（发展与教育心理学专业论文）基于视觉工作记忆内容的注意导向的认知机制.pdf

西南大学硕士学位论文 中文摘要 基于视觉工作记忆内容的注意导向的认知机制 发展与教育心理学专业硕士研究生佐垫 指导教师徐展副教授 中文摘要 近年来，有关工作记忆对视觉搜索中注意选择的影响引发了大量的研究。但 工作记忆内容对视觉搜索中注意选择的影响到底如何，注意是否总是会自动定向 到与工作记忆内容匹配的项目上? 至今仍存在争议。为整合前人研究中存在的差 异，本研究将在“记忆搜索 双任务范式的基础上，通过引入线索提示的方式， 来探讨基于工作记忆内容的注意导向具体发生的阶段和过程，以及认知控制等因 素对该过程的影响。 实验1 在“记忆搜索 双任务范式的基础上，通过引入线索提示的方式，探 讨基于工作记忆内容的注意导向的发生阶段及过程。结果发现，基于工作记忆内 容的注意导向是一种自动化的强捕获。即便在搜索任务开始之前，提示线索就已 经明确指出目标刺激可能出现的区域，被试也仍然不能通过这一信息“策略性” 地回避与工作记忆内容匹配的项目，处于线索提示异侧的工作记忆匹配项还是会 自动捕获注意，进而导致被试搜索任务反应时延长。并且这一结果也说明了基于 工作记忆内容的注意导向作用在搜索任务的早期即可发生，即与工作记忆内容匹 配的项目倾向于在搜索任务一开始的时候能捕获注意。 实验2 在实验1 的基础上对线索提示方式进行改进，直接对目标刺激可能出 现的确切空间位置进行提示，以进一步验证实验1 的结果。结果发现，即便提示 线索更加直接有效，能产生更强的抑制作用，也不能削弱“自动捕获”的效应。 实验3 通过控制工作记忆匹配项在搜索任务中的呈现时间的方式，来彻底排 除“自动捕获现象可能只是由处于线索异侧的工作记忆匹配项在搜索过程中偶尔 吸引了被试的注意而造成的 这一假设，并进一步验证之前实验的结果。结果发 现，在异侧工作记忆匹配项3 0 0 m s 变灰的条件下，仍能得到显著的“自动捕获 效应，表明基于工作记忆内容的自动导向作用在搜索任务早期即可发生。 综合本研究三个实验，可以得出，基于工作记忆内容的注意捕获是一种自动 化的强捕获，倾向于在搜索任务的早期发生，且不受认知控制状态或被试主观策 略等因素的影响。 关键词：工作记忆视觉搜索注意导向 西南大学硕十学位论文 a b s 臼- a c t d o e sm e m o r y d r i v e na t t e n t i o n a lc a p t u r eh a p p e n a u t o m a t i c a l l y ? m 萄o r ：d e v e l 叩m e n t a la i l de d u c a t i o n a lp s y c h o l o g y a u m o r ：z u o k u n t u t o r ：p r o f e s s o rx u z h a l l a b s t r a c t o 【l r r e n t l ym e r ew e r ei i l i x e de v i d e n c eo nw h e m e r 吐圮c o m e n t so fw o r k i i l gm e m o r y c o u l di n n u e n c ev i s u a la 拍e n t i o n t h es t l j d i e si l lw h e 捡rw o r k i r 培m e r n o r ) rc o n t e m sc o u l d 甜r e c tt h ed e p l o y m e n to fa 仳e m i o ni nv i s u a ls e a r c hh a dr 印o r t e dc o n n i c t i n gr e s u l t s t l e p r e s e n ts t u d yw a sd e s i g n e dt 0a d d r e s st h i sd i s c r 印觚c y 锄df i g u o u t 廿l ei n f l u e n c eo f t h es 0c a l l e d “s 仕锄e g y ，o r “c o g i l i t i v ec o n t r o l o nm e m o r ) r 一耐v e na t t e m i o i 脚c 印恤r e ，b y s 0 l v m g l i sq u e s t i o n ：n l ew a yw o r k i n gm 锄。