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注意在听觉分流形成中的作用 注意在听觉分流形成中的作用 摘要 听觉分流的研究是认知心理学的重要问题之一。研究者们围绕听觉分流的形成 是否需要注意参与的问题进行了大量研究，但至今尚未达成共识。目前主要存在两 种对立的假设，即形成听觉分流需要注意参与抑或注意不影响听觉分流的形成。本 研究针对上述问题，采用听觉流主观感知范式，通过两个实验探讨了不同负荷的听 觉和视觉竞争任务对听觉分流形成的影响，以进一步加深对注意在听觉分流形成中 的作用及机制的理解。 本研究获得以下主要结论： ( 1 ) 听觉分流的形成大多需要一定的加工时间和注意的参与，但当两声音成 分的频率差足够大时，可能存在基于底层神经元对不同频率声音反应而 直接形成的听觉分流。 ( 2 ) 听觉分流的形成对注意的需求并非符合“全或无”的规律。随可用注意 资源增多，听觉分流越易形成。两声音成分的频率差越小，形成听觉分 流所需的注意资源越多。 ( 3 ) 同时执行的听觉任务( 如噪音判断) 占用了形成听觉分流所需的注意资 源，而视觉任务( 如多客体追踪) 可能对该资源的占用较少，即听觉和 视觉通道可能存在相对独立的注意系统。 关键词：听觉分流，注意，视听跨通道，听觉场景分析，竞争任务 浙 工 掌日# t i 注意在听觉分流形成中的作用 t h er o i eo f a t t e n t i o ni nt h ef o r m a t i o no f a u d i t o r ys t r e a m i n g a b s t r a c t a u d i t o r ys t r e a m i n gi so n eo ft h ei m p o r t a n tr e s e a r c ht o p i c si nc o g n i t i v ep s y c h o l o g y a n u m b e ro fs t u d i e sh a v eb e e nd o n eo nw h e t h e ra u d i t o r ys t r e a m i n gr e q u i r e sa t t e n t i o n ，b u t t h e yh a v e n o tr e a c h e dac o n c e s u s y e t c u r r e n t l yt h e r ee x i s tt w om a j o ro p p o s i t e h y p o t h e s e s ：t h eb u i l d u po fa u d i t o r ys t r e a m i n gr e q u i r e sa t t e n t i o n ，a n da t t e n t i o nh a sn o i n f l u e n c eo na u d i t o r ys t r e a m i n g i no r d e rt of u r t h e re x p l o r et h er o l eo fa t t e n t i o ni nt h e f o r m a t i o no fa u d i t o r ys t r e a m i n g , t h ep r e s e n ts t u d yc o n d u c t e dt w oe x p e r i m e n t sw h e r e i n t h es u b j e c ta u d i t o r ys t r e a mj u d g m e n tp a r a d i g mw a su s e dt oe x a m i n et h ei n f l u e n c eo f a u d i t o r yo rv i s u a lc o m p e t i n gt a s k sw i t hm u l t i p l el o a dl e v e l so na u d i t o r ys t r e a m i n g t h em a i nf i n d i n g so ft h es t u d ya r ea sf o l l o w s ： ( 1 ) a t t e n t i o na n dp r o c e s s i n gt i m ea r er e q u i r e di nt h ef o r m a t i o no fa u d i t o r ys t r e a m i n gi n m o s tc a s e s h o w e v e r , w h e nt h ef r e q u e n c yd i f f e r e n c eo ft w os o u n dc o m p o n e n t si s l a r g ee n o u g h ，t h ea u d i t o r ys t r e a m i n gc a nb ef o r m e dd i r e c t l yb a s e do nb a s i cn e u r