（基础心理学专业论文）跨通道特征联结刺激的失匹配负波研究.pdf

学位论文使用授权声明 本人完全了解中山大学有关保留、使用学位论文的规定，即： 学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论 文的电子版和纸质版，有权将学位论文用于非赢利目的的少量复 制并允许论文进入学校图书馆、院系资料室被查阅，有权将学位 论文的内容编入有关数据库进行检索，可以采用复印、缩印或其 他方法保存学位论文。 学位论文作者签名：) ，：乙之够爹 日期：2 口归年6 月6 日 摘要 本研究在已有的关于失匹配负波的实验结果和理论假设基础上，通过双通道 特征联结的方法来证明失匹配负波的形成并不完全依赖于人的感觉记忆，而是涉 及到更高层级的认知加工过程。本研究采用o d d b a l l 范式进行实验，与以往通过 单通道特征比例变化来定义不同类型刺激相异，本研究采用双通道特征联结的比 例不同来定义标准刺激和偏差刺激：即在单通道内( 视觉或听觉) ，不同特征刺 激在比例上没有差异，但在跨通道的特征联结上，两类联结刺激出现比例大( 标 准刺激) ，另两类联结刺激出现比例较小( 偏差刺激) 。被试的行为任务与实验目 的无关，即被试不需要对刺激的比例规律进行有意识的注意。通过实验发现，经 过一段时间的练习，跨通道的偏差刺激较之标准刺激在8 0 1 0 0 m s 时间窗口上诱 发了一个明显的负成分。由于该负成分是由偏差刺激诱发，并且不需要被试的主 动注意参与，因此我们认定其为失匹配负波。本研究说明( 1 ) 跨通道特征联结 刺激可以诱发失匹配负波；( 2 ) 跨通道特征联结刺激不能立刻诱发失匹配负波， 而是需要一定时间的练习；( 3 ) 失匹配负波的形成并不依赖于单一通道的感觉记 忆，而是涉及了较高水平的跨通道信息整合过程，可能与高级脑区的适应过程有 关。 关键词：失匹配负波跨通道特征联结注意适应 2 h i g h e rc o g n i t i v ep r o c e s s i n g o d d b a l lp a r a d i g mw a su s e di nt h er e s e a r c hw h i c h , u n l i k e t h ee x p e r i m e n t si nt h ep a s t ，u s e st h ed i v e r s ep r o p o r t i o n so fd i f f e r e n tb i n d i n go ft h e c r o s s m o d e lf e a t u r e s r a t h e rt h a no n e so ff e a t u r e si nt h es i n g l em o d e lt od e f i n e s t a n d a r ds t i m u l ia n dd e v i a n ts t i m u l i i na n ys o l em o d a l ( v i s u a lo ra u d i t o r y ) ，t h e r ei sn o d i f f e r e n c eo np r o p o r t i o n sb e t w e e nf e a t u r e s ；h o w e v e r , i nt h ed i m e n s i o no fc r o s s m o d e l , t w oo ft h eb i n d i n g - f e a t u r e sa p p e a rm o r ef r e q u e n t l y , w h i c ha r ed e f i n e da ss t a n d a r d s t i m u l i ；a n dt h eo t h e rt w ow h i c ha p p e a rl e s sa r ed e v i a n ts t i m u l i t h es u b j e c t sw e r e a s k e dt oc o m p l e t eab e h a v i o rt a s k ，b e i n gi r r e l e v a n tw i t ht h ef e a t u r e sw h i c ht h e r e s e a r c ht e n d st oi n v e s t i g a t e ，a sm e a n st h e yd on o tn e e dt op a ya t t e n t i o nt or e g u l a t i o n o ft h ea p p e a r a n c eo ft h eb i n d i n go ff e a t u r e s a f t e rap e r i o do fp r a c t i c