巧c o n t e n t sc a p t u r ea 位e m i o ni n 、r i s u a l s e 锄旧h e x p e r i m e n tlw 嬲d e s i g n e dt 0e x p l o r em ew a yw o r k i i l gm e i n o 巧c o n t e n t sc a p t l l r e a t t e n t i o ni n 、，i s i i a ls e a r c hb yt 1 1 eu s eo fa na r r o wc u e ，w i l i c hw o u l d 证d i c a t ei nw 拭c h s i d e0 f n 玲s e a r c h 丘1 e d l et a 瑶e tw o u l da p p e a r ( e i t l l e rl e ro r g h ts i d e ) b e 蠡) r e ：也e s e a r c ht a s k f r o me x p 耐i n e n t1 ，、ef o u n ds 乜o n ge v i d e n c e 廿l a ta ：t t e n t i o nw 邪c 印嘶d b y 也em a t c l l i n gd i s t r a 咖re v 饥w h e ni t 、弱p r e s e m e da tm e 叩p o s i t es i d eo ft h et a i g e t t h er e s u l t sa l s o 出l o w e dt h a tt 1 1 i sc a p t l l r em i g h tt a ：k ep l a c ei i l 也ee a d ys t ：唱eo fm e s e a r c ht 2 l s k ，w i l i c hm e a i l st l l en l e m o 巧m a t c l l i i 培d i s 仃a c t o rm i g mc a p 眦a n e n t i o n i n n e d i a t e l ya r e rt h eo i l s e to f t t l es e a r c ht a s k a n dt h i sp r o c e s sc o u l dn o tb eo v e r r i d eb y c o 鲥t i v ec o n 仃0 1 ，i tw a si i l e v i 诎l e 1 1 1 ef m d 迦廿1 a ti m w e r ee q u a l l ym es 锄eb e 眦e n i i l v a l i d i n c o n s i s t e n t锄di n v a l i d c o n s i s t e n t c o n d i t i o i l s ，s u g g e s t e d t h ee 雎c to f m e m o r y - “v e na t t e n t i o n 觚c 邳n l r es h o u l db em a i l l l yc a u s e db yt b j se a d yc a f 肌l r e n eg o a lo fe x 雕i i n e n t2w 嬲t oa d d r e s st l l el i m i 枷o no fe x p 商m e n t1 觚d p r 0 v i d eas 仃o n g e rt e s to ft h er e s u l t sf 如me x p e r i m e m1 t oa c h i e v e 吐1 i s ，an e w c u ew 嬲 e m p l o y e di i le x p e 曲e n t2 ，谢c hw o u l di n d i c a t en o t0 1 1 l yi i l 砌c hs i d eo f t h es e a r c h 两南大学硕士学何论文a b s 仃a c t f i l e d 恤e 伽苫e tw o u l d 印p e 甄b u ta l s ot h ep o s s i b l et a l g e t1 0 c 撕。璐t h er e s u l t s0 f e x p e r i m e n t2y i e l d e de v e ns t r o n g e re v i d e n c et h a tt l 圮m e m o 驴m a t c h i n gd i s t r a c t o r c o i l l ds 臼o n 西yc 雄瓜l r ea t t e n t i o nr i g h ta r e r 也eo n s e to ft h es e a r c ht a s k a n d 也i sa l s o s h o w e d 也ec o n t e n t so fw o f k i l l gm e m o 巧h a dr o b l l s te a e c t so n 也ed e p l o y m e n to fv i s u a l a 仕e n t i o n e x p e r i m e n t3w 淞d e s i 罂1 e d t 0r u l eo mn l er e m o t e p o s s i b i l i t ) r t l l a tm e m e i n o 巧d r i v e n 狁n t i o n a lc a p 砥f o u r l di i lo l l re x p e r i m e m sm i g h tb em a i r l l yc a u s e db y n l eo c c 硒i o n a lc a p n 鹏o f 甜e n t i o nb y 也em a t c gd i s t r 蜘rp r e s e n t e da t 妇：o p p o s i t e s i d ed u r i n gt l l es e a r c ht a s k ，m m e rn l a nt h ec 雄 n 鹏o fa t t e n t i o nb yt h em a t c h i n g d i 殉咖a tt l l ev e r yb e g 协n i i l go f 也es e 鲫c ht a s l 【，i nw l l i c had i 殉眦t o r ( e i m e ra m 锄。