（基础心理学专业论文）整体局部加工中半球功能不对称效应的erp研究.pdf

摘要 本研究采用e r p 技术通过组块和随机两种实验设计，考察在注意过滤机制的不同状态下整 体局部加工中的半球功能不对称效应，以探讨注意过滤机制、知觉冲突和反应冲突等因素 对不对称效应的动态调节模式。实验一发现，在注意机制能够有效过滤无关水平的干扰信息 的条件下，局部加工没有导致反应冲突效应，但等级加工的p 2 和n 2 成分仍然存在半球不 对称效应，该结果无法用新近提出的“整合理论”进行解释。实验二发现，在注意过滤机制 不能有效过滤无关水平的干扰信息的条件下，反应冲突效应显著增加；等级刺激的知觉特性 主要调节了p 2 成分的不对称效应，p 2 成分的半球不对称效应只在知觉冲突的刺激中表现出 来；而反应特性主要参与调节p 3 成分的半球不对称效应，p 3 的不对称效应只有在反应冲突 的条件下出现。两个实验的结果表明，p 3 成分只在注意过滤机制失效的条件下( 实验二) 出现；说明注意过滤机制能够影响等级加工的半球不对称模式。总之，本研究的结果表明整 体局部加工中的半球功能不对称效应是一种动态变化的机制；不对称效应发生的阶段会随 着不同的实验条件而变化；注意过滤机制、知觉冲突、反应冲突等因素会参与调节不同加工 阶段的半球不对称效应。 关键词整体局部加工，半球不对称，注意过滤，知觉冲突，反应冲突。 a b s t r a c t b l o c k e da n dr a n d o mh i e r a r c h i c a lp r o c e s s i n gt a s k sa r eu s e dt oi n v e s t i g a t eh e m i s p h e r i ca s y m m e t r y e f f e c t su n d e rd i f f e r e n ta t t e n t i o nf i l t e r i n gc o n d i t i o na n dt oe x a m i n eh o wa t t e n t i o n f i l t e r i n g m e c h a n i s m 、p e r c e p t u a lc o n f l i c ta n dr e s p o n s ec o n f l i c tf a c t o r sm o d u l a t et h eh e m i s p h e r i ca s y m m e t r y e f f e c t sa sw e l l a t t e n t i o nf i l t e r i n gm e c h a n i s mi ne x p e r i m e n to n ei se f f e c t i v et oe x c l u d et h e i n f e r e n c ef r o mu n r e l a t e di n f o r m a t i o n ，a n dt h e r ea r en or e s p o n s ec o n f l i c te f f e c t si nl o c a lp r o c e s s i n g t a s k s ；b u tp 2a n dn 2c o m p o n e n t ss t i l ls h o wh e m i s p h e r i cd i f f e r e n c ee f f e c t si nt h i ss i t u a t i o n ，w h i c h c a n tb ee x p l a i n e dw i t ht h e “i n t e g r a t i o nt h c o 矿a t t e n t i o nf i l t e r i n gm e c h a n i s mi ne x p e r i m e n t t w oi si n e f f e c t i v et oe x c l u d et h ei n f e r e n c eo fu n r e l a t e di n f o r m a t i o n ，s om o r er e s p o n s ec o n f l i c t e f f e c t se m e r g e u n d e rt h i sc o n d i t i o n ，p 2c o m p o n e n ti sm o d u h t e db yp e r c e p t u a lf a c t o r s ，a n d h e m i s p h e r i ca s y m m e t r ye f f e c t so fp 2o n l ya p p e a rw h e np r o c e s s i n gs t i m u l u sw i t hp e r c e p t u a l c o n f l i c t s ，w h i l er e s p o n s ef a c t