e ，c o m p a r i n gt o t h es t a n d a r ds t i m u l i ，t h ed e v i a n ts t i m u l ie l i c i t e dan e g a t i v ec o m p o n e n ti nt h el a t e n c y o f8 0 - 1 0 0m s s i n c et h i sc o m p o n e n ti se l i c i t e db yd e v i a n ts t i m u l i , a n dd o e sn o ta s kf o r a t t e n t i o n , w ei d e n t i f ys u c hc o m p o n e n ta sm i s m a t c hn e g a t i v i t y ( m m n ) t h er e s u l t s s u g g e s tt h a t ( 1 ) t h ed i f f e r e n c eo ft h ep r o p o r t i o n sb e t w e e nc r o s sm o d a lf e a t u r e s b i n d i n g s e l i c i t e dm m n ；( 2 ) s u c hc r o s s m o d e l c o n j u n c t i o nc a n n o te l i c i tm m n i m m e d i a t e l y , b u tn e e dap e r i o do fp r a c t i c e ；( 3 ) r a t h e rt h a nd e p e n d i n go ns e n s o r y m e m o r yo fa n ys o l em o d e l , t h ee m e r g e n c eo fm m ni n v o l v e ss o m eh i g h - l e v e l i n t e g r a t i o no fc r o s sm o d a l i t i e s ，a n dp e r h a p sc o r r e l a t e sw i t ha d a p t i o no fa d v a n c e d c o r t i c a la r e a s k e yw o r d s ：m i s m a t c hn e g a t i v i t y , c r o s sm o d e l , f e a t u r e sb i n d i n g ，a t t e n t i o n , a d a p t a t i o n 3 1 3 失匹配负波产生机制的解释7 1 4 对失匹配负波的新研究9 1 5 本研究的假设。1 1 2 研究方法与刺激1 2 2 1 听觉刺激1 2 2 2 视觉刺激1 3 2 3 特征联结1 3 3 实验一1 4 3 1 实验方法1 4 3 2 脑e 色记录1 5 3 3 脑e 乜数据分析。1 5 3 4 实验结果1 6 3 5 结果讨论1 7 4 实验二1 8 4 1 实验方法1 8 4 2 脑电记录1 8 4 3 脑电数据数据分析1 8 4 4 实验结果1 9 4 5 结果讨论。2 5 1 ；讨论2 6 5 1 关于实验结果2 6 5 2 本研究的意义及进一步研究的方向2 9 参考文献- 3 l 后记：；4 4 2 3 5 5 6 呈现的比例相对就会较低，而这就被称为偏差刺激( d e v i a n ts t i m u l i ) ，这样的 一种实验范式就被称为o d d b a l l 实验范式( l u c l2 0 0 5 ) 。失匹配负波最初是由 n 施t a n e n 等人在听觉e r p 实验中发现( r n i i i i t i i n e n , g a i l l a r d ，& m i i n t y s a l o ，1 9 7 8 ) ， 在实验中，被试会听到两种不同响度或者不同频率的听觉刺激，当他们在连续听 到一系列标准刺激后突然听到一个偏差刺激时，该偏差刺激较之标准刺激就会诱 发一个负成分，该负成分就是失匹配负波。如图l l 所示，实验中所选取的标准 刺激为1 0 0 0 h z 纯音，偏差刺激从1 0 0 4 h z 到1 0 3 2 h z 选取了四个特征。可以很清 楚看到，随着两个类型间的差异增大，两类刺激诱发脑电差异波的振幅也逐渐增 大。( r i s t on i i i i t i i n e n , s c h r 6 9 e r , k a r a k a s ，& t e r v a n i e m i , 1 9 9 3 ) 。