哆- m a t c l l i n gd i s 臼a c t o ro ram u t r a ld i s 臼徼t o r ) p r e s e n t e da tt h eo p p o s i t es i d ew o u l d t 哪g r a y i i las h o r ct i i n e ( 3 0 0m so r5 0 0m s ) a 髓r 廿1 eo l l s e to f t l l es e a r c ht a s k n n l s 觚y e 彘c tc a u s e d b y 也em a t c l l i n gd i s t r a c t o rw o u l d b el i i l l i 伽i nt h i sp e r i o do f 血e t h e r e s u l t ss h o 、e dt h a tt h em a t c l l i n gd i s t r a c t o rc o u l ds t i l lc 婶帆r ea ：t t e n t i o ne v e nw h e ni t t u r l l e d 鲫，3 0 0m sa 舭rm eo i l s e to f n l es e 锄ht a s k 1 1 1 i sf m d i n ga l s oc o i l f j 陆m e do u r h ) ，p i 劬e s i st l l a t t 1 1 e c o m e n t so fw o r k i n gm e m o r ) rc o u l da f f e c t 吐l e d e p l o y m e mo f a t t e m i o n 衄i i i l e d i a t e l y 撕e rm eo i l s e to f t h ev i s l l a l a r c ht a s k i l l c o r l c l u s i o n ，m ec o n l e n t so fw o r k i i l gm 锄。巧h a dr o b u s te 丘b c t so nt h e d e p l o y m e n to fv i s u a la ：t t e n t i o n a n d l i sp r o c e s st e i l d e dt 0t a ：k ep l a c ea tt l l ee a d ys t a g e o fm es e a r c ht a s kw l l i c hc o u l dn o tb eo v e r r i d eb yc o 嘶t i v ec o n 们l0 rm es oc a l l e d “s 臼疵g y ， 1 ( e y w o r d s ：w b r l i n gm e m o r y ； v i s u a is e a r c h ；a t t e n t i o n a lc a p t l i 心 i 西南大学硕士学位论文引言 1 引言 近年来，有关工作记忆对视觉搜索中注意选择的影响引发了大量的研究【1 。7 j 。 d 础g 采用空间探测范式研究发现，视觉搜索中注意会定向到与工作记忆内容 相匹配的位置，从而加快对该位置出现的探测刺激的辨别【8 】。s o t o 等人的研究也得 到了类似的结果【9 】。s 0 t 0 等的实验要求被试在呈现的竖直线段中搜索倾斜的线段， 并且每条线段都被带有颜色的外周形状( 如圆形、长方形、六边形等) 所包围。 同时在搜索任务开始前被试要先进行一个记忆任务，记忆某个带颜色的形状，在 搜索任务完成后进行回忆。其搜索任务据根线段外周形状与工作记忆内容的对应 关系分为三种条件。一、搜索任务中倾斜线段( 即搜索目标) 的外周形状的颜色 与工作记忆中储存的颜色相同，即有效条件；二、搜索任务中某个竖直线段( 即 分心物) 的外周形状的颜色与工作记忆中储存的颜色相同，即无效条件；三、所 有线段的外周形状的颜色均与之前记忆过的颜色不同，即中性条件。其结果发现， 与中性条件相比，当工作记忆中的颜色与搜索目标外周形状的颜色相同时，搜索 反应时明显加快。而当工作记忆中的颜色与分心物外周形状的颜色相同时，搜索 反应时明显变慢。然而，当不要求被试记忆颜色时，上述增益或干扰效应也随即 消失，这就排除了知觉启动的作用。据此结果，s o t 0 等认为工作记忆对注意选择 起着早期的、自上而下的自动导向作用。 