（基础心理学专业论文）数字大小影响时间知觉的神经机制.pdf

k 时 目录 i i i ii i iui iiii l li i i iu i y 18 8 2 6 7 3 摘要i a b s t r a c t i i i 1 研究背景1 1 1 数字大小影响时间知觉1 1 2 影响的特点3 1 3 理论解释4 1 4 影响因素：6 1 5 神经机制的探讨8 2 问题的提出9 2 1 数字大小影响时间知觉的背景效应9 2 2 数字加工与时间加工9 3 研究方案1 1 3 1 研究一：数字背景会影响对时间知觉的判断行为研究l l 3 2 研究二：知觉阿拉伯数字影响时间知觉的阶段e r p 研究1 5 4 总的讨论2 2 5 结论2 4 6 本研究的不足2 5 7 未来研究的方向2 6 7 1 单向影响还是双向影响2 6 7 2 研究范式2 6 7 3 影响阶段2 6 7 4 脑机制研究2 6 参考文献2 7 附录3 2 攻硕期间的科研经历与成果3 2 致谢3 3 、 b 两南大学硕士学位论文 摘要 数字大小影响时间知觉的神经机制 基础心理学专业硕士研究生普彬 指导教师黄希庭教授 摘要 数字加工是一种关于表征编码的组合，涉及如视觉、视空间和言语等因素。而时间知觉 是个体对直接作用在感觉器官的客观事件持续性和顺序性的认知。时距知觉是时间知觉的一 个重要组成部分，反映了个体对短暂时间内( o 5 s ) 出现的客观事件持续性的知觉。数字、时间 和空间与我们的生活息息相关，作为人类的基本认知功能已经引起了研究者的极大兴趣。特 别是数字和时间之间的关系，从1 8 9 0 年开始起，就得到了研究者的关注，近年来越来越多的 研究证明了在不同的认知系统中存在着数字和时间的交互作用。 o l i v e r i 等人发现，用数字为载体呈现的时距，会使被试的主观相等点发生偏移。表现为 小数字呈现的时距主观相等点向右偏移，而大数字呈现的时距主观相等点向左偏移。这种小 数字引起低估，而大数字引起高估的现象得到了很多研究者的证明。研究发现，改变数字的 大小范围或者是语种等材料类别；秒下或者是1 5 秒的时间进程；或者是给数字赋予背景信息， 这种效应都稳定存在。x u a n 等人运用e r p 手段对这一现象的影响阶段和神经机制进行了探讨。 结果发现在c n v 成分上，小数字比大数字的波幅大。这一结果和对随后发生事件的期望有关。 但是这一研究存在缺陷， 1 从e r p 结果来看，大小数字在早期n 1 成分和晚期的c n v 成分上均存在差异，也就是 说，数字影响时间判断任务可能贯穿于从知觉到决策的整个认知过程，而研究者认为这一影 响阶段位于知觉加工的较早阶段。 2 研究者认为c n v 反映了对未发生事件的期望水平。相比大数字，小数字的期望水平 更高。但是该实验范式是数字和时间同时出现，同时存在，同时消失( 如数字4 呈现8 0 0 m s ) 。 因此，这种对未发生事件的期望是否存在值得怀疑。 3 人类在时间任务中可以同时加工数字和时间信息。并且表现出数字的敏感性比时间要 高，自动化加工的程度更高。根据这一结论，尽管是实验中告知被试数字与当前任务无关， 甜 ， 两南大学硕+ 学位论文摘要 1 1 1 只是作为注意线索存在，但是这一过程存在数字加工。o l i v e f i 发现了在时间知觉中数量信息 的自动激活，而研究者将n 1 的差异解释为数字的知觉辨认，这或许正是数字加工的明证。因 此，现有研究可能混杂了数字加工和时间信息加工，使得结果并不能精确反映知觉数字对时 间判断任务的影响。 时间认知分段综合模型强调人类对时间的认知具有分段性，无论对哪一种时距的认知均 受多种因素的影响；而w a l s h 的数量理论认为，数字、时间、空间三者是一个普遍性数量系统 的组成部分，具有共同的神经加工机制。根据这两个模型，本研究拟在分离数字加工和时间 加工的条件下，探讨数字加工影响时间知觉的神经机制。 研究一考察方块( 小概率) 的时间判断是否会受到数字( 大概率) 的时间判断任务的影响，采 用二分任务，被试判断时距接近于标准短时间还是标准长时间。结果发现，在数字刺激中， 被试会低估小数字呈现的时距，而高估大数字呈现的时距。而在数字背景下的方块刺激中， 被试仍然会低估小数字背景下的方块时距，而高估大数字背景下的方块时距。数字的背景因 素会干扰被试的时距判断。 研究二在研究一的基础上，分离数字加工和时间加工两个因素探讨数字加工影响时间加 工的神经机制。采用双选择o d d b a l l 范式，被试的任务为判断标准刺激( 数字条件) 和偏差刺激( 方 块条件) 呈现的时间长短。结果发现，在数字组中，大小数字的n l 、p 2 和c n v 三成分差异均 显著，而在方块组中只有c n v 成分差异显著。该结果说明e f l 期成分的差异由数字加工引起， 而晚期c n v 成分的差异则说明在排除数字加工的条件下，数字对时间的影响在决策判断水平。 本研究认为，数字加工影响时间知觉的阶段位于决策加工水平，而不是知觉加工水平。 在时间分段综合模型的指导下，应该综合考虑刺激的物理特征、认知因素和人格特征等因素 对时间知觉的影响。 