o n s w h i c h r e s p o n dt od i f f e r e n tf r e q u e n c yw i t h o u tt h er e q u i r e m e n to fa t t e n t i o n ( 2 ) t h er e q u i r e m e n to fa t t e n t i o ni n t h ef o r m a t i o no fa u d i t o r y s t r e a m i n gi s n o ta n “a l l - o r - n o n e ”i s s u e w i t ht h ei n c r e a s eo fa v a i l a b l ea t t e n t i o n a lr e s o u r c e s i ti se a s i e rt o f o r m a u d i t o r ys t r e a m i n g t h es m a l l e r t h e f r e q u e n c yd i f f e r e n c e sb e t w e e nt w o c o m p o n e n t s ，t h em o r ea t t e n t i o n a lr e s o u r c e sa r er e q u i r e d ( 3 ) t h ec o m p e t i n ga u d i t o r yt a s k ( e g n o i s ej u d g m e n t ) w i l lt a k eu pt h ea t t e n t i o nr g s o u r c e w h i c ha u d i t o r ys t r e a m i n gr e q u i r e s b u tt h ev i s u a lt a s k ( c 舀m o t ) m i g h tu s ef e w e r a t t e n t i o n a lr e s o u r c e s t h e r e f o r e ，i ti s p o s s i b l e t h a t a u d i t o r ym o d a l i t ya n dv i s u a l m o d a l i t yh a v et h e i ro w ni n d e p e n d a n ta t t e n t i o ns y s t e m k e y w o r d s ：a u d i t o r ys t r e a m i n g , a t t e n t i o n ，v i s u a l a u d i oc r o s s - m o d e l ，a u d i t o r ys c e n e a n a l y s i s ，c o m p e t i n gt a s k i i - 注意在听觉分流形成中的作用 1 前言 听知觉的加工机制一直是认知心理学研究的重要课题之一。研究者从诸多方面 对该问题进行了探讨，如听觉知觉组织( k u b o v y & v a nv a l k e n b u r g , 2 0 0 1 ；c a r l y o nc t a 1 ，2 0 0 1 ，2 0 0 3 ；j o n e se ta l ，2 0 0 3 ；s u s s m a ne ta 1 ，2 0 0 2 ，i np r e s s ) 、节奏与时间知觉 ( j o n e s y e e ，1 9 9 7 ；j o n e sc t a l ，2 0 0 2 ) 、听觉运动与定位( n e u h o f f , 1 9 9 8 ，2 0 0 1 ) 、噪 音知觉( k u w a n o n a m b a , 2 0 0 0 ) 、听觉掩蔽( d u d a c he ta 1 ，2 0 0 3 ；s h i n n c u n n i n g h a m e ta 1 ，2 0 0 5 ) 、音调知觉( k r u m h a n s l ，2 0 0 0 ) 、响度知觉( n e u h o f fe ta 1 ，1 9 9 9 ；g o c k e le t a 1 ，2 0 0 2 ) 等。除上述几方面的理论研究外，听知觉的研究成果还被广泛运用于诸如 听觉界面设计( f l o w e r s & g r a f e l ，2 0 0 2 ；w a l k e r & e h r e n s t e i n ，2 0 0 0 ) 的应用领域。 听觉分流( a u d i t o r ys t r e a m i n g ) 的研究是听知觉研究中的关键组成部分。研究者 们围绕听觉分流的形成是否需要注意参与的问题开展了大量研究。目前主要存在两 种对立的假设，即形成听觉分流需要注意参与抑或注意不影响听觉分流的形成。虽 然二者均获得了相关的实验证据( b r e g m a n ，1 9 9 0 ；s u s s m a ne ta 1 ，1 9 9 8 ，1 9 9 9 ；c a r l y o n c ta 1 ，2 0 0 1 ，2 0 0 3 ；m a c h e nc ta 1 ，2 0 0 3 ) ，然而就现有的实验证据而言，尚无法得出肯 定的结论，仍需进一步研究。 