o r ss h o wi n f l u e n c eo np 3c o m p o n e n la n db r a i na s y m m e t r ye f f e c t s j u s ta p p e a ri nr e s p o n s ec o n f l i c tp r o c e s s i n g h e m i s p h e r i cd i f f e r e n c eo fp 3c o m p o n e n to n l ya p p e a r s w h e na t t e n t i o nf i l t e r i n gm e c h a n i s mi si n e f f e c t i v e ( e x p e r i m e n tt w o ) ，i n d i c a t i n gt h a ta t t e n t i o nc a n m o d u l a t et h em o d eo fh e m i s p h e r i ca s y m m e t r ye f f e c t s i nb r i e f , o u rr e s u l t ss h o wt h a th e m i s p h e r i c a s y m m e t r ye f f e c t si ng l o b a l l o c a lp r o c e s s i n ga r ec o m p l e x l yd y n a m i cs y s t e m sw h i c hm a yb e m o d u l a t e db ya t t e n t i o nf i l t e r i n gm e c h a n i s m 、p e r c e p t u a lc o n f l i c ta n dr e s p o n s ec o n f l i c t ；s t a g e si n w h i c ht h ee f f e c t se m e r g ew o u l dc h a n g ew i t he x p e r i m e n tc o n d i t i o n s k e yw o r d s ：g l o b a l l o c a lp r o c e s s i n g ，h e m i s p h e r i ca s y m m e t r y ，a t t e n t i o nf i l t e r i n gm e c h a n i s m , p e r c e p t u a lf a c t o r s ，r e s p o n s ec o n f l i c t s 学位论文独创性声明 本人郑重声明： 1 、坚持以“求实、创新 的科学精神从事研究工作。 2 、本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作和取得的研 究成果。 3 、本论文中除引文外，所有实验、数据和有关材料均是真实 的。 4 、本论文中除引文和致谢的内容外，不包含其他人或其它机 构已经发表或撰写过的研究成果。 5 、其他同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了声明并表 示了谢意。 作者签名： 学位论文使用授权声明 本人完全了解南京师范大学有关保留、使用学位论文的规定，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 文进入学校图书馆被查阅；有权将学位论文的内容编入有关数据库进 行检索；有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在 解密后适用本规定。 作者签名选尘径 日 期_ 坶s 上：醴一 吉f 吉 朗看 l 研究意义 自然界中许多物体都是以等级结构的形式存在的，比如人脸是由眼睛、鼻子和嘴巴等局 部成分构成的整体。人类的视觉系统如何对具有等级结构的物体进行加工呢? 1 9 7 7 年， n a v o n n l 开创性地采用等级刺激范式对整体局部加工的视知觉机制进行研究。1 9 8 2 年， s e r g e n t 2 憎次采用半视野速示术考查了正常人对等级刺激加工的半球功能不对称效应，发现 左半球加工局部信息有优势，右半球加工整体信息有优势。这一结果得到其后大量行为研究 证据的支持 3 - 5 1 。另外，对脑损伤病人的研究也提示，左半球颞一顶皮层损伤的病人对局部 刺激加工的能力受到损害，而右半球颞一项皮层受损病人的整体刺激加工能力被削弱【6 , 7 1 。 需要指出的是，行为实验虽然可以从整体上评价正常人大脑半球的认知表现，但大脑仅能作 为一个“暗箱”被考察；而脑损伤病人的大脑存在局部结构与功能的损害，这可能会导致两 半球的功能不对称关系发生改变。可见，仅凭行为技术和对脑损伤病人的研究资料并不能全 面认识正常人整体局部加工中的半球不对称的详尽机制。 