关键词：数字加工时间加工知觉加工决策阶段事件相关电位( e r p ) 两南大学硕+ 学位论文a b s t r a c t t h en e u r a lm e c h a n i s mo fn u m b e r p r o c e s s i n g a f f e c t i n gt i m ep e r c e p t i o n m a j o r ：b a s i cp s y c h o l o g y s p e c i a l t y ：t i m ep e r c e p t i o n s u p e r v i s o r ：p r o f h u a n gx i t i n g a u t h o r ：p ub i n a bs t r a c t n u m b e re n c o d i n gi sac o m b i n a t i o no fc h a r a c t e r i z a t i o nc o d i n g , i n v o l v i n gs u c ha sv i s u a l ， d e p e n d i n go nt h es p a c ea n dw o r d s ，a n do t h e rf a c t o r s t e m p o r a lo r d e rp e r c e p t i o ni st h es u c c e s s i v e p e r c e p t i o no fs e n s o r ye v e n t s ，w h i c hi s a ni m p o r t a n tp a r to ft e m p o r a lp e r c e p t i o n ，i n c l u d i n g s i m u l t a n e i t y , u n s i m u l t a n e i t ya n ds e q u e n c e d u r a t i o np e r c e p t i o ni sa ni m p o r t a n tp a r to ft i m e p e r c e p t i o n i ti sr a n g eo fo - 5 s n u m b e r , t i m ea n ds p a c ea r er e l a t e dt oo u rl i f e a st h eb a s i ch u m a n c o g n i t i v ef u n c t i o nh a sc a u s e dt h er e s e a r c h e r so fg r e a ti n t e r e s t e s p e c i a l l yt h er e l a t i o n s h i pb e t w e e n d i g i t a la n dt i m e ，f r o mt h eb e g i n n i n go f18 9 0 ，g o tt h ea t t e n t i o no fr e s e a r c h e r s ，i nr e c e n ty e a r s ，m o r e a n dm o r er e s e a r c hh a ss h o w ni nd i f f e r e n tc o g n i t i v es y s t e me x i s ti nd i g i t a la n dt i m ei n t e r a c t i o n o l i v e r if o u n dt h a tp a r t i c i p a n t sp e r f o r m e dm o r ea c c u r a t e l yw h e ns h o r t e rd u r a t i o n sw e r ed e f i n e d b yl o w e rn u m e r i cv a l u en u m b e ra n dl o n g e rd u r a t i o n sw e r ed e f i n e db yh i g h e rv a l u en u m b e r 1 1 1 e p h e n o m e n o no fd i g i t a lc a u s es u b j e c tt i m ep e r c e p t i o ng o ta l o to fr e s e a r c h e r sp r o o f 1 1 1 e yf o u n dt h a t t h i se f f e c ti ss t a b l ee x i s tr e g a r d l e s sw h a t e v e rt h ea t t r i b u t e so fs t i m u l a t ep h y s i c a l ，t i m ec o u r s e ，o rt h e b a c k g r o u n do fi t x u a nu s e de r p t oe x