听配能的行为学和自陈量表测试方法及其在老年人群中的应用

张敏 王娇锋 傅蕾 陈洁 保志军 Catherine V.Palmer

在采用心理生理学测试方法量化听配能前，学者们就一直通过行为学和自陈量表法探索听配能，并沿用至今。研究发现，听配能的生理心理学指标、行为学指标和自陈量表指标之间的相关性很弱[1，2]，说明这三类测试并不重叠，可能反映了听配能的不同方面，可相互印证和补充。听配能的生理心理学指标倾向于代表其实际生物能耗，行为学指标则通过任务结果的改变间接反映听配能的投入，而自陈量表指标更多反映个体对听配能的主观体验。由于增龄对生理、认知和行为的改变，这三类听配能测试应用于老年人群时均需要做适当的调整才能得到比较准确可信的测量结果。本文重点介绍听配能的行为学和自陈量表测试及其在老年人群中的应用。

1 听配能的行为学测量

听配能的行为学测量可以采用单任务或双任务范式。通常，受试者的任务绩效在听觉任务难度最高时出现下降，具体表现为任务完成的正确率下降和/或反应时间延长。这两个变量均被用于标示听配能。

1.1 单任务范式

为了用单个任务测量听配能，研究者往往在传统的言语测试中增加测试条件，如噪音条件，或给受试者提出额外的任务要求，如受试者除了需要立即正确复述听到的言语，还要将听到的言语编码到记忆中，用于回答稍后的言语记忆问题（其实质是隐藏的连续双任务）。这种任务设计是基于Kahneman[3]的经典单一资源理论模型。该理论表明，人脑在同时执行或连续执行多个任务时会竞争有限的资源。其中一项任务需要的资源越多，其他任务可使用的资源就越少，从而导致后者的绩效下降。

McCoy等[4]在言语记忆任务中分别比较了12位健听和听障老年人的任务绩效。实验中要求受试者复述听到语句的最后3个词。有些词容易根据语境推测出来，称为高预测词，有些不能根据语境推测出来，称为低预测词。研究发现健听和听障老年人对高预测词的辨认和记忆能力相当，但听障老年人对低预测词的记忆能力显著低于健听老年人。听障老人对低预测词的复述准确度下降反映了其听配能的使用，他们能够运用语境填补缺失的语音信息，然而当语境的辅助信息消失时，必须花费额外的听配能才有可能将失真的言语编码至记忆中，Rabbitt[5]和Sarampalis等[6]分别发现，当给言语词表记忆任务中加入背景噪音时，听障者和健听者的记忆准确度会降低。Stewart等[7]报道，由于听障者需要花费额外的听配能在言语感知上，因而其言语理解准确度在语义复杂的条件下相对于健听者有明显下降。

用任务绩效下降标示听配能有一定道理，但也存在一个问题。任务绩效下降的原因可由于数据局限（data limitation）和资源局限（resource limitation）引起。数据局限是指个体内在认知能力不足，即使全部投入听配能也无法增加任务绩效水平；而资源局限是指个体有足够的内在认知储备，但主观上不愿或不能增加听配能的投入以保持较高的任务绩效水平[8，9]。虽然实验通常要求受试者尽最大努力完成任务，但这两种限制依然普遍存在，难以区分。Gopher[10]指出，仅改变任务难度和任务要求无法确定任务绩效下降的原因，需要结合心理生理学方法。

另有学者建议将任务绩效变量和任务反应时间（response time）变量结合起来探究听配能。Apoux等[11]发现，扩展单音节语言的信号包络虽然不能提高健听者和听障者识别准确度，但能显著降低反应时间，提示包络扩展使得听觉任务变得更容易，因而受试者反应更快。然而，任务反应时间同样受到数据局限和资源局限的约束，而且在个体水平，反应时间还可能随时间呈系统系变化，Mackersie等[12]发现一些受试者在完成实验任务期间，反应时间呈规律性地逐渐增加或减少，使得对任务反应时间的解读变得十分复杂。