随着认知神经科学的发展，脑事件相关电位( e r _ p ) 、正电子放射断层扫描( p e t ) 和 功能磁共振成像( f m r i ) 等技术正被广泛运用到该领域的研究中，它们可以提供具有较高 时间或空间分辨率的数据资料，为研究整体厂局部加工中半球不对称的脑机制开辟新的道路。 基于2 0 世纪末积累的研究资料，研究者对大脑两半球进行等级刺激整体局部加工的功能不 对称效应是出现在早期视觉分析阶段，还是晚期知觉加工阶段存在争论。近期的研究资料显 示，等级刺激的整体i 局部加工中半球功能的不对称效应是一个复杂的时间( 加工阶段) 与 空间( 激活脑区) 活动的动态系统，会受到刺激的注意控制、知觉因素和反应冲突等变量的 调节。然而，已有的研究并未能综合考察多种因素对等级加工中的半球功能不对称效应的影 响，阐述半球不对称效应跨阶段的动态发展机制。因此，本论文拟基于前人研究中分离出的 影响等级加工不对称效应的因素，采用e r e 技术综合考察注意过滤、知觉冲突、反应冲突 因素对半球不对称效应的调节机制，以对相关理论进行澄清，并试图阐明半球不对称效应的 动态变化模式。 2 研究现状 2 1 不对称出现的加工阶段 2 1 1 早期视觉分析阶段 一些神经成像研究发现，等级刺激的整体局部加工导致了双侧外纹状皮层( p r e s t r i a t e c o r t e x ) 的不对称激活。由于外纹状皮层主要负责早期视觉分析，因此研究者主张等级加工 的不对称效应在较早的视觉分析阶段就已经出现了。例如，f i n k 等i s , 9 l 采用等级字母刺激进 行了一系列整体，局部加工的p e t 成像研究。在定向性注意任务( d i r e c t e da t t e n t i o nt a s k ) 中要 求被试注意刺激的整体或局部水平，并报告出现在该目标水平上的字母。结果表明，整体加 工显著激活了右侧舌回( f i g h tl i n g u a lg y m s ) ，而局部加工显著激活了左侧枕下皮层( 1 e f t i n f e r i o r o c c i p i t a lc o r t e x ) 。研究者认为，被试在整体局部加工中面对的是相同刺激，但不同 的加工任务和注意要求导致了两半球外纹状皮层的不对称激活，这提示双侧外纹状皮层对等 级刺激不同水平信息进行早期编码的能力存在差异，即左侧外纹状皮层能更有效地表征局部 信息，而右侧外纹状皮层能更有效地表征整体信息。s a s a l d 等 1 0 i 对于以上结果提出了不同 的解释，他们认为外纹状皮层的不对称效应是由于整体和局部加工中眼睛运动的不同偏向 ( 向左侧或右侧) 所致。在一项f m r i 研究中，他们让被试辨别由“+ ”和“”所组成的 等级刺激的整体或局部成分，实验过程中保持眼睛注视点恒定，结果枕叶皮层没有出现不对 称激活。然而，l u x 等【1 1 】的t m r i 研究同样控制了眼睛运动，但实验任务是辨别等级刺激特定 水平上出现的字母。结果表明局部加工中左侧距状沟( c a l c a r i n es u l c u s ) 激活水平更高，而 整体加工中右侧舌回激活更强。可见，外纹状皮层的不对称神经活动可能并非单纯由眼睛运 动导致，而是与等级加工的任务特性有关。 2 1 2 晚期知觉加工阶段 另外一些研究者根据电生理和神经成像的资料得出了不同的结论，他们认为等级刺激加 工中的半球不对称效应出现在较晚的知觉加工阶段。例如，h e i n z e 掣1 2 l 结合p e t 和e r p 技术 对等级刺激加工的神经机制进行了研究。实验中包括定向性注意( d i r e c t e da u e n t i o nr u s k ) 和 分配性注意( d i v i d e da t t e n t i o nt a s k ) 两种任务。定向性注意任务要求被试判断目标字母是否 出现在特定目标水平上；而分配性注意任务中，被试需要对出现在任意水平上的目标字母进 行按键反应。p e t 研究的结果显示，定向性注意任务中并不存在整体，局部加工的半球不对 称效应。而分配性注意条件下的e r p 结果显示，等级字母加工在两半球诱发了不对称的n 2 波( 潜伏期为2 6 0 - 3 6 0 毫秒) ；但p 1 波( 潜伏期为9 0 - 1 5 0 毫秒) 在两半球没有差异。结合p e t 和e r p 的偶极子溯源分析表明，p 1 产生于枕叶的外纹状皮层。据此研究者推测，等级加工中 的半球功能不对称效应可能仅仅发生在较晚的知觉加工阶段，而非在视皮层分析的最初阶 段。w e i s s m a n 掣1 3 l 的f m r i 研究支持这种观点，他们在实验中要求被试对等级刺激中目标水 平上的字母进行按键反应，结果显示项下小叶厢 上回( i n f e r i o rp a r i e t a ll o b e s u p e r i o rt e m p o r a l g y r u s1 出现了不对称激活。由于颞一项区是知觉加工的高级中枢，研究者认为对等级刺激整 体局部加工的半球功能不对称主要出现在高级的知觉加工阶段。 