但针对注意是否总是会自动定向到与工作记忆内容匹配的项目上这一问题，不 同的研究所得到结果却大不一致。s o t 0 ，o l i v e r s 等人根据其实验结果认为与工作 记忆内容匹配的项目在视觉搜索会自动捕获注意【l 叫6 1 。而与之相反的是，相当一 部分采用类似范式的研究却并未发现这种自动导向作用【l 7 2 0 】，其中比较有代表性 的是w b o d m a n 等的研究【2 1 1 。w 0 0 d i n a n 等的研究同样采用了“记忆搜索”双任务 范式，但视觉搜索任务是搜索不同开口方向的彩色兰道环，且目标刺激与分心物具 有极高的相似性。记忆任务仍然为记忆某种颜色。但结果并未发现任何注意“自 动捕获 现象，相反，当被试知道与工作记忆内容匹配的项目不可能是搜索目标 时，反而会“策略性 地主动引导注意偏离匹配项目以提高搜索效率。因此w ，0 0 d m 姐 等认为与工作记忆内容匹配的项目并不总是会自动获取注意，工作记忆内容是以 一种灵活的方式来促进或是抑制加工，即是说在视觉搜索过程中被试会主动地运 用策略来进行搜索：当搜索目标不可能是视觉工作记忆保持的项目时( 目标无关 条件) ，注意会偏离与工作记忆内容匹配的项目，从而提高搜索效率：而当搜索目 标可能是视觉工作记忆保持的项目时( 目标相关条件) ，注意则会偏向这个项目。 说明工作记忆内容既可以作为注意拒绝的模板，也可以作为注意选择的模板。 西南大学硕士学位论文 引言 为了整合前人研究中存在的差异，h 趾等采用与w - 0 0 d m a n 实验类似的范式， 从认知控制的角度来探讨工作记忆对注意选择的影响吲。他认为在视觉搜索中， 与工作记忆内容匹配的项目在知觉阶段就会被优先加工，但认知控制的介入需要 一定的准备时间。当搜索任务难度较低时，认知控制还来不及介入，被试就完成 了搜索，因此无法抑制对匹配项目的加工，从而得到“自动捕获”的结果；相反 当任务难度较大时，被试完成搜索之前认知控制就已介入，因此能有效抑制对匹 配项目的加工，进而减弱“自动捕获 的效应。其实验结果也印证了这一观点， 同时也表明了搜索任务难度的不同可能是造成前人研究不一致的原因。 虽然w 6 0 d m a i l 与h 觚等人尝试从不同角度来解释前人研究中存在的差异，但 其所提出的观点假设都存在不足或未尽之处。如前所述，w r o o d m a l l 等提出工作记 忆内容既可以作为注意选择的模板，也可以作为注意拒绝的模板。即注意并非总 是会自动定向到与工作记忆内容匹配的项目上，当被试知道与工作记忆内容匹配 的项目不可能是搜索目标时，反而会“策略性”地主动引导注意偏离匹配项目以 提高搜索效率。那么被试到底是如何“策略 性的回避工作记忆匹配项的呢? 是 如w 0 0 d i l l a n 等的假设中所提到的那样，以工作记忆内容作为拒绝模板，注意直接 定向到其他非工作记忆匹配项上? 还是注意确实定向到了与工作记忆内容匹配的 项目上，被试在“自动捕获 发生后才能策略性地快速将注意引导到其他项目上， 而这种注意的快速转移是否对反应时产生影响还取决于搜索任务的知觉难度以及 被试个体差异等因素? 同样，h a n 等的假设也没有明确说明认知控制抵消“自动捕 获 效应的具体方式。是认知控制准备完成后即可阻止注意定向到与工作记忆内 容匹配的项目上? 还是认知控制并不能抑制“自动捕获 过程的发生，但能使注 意更快地从工作记忆匹配项转移到其他项目上? 综上所述，视觉工作记忆内容对 视觉搜索中注意选择的影响到底如何至今没有一个统一的说法。注意是否总是会 自动定向到与工作记忆内容匹配的项目上，以及被试主观策略或认知控制等因素 如何影响基于工作记忆内容的注意导向过程等问题都需要进一步的研究。为解决 上述问题，本研究将在已有研究的基础上进一步探讨基于工作记忆内容的注意导 向的认知机制，即基于工作记忆内容的注意导向具体发生的阶段及过程，并在此 基础上尝试整合前人研究中存在的差异。如前所述，h a i l 等在其研究中假设与工作 记忆内容匹配的项目在知觉阶段就会被优先加工，即注意在搜索任务早期即定向 到工作记忆匹配项上。但h a n 等在实验中并未直接检验这一假设，而这也是本研 究探讨这一问题的原因之一。本研究假设基于工作记忆内容的注意导向的发生阶 段及过程可能有如下三种情况。一、与工作记忆内容匹配的项目在搜索任务一开 始的时候便能捕获注意，这一点与h a i l 等假设一致，此时工作记忆内容将主要影 响被试搜索过程中首次注视点的位置。即当搜索项目中包含与工作记忆内容匹配 2 两南大学硕十学位论文引言 的项目时，被试首次注视点的位置更倾向于落在工作记忆匹配项上，因此对搜索 反应时产生影响；二、基于工作记忆内容的注意导向并非发生在搜索任务早期， 与工作记忆内容匹配的项目是在随后的搜索过程中捕获注意。即当被试搜索到工 作记忆匹配项或其附近空间位置时，基于工作记忆内容的注意导向才会发生。在 这种情况下，基于工作记忆内容的注意导向将主要影响被试在工作记忆匹配项上 的注视时间长短，即被试可能对工作记忆匹配项的注视时间更长；三、基于工作 记忆内容的注意导向同时作用于搜索任务早期及随后的搜索过程。即工作记忆内 容既影响被试搜索过程中首次注视点的位置，也可能影响被试在工作记忆匹配项 上的注视时间长短。 