p l o r et h ei n f l u e n c es t a g ea n dn e u r a lm e c h a n i s m s t h e yf o u n d t h a tc n vw e r ee n h a n c e dc o m p a r e ds m a l ln u m b e rt ob i gn u m b e r o n ee x p l a n a t i o no fi ti st h a t s u b s e q u e n te x p e c t a t i o nm a yb ei n v o l v e di nt h i sm o d u l a t i o n b u tt h i sr e s e a r c hh a sd e f i c i e n c i e s 1 s m a l ln u m b e ra n db i gn u m b e rh a ss i g n i f i c a n td i f f e r e n c ei nb o t hn 1a n dc n v , r a n g ef r o m e a r l yp e r c e p t u a lp r o c e s s i n gt ol a t ed e c i s i o nm a k i n g , b u tt h e yr e p o r t e dt h a tt h ee f f e c ti so n l yf o c u so n e a r l ys t a g e i 两南大学硕+ 学位论文 a b s t r a c t 2 1 1 1 e yf o u n dt h a tc o m p a r e dt ob i gd i g i t s ，s m a l ln u m b e rh a sah i g h e rs u b s e q u e n te x p e c t a t i o n , b u ti nt h ec u r r e n tp a r a d i g m ，n u m b e r4p r e s e n t8 0 0 m s ，t i m ea n dn u m b e rf a c t o ra p p e a r e da n d d i s a p p e a rm e a n w h i l e ，i t sa u t h e n t i c i t yi sq u e s t i o n a b l e 3 h u m a n sc a np r o c e s st a s k d i g i t a la n dt i m ei n f o r m a t i o nm e a n w h i l ei nt i m et a s k t h e s e n s i t i v i t ya n ds h o wt h a td i g i t a la u t o m a t i o nh i g h e rt h a nt i m eh i g h e rl e v e l so fp r o c e s s i n g a c c o r d i n g t ot h i s ，a l t h o u g hi se x p e r i m e n t sw i t hc u r r e n td i g i t a ls u b j e c t sw e r et o l dn o t h i n g j u s ta sa t t e n t i o nt a s k c l u e s ，b u tt h ep r o c e s se x i s t i n gd i g i t a lp r o c e s s i n g o l i v e r id i s c o v e r e da u t o m a t i c a l l ya c t i v a t e di nt i m e t h ea m o u n to fi n f o r m a t i o nc o n s c i o u s n e s s ，b u tt i l e ye x p l a i ni ta sp e r c e p t i o ni d e n t i f y s o ，t h ee x i s t i n g r e s e a r c hm a yh y b r i dd i g i t a lp r o c e s s i n ga n dt i m ei n f o r m a t i o np r o c e s s i n g r a n g e s y n t h e t i cm o d e lo ft e m p o r a lc o g n i t i o na g r e e dt h a tm a nw i t hp i e c e w i s ef o rt i m e ， r e g a r d l e s so fc o g n i t i o nf o rw h i c hat i m e s c a l e sc o g n i t i v