美国出版的认知神经科学杂志( j o u r n a lo fc o g n i t i v en e u r o s c i e n c e ) 2 0 0 0 年第2 期上曾 刊登分别由f i n k 等【1 4 1 和m a n g 吼等【1 5 1 撰写的文章，他们就等级刺激整体局部加工中半球功能 不对称效应的发生阶段展开了激烈争论。由于争论的双方都提供了一定的研究证据，这提示 整体局部加工过程中的半球不对称效应并非一种静止的状态，它可能是受到多种因素共同 调节的动态系统，即在不同的实验条件下，半球不对称效应出现的加工阶段或脑区会发生变 化。e v a n s 等【1 6 l 报告的e r p 研究就是一个典型例子，该实验中在两侧视野同时呈现不同的等 级数字刺激，要求被试根据提示信号判断指定视野( 左或右) 和水平( 整体或局部) 上出现 的数字。非目标水平上的信息有两种：恒定不变的中性刺激和不断变化的数字。选择性注意 条件下，当非目标水平呈现不变的中性刺激时，半球不对称效应出现在早期阶段( p i ) ；当 非目标水平上呈现不断变化的、且与目标任务相关的数字时，不对称出现在较晚的阶段 ( n 2 ) 。然而，近期的研究大多还局限于考察特定因素对不对称效应的影响，并根据单一影 2 响因素阐述半球不对称效应的机制，这不利于形成完善统一的理论。今后的研究需要综合考 察各种因素的作用，构建跨加工阶段( - 9 期信息表征和晚期知觉加工) 的动态理论模型。 2 2 知觉因素与早期信息表征 知觉因素是影响等级刺激加工和半球不对称效应的重要变量降5 1 。对电生理和神经成像 研究的分析表明，知觉因素可能主要影响双侧外纹状皮层表征整体局部信息的效率，进而 导致较早阶段的半球功能不对称效应。 2 2 1 知觉显著性 知觉显著性( p e r c e p t u a ls a l i e n c e ) 指等级刺激的可辨别程度，主要由刺激的大小、局部 刺激之间的距离、视角等因素决定【刁。许多研究以反应时间( r t s ) 为指标，评价等级刺激 整体和局部信息的知觉显著性【3 l 。实验中辨别整体或局部信息的r t s 越短，则知觉显著性越 高；反之则越低。f i n k 掣r 7 】的p e t 研究中要求被试判断相对高频和相对低频光栅的整体或 局部成分的方向。结果表明，只在使用低频光栅时对局部的加工才会导致左侧枕下皮层( 1 e f t i n f e r i o ro c c i p i t a lc o r t e x ) 比右侧更显著的激活；也只有在使用高频光栅时对整体的加工才会出 现右半球舌回( r i g h tl i n g u a lg y m s ) 比左半球更显著的激活。行为数据的分析表明，对高频 光栅的整体信息和低频光栅的局部信息的反应速度更快，知觉显著性较高。研究者推测，知 觉显著性的程度可能会影响早期视觉皮层表征信息的效率。等级刺激的知觉显著性越高，越 容易被相应的外纹状皮层进行编码表征，从而导致较强的激活；相反，外纹状皮层表征知觉 显著性较低的刺激时难度相对较大，从而影响了不对称效应的出现。e v e n s 等【1 6 】的研究也支 持这种观点。他们发现当等级数字的非目标水平的信息是恒定的中性刺激时，目标水平( 整 体或局部) 的知觉显著性明显提高，因而在两半球诱发了不对称的早成分p 1 波。 2 2 2 空间频率与刺激位置 h a r t 等【1 8 l 采用f m r i 技术系统考察了等级字母刺激的空间频率与在视野中的呈现位置对 整体n 部加工半球不对称的影响。实验采用定向性注意任务，在中央视野或偏侧视野分别 呈现等级字母刺激。结果表明，在中央视野呈现宽频刺激时注意整体导致了右侧枕中皮层 ( r i g h tm i d d l eo c c i p i t a lc o r t e x ) ( b a l 9 区和3 7 区) 的显著激活，注意局部导致了左侧枕下皮 层( 1 e f ti n f e r i o ro c c i p i t a lc o r t e x ) ( b a l 8 区) 显著激活。但是，在偏侧视野呈现宽频刺激时枕 叶皮层没有出现半球的不对称激活；过滤掉低频信息的等级字母也没有出现这种不对称效 应。h a r t 等【1 9 j 的另一项e r p 研究要求被试在偏侧视野条件下完成同样任务，结果外纹状皮 层也没有出现不对称脑波。研究者推测【5 , 1 8 | ，大脑两半球都能加工整体或局部信息，但只是 左侧外纹状皮层更擅长分析局部信息，而右侧外纹状皮层更擅长分析整体信息。刺激在中央 视野呈现时，双侧外纹状皮层可以同时获得刺激信息，它们会竞争对特定目标水平信息的加 工。因此，优势加工半球的外纹状皮层激活水平更高。但当等级刺激在偏侧视野呈现时，刺 激信息首先被投射到视野的对侧半球，然后通过胼胝体传递到同侧半球。这种半球之间的信 息传递过程可能会导致同侧半球参与整体局部加工的时间被延迟或信息的损失，从而削弱 半球之间的竞争，并消除了外纹状皮层的不对称激活。