本研究将在“记忆搜索 双任务范式的基础上，通过引入线索提示的方式， 来检验上述三种假设。提示线索在搜索任务开始前即对搜索目标可能出现的位置 ( 屏幕左侧或右侧) 进行提示，如此被试便可直接将注意力集中在线索提示的目 标区域上，而无需关注处于目标区域外的搜索项目。从本质上来说，这也可以看 作是一种搜索策略，而且与w o o d i i l 觚等研究中所提供的“目标物的颜色绝不可能 与之前记忆过的颜色相同 的策略相比，这一策略更加有效，可操作性也更强。 同时由于这一策略在搜索任务开始之前就已启动，基于这策略的认知控制在搜 索任务开始时即可充分准备完成。如此本研究便可直接检验认知控制和被试主观 策略对基于工作记忆内容的注意导向过程的影响。如果呈现在非线索提示位置， 即目标区域外的工作记忆匹配项仍能捕获注意并显著影响被试搜索反应时，则说 明与工作记忆内容匹配的项目在搜索任务一开始的时候便能捕获注意，并且这一 过程不受被试主观策略或认知控制的影响；如果仅当工作记忆匹配项呈现在线索 提示的目标区域内时才能得到基于工作记忆内容的自动导向效应，则说明基于工 作记忆内容的注意导向发生在搜索过程中，并且受认知控制或被试主观策略的影 响；如果不论工作记忆匹配项呈现在目标区域外还是目标区域内都能得到“自动 捕获 效应，但当呈现在目标区域内时，工作记忆内容对搜索反应时的影响更大， 则说明基于工作记忆内容的注意导向同时作用于搜索任务早期及随后的搜索过 程。 3 西南大学硕士学位论文 实验1 2 实验1 2 1 被试 选取西南大学在校大学生2 4 名( 男生5 人，女生1 9 人) ，年龄在2 肛2 5 岁之 间，平均年龄2 1 7 岁，裸眼视力或矫正视力正常，无色盲色弱，右利手。所有被 试自愿参加实验，实验之后给予报酬。 2 2 实验材料与装置 实验由e p r h e1 1 编制，刺激呈现在m mp e n t i u m 型计算机的1 7 寸彩色 c r t 显示器上。屏幕背景为黑色，分辨率为1 0 2 4 x 7 6 8p i x e l s ，刷新率为8 5 h z 。被 试通过一个标准键盘对刺激做出反应，被试眼睛与屏幕中心的距离约8 0 c m 。记忆 项目及再认项目均为呈现在屏幕中央的彩色正方形( 2 1 5 。) ( 2 1 5 。视角) 。提示线索 为呈现在屏幕中央的灰色水平箭头，视角2 1 5 。x 1 5 9 。搜索项目为左右都有开口的 彩色圆盘( 半径1 0 7 0 ) ，其中干扰刺激两侧开口大小一致( 0 8 6 。) ，而目标刺激两 侧开口大小不一致，较大的一侧为1 0 4 。，较小的一侧则与干扰刺激开口大小一致。 所有项目有七种备选颜色：红，黄，蓝，绿，粉，紫，白，并且每个搜索项目的 颜色各不相同。搜索项目呈现的位置随机均匀分布在一个以屏幕中心为圆心的虚 拟的圆圈( 半径4 2 9 。) 上。用于发音抑制的刺激为从1 9 中随机选取的两个不重 复的数字，颜色为灰色，大小为o 6 4 。x 0 “。，水平排列。 2 3 实验设计与过程 实验采用单因素重复测量设计，自变量为匹配关系。匹配关系根据搜索项目 与工作记忆内容的对应关系分为三个水平：( 1 ) 异侧干扰条件，处于线索提示异 侧( 非目标侧) 的两个干扰刺激中有一个的颜色与保持在工作记忆中的颜色相同； ( 2 ) 同侧干扰条件，处于线索提示同侧的干扰刺激的颜色与保持在工作记忆中的 颜色相同；( 3 ) 中性条件，没有搜索项目的颜色与保持在工作记忆中的颜色相同。 实验采用“记忆搜索 双任务范式，单次试验流程如图1 所示。试验开始时 首先会在屏幕中央呈现两个随机数字5 0 6 m s ，要求被试以每秒2 3 个的速度进行 大声复述，直至再认任务出现。数字刺激消失5 0 6 m s 后( 整个试验过程中当出现 空屏间隔时，屏幕中央都会呈现一个o 3 6 0 x o 3 6 0 的灰色注视点) ，记忆项目会在屏 幕中央呈现8 0 0 m s ，要求被试记住色块的颜色。间隔3 0 0 m s 之后，搜索任务提示 线索会在屏幕中央呈现5 0 6 m s 。提示线索是对搜索任务中目标刺激出现的位置进行 提示，如果线索箭头向左，则目标刺激将出现在屏幕左侧；如果箭头向右，则目 标刺激出现在屏幕右侧。要求被试按照线索提示进行操作。线索呈现完毕5 0 6 m s 之后，搜索任务开始。搜索任务包含四个搜索项目( 一个目标刺激，三个干扰刺 4 西南大学硕士学位论文 实验1 激) ，屏幕左右两侧各两个。要求被试又快又准的找到目标刺激，并做出相应反应。 如果目标刺激左侧开口较大则用左手食指按“f ”键，右侧开口较大则用右手食指 按“j ”键。记录正确率与反应时。被试按键反应后，搜索序列随即消失，搜索任 务结束( 如被试4 s 内未做出反应，搜索任务将自动结束，并视为一次错误反应) ， 间隔5 0 6 m s 后再认任务开始，被试停止出声复述，并判断屏幕中央呈现的色块的 颜色是否与之前记忆过的颜色相同。相同则用左手食指按“f ”键，不同则用右手 食指按“j ”键，要求被试在保证正确率的前提下尽快做出判断，反应完成后，再 认结束，刺激消失，屏幕中央出现提示，被试按空格键进入下一次试验。