ea r ei n f l u e n c e db ym a n yf a c t o r s a n d w a l s h sa t o ma r g u e dt h a tt i m e ，s p a c ea n dn u m b e ra r ep a r t so fac o m p r e h e n s i v es y s t e m ，s h a r e d s a m en e u r a lm e c h a n i s m a c c o r d i n gt ot h i s ，t h i sr e s e a r c ha i mt os e p a r a t et i m ep r o c e s s i n ga n dn u m b e r p r o c e s s i n gt oe x p l o r et h en e u r a lm e c h a n i s mo fn u m b e rp r o c e s s i n ga f f e c t i n gt i m ep e r c e p t i o n s t u d yo n ei n v e s t i g a t e dw h e t h e rt h es m a l lp r o b a b i l i t y st i m ep e r c e p t i o n i sa f f e c t e db yb i g p r o b a b i l i t y i tu s eb i s e c t i o nt a s k , s u b j e c t sj u d g ec u r r e n tt i m ew e r ec l o s et os t a n d a r ds h o r tt i m eo r s t a n d a r dl o n gt i m e t h er e s u l ti st h a ts m a l lp r o b a b i l i t y st i m ep e r c e p t i o ni sa f f e c t e db yb i g p r o b a b i l i t y w h a t e v e rt h es t i m u l a t i o ni s ，s u b j e c ti sp r o n et ou n d e r e s t i m a t et h es m a l ln u m b e r st i m e a n do v e r e s 矗m a t et h eb i gn u m b e r st i m e 。 s t u d yt w os e p a r a t e st i m ep r o c e s s i n ga n dn u m b e rp r o c e s s i n gt oe x p l o r et h en e u r a lm e c h a n i s m o fn u m b e rp r o c e s s i n ga f f e c t i n gt i m ep e r c e p t i o n i tu s e dt w o c h o i c eo d d b a l lp a r a d i g m ，s u b j e c t s t a s ki sj u d g i n gt h et i m ec o u r s e t h er e s u l ti st h a ti ns q u a r es t i m u l a t i o n ，s m a l ln u m b e ra n db i g n u m b e rh a v eas i g n i f i c a n ti nc n v , a n di nn u m b e rs t i m u l a t i o n ，m a l ln u m b e ra n db i gn u m b e rh a v ea s i g n i f i c a n tb o t hi nn 1 ，p 2a n dc n v t h ep r e s e n ts t u d ye x p l o r e st h a tn u m b e rp r o c e s s i n ga f f e c tt h ed e c i s i o nm a k i n gl e v e l ，n o tt h e p e r c e p t u a ll e v e l i ti so u g h tt oi n t e g r a t et i m ep e r c e p t i o nw i t ho t h e rf a c t o r s ，s u c ha st h ep h y s i c a l f e a t u r e so fs t i m u l i ，c o g n i t i v ef a c t o r sa n dp e r s o n a l i t yt r a i t s k e y w o r d s ：n u m b e rp r o c e s s i n g ；t i m ep r o c e s s i n g ；p e r c e p t u a lp r o c e s s i n g ；d e c i s i o nm a k i n g ；e v e n t r e l a t e dp o t e n t i a l ( e r p ) 两南大学硕士学位论文1 研究背景 1 研究背景 数字的出现，是基于人类社会对物体抽象或者具体数目计算的要求。