随后的大量实验发 现，听觉的诸多特征的变化均可诱发该波形，例如声音强度，刺激间隔，刺激呈 现时间或空间位置，甚至是语音等复杂的听觉特征( r n 菇蕴t 蕴北n & w i n k l e r , 1 9 9 9 ) 。 特别需要提到的是，被试是否主动注意听觉刺激，并不影响对听觉m m n 的诱 发。尽管任务相关的偏差刺激和任务无关的偏差刺激引发的e r p 波形有所不同， 但是这两种刺激所诱发的m m n 成分却被认为没有差异( a l h o ，w o o d s ，& a l g a z i , 1 9 9 4 ；l y y t i n e n , b l o m b e r g ，& n i i i i t i i n e n ，1 9 9 2 ；rn i i i i t i i n e n , p a a v i l a i n e n , t i t i n e n , j i a n g , & a l h o ，1 9 9 3 ) 。n 瑟t a n e n 认为主动注意所调整的只是n 2 b 和p 3 a 的复合成 分，而m m n 是独立于这两个成分之外的，通常和n 1 及p 2 重叠在一起( r n i i i i t i i n e n 5 e ta 1 ，1 9 7 8 ) 。必须指出的是，不依赖于主动注意被认为是m m n 的基本特征之一 ( p a z o a l v a r e z ，c a d a v e i r a ，& a m e n e d o ，2 0 0 3 ) 。尽管已经有间接证据证明主动注意 对于m m n 仍起到一定的调节作用( y u c e l ，m c c a r t h y , & b e l g e r , 2 0 0 7 ) ，但能否在非注 意条件下被诱发依然是区分m m n 和其他具有相似潜伏期的成分的重要标准。 d e v i a n t 10 0 4hz 10 16hz 10 32hz s 20 04 口口 一i5i - t v 眦训a m + l s t a nd ar d 图1 - 1 经典失匹配负波 1 2 其他感觉通道的失匹配负波 尽管早期的研究认为失匹配负波的诱发具有通道特异性，即只能在听感觉通 道上诱发，但是一些研究者也尝试着在听觉意外的其他感觉通道上诱发失匹配负 波。 人类通过视觉接受日常生活中7 0 以上的信息，因此要证明m m n 的诱发不具 有通道特异性，是否可以通过视觉通道诱发与听觉m m n 相类似的成分就成为非常 重要的一点。不过为了确保被诱发的成分不会与n 1 家族及n 2 家族的其他成分相 混淆，被诱发的视觉m m n 必须具备听觉m m n 的一些基本特征。c z i g l e r 等人( i c z i g l e r , b a l a z s ，& w i n k l e r , 2 0 0 2 ) 提出，视觉m m n 必须具备两点特征：m m n 成分必 须由偏差刺激诱发，同时主动注意不会对该成分产生影响。 通过采用视觉o d d b a l l 范式，在很多视觉特征维度上，研究者都诱发出了一 个皮层后侧的负向成分，潜伏期均在l o o m s 2 5 0 m s ，这些视觉特征包括颜色( i 6 c z i g l e r e ta 1 ，2 0 0 2 ；m k i m u r a ，k a t a y a m a ，m u r o h a s h i , 2 0 0 6 ) ，形状( s t a g g , h i n d l e y , t a l e s ，& b u t l e r , 2 0 0 4 ；t a l e s ，n e w t o n ，t r o s c i a n k o ，b u t l e r , 1 9 9 9 ) ，运动方向 ( p a z o - a l v a r e z ，a m e n e d o ，& c a d a v e k a ，2 0 0 4 ) ，朝向( a s t i k a i n e n , l i l l s t r a n g ，& r u u s u v i r t a ，2 0 0 7 ；m o t o h i r ok i m u r a ，k a t a y a m a ，o h i r a ，& s c h r 6 9 e r , 2 0 0 9 ) ，空间频率 ( k e n e m a n s ，j o n g ，v e r b a t e n , 2 0 0 3 ) ，空间位置( b e a i s c h r o g e r , 2 0 0 1 ) ，亮度( m k i m u r a ，k a t a y a m a ，& m u r o h a s h i , 2 0 0 8 b ，2 0 0 8 c ；s t a g ge ta 1 ，2 0 0 4 ) ，刺激大小( m k i m u r a ，k a t a y a m a ，& m u r o h a s h i , 2 0 0 8 a ) 等。