搜索任 务和再认任务如果反应错误都会给予反馈( 空屏间隔的背景将变红1 0 0 m s 作为反 馈，并且搜索任务的反馈整合在其之后的空屏间隔之中) 。实验中，被试会被明确 告知目标刺激的颜色绝不可能与之前记忆过的颜色相同，因此可直接忽略颜色与 之前记忆过的颜色一致的项目，以提高搜索效率。 4 s 内作否 图1 实验1 单次试验流程 正式实验包括9 6 次试验，每种匹配关系各占3 2 次，顺序随机。每4 8 次试验 被试休息两分钟。正式实验开始前被试至少练习2 0 次。 2 4 结果与分析 根据此类研究的一般原则，再认任务正确率低于8 0 或搜索任务正确率低于 9 0 的被试数据不会纳入最终的数据分析；并且，对反应时数据的分析仅针对搜索 气 西南大学硕士学位论文 实验1 任务和再认任务都正确的试验( 以下实验如无特别说明，数据处理标准同此) 。五 名被试的数据因未达到要求而被剔除。以匹配关系为自变量，采用单因素重复测 量方差分析对搜索任务正确率、搜索任务反应时以及再认任务正确率进行检验。 结果发现，搜索任务正确率( 只2 ，1 7 ) = 1 1 1 6 ，旷0 3 5 1 ) 和再认任务正确率( 只2 ， 1 7 ) - 1 2 3 9 ，矽= o 3 1 5 ) 在各匹配关系条件下无显著差异；而在搜索任务反应时的检 验中，匹配关系( 尺2 ，1 7 ) = 5 0 5 9 ，正o 0 5 ，t 1 2 = o 3 7 3 ) 主效应显著。进一步的多重 比较结果表明，异侧干扰以及同侧干扰条件下被试反应时显著慢于中性条件，而 前两者之间差异不显著。实验1 具体实验数据如表1 ，图2 所示。 表1 实验1 描述统计结果 辞似f 抗一般卜疋 - 睦异诬t 执。，饿t 抗1 譬 匹配关系匹配关系 图2 实验1 中各条件的反应时及正确率 实验1 的结果表明，基于工作记忆内容的注意导向是一种自动化的强捕获。 即便在搜索任务开始之前，提示线索就已经明确指出目标刺激可能出现的区域， 被试也仍然不能通过这一信息“策略性”地回避与工作记忆内容匹配的项目，处 于线索提示异侧的工作记忆匹配项还是会自动捕获注意，进而导致被试搜索任务 反应时延长。并且这一结果也说明了基于工作记忆内容的注意导向作用在搜索任 务的早期即可发生，即与工作记忆内容匹配的项目倾向于在搜索任务一开始的时 候就捕获注意。同时异侧干扰与同侧干扰条件下几乎一致的反应时结果也进一步 表明这种导向作用的效应主要来源于注意的早期捕获。 6 搜索任务 再认任务 轴 瑚 抽 瑚 ! 堇 嘞 鲫 一暑一茔乏哒 西南大学硕士学位论文实验2 3 实验2 实验1 采用的箭头线索仅提示了搜索任务中目标刺激可能出现的区域，并没 有提示目标刺激可能出现的确切位置，因此被试必须将注意力集中在整个目标区 域上( 如线索指示目标刺激出现在屏幕右侧，则被试需要将注意力集中在整个屏 幕右侧的搜索区域上) ，这样位置上与目标区域接近的工作记忆匹配项目就有可能 捕获注意。为排除这一假设并进一步检验实验l 得到的结果，实验2 将在实验1 的基础上对线索提示方式进行改进，直接对目标刺激可能出现的确切空间位置进 行提示，被试只需将注意集中在可能的目标位置上即可，这样如果还能在异侧干 扰条件下得到“自动捕获”现象，那么唯一的可能性便是处于线索异侧的干扰刺 激在搜索任务一开始的时候就捕获了注意。同时实验1 中并未设置无线索提示组， 因此并不能完全确定线索的有效性及使用情况。实验2 也将针对此问题进行探讨。 3 1 被试 选取西南大学在校大学生2 3 名( 男生8 人，女生1 5 人) ，年龄在2 0 2 4 岁之 间，平均年龄2 2 3 岁，裸眼视力或矫正视力正常，无色盲色弱，右利手。所有被 试自愿参加实验，实验之后给予报酬。 3 2 实验材料与装置 提示线索为呈现在屏幕一侧的两个灰色圆环( 半径1 0 7 。，边宽o 0 9 。) 。其他 设置同实验1 。 3 3 实验设计与过程 实验2 的圆环线索直接对目标刺激可能出现的确切位置进行了提示，即目标 刺激肯定出现在之前灰色圆环所呈现的两个位置其中之一上，被试只需搜索圆环 线索提示的两个位置即可。其他设置同实验1 。实验2 单次试验流程如图3 所示。 记忆项 提示线索搜索牟列检测项 5 0 6 m s n 塔 m s 5 0 6 脚 4 s 内作答 必 反应后跳过 m s 图3 实验2 单次试验流程 7 西南大学硕士学位论文 实验2 3 4 结果与分析 四名被试的数据因未达到要求而被剔除。以匹配关系为自变量，采用单因素 重复测量方差分析对搜索任务正确率、搜索任务反应时以及再认任务正确率进行 检验。结果发现，搜索任务正确率在各匹配关系条件下差异显著( 尺2 ，1 7 ) ：3 7 2 4 ， 西o 0 5 ，t 1 2 = o 3 0 5 ) ，进一步的检验结果表明异侧干扰条件和中性条件下被试正确 率显著高于同侧干扰条件，而前两者差异不显著；对搜索任务反应时的检验中， 匹配关系( 尺2 ，1 7 ) = 3 7 8 9 ，庐0 0 5 ，t 1 2 = 0 3 0 8 ) 主效应显著。进一步的多重比较结 果表明，异侧干扰以及同侧干扰条件下被试反应时显著慢于中性条件，而前两者 之间差异不显著；但再认任务正确率( 尺2 ，1 7 ) = 0 5 3 3 ，旷0 5 9 6 ) 在各匹配关系条 件下无显著差异。