1 1 听觉场景分析和听觉分流 日常生活中人们所处的听觉环境通常由多个声源构成，但在这嘈杂的环境中， 真正关注的声音往往只是其中的一部分。例如，当你在吵闹的马路上和身旁的人说 话时，需要忽略周围的汽车、喇叭等声音，而只关注对方所说的话。那么，人们的 听觉系统如何在众多同时混合在一起的声音中提取所关心的听觉信息? 特别是当这 些混合在一起的声音在很多声音属性上存在重叠时，人们是如何完成知觉选择的? 这就是听觉场景分析( a u d i t o r ys c e n ea n a l y s i s ，a s a ) 所需回答的问题，它对人们 完成听知觉选择起了至关重要的作用。 听觉场景分析的深入研究不仅可推动听觉理论的发展，同时对听觉界面设计和 语音识别等应用领域也具非常重要的价值( b a n b u r yc ta 1 ，2 0 0 3 ) ，因而受到了众多研 究者的关注( d a r w i n ，1 9 9 7 ；m o o r e & g o c k e l ，2 0 0 2 ；c a r l y o n ，2 0 0 4 ) 。 注意在听觉分流形成中的作用 由v a nn o o r d e n ( 1 9 7 5 ) 首先发 现的听觉分流( a u d i t o r ys t r e a m i n g ) 现象通常用于听觉场景分析的研究。 他用简单的纯音组合成声音序列，该 声音序列包含两个不同频率的纯音 成分a 和b ，然后以p 卜b a a b - a 的顺序反复呈现( a b a 声音序列， 如图1 1 ) 。当a 和b 的频率差较小， 且声音序列播放速度较慢时，听者会 把该序列知觉为一个跳跃的节律 时间 图1 1 v a l ln o o r d e n ( 1 9 7 5 ) 的声音刺激 ( g a l l o p i n gr h y t h m ) ，感觉类似马跳跃前进的“马蹄声”。但如频率差较大，且声音序 列播放速度较快时，跳跃节律就会消失，听者会把它知觉为两列同时存在的纯音流， 一个对应频率a ，另一个对应频率b ，感觉类似摩尔斯式电码的“电码声”。该现象 表明，人们的听觉系统在一定的条件下可将相同频率的声音以一种类似格式塔的方 式组织在一起，将复杂的声音序列进行知觉组织( g r o u p i n g ) 或分离( s e g r e g a t i o n ) 从而形成多个不同的听觉流，以帮助人们将复杂声音分离、组织成多个有意义的对 象。 在v a n n o o r d e n ( 1 9 7 5 ) 发现听觉分流现象后，研究者们对该现象的产生机制进 行了初步探讨，并提出了一些理论解释和模型，主要有神经生理学假设和功能性模 型。 试图从神经生理学角度对听觉分流现象进行解释的研究者认为，听觉分流的形 成源自于最基本和外周的神经加工( v a nn o o r d e n ，1 9 7 5 ；a n s t i s & s a i d a ，1 9 8 5 ) 。他们 将听觉分流现象解释为：在听觉系统中，底层听觉神经( a u d i t o r yn e r v e ) 中的大部 分神经元是对应某个频率段的，这种神经元的频率选择性是听觉分流形成的基础。 对于a b a 声音序列，当频率差较小时，一些对频率a 反应的神经元同样也会对频 率b 反应，从而在知觉上形成一个跳跃的节律。然而，当频率差较大时，一些神经 元将只对频率a 反应，另一些神经元则只对频率b 反应，从而形成两个分离的听觉 流。当频率差为中等程度时，一些主要对频率a 反应的神经元对频率b 也有微弱的 反应，而另一些神经元则主要对频率b 反应。当刺激呈现的速度增快，前后两纯音 单个流 频率 注意在听觉分流形成中的作用 的时间问隔越来越接小时，那些主要对频率a 反应的神经元会由于对a 的强烈反应 而产生短期适应，从而减低对b 的反应，由此形成两个听觉流。上述解释在动物实 验中得到了支持( f i s h e r m a ne ta 1 ，2 0 0 1 ；b e e k l u m p ，2 0 0 5 ) 。 此外，另有研究者( i d s o n & m a s s a r o ，1 9 7 6 ；n o r m a n & b o b r o w , 1 9 7 7 ) 提出了听 觉分流现象的功能性模型。该模型认为，听觉系统存在一个将同一声源的声音整合 为一个听觉流的整合器( i n t e g r a t o r ) 。但该整合器对于频率变化的加工能力是有限 的，且它在一段时间内只能加工有限的信息。当呈现a b a 声音序列时，若a 和b 的频率差很大，则该整合器将无法及时加工这种频率的大幅度变化。或者当a 和b 的频率差中等但声音播放的速度很快时，该整合器也将无法及时地将这大量的变化 信息整合为一个听觉流。当接收到的信息超出整合器的加工能力时，整合器将崩溃， 将形成两个新的整合器，分别整合低频和高频的两列声音，即形成了听觉分流。 1 2 注意对听觉分流的影响 在听觉分流的研究中，心理学家们所关注的一个热点问题是听觉分流的形成究 竟是否需要注意的参与。