1.2 双任务范式

双任务范式在听配能研究中的应用同样是基于Kahneman[3]的单一资源理论模型。经典的双任务设计具有以下假设：①人处理信息的能力是有限的；②当同时完成两个任务时，绝大部分的大脑资源会被分配到主要任务上，残余的小部分大脑资源则用于完成次要任务；③当主要任务难度增加时，用于完成次要任务的残余资源便减少，使得次要任务绩效下降；④次要任务的绩效下降即代表配能的增加[13，14].

用双任务范式研究听配能时，主要任务通常是语音识别、语音理解或单词回忆任务，次要任务则是各种视觉或触觉测试。受试者首先分别单独完成主要任务和次要任务，其准确度和反应时间作为基线参照。然后受试者被要求同时完成两个任务，但以主要任务为先。只有在保证高质量完成主要任务的前提下，次要任务的良好表现才能得到奖励。在双任务范式中，听配能的计算基于次要任务表现的改变[15]，公式如下：

虽然双任务范式是研究听配能行为的相对敏感和客观的方法，而且理论上可以通过设计标准的次要任务实现任务间的听配能比较，但需要注意：首先，根据Kahneman[3]的单一资源理论，在同时执行两项任务时，存在两种干扰即容量干扰和结构干扰。容量干扰出现于主要和次要任务负荷增加从而竞争有限资源时，听配能的计算就是利用了容量干扰现象；而结构干扰则出现于主要和次要任务共用相同或相近的信号处理机制时，如两个任务均为听觉任务。在双任务范式中，不论当任务总负荷超过个体处理信息的能力时，还是当任务负荷远低于个体能力时，甚至当刺激呈现和/或应答出现在不同感觉模态时，都会出现干扰[16]。容量干扰的程度取决于每个任务对配能的需求。结构干扰在用双任务范式测量听配能时是一个混杂因素，应该尽可能减少。

其次，使用以上公式的前提是主要任务的绩效应保持不变。假设受试者从次要任务转移部分或全部大脑资源去保障高质量完成主要任务，继而导致次要任务绩效的下降。有些研究在计算听配能时确认了主要任务绩效的稳定性[6，15，17，18]，而有些则没有[2，19，20]。如果主要任务的准确度下降，很难证明受试者是否调用听配能完成主要任务。

最后，双任务范式给研究听配能分配策略带来挑战。双任务范式实验通常预先规定任务的优先级，而不是让受试者自由决定任务的优先级，因而双任务范式实验不能反映现实生活中个体对听配能的自主策略性分配决策。

Gagne等[21]回顾并总结了29篇采用双任务范式研究听配能的文献，结果发现，虽然双任务范式在青年人和老年人群中对听配能的测量具有较好的敏感度，但由于各实验之间没有统一的任务设计，因而对研究结果很难做出很确切并具有外推性的结论。

1.3 行为学听配能测试在老年人中的应用

听配能行为学测量无需额外的心理生理测量设备，操作步骤相对简单且成本更低，因而在老年人群中的应用较多。Gosselin等[22]用双任务范式比较健听老年人和青年人听配能的区别，实验中主要任务为噪音下语句辨认，次要任务为震触觉模式辨认，结果发现，老年人比青年人花费更多听配能以维持较高水平的噪音下语句辨认准确度（次要任务绩效下降更多）。Desjardins等[23]采用双任务范式研究助听器方向性麦克风技术对老年听障者听配能的影响。实验的主要任务是噪音下语句复述，次要任务是用鼠标追踪电脑屏幕上移动的图标。实验结果表明，开启方向性麦克风能够显著减少听配能（次要任务绩效下降不明显）。

然而，既往研究并没有探讨增龄对行为学测量面临的数据局限、资源局限、容量干扰和结构干扰的影响，也未能提出针对老年受试者的任务设计及听配能计算方式的改良。笔者认为，在采用行为学方法测量老年人听配能前，考虑以下几点对提高实验结果的科学性和准确度十分重要。