更重要的是，诱发视觉m m n 不需要对 于相关刺激的空间选择性注意( a s t i k a i n e ne ta 1 ，2 0 0 7 ；i c z i g l e r e ta l ，2 0 0 2 ； k e n e m a n se ta 1 ，2 0 0 3 ；m k i m u r ae ta 1 ，2 0 0 8 a ，2 0 0 8 b ；p a z o - a l v a r e ze ta 1 ，2 0 0 4 ； s t a g ge ta l ，2 0 0 4 ；t a l e se ta l ，1 9 9 9 ) 。 这些视觉刺激诱发的视觉m m n 成分主要分布在枕颞区，其头皮分布与听觉 m m n 有一定差异，并且视觉刺激相对更难诱发m m n ，其诱发的阈限可能和感觉阈 限不一致( 1 c z i g l e re ta l ，2 0 0 2 ) 。不过它们与听觉m m n 具有相类似的潜伏期，并 且最关键的是它们也反映了大脑对偏差刺激的前注意加工。 除了对听觉和视觉通路的研究之外，在其他通路上也发现了类似m m n 的成分。 同样基于o d d b a l l 的研究范式，在身体感觉的通路上，刺激位置的变化也能在 1 5 0 m s 2 5 0 m s 间诱发一个负向成分( a k a t s u k a , w a s a k a ，n a k a t a , k i d a , & k a k i g i , 2 0 0 7 ；k e k o n ie ta 1 ，1 9 9 7 ；s h i n o z a k i , y a b e ，s u t o h ，h i r u m a ，& k a n e k o ，1 9 9 8 ) 。尽管这 一成分被认为可能与常见的n 1 4 0 相混淆，但是该成分的诱发也不受主动注意的 影响，因此该成分很可能与m m n 有关。有研究还发现嗅觉偏差刺激也可以诱发类 似m m n 成分( k r a u e l , s c h o t t ，s o j k a ，p a u s e ，& f e r s t l , 1 9 9 9 ；s a b r i , r a d n o v i c h , e i , k a r e k e n ，2 0 0 5 ) ，不过这一结果还需要进一步验证。 1 3 失匹配负波产生机制的解释 1 3 1 感觉记忆加工 目前，在对失匹配负波的解释中占主导地位的是感觉记忆加工机制。r i s t o n i i i i t i i n e n 等人，也就是m m n 的发现者认为，失匹配负波的产生依赖于人的感觉 7 记忆。具体说来，就是当人接收到一个声音刺激时，它就进入我们的感觉记忆系 统，大脑的听皮层神经通路会对其中包含的一些特定的感觉信息进行编码，形成 核心声音表征( c e n t r a ls o u n dr e p r e s e n t a t i o n , c s r ) 。这样的声音感觉记忆会有一 个相对缓慢的衰退过程，任何声音刺激进入感知觉加工时都会有这样的表征过 程，并且会自动和已经形成的表征进行比较，如果这样的特征或者规律被打破， 失匹配负波就出现 ( r i s t on i i i i t i i n e ne ta 1 ，2 0 0 1 ) 。 这种加工过程会受到一些因素的影响。如人对听觉客体的划分。s u s s m a n 进 行了一项实验，研究者重复呈现“a a a a b 。当以较慢的速度呈现( s o a = i 3 s ) 时，被试将最后的b 知觉为偏差刺激，而该刺激诱发了一个失匹配负波；但是 在它以较快的速度呈现( s o a = 1 0 0 m s ) 时，被试倾向于将整组刺激知觉为一个 客体，此时，失匹配负波就消失- j ( s u s s m a n ，r i t t e r , & v a u g h a n , 1 9 9 8 ) 。 这种感觉记忆的加工还可以加工一些规律变化的刺激。譬如，当人听到一系 列的频率上行音，但这样的顺序被一个下行的音所打断，甚至只是有一个音出现 重复时，也会诱发m m n ( t e r v a n i e m i ，m a u r 5 n a i l t a n e n ，1 9 9 4 ) 。这说明，人通过 对刺激规律和特征的掌握，对于下一步可能出现的刺激是有一个预期的，当出现 的刺激违背这种预期的时候，就会诱发m m n 。 1 3 2 适应效应 另一种观点则认为失匹配负波来源于适应效应。研究者从标准刺激的角度看 待m m n 的出现，认为感知觉通道内的特定感受细胞对于某种特征的刺激具有特 异性，因此，当个体重复接受标准刺激，这些细胞的敏感性会逐渐下降，从而导 致对这种特征( o d d b a l l 范式中的标准刺激) 产生了适应。适应导致了标准刺激 诱发的n l a 成分变小，而偏差刺激的n l a 则没有发生变化，两者相减从而导致 了所谓的m m n 的出现( j a a s k e l a i n e ne ta 1 ，2 0 0 4 ) 。 