了解注意对听觉分流 形成的作用对探明听觉分流的产生机制有着重 a 要作用。b r e g m a n 和r u d n i c k y 早在1 9 7 5 年便 探讨了该问题。他们在不同条件下让被试比较 两个纯音a 和b 呈现的先后时序。当只是呈现 a 和b 时( 图1 2 a ) ，被试能很好得判断出它们 b 的先后顺序。但当在a b 的前后各加上一个纯 音x 后( 即x a b x ) ( 图1 2 b ) ，被试就很难比 较出a 和b 的顺序。然后他们继续在前后各加 上一串和x 频率相近的纯音c ( 即 c c c c c 0 0 蛆x c c c c c ) ( 图1 2 c ) ，被试就又能 够很好地完成a 和b 的时序判断。他们认为， 在未要求被试注意c 和x 的情况下受试者自动 地将c 和x 归为一个听觉流，从而导致a 和b 时序判断绩效提高，因此他们认为听觉流的形 图1 2 b r e g m a n r u d n i c k yr 1 9 7 5 ) 的 声音刺激 注意在听觉分流形成中的作用 成是无需注意参与的。 近年来不同研究者对听觉分流是否需要注意的参与也进行了大量研究，但得到 了不同的结论。主要存在三种研究范式，即脑电失匹配负波范式、无关声音效应范 式和听觉流主观感知范式。 由于听觉通道的特殊性，许多研究者采用电生理手段研究听觉系统的加工机制。 其中失匹配负波( m i s m a t c hn e g a t i v i t y ，m m n ) 是最常用的研究指标。m m n 是一 种事件相关电位( e r p ) 的成分( p i c t o n ae ta 1 ，2 0 0 0 ) 。最基本的诱发m m n 的方法 是呈现重复的声音或声音的模式，称为标准刺激( s t a n d a r d s ) ，然后偶尔地呈现声学 上不同于标准的声音，称为偏差刺激( d e v i a n t s ) 。不论偏差刺激是否能被受试者觉 察，将偏差刺激的脑电波减去标准刺激的脑电波均可得到一个潜伏期1 5 0 2 0 0 毫秒 的负波，即称为m m n 。 s u s s m a n 等人( 1 9 9 8 ，1 9 9 9 ，i np r e s s ) 以m m n 为指标进行了大量研究，探讨 了注意在听觉分流形成中的作用。他们通常先设计一些标准刺激和偏差刺激，这些 偏差刺激只有在听觉流形成后才能被识别出来。如果未形成听觉流，那么整个声音 序列是杂乱的。例如，s u s s m a n 等人( 1 9 9 9 ) 将3 种高频纯音和3 种低频纯音以一 定的规律交错呈现( 高1 低1 高2 低2 高3 低3 高1 低1 ) 形成一组标准刺激， 高频和低频音的呈现顺序按照低中高的次序。他们通过将某一组声音中的高频或 低频声音由低中高的呈现次序变为高中低，以形成偏差刺激( 图1 3 ) 。只有当高 频旋律和低频旋律形成两个独立的听觉流 时，偏差刺激才能形成m m n 。他们发现， 当前后两声音的i s i 为1 0 0 毫秒时出现了型 m m n ，而当i s i 为7 5 0 毫秒时m m n 并没有 出现。重要的是，即使被试忽略这些声音专 心阅读一本书时，仍能观测到m m n 。因此 s u s s m a n 等人认为，在该情况下，听觉流的 炳 形成是不需要注意参与的。然而，是否可仅军 通过让被试读书来控制注意，使其忽略声音 时间 偏差橐瞰 刺激的方法受到了其他研究者的置疑。 时间 s u s s m a n 等人( 1 9 9 8 ) 自己的研究也曾观察 图1 3s u s s m a n 等( 1 9 9 9 ) 的声音刺激 注意在听觉分流形成中的作用 到注意对听觉分流存在作用的证据。在该项研究中，他们采用了与1 9 9 9 年相类似的 声音刺激，结果发现，当i s i 为5 0 0 毫秒时，只有在被试注意声音的情况下才能得 到m m n ，而不注意声音的条件下，则不出现m m n 。 此外，j o n e s 等人( j o n e se ta 1 ，1 9 9 5 ，1 9 9 9 ，2 0 0 0 ；m a c k e nc ta 1 ，2 0 0 3 ) 以行为实 验对听觉分流是否需要注意进行了探讨。他们采用的是无关声音效应( i r r e l e v a n t s o u n de f f e d ，i s e ) 范式。在该范式中，实验的主任务是让被试按顺序回忆若干个字 母的序列，在进行主任务的同时，向被试呈现一些与任务无关的声音序列。当这些 无关声音处于“变化状态”时( 如a - b - a - b ) 完成主任务的绩效将显著下降，而当无 关声音处于稳定状态时( 如a - a a 的重复) 则完成主任务的绩效不会产生显著变化。 m a c k e n 等人( 2 0 0 3 ) 在被试进行主任务时向他们播放4 种无关声音序列，其中3 种 为a b a 纯音序列，前后两纯音的间隔时间i s l 分别为1 0 毫秒、1 0 0 毫秒和2 3 0 毫秒。 另一种无关声音是一个纯音的简单重复，该纯音为a b a 序列中的高频音或低频音。 