可见，等级刺激的空间频率与呈现位 3 置能够调节双侧外纹状皮层表征整体局部信息的效率，进而影响半球的不对称效应。 2 3 注意控制与高级知觉加工 等级刺激的整体局部加工中，注意控制机制的作用非常突出。在辨别等级刺激特定水 平的信息时，需要将注意资源分配到或维持在特定目标水平( 注意定向机制) ；或在不同的 信息水平之间切换注意资源( 注意切换机制) 。注意定向和注意切换作为注意控制机制的两 个重要方面，都需要颞一顶皮层等较高级脑区的参与，更可能影响高级知觉加工阶段的半球 不对称效应。 2 3 1 注意定向机制的半球不对称 为了考察向等级刺激的整体或局部水平进行注意定向的神经机制，研究者在等级刺激 出现之前呈现特定的提示信号，引导被试注意刺激的整体或局部水平，以此分离出注意定向 的过程。研究表明，注意定向的过程存在半球不对称效应，左侧和右侧颞一顶皮层分别负责 向等级刺激的局部和整体水平分配注意资源。例如，y a m a g u c h i 等曾在e l 冲研究中用向内 或向外的箭头提示被试须注意等级字母刺激的局部或整体水平。研究者分析了从提示信号出 现到等级刺激出现之前的脑电反应，该段脑波反映了将注意指向特定水平的过程。结果显示， 提示信号呈现2 4 0 毫秒之后注意指向局部水平时左半球颞下区诱发了较强的n 2 和p 3 ，注意指 向整体水平时在右半球的颞一顶区诱发了较强的n 2 和p 3 。这表明两半球颞一项皮层向等级 刺激的整体或局部水平进行注意定向的过程中，存在不对称的电活动。w e i s s m a n 等【1 3 l 的f m r i 研究迸一步考察了负责注意定向的特异性脑区。实验中使用字母“g ”或“l ”引导被试注 意等级字母刺激的整体或局部水平，被试需要对提示水平上的字母进行归类反应。对感兴趣 脑区( r o d 的数据分析表明，被试按提示信号将注意指向等级刺激的整体或局部水平时， 不对称地激活了顶内沟( i n 缸a p a r i e m ls u l c u s ) 。这些研究证据均提示，双侧颞一顶皮层向等 级刺激的整体，局部水平实施注意定向的过程存在半球不对称效应。 2 3 2 注意控制要求的影响 在等级刺激加工的研究中，一般采用分配性注意和定向性注意任务；其中定向性注意任 务又可分为组块式条件( 每个实验序列只注意同一目标水平) 和随机化条件( 每次加工的目 标水平随机变化) 。我们的分析表明，那些支持存在高级知觉加工不对称的研究【1 2 1 3 , 2 0 1 一般 采用随机化的注意定向任务或分配性注意任务。此类条件下被试需要通过“自上而下”的注 意控制，有效地在整体9 3 部水平上分配加工资源，并在不同水平间实时进行注意切换。其 对注意控制的要求较高，这需要发挥颞一顶皮层的注意调控作用，因此不对称效应更易在高 级知觉加工脑区出现。相反，支持早期视觉分析脑区( 外纹状皮层) 存在半球功能不对称的 证据一般来自采取组块式实验设计的定向性注意任务，如f i n k 等【8 ，9 ，1 61 和h a n 等0 8 , 1 9 1 的研究。 由于此类条件下被试不需要在等级刺激的不同水平上分配注意或实时进行注意切换，其对注 意控制的要求较低；像知觉显著性、空间频率和刺激旱现位置等冈素的改变会调节外纹状皮 层对整体，局部信息分析或编码加工的效率，半球不对称效应更易在早期信息表征阶段出现。 4 2 4 反应冲突与高级知觉加工 h i i b n e r 等【2 1 l 近些年来提出了“整合理论”试图解释等级刺激加工中出现在知觉高级阶 段的半球功能不对称机制，其中反应冲突是关键因素。该理论认为，在等级字母加工的早期 阶段，大脑半球对等级刺激的内容和水平信息的表征彼此分离，且两半球的表征能力没有差 异；但在知觉的高级加工阶段，大脑半球整合等级刺激的内容与水平信息的能力存在差异， 即右半球更擅长于将整体内容与整体水平的信息进行整合，而左半球则更擅于整合局部内容 与局部水平的信息。实验使用反应一致和反应冲突的两类等级字母刺激。反应一致刺激是指 两个等级水平上的字母对应同一反应；反应冲突刺激是指等级刺激两个水平上的字母对应不 同的反应。“整合理论”预计，既然反应一致刺激的两个水平上的信息激活了相同的反应， 则反应选择只需通过早期的知觉表征就可以完成；而对反应冲突的刺激而言，则必须将等级 刺激的内容信息与水平信息进行有效整合，才能完成反应选择。因此，只有反应冲突的等级 字母刺激才会导致半球不对称效应。h f i b n e r 等 2 2 - 2 5 1 通过一系列行为研究证明了“整合理论” 的合理性。 另外，口研究的结果也支持这种观点。如m a l i n o w s k i 等 2 6 1 在中央视野呈现反应一致和 反应冲突的等级字母刺激，同时记录e r p 的反应，任务是对目标水平出现的字母进行按键反 应。结果发现，两半球只在反应冲突的刺激呈现后3 2 0 - 4 0 0 毫秒出现不对称的n 3 波；而反应 一致刺激没有诱发不对称的脑波。v o l b e r g w 嘲也记录了在偏侧视野呈现以上两种等级字 母刺激时的e r p 反应，发现只有反应冲突刺激在大脑两半球诱发了不对称的n 2 和p 3 波。