自出现以来，就在 人类的生产生活中扮演着重要的角色。数字加工是一种关于表征编码( 如视觉、视空间和言 语) 的组合( c a m p b e l l & e p p ，2 0 0 4 ) ，v e r g u t s ( v e r g u t s & f i a s ，2 0 0 8 ) 主张数字加工就像其他认知 任务一样，由两个步骤组成：首先是将外在感觉输入转变成为一种内在数字表征，然后讲数 字表征转变为相关任务决定和输出结构。人类具有很强的数字加工能力，不仅能准确地把握 具体事务的数量，而起能对抽象符号所代表的数量信息进行操作和加工( 刘超& 傅小兰， 2 0 0 4 ) 。 时间是人类的存在方式，它影响着人类从周期循环到语言再认，音乐知觉( b u h u s i & m e c k , 2 0 0 5 ) 。在当前高速发展的信息时代中，时间信息的精确加工在人们的决策中起到了关键作用。 时间知觉与“知觉到的现在”的含义基本一致，是指将一些时间上相继的事件感知为大致同 时或一个整体的经验，它不同于时间估计，不涉及长时记忆，是对当前刺激的直接反应；时 间既可以是自变量也可以是因变量( 黄希庭，e ta 1 ，2 0 0 3 ) 。将时间作为自变量，是将时间作为信 息加工的维度，考察时间因素变化时心理加工的差异：将时间作为因变量，是将时间作为信 息加工的对象，研究时间信息加工的过程( 陈有国，2 0 1 0 ) 。时间知觉是个体对直接作用在感觉 器官的客观事件持续性和顺序性的认知。时距知觉是时间知觉的一个重要组成部分，反映了 个体对短暂时间内( o 5 s ) 出现的客观事件持续性的知觉。 在日常生活中，数字和时间这两个人类基本认知能力经常一起出现。如我们用数字来表 达时间：1 l 点，2 分钟，5 月2 5 日；我们知觉一个数字，也会经历一定的时间。数字和时间 的交互作用已经引起了研究者的广泛关注( h u b b a r d & p i a z z a , e ta 1 ，2 0 0 5 ) 。最近有研究发现， 数字大小会影响人们对于时间的判断。数字大小指的是数字值的大小，如l 、2 、3 、4 、5 、6 ， 时间知觉指的是o 5 s 的时间信息j n - r 过程( f r a i s s e ，1 9 8 4 ) 。 1 1 数字大小影响时间知觉 数字大小会影响人们的时间知觉加工。o l i v e r i 等人( o l i v e f i ，e ta 1 ，2 0 0 8 ) 用一个实验证明了 这种现象的存在。该研究采用s 1 - s 2 匹配范式( s 1 - s 2m a t c h i n gp a r a d i g m ) ，即连续呈现两个刺 激，其中第一个刺激为标准刺激，第二个刺激为比较刺激，令被试对这两个时距刺激进行长短 比较。标准刺激为数字5 ，呈现3 0 0 m s ；比较刺激为数字1 和9 ，呈现时间为2 5 0 m s - - 3 5 0 m s 间以1 0 m s 为等差的十一个时距。被试的任务是忽略数字信息比较s 1 、s 2 哪一段时距比较长。 结果发现，数字的出现会影响人们对于时间知觉的判断，具体表现在：小数字的出现引起人 们低估时距，而大数字的出现引起人们高估时距。为了探讨这种效应的范围，o l i v e f i ( o l i v e f i ，e t a 1 ，2 0 0 8 ) 采用两位阿拉伯数字( t w o d i g i ta r a b i cn u m b e r s ) 重复了该实验，其中标准刺激是1 5 ， 两南大学硕士学位论文1 研究背景 比较刺激是l l 和1 9 。结果发现这种效应在两位数中同样存在，相对较小的11 引起低估，而 相对较大的1 9 引起了高估。这一结果表明，大数字和小数字只是一个相对而非绝对的概念， 即在一位数中，1 是小数字，9 是大数字；而在两位数中，相对于1 1 而言，1 9 算是大数字， 这种影响表现出了动态性，数字大小的概念可以通过具体的任务进行调节。那么这种动态性 是否是数字特异的呢? 如果并非数字特异的话，只要两个刺激的物理数量相等，就会出现这 种现象。为了验证这一假设，o l i v e r i ( o l i v e r i ，e ta 1 ，2 0 0 8 ) 用英文字母作为材料，标准刺激是m ， 比较刺激选择了i 和q ，它们和m 间的距离一致，都相隔3 个字母。结果证实了这种效应是 数字特异性的，知觉英文字母对于时间知觉的影响没有差异。 在数字大小影响时间知觉的研究中，主要采用了比较法和复制法。在x u a n ( x u a n , e ta 1 ， 2 0 0 7 ) 的实验中，采用了三种任务来考察这种影响。