结果发现，i s i 为1 0 毫秒的无关声音对回忆绩效的干扰显著小于i s i 为1 0 0 和2 3 0 毫秒的条件，且其干扰作用与简单重复音的条件无显著差异。m a c k e n 等人认为，这 是因为i s i 为1 0 毫秒的a b a 声音序列形成了两个稳定的听觉流，此“稳定状态”降 低了干扰作用。由于实验过程中未让被试注意无关声音，i s i 为1 0 毫秒的a b a 声音 序列所形成的听觉分流无需注意参与，属自动加工的结果。 最近c a r t y o n 等人( 2 0 0 1 ，2 0 0 4 ) 采用了一种独特的实验范式以探讨注意在听 觉分流形成中的作用。其实验任务是让被试主观地去感知当前的a b a 声音序列是类 似“马蹄声”的1 个听觉流还是被分成了类似“电码声”的2 个听觉流。在实验中，他 们向被试播放a b a 纯音序列若干秒。被试当知觉到1 个听觉流时按“1 ”个键；当 知觉到2 个听觉流时则按“2 ”键。在整个声音呈现的过程中，被试一旦觉察到听觉 流个数的变化，即需按相应的键。c a r l y o n 等人( 2 0 0 1 ) 的实验一分为基线组、单任 务干扰组和双任务组。在基线组中，每次试验向被试的左耳播放2 1 秒的a b a 声音 序列，仅要求被试完成感知听觉流数量的任务，无其它声音或任务的干扰。在双任 务组中，除了向左耳呈现2 1 秒的a b a 声音序列外，在前1 0 秒对被试的右耳呈现一 个有强度变化的噪音串。被试在前1 0 秒的任务是忽略左耳的a b a 声音序列，只对 右耳的噪音串进行一个“变响”或“变轻”的判断。1 0 秒后再将注意转到左耳完成听觉 流的主观感知任务。在单任务干扰组中，前1 0 秒也对被试的右耳呈现噪音串，但被 滓意在听觉分流形成中的作用 试的任务和基线组相同，无需对该干扰声进行判断。结果发现，在双任务组中，当 被试1 0 秒后开始执行听觉流感知任务时，感知到的听觉流个数依然是从1 个听觉流 向2 个听觉流转变，即在前1 0 秒完成其它任务时，被试并没有形成听觉流。由此， 他们认为听觉分流的形成是需要注意参与的。 为了检验被试是否存在先判断1 个听觉流的反应偏向，c a r l y o n 等人的实验二中 不再采用噪音任务，而是对左耳呈现的a b a 序列进行了一个调幅处理，使被试可以 对该序列进行“播放速度快”和“播放速度慢”的判断。在实验二的基线组中，被试仍 只需对听觉流的个数进行感知；在双任务组中，被试则在前1 0 秒进行a b a 声音序 列播放速度快慢的判断，1 0 秒后才感知听觉流个数。结果发现，与实验一不同，在 实验二的双任务组中，当被试开始感知听觉流时，他们在大多情况下直接或很快地 知觉到2 个听觉流。这表明在前1 0 秒，尽管被试进行的是a b a 声音序列快慢的判 断任务，但由于他们的注意集中在a b a 声音序列，在前1 0 秒已经开始了听觉分流 加工。该实验为被试并不存在首先倾向于判断为1 个听觉流的反应偏向提供了证据。 1 3 问题提出与研究构思 综上所述，尽管已有大量研究探讨了听觉分流的形成是否需要注意的问题，但 就目前所获的结果而言，尚存在一定的矛盾。s u s s m a n 等人( 1 9 9 9 ) 的脑电研究发 现当被试阅读文本的同时，仍能观察到只有听觉分流形成时才出现的m m n ，即支 持听觉分流的形成无需注意参与。m a c k e n 等人( 2 0 0 3 ) 以无关声音效应范式发现i s i 为1 0 毫秒的a b a 声音序列不影响主任务的绩效，这也为听觉分流的形成无需注意 参与的观点提供了证据。然而，c a r l y o n 等人( 2 0 0 1 ) 发现同时执行的噪音判断任务 会抑制听觉分流的形成，由此他们认为昕觉分流的形成需要注意的参与。s u s s m a n 等人( 1 9 9 8 ) 发现了当i s i 为5 0 0 毫秒时，只有在被试注意a b a 声音序列时才能观 察到m m n ，也支持了注意会影响听觉分流形成的观点。 笔者认为，注意对听觉分流形成的影响未必符合“全或无”的规律。随可用注 意资源增多，听觉分流的形成可能变得更为容易。已有研究的结果冲突可能是由其 采用的不同研究范式中与听觉流任务同时进行的竞争任务的类型、难度和负荷各不 相同所造成的。s u s s m a n 等人( 1 9 9 9 ) 和m a c k e n 等人( 2 0 0 3 ) 的研究采用的较低负 荷的竞争任务，泄漏的注意可能用于听觉任务的加工。有研究者( c a r l y o ne ta 1 ，2 0 0 1 ) 注意在听觉分流形成中的作用 曾批评在s u s s m a n 等人( 1 9 9 9 ) 和m a c k e n 等人( 2 0 0 3 ) 的研究中，被试的注意可 能会泄漏于听觉任务的加工。m a c k e n 等人( 2 0 0 3 ) 自己也承认，与c a r l y o n 等人( 2 0 0 1 ) 的实验相比，他们实验中回忆任务的负荷相对较低，因此可能会使注意资源部分分 配给对无关声音的加工。而c a r l y o n 等人( 2 0 0 1 ) 由于采用高负荷的竞争任务，因 而得出了听觉分流需要注意参与的结论。