由 于以上两个研究均没有发现p l 成分存在半球不对称效应，研究者推测对反应冲突刺激加工 中出现的较晚的不对称e r p 成分，可能反映了大脑两半球整合等级刺激的内容信息和水平信 息的能力所存在的差异。 不过，仔细分析后不难发现，对反应冲突等级刺激进行精细表征的过程( 将内容与水平 信息进行整合) 不仅需要高级知觉脑区( 如颞叶皮层) 的参与，也需要项叶皮层在不同水平 间进行有效的注意监控，这些可能是导致高级知觉加工阶段出现半球不对称效应的主要原 因。然而，这种解释还需进一步的研究资料，如神经功能成像研究的验证。 3 问题的提出 纵观以上的研究资料，采用n a v o n 等级刺激进行的电生理和神经成像研究证据已经提 示，整体局部加工中确实存在大脑半球的功能不对称效应，但对这种效应出现的阶段还存 在争议【1 4 嘲。近期的电生理和功能成像研究资料表明，整体局部加工的半球不对称效应可 能是一个受到多种因素调节的复杂动态系统，不对称效应出现的加工阶段会随着具体的实验 条件而动态变化【1 6 , 2 8 1 。早期视觉分析阶段更可能会受到刺激知觉因素的影响，而高级知觉加 工更可能受到注意控制和反应冲突条件的调节。 虽然已有的研究资料表明半球功能不对称效应会在等级加工的不同阶段出现，但研究者 对半球功能不对称机制的解释基本是根据单一加工阶段和影响因素提出的。正如w e i s s m a n 等【1 3 , 2 9 1 指出的那样，整体厂局部加工的机制是一个复杂的系统，会受到知觉、加工水平、任 务难度和执行控制等多种因素的共同影响。因此，进一步的研究需要综合各种影响因素，构 5 建跨加工阶段的动态理论模型。 基于文献资料的回顾与分析，本研究提出以下问题：( 1 ) 新近提出的“整合理论”强 调反应冲突对整体，局部加工中半球不对称效应的作用，得到了一些研究的支持【2 1 硎，但还 存在需要进一步探讨的问题。例如，研究表明注意模式或注意过滤机制是调节反应冲突效应 的重要因素之一，分配性注意条件能比选择性注意条件导致更大的反应冲突效应嘲。这可 能是跟两种注意条件下注意过滤机制的效率差异，导致非目标水平的信息对目标加工任务的 干扰程度不同有关。根据“整合理论”，这种由于注意过滤机制的效率差异引起的反应冲突 程度，可以解释为何半球不对称效应更容易在分配性注意实验中出现。可见，注意过滤机制 也是影响半球不对称效应的重要变量，其在选择性注意条件下的表现更为突出。已有的研究 中，选择性注意任务通常有2 种实验设计范式：组块实验设计和随机化实验设计( 详见前 文的文献回顾) 。两种实验范式可以显著调节注意过滤机制的效率，注意过滤机制在组块实 验设计范式中的效率较高；而现有的支持“整合理论”的研究都是采用随机化的实验设计， 该条件有利于反应冲突效应的出现。因此，需要进一步探讨的问题是，当注意过滤机制非常 有效时，等级加工中没有反应冲突效应出现的条件下，整体局部加工的半球不对称效应是 否会如“整合理论”假设的那样消除呢? 这需要采用组块实验设计的范式进行考察。( 2 ) 研究表明，等级刺激中整体和局部信息的知觉关系会影响等级加工的速度【1 8 ，”l 。例如，在搜 索单个目标字母的侦测任务中，如果非目标字母跟目标字母较相似，则侦测速度加快；相反， 如果非目标字母跟目标字母的知觉特性较为不相似，则侦测速度减慢。w e i s s m a n 等采用等 级字母刺激进行的f m r i 研究发现，不仅仅是反应冲突能够激活背侧前扣带回( 负责冲突监 控的脑区) ，整体和局部信息的知觉冲突也同样如此 3 0 l ，这表明知觉冲突是等级加工中的 一个重要冲突来源。也有研究发现等级字母不同水平上信息的知觉相似冲突程度，会调节 等级加工过程中的反应冲突效应。例如，非目标水平上的字母与引起冲突反应的刺激越相似， 激发的反应冲突程度越高1 2 3 1 。可见，知觉因素会调节反应冲突效应的程度，进而影响等级 加工进程。正如前文所分析，这也很可能会影响整体局部加工中的半球不对称效应。然而， 已有的研究并未此问题进行过详细考察。因此，进一步的研究有必要详细考察知觉特性对半 球不对称效应的影响机制。c 3 ) 大量的电生理和功能成像研究资料表明，整体局部加工的 半球不对称效应可能是一个受到多种因素调节的复杂动态系统，不对称效应出现的加工阶段 会随着具体的实验条件而动态变化【1 9 2 s 。那么，注意机制、反应冲突和知觉冲突等因素到底 参与调节哪些阶段的半球功能不对称效应呢? 鉴于现有的研究已经成功分离出众多影响半 球不对称的因素，进一步的研究则有必要向“函数型”实验转变，考察在哪些具体的因素组 合条件下不对称效应会出现。因此，通过采用具备较高的时问分辨率的e r p 技术，可以分离 出注意过滤机制、反应冲突和知觉冲突等因素调节半球不对称效应的时间进程。 4 研究方法和结果 本研究采用e r p 技术共进行两个实验。实验一和实验二均采用2 加工水平( 整体、局 部) 2 知觉特性( 知觉一致、知觉冲突) 2 反应特性( 反应一致、反应冲突) 的3 因素 重复测量实验设计。