j a a s k e l a i n e n 等人基于上述假设，在不同b l o c k 间控制标准刺激的呈现频率和 呈现位置，结果发现在标准刺激和偏差刺激以一比一的比例呈现时，只要恰当地 控制刺激间的出现间隔，同样可以诱发类似m m n 的成分( 相比于只呈现偏差刺 激的控制组) 。并且如果刺激间差异足够大，是否呈现标准刺激并不影响差异刺 激所形成的e r p 波形。 8 研究者进一步通过m e g 和f m r i 相结合的方法，发现了偏差刺激在皮层上 诱发的两个成分，前侧n 1 和后侧n 1 。其中后侧n 1 潜伏期更早( 8 0 m s 左右) ， 并且对于刺激间差异敏感，当刺激间差异较小时，无标准刺激伴随的偏差刺激所 诱发的后侧n 1 显著大于伴随标准刺激的偏差刺激；这一差异随着刺激间差异的 增大而消失了。 1 4 对失匹配负波的新研究 随着该领域研究的深入，研究者开始对经典的实验范式和研究的问题做一些 改变和扩展，对失匹配负波的产生机制也提出了一些新的观点。 1 4 1 单通道特征联结 在实验刺激类型的定义上，一些研究者开始从单通道单维度开始向单通道多 维度发展( w i n k l e r , c z i g l e r , s u s s m a n ，h o r v 丘t h , b a l f i z s ，2 0 0 5 ) 。在对听觉通道失匹 配负波的研究中，研究者选择了两个维度，频率和发声的扬声器，并在每个维度 上分别选择了两个特征，即两种频率和左右扬声器，再将两个维度的特征进行联 结，得到四种刺激。将实验中4 5 的试次定义为其中一种特征( 例如，高音搭配 左扬声器) ，再将剩余4 5 的试次定义为与之前刚好相反的特征( 例如，低音搭 配右扬声器) ，这两种特征的刺激被定义为标准刺激：最后余下的1 0 的试次再 平均分配到剩下的两种特征中( 高音搭配右扬声器，低音搭配左扬声器) ，这两 种特征的刺激则被定义为偏差刺激。结果发现，通过这种方式定义的听觉通道上 的偏差刺激也诱发了失匹配负波。 研究者采用这样特征联结的方式对视觉通道也做了相似的研究。研究选用两 种光栅朝向和两种呈现颜色，搭配形成了四种特征的刺激，将其中两种相反特征 的刺激定义为标准刺激，另外两种定义为偏差刺激。与听觉通道实验结果类似， 这种视觉通道上的偏差刺激也诱发了失匹配负波。 这些研究说明，通过特征联结来定义的偏差刺激同样可以诱发失匹配负波。 1 4 2 单通道规律打破实验 9 研究者还尝试定义感觉规律( s e n s o r yr e g u l a t i o n ) ，将刺激的物理属性从这种 规律中剥离开，利用违背特定的感觉规律来诱发m m n ( i s t v i nc z i g l e r , w c i s z ，& w i n k l e r , 2 0 0 6 ) 。在该研究中，实验者给被试呈现一系列视觉刺激，选取颜色作为 其特征，这些视觉刺激以“红红绿绿红红绿绿 的规律呈现。在其中1 0 的机会下，这样的规律被打破，例如“红红绿绿红红红绿”。这样，这个违 反规律出现的红色刺激就被定义为偏差刺激，其余的刺激被定义为标准刺激。结 果发现，这些偏差刺激较标准刺激同样诱发了一个类似于失匹配负波的成分。 以往研究大多是从物理性质上定义刺激的类别，被试对偏差刺激的察觉总是 在感觉记忆层面上对其物理属性进行匹配比较获得，而该研究从简单的物理属性 上升到规律性的知觉和认识。 1 4 3 双通道范式的应用 1 9 7 6 年，m c g u r k 等人发现一个现象，当人听到一个【b a 】l 的读音，同时看到 嘴唇做出【g a 】的口型，此时，人会将此读音知觉为【d a 】，这个现象，被称为m c g u r k 错觉( m c g u r k & m a c d o n a l d ，1 9 7 6 ) 。后人利用m c g u r k 错觉现象来研究失匹配负 波( k i s l y u k ，m 6 t t 6 n e n ，& s a m s ，2 0 0 8 ) 。在这个实验中，研究者给被试呈现了两种 声音刺激，一种【v a 】的发音，占全部试次的8 5 ，被定义为标准刺激；剩余的1 5 是【b a 】的发音，被定义为偏差刺激。同时，在视觉通道上，给被试持续呈现【v a 】 的口型。从听觉通道上讲，当被试听到偏差刺激【b a 】的发音时候，应该诱发失匹 配负波；但是由于被试视觉通道上知觉到的刺激并无任何差别，原本应该出现的 失匹配负波消失了。 如果根据以往对失匹配负波机制的传统解释，被试是通过单纯的感觉记忆的 匹配和比较来判断刺激的性质，那么一个听觉上的偏差刺激应该诱发失匹配负 波；但是在这个实验中对视觉刺激的加工影响了听觉通道的比较和鉴别，因此失 匹配负波是否只涉及单纯感觉记忆的加工值得怀疑。 