1.3.1 选择单任务范式还是双任务范式 两种任务范式各有其优缺点。单任务范式操作计分简单，耗时短，老年人容易理解任务指示；单任务要求受试者听完刺激声后完成两种应答（实质是隐藏的连续双任务），两种应答的优先次序并不明确，因此，应该使用哪个应答准确度计算听配能不得而知，而且单任务只记录一个反应时间，代表的是对两个隐藏任务反应的总和。相比之下，双任务范式操作步骤和任务指示较多，计分相对复杂，耗时较长。但双任务范式中两个任务各自独立，绩效涵义清晰，更符合Kahneman[3]的单一资源理论模型。Kwak等[24]直接比较了单任务和双任务范式测量听配能的区别，发现在相同的样本人群中，两种任务范式表现的听配能有所不同。如果以反应时间标示听配能，在单任务中听配能随任务难度增加而减少，应答错误率与反应时间成反比（即应答越快，错误越多）；而在双任务中听配能随任务难度增加而增加，应答错误率与反应时间成正比（即应答越慢，错误越多）。两种范式中，任务完成准确率在难度提高时都有下降，因而不能用准确率标示听配能。由此看出，任务范式不同会产生不同的结论。如果没有其它方法验证（如心理生理学测量），很难判断哪种方法得到的结论是正确的。

1.3.2 如果选择单任务范式，用什么变量标示听配能 如果不具备双任务范式的实验条件，如在社区开展老年人听配能探索性实验，可以选择使用单任务范式。有两种执行方法可供参考：其一，选择适合受试对象的言语理解测试，通过给予一定的奖励，刺激受试者在不同难度条件下保持应答准确度平稳不变，然后用反应时间作为听配能的标示变量。其二，应用Ferreira等[25]提出的一种听觉移动窗测试手段测量听配能。该方法允许受试者根据自己的需要使用暂停键控制言语测试中语音播放的节奏。暂停的时长代表受试者投入的听配能，如果受试者需要花额外的时间和精力处理刚刚听到的言语信号，那么自然会停顿较长时间才准备好接收下一段言语信息。Piquado等[26]运用这种方法比较了健听者和听障者的言语记忆准确度。当言语信号用恒速连续播放时，听障者的言语记忆准确度明显比健听者差。但当受试者采用自我调节的播放速度差异即消除，也就是投入的听配能有效地维持了任务绩效。该结果说明言语处理时间可以作为听配能的一种标示。

听觉移动窗测试方法目前主要应用于第二语言学习的研究中，极少用于听力学领域的研究。由于这种方法考虑老年人信号处理速度减慢的因素，所以是研究老年人听配能及其分配规律较为理想的单任务行为学方法。

1.3.3 双任务范式如何使干扰最小化 在双任务范式中应该尽可能使干扰最小化。听配能的测量既要利用容量干扰现象，又要避免过度干扰。当两个任务难度总和超过老年受试者的能力范围时，主要任务和次要任务的绩效均会随测试条件的变化而下降，无法通过次要任务的绩效变化标示听配能。避免结构干扰的关键在于对次要任务的选取。如果主要任务是听觉任务，次要任务最好是其它感知模态（如视觉、触觉等），而不是听觉或记忆任务。为确认主要和次要任务间干扰的存在，可以借助小样本在主实验前做预实验，观察两项任务同进行时主要任务没有出现明显的绩效下降，如果有下降，说明干扰很大，应更换次要任务，或者调整主要任务的难度等级。

随着年龄的增长，老年人行动变得缓慢，手部精细动作也变得迟缓，但个体间的迟缓程度存在差异，这给任务反应时间的测量带来了混杂因素。如果使用反应时间作为听配能的标示变量，实验前可以通过敲击实验，单独测量老年人手部反应速度，并将此作为协变量纳入听配能的数据分析。这样，便能确认受试者反应放慢是听配能的投入，而不是因为动作延迟。