实验共获得1 9 名被试的有效数据。其中女性被试8 名，男性被试1 1 6 名，所有被试均为强右利手。 实验一为选择性注意的组块实验设计，即在同一个实验序列( b l o c k ) 中被试只对等级 字母同一水平上( 整体或局部) 的信息进行辨别反应。我们预期组块实验设计条件下，注意 过滤机制能够有效地过滤无关( 非目标) 水平的信息，消除或减弱反应冲突效应。因此，考 察该条件下等级加工的半球功能不对称模式，可以验证“整合理论一关于。反应冲突调节整 体n 部加工半球不对称效应”的解释是否合理。 实验二为选择性注意的随机实验设计，即在一个实验序列( b l o c k ) 中每次辨别反应任 务的目标水平发生随机改变。该实验设计会造成注意过滤机制失效的条件，反应冲突效应较 显著。因此，通过实验二我们可以进一步比较在该注意过滤机制状态下，等级加工中反应冲 突效应的变化情况，以及半球不对称的模式是否发生变化。结合实验一和二的结果，我们可 以详细考察注意过滤机制、等级刺激的知觉特性和反应特性影响半球功能不对称效应的具体 进程。 根据对行为数据和e r p 数据的分析，我们得出以下主要结论：( 1 ) 实验一中，注意机 制能够有效过滤无关水平的干扰信息，局部加工没有导致反应冲突效应，等级加工的p 2 和 n 2 成分仍然存在半球不对称效应；该结果无法用新近提出的“整合理论”进行解释。 ( 2 ) 实验二中，注意过滤机制不能有效过滤无关水平信息的干扰，反应冲突效应显著增加；等级 刺激的知觉特性会影响p 2 成分的不对称效应，p 2 的半球不对称效应只在知觉冲突的刺激中 表现出来；而反应特性主要参与调节p 3 成分的不对称效应，p 3 的半球不对称效应只有在反 应冲突的条件下出现。( 3 ) 注意过滤机制的不同状态下，等级加工的不对称模式有所差异， p 3 成分只在注意过滤机制失效的条件下出现；说明注意过滤机制能够影响等级加工的半球 不对称模式。( 4 ) 总之，本研究的结果表明等级加工中的半球功能不对称效应是一种动态 发展的机制；不对称效应在不同的实验条件下出现的阶段会发生改变：注意过滤机制、知觉 冲突、反应冲突等因素会参与调节不同加工阶段的半球不对称效应。 5 创新之处 本研究具有以下创新之处；( 1 ) 通过实验设计创设出注意过滤机制有效和无效的实验条 件，对新近提出的“整合理论”进行了考察：( 2 ) 比较了不同的注意过滤效率条件率下，等 级加工中半球不对称效应的变化情况；c 3 ) 首次考察了知觉冲突因素对等级加工的半球不对 称效应的影响模式；( 4 ) 详细考察了注意过滤机制、反应冲突和知觉冲突等因素对等级加工 中半球不对称效应的动态调节机制。 7 第一部分实验一( 组块实验任务) 1 研究方法 1 1 被试 共有2 2 名被试参与 本实验，剔除脑电数据无 效的被试3 名，有效被试 共1 9 名。其中女性被试8 名，男性被试1 1 名。所有 被试均为强右利手，且在 嗽) 一级亲属中无左利手。被 试均具有本科以上学历， 年龄范围在1 9 3 0 岁之间， ： 身心健康，视力或矫正视 力正常。所有被试在实验 匡医匡蓬医 医 匡匡匡匡匡 匡 匿匡匡蓬匡 - 叫 3 。3 c 图1 等级字母刺激示意图 前都表示非常愿意参与本次实验，实验后给予了一定报酬。 1 2 实验材料 本实验中使用的等级字母图片刺激采用p h o t o s h o p 软件制作完成。总共有a 、e 、s 和h 这4 个字母，它们两两组合构成1 6 个等级字母刺激( 如图1 ) ：a a ( 分别表示整体，局部水 平上的字母，下同1 ，e e ，s s ，h h ，a h ，h a ，e s ，s e ，a e ，e a ，s h ，h s ，m s ， s a ，e h ，h e 。实验中被试双眼距离显示屏5 0 c m ，局部字母视角为o 5 。0 7 。，整体字 母视角为3 3 。4 5 。，局部字母构成5 5 的整体结构。其中，等级字母a a ，e 肥，s s ， h h ，a h ，h ，a ，e 俗，s e 在整体和局部水平上信息的知觉特征较为相似，称为知觉一致 的刺激；而觚，e a ，s m ，h s ，a s ，s a ，e 小，h e 等则称为知觉冲突的刺激。 1 3 实验任务 实验中被试需要对出现在目标水平( 整体或局部) 上的字母进行按键反应。实验中规定， 目标水平出现字母a 或e 时按同一键进行反应，而出现s 或h 时按另一键反应。例如，对 出现在等级刺激目标水平上的字母a 或e 按1 键反应，对字母s 或h 则按3 键反应。目标 字母对应的反应键在不同被试之间进行平衡。根据任务的反应要求，则a a ，l 胆，s s ， h h ，a e ，e a ，s h ，h s 可归为反应一致的刺激，而h ，h a ，e 届，s e ，s ，s a ， 阴，h e 则归为反应冲突的刺激。 8 篱阏阉悯问嗍 鞘耐嗍嗍糊黼 脚闽闽闭闽 1 4 实验设计 本实验采用2 加工水平( 整 体、局部) x 2 知觉特性( 知觉 一致、知觉冲突) x 2 反应特性 ( 反应一致、反应冲突) 的3 因 素重复测量实验设计。 