1 4 4 以上实验的缺陷 虽然以上的实验都提示了失匹配负波的产生可能涉及到了比感觉记忆更高 层级的感知觉加工，但是它们在方法上都还不足以证明这个问题。 1 0 在单通道特征联结实验和视觉规律违背诱发失匹配负波实验中，所采用的刺 激都是单通道刺激。尽管在实验任务上，被试对这些规律的认识较之之前经典的 单通道单维度特征比较显得更为复杂，并不是对物理属性的简单比较所可以完 成，但是这并不能有效证明单通道的感觉记忆无法完成这些实验任务。 e e g 和m e g 的证据都证明了，视觉信息会对听觉信息加工产生影响( c a l v e r t t h e s e n , ；g h a z a n f a r & s c h r o e d e r , 2 0 0 6 ；k a y s e r l o g o t h e t i s ，2 0 0 7 ) ) 。而在跨通 道m c g u r k 效应的实验，实验者有效证明了视觉通道的信息对听觉通道的m m n 产生了影响，说明了当听觉感觉通道在对信息进行加工时，视觉通道的信息加工 会对这样的过程产生干扰或影响。但该研究并不能证明失匹配负波是由更高水平 上的信息整合所引起的。这是因为，该研究中发现的失匹配负波是传统的单通道 信息( 听觉) 引起的，而涉及视觉信息的结果是一个负结果，即视觉信息引起了 失匹配负波的消失，这只能说明视觉信息会对听觉失匹配负波产生影响，但却无 法说明失匹配负波是由双通道信息的整合而产生的。 1 5 本研究的假设 现有的大量研究已经暗示了，失匹配负波可以由一些较为复杂的信息加工所 诱发，而这些加工是简单的感觉记忆所较难完成的，因此我们有理由提出失匹配 负波的产生并非单纯依赖于感觉记忆的加工，而是涉及更高层次的知觉加工过 程。具体来说，我们希望研究这样一个问题：失匹配负波是否可以不依赖于单一 通道的感觉记忆，而由更高水平的双通道的信息整合来诱发? 为了达到这样的目的，我们决定采用视听双通道来呈现刺激，这是由于感觉 记忆本身是根据单个感觉通道进行定义i 拘( h u d m o n ，2 0 0 6 ) ，也就是说当我们所记 忆的特征需要双通道联合表达时，对这种特征的记忆就很能再以感觉记忆的方式 加以解释。在任何一个单独的感觉通道内，我们在频次上平衡两个特征刺激的呈 现比例：在两个通道刺激的组合上，我们使一些组合的呈现频率更高，定义为标 准刺激，另一些则呈现频率更低，定义为偏差刺激。根据感觉记忆模式匹配 o d d b a l l 范式诱发失匹配负波的理论，这样的刺激在任何通道内都是无法诱发失 匹配负波的。如果通过跨通道特征联结形成的偏差刺激诱发了失匹配负波，那么 就有效的证明了失匹配负波的产生涉及更高层次的知觉加工，而非简单依赖感觉 记忆。 2 研究方法与刺激 本研究在实验范式方面还是沿用经典的o d d b a l l 范式，但是在刺激类型的定 义上，我们做了较大的改动。本研究使用了视听双通道的实验方式，在每一个通 道内都选取一个维度两个水平的特征作为刺激，再将两个通道的特征做一个匹配 联结。在任何一个单通道维度上，两种刺激比例都调整为1 ：l ，也就是并没有 呈现比例上的差异，在感觉记忆的层面上也就不存在标准刺激和偏差刺激的差 别。 同时，对两个通道的两个特征刺激进行两两搭配，我们就有四个联结刺激， 我们再对其比例进行一定的调整，形成两个标准刺激( 高比例) 和两个偏差刺激 ( 低比例) 。两个标准刺激在单通道的物理属性上是刚好相反的，但是在与另一 通道特征的搭配上则刚好形成固定的对应联结规律，即视觉通道上一个特征固定 与听觉通道上的一个特征形成联结，而另一个特征固定与听觉通道的另一特征形 成联结。而剩余的两种联结特征的刺激则违背这种固定搭配关系，形成偏差刺激。 因为在单通道的维度上，刺激是不存在比例上的差异，因此也就没有标准刺激和 偏差刺激的区别，如果通过跨通道特征联结形成的偏差刺激诱发了失匹配负波， 那么这个成分就不是由感觉记忆加工所造成的。 另外，因为失匹配负波的一个重要特征就是不需要意识层面的注意，所以在 脑电实验的同时我们加入了一个与实验目的无关的行为任务，因此我们在视觉上 选取了另一个维度的两个特征作为行为任务相关的刺激特征。 2 1 听觉刺激 在听觉通道上，我们根据失匹配负波诱发的经典范式( r i s t on 蕴i i t 执n & m i c h i e ，1 9 7 9 ) ，选取正弦波作为刺激，再挑选不同振动频率作为其特征。其中一 类的振动频率为1 0 0 0 h z ，另一类的振动频率为1 4 0 0 h z ；在呈现比例上，二者为 1 ：1 ，也就是二者的呈现次数相等。在响度上，以调整至被试感觉舒适为准。 1 2 2 2 视觉刺激 我们选取的视觉刺激是在黑色的屏幕上呈现灰色的光栅，长度为3 度，宽度 为0 5 度( m o t o h i r ok i m u r ae ta 1 ，2 0 0 9 ) 。光栅有两种朝向，一种是顺时针4 5 度， 一种是逆时针4 5 度，两种刺激的呈现比例为1 ：1 。 