此外，s u s s m a n 等人( 1 9 9 9 ) 和m a c k e n 等人( 2 0 0 3 ) 实验中采用的竞争任务为视觉任务。但视觉通道和听觉通道的注意资 源是否相互独立仍是一个值得探讨的问题( d u n c a nc ta 1 ，1 9 9 7 ；a m e l l & j o l i c o e u r , 1 9 9 9 ) 。即使听觉分流的形成需要注意，视觉任务可能并不占用其所需要的注意资源。 本研究拟采用c a r l y o n 等人( 2 0 0 1 ) 的听觉流主观感知范式，通过设置不同负荷 的竞争任务，以考察同时进行的听觉或视觉竞争任务对听觉分流形成的影响，旨在 探明注意在听觉分流形成中的作用。 实验一拟采用听觉噪音判断作为竞争任务，并设置三个s o a 以操作该任务的负 荷，从而探讨不同负荷的听觉任务对听觉分流形成的影响。 实验二拟采用视觉多客体追踪任务作为竞争任务，并设置三种目标数量以操作 该任务的负荷，从而探讨不同负荷的视觉任务对听觉分流形成的影响。 注意在听觉分流形成中的作用 2 实验研究 2 1 实验一听觉任务负荷对听觉分流形成的影响 c a r l y o n 等人( 2 0 0 1 ) 发现，与听觉流感知任务同时执行的噪音判断任务会占用 人们的注意资源，从而影响听觉分流的形成。然而，他们的实验中采用了单一负荷 的噪音判断任务，无法确定注意资源对听觉分流的影响是否符合“全或无”的规律， 即只有可用注意资源达到一定程度才能形成两个听觉流，还是随可用注意资源逐渐 增多，人们更易于形成两个听觉流。本实验将采用与c a r l y o n 等人( 2 0 0 1 ) 相同的 实验范式，通过操纵噪音判断任务的负荷水平，进一步考察注意资源对听觉分流形 成的影响。 2 1 1 方法 2 1 1 1 被试 被试为1 0 名在校本科生和研究生，其中男性5 名，女性5 名，年龄在2 0 2 5 岁之间，平均年龄为2 3 9 0 1 6 6 岁。所有被试的听力和视力( 或矫正视力) 正常。 2 1 1 2 实验材料与装置 本实验的刺激为由a d o b ea u d i t i o n 生成的纯音和噪音信号。实验采用的纯音刺 激包括4 0 0 h z 的纯音，以及比4 0 0 i - i z 高4 、6 、8 、1 0 个半音程的5 0 4 h z 、5 6 6 h z 、 6 3 5 h z 和7 1 3 h z 等4 个纯音。每个纯音刺激的持续时间均为1 2 5 毫秒( 包括1 0 毫 秒的线性渐入和1 0 毫秒的线性渐出时间) 。实验采用的噪音信号为经过2 0 0 0 3 0 0 0 h z 带通滤波( b a n d p a s s f i l t e r ) 处理，持续时间 为1 0 0 毫秒的白噪音。 经过滤波的白噪音进 一步进行两种不同处 理后产生实验用的两 种噪音刺激。第一种噪 音刺激的整个1 0 0 毫秒 噪音1 图2 1 两种噪音刺激的波形图 注意在听觉分流形成中的作用 线性地由安静逐渐变响；第二种噪音刺激的前5 0 毫秒线性地由安静逐渐变响，后 5 0 毫秒再次线性地由安静逐渐变响( 两种噪音刺激的波形如图2 1 ) 。所有声音均通 过s e n n h e i s e rh d2 1 2 p r o 耳机播放，纯音在5 5 分贝的声强下对左耳播放，噪音在5 2 分贝的声强下对右耳播放。声强由b r t i e l & k j 霉rt y p e2 2 3 1 声压计和t y p e4 1 5 3 仿真 耳测定。 实验装置包括一台p 4 计算机，显示器为d e l l l 9 寸纯平，计算机主频为2 4 g h z ， 内存为1 g ，配置创新s o u n db l a s t e r l 6 位声卡。实验在两个隔音室内进行。被试在隔 音室1 完成实验操作，主试在隔音室2 监控实验。隔音室1 在安静时的噪声水平为 2 7 分贝。 2 1 1 3 实验设计与程序 本实验采用4 x 4 的二因素完全被试内设计，自变量为频率差( 4 、6 8 、1 0 个 半音程) 和竞争任务负荷( 控制组、前后两噪音s o a 平均为1 秒、2 秒、3 秒) 。 正式实验中的每次试验均持续2 0 秒，通过耳机对被试的左耳播放一串a b a 纯 音序列刺激。该串纯音刺激以a b 螂a 。( 即纯音a 一纯音b 一纯音a 一间隔) 的 顺序循环播放，每个纯音及其间隔的持续时间均为1 2 5 毫秒。纯音a 的频率固定为 4 0 0 h z ，纯音b 的频率为5 0 4 h z 、5 6 6 h z 、6 3 5 h z 、7 1 3 h z 等4 个频率中的一个，每 次试验中纯音b 的频率保持不变。除控制组外，在每次试验的前1 0 秒通过耳机对 被试的右耳播放若干个噪音刺激。实验材料中所描述的噪音1 或是噪音2 随机呈现， 前后两噪音的s o a 时间有3 种，9 0 0 1 1 0 0 毫秒内随机，1 9 0 0 2 1 0 0 毫秒内随机和 2 9 0 0 3 1 0 0 毫秒内随机。每次试验中前后两噪音的s o a 为三种情况中的一种。控 制组中不向右耳呈现任何声音。 在控制组中，仅要求被试对左耳的纯音序列为“马蹄声”( 1 个听觉流) 或是“电 码声”( 2 个听觉流) 进行感知，分别以按1 键和2 键作反应。