1 5 实验程序 采用e - p r i m e 自编的程序在 1 7 时电脑显示屏上随机呈现刺 激，屏幕背景设置为黑色。本实 图2 实验一的流程示意图 验中，被试共需完成4 8 0 次t r a i l ，分两组进行，大概1 5 分钟左右能够完成。一组实验为整 体加工，即对整体水平上出现的字母进行按键反应，而另一组则是局部加工，即对局部水平 上出现的字母进行按键反应。因此，每种实验条件均包含6 0 次t r a i l 。整体和局部加工这两 组实验任务的进行顺序在不同被试之间进行平衡。 本实验中每组实验的开始首先呈现指导语，提示被试在本组实验中对出现在整体水平或 局部水平的字母进行反应。实验中为了避免引起被试对局部字母的注意反应倾向，因此不 在屏幕中心呈现“+ ”注视点。但实验过程中要求被试注视屏幕，保持头部稳定。实验开始， 每次t r a i l 中等级字母呈现1 0 0 m s 后自动消失，显示空屏。被试对呈现的刺激进行按键反应。 从按键反应结束到下一个t r a i l 开始，被试可稍做休息；间隔时间在1 0 0 0 - 1 3 0 0 m s 之间随机 变化。实验过程如图2 所示；如果被试超出2 0 0 0 m s 未做反应，则自动进入下一个t r a i l 。 1 6e r p 记录 实验仪器为n e u r o s c a ne r p 工作站。脑电采集使用美国n e u r o s c a n 公司生产的6 4 导脑 电采集分析系统。电极安放采用o c a p 电极帽，按照国际1 0 2 0 标准记录系统，采用氯化 银电极记录6 4 个e e g 电极。参考电极位于双侧乳突连线，前额接地，同时记录水平眼电和 垂直眼电。头皮触阻抗小于5 k o ，脑电记录带宽为0 1 - - 1 0 0 h z ，连续采样频率为5 0 0 h z 。 e r p 分析时程( e p o c h ) 从刺激呈现前l o o m s 至刺激发生后8 0 0 m s 。离线式( o f f - - l i n e ) 叠 加处理自动矫正眨眼等伪迹，波幅超过+ _ _ 7 0 z v 的在叠加中自动被剔除。 1 7e r p 数据分析与统计 结合实验数据和前人研究的结果，本研究主要测量并分析以下成分：p l ( 6 0 - 1 3 0 m s ) 、 m 0 3 0 - 2 0 0 m s ) 、p 2 ( 2 0 0 - 2 6 0 m s ) 、n 2 ( 2 5 0 - 3 3 0 m s ) 和p 3 ( 3 0 0 - 6 0 0 m s ) 。对p 1 、n 1 、p 2 和n 2 成分主要测量其对应时问窗口内的平均波幅；对p 3 d 0 0 6 0 0 m s ) ，我们按照每5 0 m s 为一个 时间窗口，测量其平均波幅。本研究以脑区为单位进行数据采集和测量，分析感兴趣脑区内 所有电极波幅的平均值。各感兴趣脑区内合并的电极如下：顶枕区( 左半球：p 0 3 、p 0 5 、 p 0 7 ；右半球：p 0 4 、p 0 6 、p 0 8 ) ；项区( 左半球：p 1 、p 3 、p 5 ；右半球：p 2 、p 4 、p 6 ) ： 9 中央顶区( 左半球：c p l 、c p 3 、c p 5 ：右半球：c p 2 、c p 4 、c p 6 ) 。根据对各主要成分的观 测和初步数据分析，本研究主要分析顶枕区和顶区的p 1 、n 1 、1 2 、n 2 成分；以及顶区和 中央项区的p 3 成分。 本研究对提取的波幅进行四因素重复测量的方差分析。四个因素分别为加工水平( 2 水 平：整体、局部) 、知觉特性( 2 水平：知觉一致、知觉冲突) 、反应特性( 2 水平：反应一 致、反应冲突) 和电极位置( 2 水平：左半球、右半球) 。采用g r e e n h o u s e - g e i s s e r 法矫正p 值。 2 结果 2 1 行为数据 2 1 1 正确反应时 对实验1 ( 组块实验任务) 的平均正确反应时进行加工水平( 2 水平：整体、局部) 知觉特性( 2 水平：知觉一致、知觉冲突) 反应特性( 2 水平：反应一致、反应冲突) 的 3 因素重复测量的方差分析。结果表明反应特性的主效应显著口一( 1 ，1 8 ) = 1 1 2 5 ，p 0 1 ，反应 一致的刺激的正确反应时( m = 6 1 7 m s ) 快于反应冲突刺激( m = 6 3 4 m s ) 。 表1 实验一中各条件下的平均正确e 乏应日寸l m s 和正确率 删 加工水平反应特性的2 因素交互作用显 著l r l ，1 8 ) = 3 9 6 1 ，p 0 5 。 加工水平x 知觉特性反应特性的3 因素交互作用也显著l k l ，1 8 ) = 7 5 1 ，p 0 5 1 。为了 考察交互作用显著的原因，我们分别分析了整体加工和局部加工条件下知觉特性反应特性 的交互作用。结果表明，在整体加工条件下，知觉特性反应特性的交互作用显著 【f ( 1 ，1 8 ) = 1 2 8 6 ，p o l l 。简单效应分析表明，反应一致条件下知觉一致的刺激反应时间显 著快