任务a 为判断两个数字哪一个呈现的时间 长，任务b 和任务c 是判断三个数字刺激间的两个间隔哪一个长，刺激间隔分别用“+ ，和掩码 表示。实验分为一致的条件和不一致的条件。在任务a 中，先呈现一个数字( 如数字1 , 6 0 0 m s ) ， 在2 0 0 m s 的注视点后再呈现一个数字( 数字9 , 7 5 0 m s ) ，这样大数字和长时距匹配属于一致的条 件。在任务b ( c ) 中，先呈现数字9 ( 2 0 0 m s ) ，紧接着+ ”( 掩码) ( 9 3 7 m s ) ，在数字8 ( 2 0 0 m s ) 后又是 一个+ ”( 掩码) ( 7 5 0 m s ) ，最后是数字l ( 2 0 0 m s ) 。这样的话，第一个间隔“+ ”( 9 3 7 m s ) 前后数字 差是1 ，第二个间隔“+ ”( 7 5 0 m s ) 前后数字差是7 ，这样的情况属于不一致。结果发现在任务 a 、b 中，一致的条件下，被试的正确率更高，而任务c 中两种条件的正确率没有差异。这一 现象运用比较法说明了数字大小对时间知觉有影响，任务b 用两数字之差构成的“心理数字”， 仍然会影响时间知觉，说明了数字大小信息的加工具有一定的自动性( s c h w a r z & i s c h e b e c k , 2 0 0 3 ) ，被试可以把两数字之差知觉为一个数字。 研究者也采用复制法来探讨数字大小与时间知觉的关系( l u ，e ta 1 ，2 0 0 9 ) 。他们采用与前人 ( c a s a s a n t o & b o r o d i t s k y , 2 0 0 8 ) 相近的范式，首先在视野中央持续呈现一个数字，然后被试根据 自己的主观感受复制出与这个数字持续时间相应的时距。在这样的实验条件下，数字仍然表 现出影响时间知觉的特性：在0 5 s 的范围内，小数字引起对时间的低估，大数字引起对时间 的高估。研究者继而在数字后增加了背景线索，结果发现“1 克”、“9 克”效应消失，而当背 景线索为“l 千克”、“9 千克”时，效应再次出现。研究者的解释是重量单位使得数字具有了 新的意义，根据生活经验，不同的重量单位被试体验到的心理距离不同，1 千克和9 千克的心 理距离足够大，产生了数字效应。 上述实验说明，数字大小会影响时间知觉。这一现象的作用时间范围较广，从几百毫秒 到5 秒；同时，这种现象不仅存在于一位数，也存在于两位数中，体现出数字大小是一个相 对的概念，因为1 9 是一个相对较小的两位数，但是比1 l 大，于是在用数字1 1 和1 9 作为材料 的实验中，1 1 会引起对时间的低估而1 9 会引起高估。再次，数字值和两数字之差均会出现这 种现象，说明这种现象不仅和数字有关，还可能和数量有关。这些都说明了这种现象是一种 稳定存在的，影响持久的现象。 2 两南大学硕十学位论文1 研究背景 曼曼曼曼曼皇曼曼皇皇皇皇曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼! 曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼暑量曼曼曼舅皇舅曼舅鼍曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼皇曼曼量曼鼍皇皇曼曼曼皇曼曼 1 2 影响的特点 1 2 1 影响发生的阶段 s a l i l l a s 等人( s a l i l l a s ，e ta 1 ，2 0 0 0 ) 采用e r p 技术手段研究了知觉无关数字导致的注意偏向 的实质。结果发现知觉无关数字引发了与早期知觉有关的p 1 0 0 ，以及与晚期加工有关的p 3 0 0 。 这一研究将无关数字对注意偏向的影响定位于从注意、知觉到加工的一系列阶段。采用e r p 技术手段的研究也发现数字和物理维度在大小一致任务中的交互作用发生在前反应阶段 ( s c h w a r z & h e i n z e ，1 9 9 8 ) 。这些研究说明了知觉无关数字对当前任务的影响可能存在于从注意 到加工甚至是选择反应及决策的过程，那么数字对于时间知觉来说，到底影响的是哪个阶段 呢7 v i c a r i o ( v i c a r i o ，2 0 0 9 ) 采用了外显、内隐任务来考察数字对时间的影响。在外显任务中， 标准刺激为蓝色或黄色的“撑”，时间为5 0 0 m s ，靶刺激为蓝色或黄色的数字“l ”( 9 ) ，呈现时间 有6 种：5 0 m s 、2 0 0 m s 、3 5 0 m s 、6 5 0 m s 、8 0 0 m s 、9 5 0 m s 。结果发现，在6 5 0 m s 前数字效应很 显著，而在6 5 0 m s 之后，这种效应开始衰减。数字大小对于时间知觉的影响可能存在于认知 加工的早期阶段。 x u a n 等人( x u a n ，e ta 1 ，2 0 0 9 ) 的实验中，从行为和e r p 指标上说明了数字对于时间知觉的 影响。她们采用s 1 s 2 匹配范式，控制组中使用“模糊数字”，即将数字剪成几块重新拼凑， 使得知觉变量没有改变。