另外一个维度的特征是光栅两头的形状，分为两种特征，一种是两头是弧形， 一种是两头是方形，二者的比例是1 ：4 ，这个比例在不同朝向上始终保持一致。 该特征是与行为任务相关的，当被试看到圆形的光栅时，需要按小键盘上“1 键反应；当看到方形的光栅时不需要反应。 四囵囵 图2 - 1 视觉刺激：l g t q b ( a ) 为方形刺激，呈现时被试不反应； ( b ) 是弧形刺激，早现时被试按“1 ”键反应。该维度特征为 与行为任务相关的特征。两图中左侧为顺时针4 5 。，右侧为 逆时针4 5 。这两个特征与听觉刺激搭配联结，用以定义 o d d b a l l 范式中的刺激类型。 2 3 特征联结 将视、听两个通道的各两个特征进行联结，我们得到了2 ( 1 0 0 0 h z 1 4 0 0 h z ) x 2 ( 顺时针4 5 度逆时针4 5 度) 总共四个联结特征。我们将其中两种相反搭配的 联结刺激( 如“1 0 0 0 h z 搭配顺时针4 5 度和“1 4 0 0 h z 搭配逆时针4 5 度 ) 定 义为标准刺激；再将剩余的两种特征联结( 即“1 0 0 0 h z 搭配逆时针4 5 度 和 “1 4 0 0 h z 搭配顺时针4 5 度 ) 定义为偏差刺激。标准刺激和偏差刺激的比例为 7 ：1 。而在标准刺激和偏差刺激内部，其两种不同刺激搭配的比例则设为1 ：1 ， 这样可以保证在标准刺激和偏差刺激内部，在视、听单通道内两个特征的比例仍 旧是相等的。为了平衡设计，我们将以上的刺激搭配作为处理；再将标准刺激 和偏差刺激交换，作为处理二。在实验中，将被试随机平均分配到这两种处理中。 3 实验一 3 1 实验方法 3 1 1 被试 本研究共使用被试1 1 名，其中6 名男性，5 名女性，被试均是中山大学的 在读本科生或者硕士研究生，平均年龄1 9 5 岁( 1 8 2 1 岁) ，被试视力或矫正视 力均正常。最后删除男性被试1 名，共有有效被试1 0 名。 3 1 2 9 ；验设备 本次实验使用d e l lm 7 8 21 7 英寸显示器呈现刺激，分辨率为1 0 2 4 7 6 8 像 素，刷新频率为1 0 0 h z 。同时刺激通过e p r i m e 编写，并通过相同软件平台向被 试呈现。 3 1 3 实验流程 在佩戴好脑电帽之后，首先调节听觉刺激的音量至被试感觉舒适为止。接着， 在屏幕上呈现指导语，向被试介绍刺激类型。共有四种视觉刺激( 见图2 - 1 ) ，被 试被要求对末端为弧形的视觉刺激做反应，不必在意视觉刺激的朝向和同时出现 的声音刺激( 详细指导语见附录一) 。实验正式开始后，会先在屏幕上出现一个 “+ 作为注视点，呈现时间为1 4 0 0 2 4 0 0 m s ，之后会通过电脑屏幕和耳机同时 呈现视觉和听觉刺激，呈现时间为1 0 0 m s ，之后再回到注视点画面。 每个被试共完成1 6 个b l o c k ，每个b l o c k 包含8 0 个t r i a l ，其中1 6 个t r i a l 是 行为任务上需要反应的刺激，剩余的8 个是偏差刺激，5 6 个是标准刺激。每个 b l o c k 结束后，被试可以有一段时间休息。每个b l o c k 的完成时间约为2 分钟， 整个正式实验过程约耗时3 5 分钟左右。 1 4 3 2 脑电记录 e e g 数据通过头皮表面的5 7 导电极进行记录，另外通过水平和垂直眼动电 极各一对记录被试的眼动情况，电极参考值为两耳后乳突电极的平均值。e e g 记录时，每个电极的电阻都保持在5 k f 2 以下，e e g 数据的采样率是5 1 2 i - i z 。 3 3 脑电数据分析 在脑电数据处理中，我们首先根据t r i g g e r 排除了所有应该有行为反应的t r i a l 和被试有行为反应的t r i a l ，接下来采用0 1 4 0 h z 的b a n d p a s s 窗1 2 1 滤波对脑电信 号进行过滤。e p o c h 抽取的时间是刺激呈现前2 0 0 m s 到刺激呈现后1 0 0 0 m s ，基 线为刺激呈现前2 0 0 m s 。我们对所有记录的电极都做了去伪迹处理，在所选的时 间窗口内，有任何一个电极的振幅绝对值超过7 0 微伏，即将该t r i a l 的数据删除。 在做完全部滤波和排伪后，我们按照刺激类型把脑电分为标准刺激诱发脑电 和偏差刺激诱发脑电两组，分别进行叠加平均。完成后，截取特别关注的时间窗 1 2 1 ，并根据前人研究选取电极( m o t o h i r ok i m u r ae ta 1 ，2 0 0 9 ；r i s t on i i t i n e ne ta 1 ， 2 0 0 1 ；w i n k l e re ta 1 ，2 0 0 5 ) ，对该时间段的脑电做三因素重复测量方差分析，分别 是刺激类型( 标准刺激偏差刺激) x 脑区( c c p p o ) x 左右半球( 左半球右 半球) 。 