实验2 具体实验数据如表2 ，图4 所示。 表2 实验2 描述统计结果 膏j i j i ：= r l _ ；1 | 亡 。咀 异h 参lj “l ! 。； 2 卜 匹配关系匹配关系 图4 实验2 中各条件的反应时及正确率 以匹配关系为被试内变量，以线索类型为被试问变量，采用二因素重复测量 方差分析对实验l 和实验2 的搜索任务反应时进行检验。实验1 与实验2 数据对 比如图5 所示。结果发现匹配关系( 异侧干扰条件胙1 1 3 4 m s ，同侧干扰条件 仁1 l2 7 m s ，中性条件 仁10 7 7 m s ，只2 ，3 5 ) = 8 9 6 8 ，p 0 0 5 ，n 2 = 0 3 3 9 ) 和线索类型 ( 实验1 箭头线索垆1 2 2 2 m s ，实验2 圆环线索胙1 0 0 3 m s ，尺1 ，3 6 ) = 6 9 0 0 ，正0 0 5 ， t 1 2 = 0 1 6 1 ) 主效应显著，但交互作用不显著( 尺2 ，3 5 ) = 0 1 8 l ，p = 0 8 3 5 ) 。这一结果 搜索任务 再认任务 瑚 嘲 啪 藿! 晏 ；l | 粥 一iij)茔芝哒 西南大学硕士学位论文 实验2 说明实验2 线索提示方式一直接提示目标刺激可能出现的确切位置，比实验1 更 加有效。这也可以认为是实验2 的提示线索对非目标侧的刺激产生了更强的抑制 作用，进而有可能削弱基于工作记忆内容的注意导向作用。但上述结果明确表明 即便提示线索更加简单有效，能产生更强的抑制作用，也不能削弱“自动捕获 的效应。同时这一比较也回答了之前对线索的有效性及使用情况的质疑，表明线 索有效而且确实被使用了。 = l 1 ：爿 赵 l o 实验卜箭头线索 实验2 一圆环线索 tt 土 t 土 j - 西南大学硕十学位论文 实验3 4 实验3 实验l 和实验2 的结果有力的证明了与工作记忆内容匹配的项目在搜索任务 一开始的时候就捕获了被试的注意。但仍不能完全排除以下可能。前述实验中所 发现的“自动捕获 现象可能只是由处于线索异侧的工作记忆匹配项在搜索过程 中“偶尔吸引了被试的注意而造成的。对此，一个可能的原因便是知觉再取样 ( p e r c e p n 脚r e s 锄p l i n g ) 的策略。知觉再取样是指被试在搜索过程中有意识地去 关注与工作记忆内容匹配的项目以巩固记忆。但根据实验1 和实验2 的分析结果， 不同匹配关系条件下被试再认任务正确率并不存在显著差异。同时本研究中采用 的记忆任务相对而言是比较简单的，被试在不采用任何知觉策略的情况下即可轻 松完成，因此根据认知经济原则，基本可以排除被试使用知觉再取样策略的可能。 那么前述假设成立的前提就只能是基于工作记忆内容的注意捕获并不能在搜索任 务一开始时就发挥作用，而是经过一段时间后在搜索过程中逐步产生作用。因此 实验3 将通过控制工作记忆匹配项在搜索任务中的呈现时间的方式来彻底排除这 一可能，并进一步验证之前实验的结果。实验3 中处于线索异侧的两个干扰刺激 中有一个的颜色( 可能是工作记忆匹配项，也可能只是一个中性项) 会在搜索任 务开始一段时间( 3 0 0 或者5 0 0 m s ) 后变成灰色，如此工作记忆匹配项所带来的任 何影响都将被限制在这段时间之内。如果在工作记忆匹配项3 0 0 m s 变灰的条件下 仍能得到“自动捕获”效应，则可排除前述假设，并接受之前实验的结果及其推 论。反之，如果实验仅在5 0 0 m s 变灰，或者更长的工作记忆匹配项呈现时间条件 下才能观察到“自动捕获 效应，则不能排除前述假设，同时也表明与工作记忆 内容匹配的项目并不能在搜索任务一开始的时候就捕获注意。 4 1 被试 选取西南大学在校大学生4 6 名( 男生1 0 入，女生3 6 人) ，年龄在1 9 2 7 岁 之间，平均年龄2 1 9 岁，裸眼视力或矫正视力正常，无色盲色弱，右利手。所有 被试自愿参加实验，实验之后给予报酬。 4 2 实验材料与装置 实验材料与装置同实验2 。 4 3 实验设计与过程 实验3 中匹配关系自变量仅保留了异侧干扰条件和中性条件两个水平，同时 引入了新的自变量变化类型。变化类型根据线索提示异侧干扰刺激变化的时间 分为三个水平：( 1 ) 3 0 0 m s 变化条件，处于线索异侧的两个干扰刺激中有一个的颜 1 0 西南大学硕士学位论文 实验3 色会在搜索任务开始3 0 0 m s 后变成灰色。；( 2 ) 5 0 0 m s 变化条件，处于线索异侧的 两个干扰刺激中有一个的颜色会在搜索任务开始5 0 0 m s 后变成灰色；( 3 ) 不变条 件，处于线索异侧的干扰刺激的颜色在搜索任务中不会发生变化。异侧干扰条件 下，变灰的项目为与工作记忆内容匹配的项目；中性条件下，则只是一个非匹配 项。其他设置及过程同实验2 。实验3 实验条件设置示例见图6 。 l 3 0 0 m s 或 5 0 0 m s 交灰 不变 搜索序列 _ 3 0 优l l s 或 5 0 0 m s 变灰 _ 不变 搜索序列 图6 实验3 实验条件设置示例 正式实验包括1 9 2 次试验，每种条件各占3 2 次，顺序随机。每6 4 次试验被 试休息两分钟。