结果发现，数字效应只在实验组中出现，而在控制组中没有发现这 种现象。在e r p 指标中，诱发出的n 1 和p 1 均在3 0 0 m s 前，可以看出这种影响主要集中在知 觉加工的早期阶段。这一结果说明数字对于时间知觉的影响存在于知觉编码阶段，没有出现 该效应的控制组则说明这种效应是特异性的，虽然没有改变知觉变量，但是显然被试并没有 将“模糊数字”知觉为数字。 有研究证明，数字和时间在反应水平上有联系( k i e s e la n dv i e r c k , 2 0 0 9 ) 。但是在上述研究 中，数字大小对于时间知觉的影响都集中在知觉加工阶段，没有涉及认知加工的其他阶段。这 一方面可能是因为知觉无关数字确实不会影响其他心理加工，所以只在知觉水平有影响。另 一方面有可能是由于实验范式所致。有研究者发现在延迟条件下，数字对于空间的影响主要 集中在4 0 0 7 5 0 m s 的时间进程上，数字和空间的交互作用既不发生在刺激知觉阶段，也不在 最后的反应执行阶段，而是处在中间的反应选择阶段( f i s c h e r , e ta 1 ，2 0 0 3 ) 。这一结果对于考察 数字在时间知觉的效应有意义，因为在这一研究中，数字也是作为无关线索存在，并不要求 对数字进行加工。因此改变实验范式，有可能导致数字对时间知觉的影响在时间进程上后移。 关于数字对于时间知觉影响的时间进程上，采用不同方法得到的结果不一。在比较法中， 研究者采用s 1 s 2 匹配范式，发现这一现象集中在秒下( s u b s e c o n d ) 2 5 0 m s - 3 5 0 m s ( o l i v e r i ，e ta 1 ， 2 0 0 8 ) 、5 0 6 5 0 m s ( v a c a r i o ，2 0 0 9 ) 、5 0 0 - 8 0 0 m s ( x u a n ，e ta i ，2 0 0 9 ) ；而用复制法的研究发现这种现 3 两南大学硕+ 学位论文1 研究背景 象对秒& ( s u p r a - s e c o n d ) 时间知觉也有影响( l 屿e ta 1 ，2 0 0 9 ) 。根据实验范式和实验任务的不同， 影响的时程上有差异，但总体而言，这种影响贯穿于时间知觉( o 5 s ) 的整个过程中。 1 2 2 影响方向 w a l s h ( w a l s h ，2 0 0 3 ) 提出的数量理论( a t h e o r yo f m a g n i t u d e ，a t o m ) 认为数字、空间、时间 属于同一个数量系统，具有部分重叠的加工机制。t a u 效应和k a p p a 效应的存在，以及其他一 些研究，证明了时间知觉和空间关系间的影响是双向的( v a l l e s i ，e t a l ，2 0 0 8 ；黄希庭，2 0 0 7 ) 。在 空间和数字的关系中，s n a r c 效应即是相互影响的例子( i s h i h a r a , e la 1 ，2 0 0 8 ；f i s c h e r , e ta 1 ， 2 0 0 9 ；c h e n & v e r g u t s ，2 0 1 0 ) 。时间、空间、数字三者的交互作用构成了一个三角关系( 见图1 ) 。 但是根据目前的研究来看，在这个三角关系中，数字和时间之间的影响是单向的( d o r m a l ，e ta 1 ， 2 0 0 6 ) ，并没有发现有关时间认知影响数字加工的证据，这或许是因为数字加工自动化程度更 高( r o i t m a n , e ta 1 2 0 0 7 ) 。人能够根据时间和数量两个维度的信息对刺激进行反应，在控制了 默读计数这一策略后，人类被试对数量信息更加敏感。有研究表明人们在知觉l 、2 、3 等最 常见的数字时，甚至都不需要注意的参与( p i a z z a , e ta 1 ，2 0 0 3 ) 。 1 3 理论解释 1 3 1 数量理论 图1 时间、空间、数字间的关系 w a l s h ( w a l s h 。2 0 0 3 ) 提出的数量理论( at h e o r yo f m a g n i t u d e ，a t o m ) 。这种理论认为空 间、时间和数字等不同维度虽然具体形式不同，具有独特性，但具有共同的度量标准；时间 和数字具有相似的或部分相同的累加原则；时间、空间和数目在形式上的独特性是从出生时 4 两南大学硕士学位论文1 研究背景 单一的广度系统发展而来的：人类借助语言来表达数字，因此，对语言的依赖性不同，造成 了数字、空间和时间在任务成绩及脑半球上的部分差异。这一理论支持了数字和时间信息加 工的交互作用。 w a l s h ( w a l s h , 2 0 0 3 ) 认为空间、时间和数字具有共同的加工机制。这一提法尚属首次，它 并不是数字的空间表征这一领域的延伸。w a l s h 的数量理论所持主要观点是：要理解空间、时 间和数字这三个系统具有共同的加工基础，就要了解它们是如何分享共同的信息加工资源和 行为目标。