3 4 实验结果 3 4 1 行为结果 在本研究中，我们选取被试反应的正确率和反应时作为行为数据的分析指 标。两项指标的描述统计结果如下表所示。 表3 - 1 实验一行为数据描述性统计结果 将刺激类型作为因素，对两项指标分别进行方差分析。被试对标准刺激的判 断正确率为8 7 ，偏差刺激为9 0 ，对不同类型刺激的判断正确率并没有显著差异， f ( 1 ，9 ) = 3 7 9 2 ，p = 0 8 3 。被试对于标准刺激的反应时为5 9 8 9 6 m s ，对于偏差刺激 的反应时为6 0 3 3 1 m s ，对两类刺激的反应时也没有显著差异f ( 1 ，9 ) - - 5 5 5 ，p = 5 9 2 。 3 4 2 脑电结果 本实验中被试偏差刺激的t r i a l 平均拒斥率为2 5 8 6 ；标准刺激的t r i a l 平均 拒斥率为2 8 1 2 。 实验根据前人的研究选取了c 5 c 6 、c p l c p 2 、p 0 7 p 0 8 三对电极进行分析， 首先对三对电极的振幅分别作图( 见图3 2 ) ，从图上，我们并没有发现标准刺激 和偏差刺激对脑电有明显不同的影响。为验证该结果，我们以2 0 m s 为单位，在 5 0 m s 至2 5 0 m s 范围内依次截取时间窗口，对其进行刺激类型x 脑区左右脑的 重复测量方差分析，结果表明，刺激类型主效应及其与脑区、左右半球的交互作 用均未达到显著性水平。 1 6 3 5 结果讨论 c p 2 图3 2 实验一波形图 左半球 - - - - - - - - - - - - d e v i a n t - - - - - - - - - - s t a n d a n - - - - - - - - - d i f f e r e n c 在本实验中，行为任务和我们本身的实验目的并无直接关系，其目的主要在 于吸引被试的注意力，避免脑电任务中有注意成分的参与。虽然刺激呈现的时间 仅为l o o m s ，但是从结果上看，被试对刺激的反应正确率比较高，说明被试对行 为任务的参与度较高，从而保证了被试对刺激联结的特征并没有主动注意。 对脑电数据的分析并没有出现我们预计的类似失匹配负波的负成分。对此结 果我们的推测是，这与本实验所采用的刺激类型有关。由于实验采用的刺激是跨 通道的刺激，而标准刺激和偏差刺激则是由双通道的特征联结所定义，这较之经 典的单通道单维度特征复杂得多，被试在内隐学习的情况下，对刺激规律及变化 的掌握需要一定的时间，而目前实验中的实验试次较少，尚且无法使被试对该规 律有清楚的认识。 因此，在实验一的基础上进行实验二，增加实验的试次，在b l o c k 数不变的 情况下，每个b l o c k 下的t r i a l 数翻倍，由原来的8 0 个增加到1 6 0 个。 1 7 右半球 4 实验二 4 1 实验方法 4 1 1 被试 本研究共使用被试1 1 名，其中4 名男性，7 名女性，被试均是中山大学的 在读本科生或者硕士研究生，平均年龄2 0 6 岁( 1 9 2 5 岁) ，被试视力或矫正视 力均正常。最后删除男性被试1 名，共有有效被试1 0 名。 4 1 2 实验设备 同实验一。 4 1 3 实验流程 实验流程同实验一，但每个b l o c k 试次翻倍，即从原来的8 0 个t r i a l 增加至 1 6 0 个t r i a l ，每种刺激的试次均在原来的基础上增加一倍。 4 2 脑电记录 同实验一。 4 3 脑电数据数据分析 对脑电数据的滤波和排伪同实验一，但在对其进行方差分析时有所改变。因 为我们之前推测掌握跨通道特征联结规律需要一定时间，因此存在时间上的过 程，我们在对脑电数据进行分析时增加一个时间维度上的因素，将被试完成的试 次按照前8 个b l o c k 和后8 个b l o c k 分成两个水平，加入之前的重复测量方差分 析中。因此，现在对脑电数据的分析由原来的三因素增加至四因素：时间( 前8 个b l o c k 后8 个b l o c k ) x 刺激类型( 标准刺激偏差刺激) x 脑区( c c p p o ) 左右半球( 左半球右半球) 。 1 8 别力指标和反 照被试所做的 行为数据的描 时 后8 个b l o c k 标准刺激 正确率反应时 偏差刺激 正确率反应时 对于标准刺激的反应正确率，前八个b m c k 为9 1 ，后八个b l o c k 为9 2 ；对于 偏差刺激的反应正确率，前八个b l o c k 的辨别力指标为9 4 ，后八个b l o c k 为9 3 。 被试对两类刺激的反应正确率没有显著差异，f ( 1 ，9 ) = 0 4 7 ，p = 8 3 4 ；在时间维度 上，被试的反应正确率并没有显著的差异，f ( 1 ，9 ) = 6 4 1 ，p = 4 4 4 ；两个因素之间 也并不存在明显的交互作用f ( 1 ，9 ) = 5 4 1 ，p = 4