研究者用反应时间标示听配能时常只将正确应答的任务条目计算在内，而忽略错误条目，这可能会丢失关于听配能策略分配的重要信息。如受试者主观决定不给某个任务条目分配听配能，就会表现为反应时间缩短，应答错误（资源局限）；受试者主观上愿意给某个条目分配听配能，但任务太难，就会表现为反应时间延长，应答错误（数据局限）。错误的条目可以提供关于听配能的更多信息。

2 听配能的自陈量表测量

2.1 基本测量方法

自陈量表法是一种主观评定听配能的方法。它假设人们能够反思自己的认知过程，并给出数字标示听配能的消耗。自陈量表可以是聚焦某个听配能具体问题的一维独立量表，也可以是关于近似概念（如精神配能、任务难度、任务负荷和压力等）的多维问卷中的一部分。目前，有一些多维量表已应用于实验，包括语音空间听觉质量量表（speech spatial and qualities of hearing scale，SSQ）[27]，NASA任务负荷指数[28]和视觉模拟量表[29]等。受试者通常在完成一个实验条目、一个实验块或整个实验任务后立即对其体验的听配能进行评价。这些量表对任务符合比较敏感且信度较高。常用的听配能评价问题有：“请评价，辨认测试中语句有多费力？”[30]，“请评价，完成刚才听觉任务时你自己感觉的费力程度”[31]，常用的评定范围有0%(毫不费力)～100%(非常费力)，0（毫不费力）～100（极度费力），0(毫不费力)～10(特别费力)，和5或7个固定分值范围（如0=毫不费力，3=有点费力，5=费力，7=很费力，9=相当费力）。视觉模拟量表是给受试者一条线段，请其在线段上找到一个点表示听配能的感受，评定范围常为0 cm(毫不费力)～11.7 cm(极度费力)和0 cm(最小努力)～10 cm(最大努力)。

2.2 自陈量表测量在老年人群中的应用

在老年人听配能的研究中，约有半数包括了自陈量表的测量，且均作为听配能的一种辅助测量。虽然自陈量表能够简单、快速、直接地测量受试者的听配能体验，但有2点需要注意：①听配能的主观评分中既有任务负荷成分，也有个体代偿性投入精力的成分，由于个体间存在对自评量表问题理解的差异，如有些受试者可能理解为需要对任务难度或负荷进行评分，而其他受试者认为需要对已投入的精力进行评分，因此不确定所收集的听配能评分数值的具体含义，导致实验结论的争议；②听配能主观评分是离线测量，通常在任务完成后通过回忆进行回顾性评价，而不是在消耗和体验听配能的过程中及时评价，因此它反映了针对整体任务的平均听配能感受，而不是针对任务条目的瞬时听配能感受。这也是自陈量表测量的听配能与心理生理学和行为学测量的听配能之间缺乏显著相关性的重要原因。

年龄增长和记忆力减退会对听配能自陈量表测量的信效度造成负面影响[32，33]。为了使老年人自评听配能更准确，建议在实验前向受试者详细指示评分内容和标准，明确解释是给任务负荷评分还是给自己体验的精力投入评分。另外，最好在每个任务条目结束后进行自评分，如一项言语理解任务中有6张句表，每张句表有10个句子，可以根据科学问题的需要，在每个句子播放和应答完毕后请受试者自评听配能。这种方法缩短了自评的“离线”时间，不仅能够更准确地反映瞬时听配能，还能用于研究听配能在不同任务条目间的分布规律。

综上所述，行为学方法和自陈量表法是重要的听配能测量方法，但在测量老年人听配能时，需要考虑增龄带来的混杂因素。通过对实验设计、实验步骤和结果计算进行适当的改良，研究者能够在老年人群中获得更科学准确的听配能数据。