正式实验开始前被试至少练习2 0 次。 4 4 结果与分析 四名被试的数据因未达到要求而被剔除。此外另有四名被试的数据因未按要 求操作而被剔除。实验3 具体实验数据如表3 ，图7 所示。 表3 实验3 描述统计结果 以匹配关系和变化类型为自变量，采用二因素重复测量方差分析对搜索任务 正确率、搜索任务反应时以及再认任务正确率进行检验。结果发现，搜索任务反 应时的检验中，匹配关系( 只1 ，3 7 ) = 4 4 4 5 ，o 0 5 ，t 1 2 = o 1 0 7 ) 主效应显著，即异 侧干扰条件下( 胙9 1 7 m s ) 被试反应时显著慢于中性条件( 胙9 0 5 m s ) 。但变化类 西南大学硕士学位论文实验3 型的主效应( 足2 ，3 6 ) = 2 0 1 4 ，p = o 1 4 8 ) 及其与匹配关系的交互作用( 只2 ，3 6 ) = o 0 8 4 j 矿0 9 1 9 ) 不显著。此外，对搜索任务正确率以及再认任务正确率的检验中并未发 现任何显著差异。 蚴 岔 g 窖 主嘲 嗤 蝴 条件 条件 十扰一再认任务 中性一再认任务 干扰一搜索任务 中性一搜索任务 = ；o ( ) m s 5 0 0 m s1 、芟 j ( j j m s 5 f j ) m s小f ：! 芝 变化类型变化类型 图7 实验3 各条件的反应时及正确率 实验3 的结果表明即便与工作记忆内容匹配的项目在搜索任务开始3 0 0 m s 之后 变灰，其还是会“自动捕获”注意。这样也再次证实了笔者之前的假设，基于工 作记忆内容的注意导向效应在搜索任务一开始的时候就会发生作用。但实验3 中 干扰条件与中性条件之间反应时的差异( 1 2 m s 左右) 远小于实验l 和实验2 ( 5 0 m s 左右) 。对此笔者分析认为主要有以下两个原因。一、由异侧搜索项目颜色变化所 带来的无意注意的干扰，即异侧搜索项目的颜色变化有可能引起被试的无意注意。 在实验3 的设计之初，笔者就曾考虑过颜色变化可能带来的无意注意的影响，但 这种无意注意的影响对干扰条件以及中性条件都是致，因此笔者认为这种影响 是可以在组间比较中相互抵消掉的。但无意注意还可能对“自动捕获的过程产 生干扰，并且无意注意所造成的反应时变化可能大于工作记忆匹配项对反应时的 干扰，因此由其所带来的反应时的增长可能削弱了“自动捕获 效应。二、实验3 中干扰条件的比例由实验1 和实验2 中的三分之二降为二分之一，而这也有可能 对“自动捕获 效应产生影响。综上所述，笔者认为实验3 的结果确实受到了无 意注意的干扰，但即便如此，异侧干扰条件下被试反应时还是显著慢于中性条件， 因此这也从侧面再次印证了基于工作记忆内容的注意导向是一种强捕获。 1 2 两南大学硕士学位论文讨论 5 总讨论 本研究在“记忆搜索 双任务范式的基础上，通过引入线索提示的方式，探 讨了基于工作记忆内容的注意导向的认知机制，即工作记忆内容对视觉搜索中注 意分配的影响方式。结果发现，基于工作记忆内容的注意捕获是一种自动化的强 捕获。即便在搜索任务开始前，提示线索就已经明确指出目标刺激可能出现的确 切位置，处于线索提示异侧的工作记忆匹配项( 干扰刺激) 还是会自动捕获注意， 进而导致被试搜索任务反应时延长。并且这种自动导向作用倾向于在搜索任务的 早期发生，即与工作记忆内容匹配的项目在搜索任务一开始的时候便能捕获注意。 从本研究的实验设置来看，由于提示线索的引入，被试在搜索任务开始前便可直 接将注意力集中在线索提示侧的目标区域上，因此被试完全没有必要去关注处于 线索提示异侧的干扰刺激。如果在这种情况下处于线索异侧的工作记忆匹配项还 能捕获注意，那么唯一合理的解释便是与工作记忆内容匹配的干扰刺激在搜索任 务一开始的时候便能自动捕获注意，并且这种自动导向作用不受认知控制状态的 影响，即认知控制是否准备完成，都不能抑制“自动捕获”过程的发生。而这一 结论在实验3 近乎极端的实验条件下也同样得到了验证。实验3 通过控制线索异 侧工作记忆匹配项的呈现时间，将匹配刺激可能造成的影响限制在不同的呈现时 间内，以探明“自动捕获”效应的发生阶段。结果表明，在异侧工作记忆匹配项 3 0 0 m s 变灰的条件下，仍能得到显著的“自动捕获效应。同时，实验l 和实验2 中异侧干扰与同侧干扰条件下几乎一致的反应时结果也表明基于工作记忆内容的 注意导向作用的效应主要来源于注意的早期捕获。 与本研究得到的强烈的“自动捕获效应相反，部分前人研究并未观察到显 著的“自动捕获”效应，甚至还得到与之完全相反的结果一当被试知道与工作记 忆内容匹配的项目不可能是搜索目标时，反而能“策略性地引导注意偏离匹配 项目的以提高搜索效率。w b o d m 趾等人认为前人研究未能得到“自动捕获 效应 的原因在于工作记忆内容是以一种灵活的方式来促进或是抑制加工。当搜索目标 不可能是视觉工作记忆保持的项目时，注意会偏离与工作记忆内容匹配的项目， 从而提高搜索效率；而当搜索靶子可能是视觉工作记忆保持的项目时，注意则会 偏向这个项目，即工作记忆内容既可以作为注意拒绝的模板，也可以作为注意选 择的模板。而h 观等则从认知控制的角度对这一问题做出了解释。h a n 等认为基 于工作记忆内容的注意导向受认知控制的调节，