应，字母为“T”和“X”， 请分别把左、右手的食指放到“Z”、“/”键上，如果看到的是T按Z键，X按/键。字母有两种颜色，一种是在一个方框中出现的白色字母，其他方框没有任何字母。另一种是所有的方框中都出现字母，但是只有一个方框的字母是红色的，需要对红色的字母进行识别。在实验中方框周围会出现不同颜色的小圆点，请尽可能忽视这些小圆点，小圆点的位置和要搜索的字母的位置没有必然的联系。在保证正确的前提下尽可能快的按键反应。如果在3秒内没有按键，则计算机自动跳到下一个实验，此次实验记为错误反应。

(四)数据处理及所用统计软件

首先把每个被试的数据一列合并到excel里成为一个总的数据库。其中第一列为实验条件。实验条件由3位数组成，第一位代表线索类型，颜色奇异项线索为1，突现线索为2。第二位线索与目标的匹配性，匹配为1，不匹配为2，第三位为线索有效性，有效为1，无效为2。其次删除练习的反应时数据，共32个，剩下480个数据，共8种条件。分别计算每个被试在每种条件下的错误率，错误率为错误次数除以这个条件的总次数。删除在平均错误率三个标准差以上的被试的数据。剩下的被试剔除在反应时正负三个标准差以外的数据。求出每个被试每种条件下的平均数。最后将反应时的数据和错误率的数据分别转到SPSS里进行运算，然后采用重复测量的方差分析方法进行分析。简单效应的比较采用相关样本t检验的方法进行。

四、结果与分析

首先删除被试的练习的反应时数据，总共32个，实验数据剩下480个，其次再剔除平均错误率为三个标准差以上的被试的实验数据。剔除正确率低于90%的被试2名，获得有效被试24名，采用的被试平均错误率是9.14%。最后再剩下的被试中删除反应时超过正负三个标准差的实验结果，数据一共删除个数15个，删除数据量为总数据的0.16%。数据录入后用SPSS 16.0软件对数据进行统计分析，结果如下：

表1 不同实验条件下的反应时(RT)(ms)和错误率(PE)(%)(N=24)

通过混合设计进行方差分析，表明线索类型的主效应表现显著，F(1,24)=9.52，p<0.01，颜色奇异项线索条件下的反应时(691.74ms)显著慢于突现线索条件下(667.89ms)。线索匹配性线索主效应显著，F(1,24)=4.96，p<0.05，线索有效性的主效应显著，F(1,24)=42.82，p<0.001，有效位置的反应时(679.82ms)显著快于无效位置的反应时(736.44ms)。线索类型与线索匹配性条件交互 作用不显著，F(1，24)=3.79。线索有效性条件与线索类型的交互作用并不显著，F(1，24)=0.08，线索匹配性与线索有效性交互作用显著，F(1，24)=16.14，p<0.001。结果见图1。

图1 颜色奇异项条件下匹配性线索与有效性线索的交互作用

五、讨论与展望

研究目的通过探究注意捕获模式中突现线索和颜色奇异项线是否对目标的捕获存在影响，本实验使用前线索范式，要求被试忽视线索，只对目标字母进行反应。实验中字母有两种颜色，一种是在一个方框中出现的白色字母，其他方框没有任何字母。另一种是所有的方框中都出现字母，但是只有一个方框的字母是红色“T”或“X”的，需要对字母是“T”或“X”的进行识别。实验结果表明突现线索产生了注意捕获效应，即在线索与目标匹配的条件或者在线索与目标不匹配的条件都能捕获注意，均表现出线索的有效性效应。该结果表明，不同的注意捕获模式由突现线索和颜色奇异线索所影响。这表明，突现线索是独特的捕捉注意力的刺激驱动的方式。

为什么在捕捉注意的是独特的突现线索呢？ 通过视觉突现线索证明了注意力的独特性，因此，所提出的新对象的假设，即视觉信号发生新的目标物，接收优先注意加工直接审查通过分离瞬态信号的新对象假说新的对象和发现新的对象不能捕捉注意，除非伴有短暂的明度的变化。其结果表明，它是短暂的属性，但不是新的对象，也就是诱导不自主定向的关键。我们希望通过以后的实验研究也可以进一步的证明新的客体捕捉注意，即新的对象本身并不伴随明度变化，似乎并没有吸引眼球的刺激驱动的方式，捕获效应可能是从短暂的明度变化开始，但没有新的对象。然而，因为我们的操纵明度变化这里有混淆与新对象的存在，需要进一步研究来澄清这一问题，采用不同的是视觉呈现方式来测试捕获机制。

我们在以后的交叉实验中可以通过尝试区别刺激驱动捕获的假设是，找寻视觉成分中的注意捕获，以及刺激建议视觉发作和色彩处理用不同的效率和自上而下的控制调制设置以不同的方式：我们猜测视觉捕获发生是一过性的刺激;由于其高效的处理具有窄的时间神经激活，它可以绕过自上而下的控制和采集注意独立的自上而下的控制设置。与此相反，静态特性，如颜色，处理效率较慢。持续的神经激活更多的时间来使用自顶向下的调制进行交互，色彩的刺激很容易受到自上而下的控制设置捕捉的关注。