因此，w a l s h 假设：( 1 ) 共同的行为节律将空间、数量和时间联系起来。( 2 ) 时间 和数量的估计操作相近，它们都部分遵循累加原贝l j ( g a l l i s t e l & g e l m a n ，2 0 0 0 ) 。( 3 ) 共同的数 量系统定位于前顶叶。( 4 ) 人们与生俱来的单一数量系统随着认知功能的发展可以演变为时 间、空间和数量的综合数量系统，并且这一系统是专门化的。( 5 ) 时间、空间和数字的大脑 不对称性是由于对精确计算的高级使用造成的，而这种精确计算进入语言的方式是时空匹配 映射( s p a t i o t e m p o r a lc o o r d i n a t em a p s ) 所不具备的。该理论假设可数和不可数的数量化的信 息应该以心理数量的形式被表征，这一心理数量就包括了数字的数量、空间信息和持续的时 间等信息。认知系统内部的各个数量成分之间可能存在着交互作用，因素之间互相干扰。 图2w a l s h 的数量理论结构 1 3 2 时间知觉的信息加工模型 o l i v e d ( o l i v e d ，e ta 1 ，2 0 0 8 ) 认为数字和时间的这种交互作用可能和工作记忆有关。在他的 实验中，被试比较靶刺激与标准刺激的时间长短，这就需要被试储存标准刺激的时距信息( 参 照记忆) ，然后与当前信息( 工作记忆) 进行比对。这也可以用时间知觉的信息加工模型( a l l a n , 1 9 9 8 ) 来解释： 5 西南大学硕+ 学位论文1 研究背景 图3 时间知觉的信息加工模型 该模型认为，时间知觉主要涉及3 个加工过程。第一个过程是内部时钟。起搏器, ( p a c e m a k e r ) 发射脉冲，由累加器( a c c u m u l a t o r ) 负责接收，这一过程由开关控制。第二个过程是记忆阶段。 累加器将脉冲传至工作记忆和参照记忆( r e f e r e n c em e m o d ，) 中，形成特定的时间表征。第三个过 程是决策阶段，即对当前时距和参照记忆中的时距信息进行比较，进而作出判断。根据这一 模型，参照记忆存储的是s l 标准刺激的信息，当s 2 比较刺激出现时，工作记忆加工该信息， 并与参照记忆进行比对，作出长或短的判断。 1 4 影响因素 1 4 1 空间 在时间知觉和数字广度的交互作用引起研究者广泛兴趣之前，时间和空间的关系早已引 起研究者的注意( b u r r & m o r r o n e2 0 0 6 ；c a p p e l l e t t i ，e ta 1 ，2 0 0 9 ) 。而我国心理学家黄希庭( 黄希庭， 杨宗义，& 刘中华，1 9 8 0 ) 早在1 9 8 0 年就发现了儿童身上明显的k a p p a 效应。表现为5 岁儿童 时间观念发展水平较低，不能把事物的时间关系和空间关系区别开来，6 岁儿童已开始把事物 的时间关系和空间关系区别开来。可见时间和空间的统一性和不可分割性。 正因为时间、空间、数字三者密切的关系( w a l s h ，2 0 0 3 ) ，有研究者将这三个因素综合考虑 ( v i c a r i o ，e ta 1 ，2 0 0 8 ) 。他们设计了三个实验，实验一中，首先给被试呈现一个标准刺激( 3 0 0 m s ， 数字1 ) ，呈现的位置有三种：左、中、右；比较刺激9 与标准刺激在对应位置呈现：右、中、 左，呈现时间在1 5 0 m s - 4 5 0 m s 之间，被试的任务是判断两个刺激的长短。实验二采用9 做标 准刺激，1 做比较刺激，其他条件不变；而在实验三中，以黑色实心圆代替数字。实验结果发 现，在数字和时间的关系中，依然得到了与前人一致的结果：小数字会引起低估时间，大数 字会引起高估时间。而不管数字大小如何，左侧空间呈现的数字都会导致被试低估时间，而 右侧空间呈现的数字都会导致被试高估时间，这一模式显示时间在大脑中可能遵循空间表征。 知觉数字影响时间知觉可能存在着中间变量空间。一方面，数字和空间间的关系可能更 6 回器 两南大学硕+ 学位论文1 研究背景 加紧密，空间联合编码倾向效应( s p a t i a l - n u m e r i c a la s s o c i a t i o no f r e s p o n s ec e o d e s ，s n a r c ) i 即是这 种关系的明证：小数字与左空间相连，大数字与右空间相连( k e u s & s c h w a r z , 2 0 0 5 ；n i e m e i e r , e t a 1 ，2 0 0 7 ；i s h i h a r a , e ta 1 ，2 0 0 8 ) ，这种数字空间的联结被定义为心理数字线( m e n t a ln u m b e r l i n e ) ( d e h a e n e ，e ta 1 ，1 9 9 3 ) ，相比起时间知觉上的数字效应，这种数字空间效应被证明了是 更加稳定而持久的现象( 徐晓东& 刘昌，2 0 0 6 ) 。另一方面，仅仅让被试知觉数字就会引发空间 注意偏向，表现出小数字与左空间对应，大数字与右空间对应( f i s c