要求被试在开始试验 后尽快凭借第一印象对a b a 纯音序列是“马蹄声”还是j 电码声”做出第一次反应，随 后每当对声音序列的感知发生变化( 如从“马蹄声”变成了“电码声”) 时立即进行按 键反应。整次试验过程中的反应次数不限。 在双任务实验组中，要求被试在实验的前1 0 秒忽略左耳的a b a 声音序列，仅 注意右耳的噪音，对噪音是噪音1 ( 命名为“单噪音”) 还是噪音2 ( 命名为“双噪音”) 进行按键判断。1 0 秒后，屏幕指导语改变，要求被试完成与控制组实验相同的听觉 注意在听觉分流形成中的作用 流感知任务。 在控制组中，每种频率差进行5 次试验，共进行4 x 5 = 2 0 次试验。在实验组中， 每种噪音s o a 条件和频率差的组合进行5 次试验，共进行3 x 4 x 5 = 6 0 次试验。 实验开始前，通过图片和试听向被试演示“马蹄声”和“电码声”这两种不同的感 知情况。演示完毕后，被试完成一组噪声判断练习，以及一组与双任务实验条件相 同的练习。整个实验中控制组和3 个实验组的顺序随机，每组内不同频率差声音的 呈现顺序也进行随机处理。每两组实验间插入1 分钟休息，每两次试验间插入5 秒 休息。整个实验约需一个小时。 2 1 1 4 数据分析 本实验记录被试在实验组中对噪音判断的正确率，以及被试在完成a b a 声音序 列感知任务时所有按键反应的反应时和按键值( 1 或2 ) 。在分析a b a 声音序列感知 任务的数据时，采用与c a r l y o n 等人( 2 0 0 1 ) 相同的方法，将每次试验的1 1 1 9 秒的 8 秒时间分割为4 个2 秒的时间窗( 时间窗1 、时间窗2 、时间窗3 和时间窗4 ) ，然 后将每种实验条件下感知到听觉流数量在4 个时间窗内平均，得到该条件与该时间 窗下的听觉流数量。4 个时间窗则表示听觉流数量随时间进程变化的变化。用4 ( 频 率差) 4 ( 竞争任务负荷) 4 ( 时间进程) 的重复测量模型进行方差分析。 2 1 2 结果与分析 2 1 2 1 噪音判断任务 对不同条件下噪音判断任务的正确率( 图 2 2 ) 进行重复测量方差分析的结果表明，主效 应十分显著( f = 1 3 0 4 ，p o 0 1 ) 。进一步进行两 两配对检验后发现，噪音判断正确率在平均 s o a 为1 秒的条件下显著低于平均s o a 为2 秒和3 秒的条件( p o 0 1 ) ，但平均s o a 为2 秒和3 秒这两条件的差异不显著( p = 0 1 7 6 ) 。 由于平均s o a 为2 秒和3 秒两条件下的正确率 差异不显著，说明噪音判断任务的负荷操纵在 这两个水平上无效。因此，在之后进一步处理 蓍洲095m 一 注意在听觉分流形成中的作用 听觉流数量感知任务的数据时，将前后噪音平均s o a 为2 秒和3 秒两种条件的数据 合并作为“低负荷”组，而前后噪音平均s o a 为1 秒的条件作为“高负荷”组。 2 1 2 2 听觉流数量感知任务 所有被试在各实验组及控制组中感知到的听觉流数量见图2 3 ( 每个点为0 5 秒 时间窗的平均值) 。将被试感知到的听觉流数量在4 个2 秒的时间窗内求平均后对4 个时间进程下的平均听觉流数量进行三因素重复测量方差分析，结果表明，噪音条 件、频率差、时间进程的主效应均十分显著( p 0 0 0 1 ) ，噪音条件频率差、噪音条 件x 时间进程、频率差时间进程、噪音条件频率差时间进程这些交互作用也均显 著( p 0 0 5 ) 。综合方差分析的结果和图2 3 发现，随着频率差的增大，人们更容易 将实验中的声音刺激听成“电码声”，即分成两个听觉流。而时间进程对听觉分流的 形成也有至关重要的作用，随着时间的推移，人们更容易将声音分成两个听觉流。 结果中交互作用可能反映了不同频率差下时间进程和噪音条件对听觉分流的不同作 用。在频率差为4 个半音程时，即使经过了2 0 秒，被试也经常无法将声音分为两个 听觉流，而在频率差为1 0 个半音程时，被试仅需要很短的时间甚至一开始即将声音 分成两个听觉流。噪音条件在不同频率差下对听觉分流的作用也明显不同。 进一步对不同噪音条件下被试感知到的平均听觉流数量在各频率差和各时间进 时间( 秒) 图2 3 实验一不同条- 4 q - t 被试感知到的听觉流数量 加擂m 地加 加墟m 比 0 8 6 4 2 0 d 8 6 4 2 d 加憾坨加 加他m 他加 平均听觉流数量 淅4 大掌h 掌位论文注意在听觉分流形成中的作用 程下进行配对比较( 图2 4 ) ，其中存在显著和临界显著差异的如表l 。 表1 实验一不同噪音条件下平均听觉流数量配对检验数据分析表( p 四1 部分) 从表1 中可见，在频率差为4 个半音程的条件下，时间进程为3 和4 时，被试 在低负荷组感知到的听觉流个数显著地多于高负荷组。在频率差为6 个半音程的条 件下，时间进程为2 、3 和4 时，被试在低负荷组感知到的听觉流个数也显著( 或边 缘显著) 地多于高负荷组。可见在上述条件下，当噪音任务负荷较低时，被试更容 易形成两个听觉流。此外，上述条件下，被试在低负荷组感知到的听觉流个数与控 制组无显著差异，进一步说明了被试在低负荷组实验条件下，在前l o 秒已经开始了 听觉分流的加工。 在频率差为8 个半音程和1 0 个半音程的条件下，不同噪音任务负荷并未影响听 觉分流。这可能是因为在这两个频率差的条件下，听觉分流立即形成，或仅需较短 时间即可形成。可见即便在噪音任务负荷较大时，一旦被试的注意转向听觉流感知 任务，即可在较短时间内形成两个听觉流。 注意在听觉分流形成中的作用 2 1 3 小结 本实验的结果表明，听觉分流的形成需要一定的时间，随频率差增大变得更为 容易。在噪音任务负荷较小的条件下，当被试的注意转向听觉流判断时，更容易形 成两个听觉流。 时间进程 图2 4 实验一各实验条件在四个时间窗内的平均听觉流数量 f i 丽 l + 高负苟组l l ，一控制组i 平均听觉流数量 注意在听觉分流形成中的作用 2 2 实验二视觉任务负荷对听觉分流形成的影响 实验一通过设置若干噪音判断任务负荷水平，考察了注意对听觉分流的影响。 结果发现，听觉分流形成对注意的需求并不符合“全或无”的规律，而随可用注意 资源增多，人们更容易形成听觉分流。但实验一所采用的竞争任务为听觉任务，而 之前有研究发现视觉通道与听觉通道拥有相互独立的注意系统( d u n c a ne ta 1 1 9 9 7 ) 。因此，实验二将采用视觉竞争任务，并设置若干负荷水平，以考察视觉任务 对听觉分流的影响，并探讨视听通道注意系统的独立性。 2 2 1 方法 2 2 1 1 被试 被试为1 0 名在校本科生和研究生，其中男性3 名，女性7 名，年龄在2 1 2 4 岁之间，平均年龄为2 3 0 0 j ：1 1 6 岁。所有被试的听力和视力( 或矫正视力) 正常且 均未参加过实验一。 2 2 1 2 实验材料与装置 本实验的声音刺激为由a d o b ea u d i t i o n 生成的纯音信号。所有的纯音与实验一 所采用的纯音完全相同。所有声音都通过s e n n h e i s e r h d2 1 2 p r o 耳机在5 5 分贝的声 强下播放。本实验采用的视觉刺激为直径为2 5 个像素的小球。小球在一个4 0 0 像素 x 4 0 0 像素的方框内运动。运动速度为2 5 0 像素秒。 实验装置与实验一完全相同。 2 2 1 3 实验设计与程序 本实验采用4 x 4 的二因素完全被试内设计，自变量为频率差( 4 、6 、8 、1 0 个 半音程) 和多客体追踪任务的负荷( 控制组、追踪目标1 个、2 个、3 个) 。 本实验的控制组与实验一的控制组完全相同，每次试验在左耳向被试播放一串 与实验一相同的2 0 秒的纯音序列，要求被试完成对该纯音序列的感知任务。 在3 个实验组中，每次试验一开始对被试的左耳播放同样的纯音序列。同时在 屏幕上出现一个4 0 0 像素x 4 0 0 像素的方框，在方框内的随机位置呈现8 个直径为2 5 像素的小球，其中有1 、2 或3 个小球为红色的目标，其余5 7 个小球为灰色的非 目标。倒计时3 秒后，所有小球变成灰色，然后在方框内进行速度为2 5 0 像素，秒的 注意在听觉分流形成中的作用 随机运动6 秒。6 秒后运动停止，其中1 个灰色小球变为蓝色。要求被试在这个过 程中追踪所有红色的小球，并在最后判断蓝色小球是否红色小球中的一个。被试做 出判断后，方框和小球消失，a b a 纯音序列继续播放1 0 秒。在这1 0 秒中要求被试 完成与控制组相同的听觉流感知任务。 在控制组中，每种频率差进行5 次试验，共进行2 0 次试验。在实验组中，每种 目标小球数和频率差的组合进行5 次试验，共进行3 x 4 x 5 = 6 0 次试验。 在实验开始前，通过试听和图片向被试演示“马蹄声”和“电码声”两种不同的感 知情况。演示完毕后，被试完成一组小球追踪任务的练习以及一组与双任务实验条 件相同的练习。整个实验中控制组和3 个实验组的顺序随机，每组内不同频率差声 音的呈现顺序也进行随机。每两组实验间插入一个1 分钟的休息，每两次试验间插 入一个5 秒的休息。整个实验约需一个小时。 2 2 1 4 数据分析 本实验采用的数据分析方法与实验一基本相同。但由于实验组每次试验中a b a 声音序列的总持续时间不同，分割时间窗时将实验组小球追踪任务完成后的1 - 9 秒 分割为4 个时间窗，而不是每次试验最初开始后的1 1 1 9 秒。 2 2 2 结果与分析 2 2 2 1 多客体追踪任务 1 对不同条件下多客体追踪任务的正确率( 图 0 9 5 2 5 ) 进行重复测量方差分析的结果表明，主效应 料0 9 十分显著( f = 1 3 0 4 ，p 0 0 0 1 ) 。进一步进行两两 篙o 8 5 配对检验后发现，正确率在目标小球为3 个的条0 8 件下显著低于目标小球为1 个、2 个的条件0 ( p 0 0 5 ) ，目标小球为1 个和2 个这两条件下 1 目标d j 个数。 的正确率边缘显著( p 2 0 0 7 ) 。 图2 5 不同条件下多客体追踪任务 2 2 2 2 听觉流数量感知任务 的正确率 所有被试在各实验组及控制组中感知到的听觉流数量见图2 6 ( 每个点为0 5 秒 时间窗的平均值，并假设实验组中每次听觉流感知任务均从第1 0 秒开始进行) 。将 被试感知到的听慌流数量在4 个2 秒的时间窗内求平均后对4 个时间进程下的