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浙江大学硕士学位论文 中文摘要 共同注意过程中存在意图推断机制 摘要 注视方向不仅能表明他人关注的焦点，还能用以推断他人的操作意图和行为 趋势。当人们观察到他人正在注视某个方向时，会自动追随他人视线，将注意投 向同一位置。这种共同注意现象已引发了大量研究。研究者基于现有实验证据， 普遍认为该现象具有反射性，能自动引发观察者固定的行为反应。然而人的注视 并非总是具有目的指向性，一味地追随他人视线，会产生无效的注意转移，降低 认知效率。笔者认为，对注意是否总是追随他人注视而进行反射性转移，即共同 注意是否受不同意图推断影响的问题的探索，有助于揭示人们加工他人行为意图 的机制，进一步加深对社会知觉及社会交往的理解，同时也能为人工智能研究提 供科学依据和理论指导。 本研究采用经典的线索化范式，以注视线索效应量( 出现在注视方向同侧与 对侧的目标客体加工时间之差) 为指标，通过三个实验，设置额外线索指示注视 者的意图，探讨了共同注意是否受不同意图推断的影响。 实验一整合头部方向与注视线索信息，结果未发现不同注视转移意图对共同 注意产生影响。实验二仅操纵注视方向刺激，结果发现，一旦观察者利用背景线 索推断出他人的眼动并非由发现新兴趣点所致，就会自动放弃对他人视线的追 随。实验三仅保留实验二的图片物理特征，阻止被试形成相应的意图线索，结果 证明注视线索效应的削弱并非由不同背景图片的物理特征差异所致。本研究的结 果支持注意并非总是追随他人视线而进行反射性转移的假设，即意图推断是共同 注意过程中的固有机制。 关键词：共同注意意图推断注视线索效应注视线索 浙江大学硕士学位论文英文摘要 i n t e n t i o ni n f e r e n c em e c h a n i s mo c c u r r i n gi n j o i n ta t t e n t i o n a b s t r a c t t h ed i r e c t i o no fap e r s o n sg a z ei n d i c a t e sw h a to b je c ti so fc u r r e n tf o c u s o b s e r v e r sc a ni n f e ra n o t h e r si n t e n t ，e v e nt h es u b s e q u e n ta c t i o n ，b a s e do nh i s h e r g a z ed i r e c t i o n p e o p l ea r es os e n s i t i v et og a z ed i r e c t i o nt h a tw h e nt h e yo b s e r v e s o m e o n el o o k i n gi nap a r t i c u l a rd i r e c t i o n , t h e i ra t t e n t i o nw i l lb es h i f t e dt ot h es a m e l o c a t i o ni ns p a c ev o l u n t a r i l y t h i sj o i n ta t t e n t i o np h e n o m e n o nh a sl e a dt on u m e r o u s s t u d i e s b a s eo ne x i s t e de v i d e n c e ，r e s e a r c h e r sg e n e r a l l ya g r e et h a tj o i n ta t t e n t i o ni s r e f l e x i v e ，a n di tt r i g g e r so b s e r v e r sc o g n i t i v er e a c t i o n sa u t o m a t i c a l l y h o w e v e r ，g a z e i sn o ta l w a y sg o a l - o r i e n t e d ；a n dc h a s i n gt h eg a z ec u eb l i n d l yw i l ll e a dt oi n v a l i d a t t e n t i o ns h i f t ，t h u sr e d u c et h ec o g n i t i v ee f f i c i e n c y t h e r ea l es e v e r a lb e n e f i t st o e x p l o r ew h e t h e ra t t e n t i o ns h i f t s 淅t 1 1o t h e r sg a z er e f l e x i v e l y ，n a m e l yw h e t h e r d i f f e r e n ti n t e n t i o ni n f e r e n c e sa f f e c tt h ej o i n ta t t e n t i o n ：f i r s t ，i tw i l lh e l pt os h o w m e c h a n i s m so fi n t e n t i o np r o c e s s ；s e c o n d ，i tw i l ld e e p e nt h eu n d e r s t a n d i n go fs o c i a l c o g n i t i o na n di n t e r p e r s o n a lc o m m u n i c a t i o n , m i r d ，i t c a l l p r o v i d e s c i e n t i f i c f o u n d a t i o n sa n dt h e o r e t i c a ld i r e c t i o n st oa r t i f i c i a li n t e l l i g e n c e t h i ss t u d yi sa i m e dt oe x p l o r ew h e t h e ra t t e n t i o na l w a y ss h i f t sr e f l e x i v e l y 、析t h o b s e r v e dg a z ec u e w ea d o p tt h ec l a s s i c a lg a z ec u ep a r a d i g m ，a n du s et h eg a z ec u e e f f e c tv a l u et om e a s u r er td i f f e r e n c e sb e t w e e np r o c e s s e so ft h eo b j e c ta p p e a r e da t t h eg a z e dp o s i t i o na n dt h eo b j e c ta p p e a r e da tt h eo p p o s i t ep o s i t i o n w ea l s ou s ee x t r a c l u e st oi n d i c a t ei n t e n t i o n so ft h eg a z e r si na l lt h et h r e ee x p e r i m e n t s e x p e r i m e n t1c o m b i n e dt h eh e a do r i e n t a t i o na n dg a z ec u e ，b u tf a i l e dt of i n da n y d i f f e r e n c ec a u s e db yd i f f e r e n ti n t e n t i o n so fa t t e n t i o ns h i f t e x p e r i m e n t2u s e dg a z e v c u eo n l y ，a n dt h er e s u l t ss h o w e dt h a tj o i n ta t t e n t i o ni sn o tr e f l e x i v e o n c et h eo b s e r v e r i n f e r sf r o mt h ec o n t e x tt h a tt h ee y em o v e m e n ti sn o tc a u s e db yt h es h i f to fi n t e r e s t i n g p o i n t s ，t h e nh e s h ew i l ln e v e rc h a s et h eg a z ec u ea g a i n e x p e r i m e n t3p r e s e r v e dt h e s a m ep h y s i c a lc h a r a c t e r i s t i co fe x p e r i m e n t2 ，b u tp r e v e n t e ds u b j e c t sf r o mf o r m i n gt h e c o r r e s p o n d i n gi n t e n t i o n s t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h ee f f e c t c a n tb ea t t r i b u t e dt o p h y s i c a lc h a r a c t e r i s t i cd i f f e r e n c e sb e t w e e nd i f f e r e n tb a c k g r o u n d s i ns u m ，t h i ss t u d y s u p p o r t st h ef o l l o w i n gh y p o t h e s i s ：a t t e n t i o ni sn o ts h i f t e dw i t ht h eo b s e r v e dg a z ec u e r e f l e x i v e l y w et h e nc o n c l u d et h a ti n t e n t i o ni n f e r e n c ei st h ei n t r i n s i cm e c h a n i s mo f j o i n ta t t e n t i o n k e yw o r d ：j o i n ta t t e n t i o n ，i n t e n t i o ni n f e r e n c e ，g a z ec u ee f f e c t ，g a z ec u e 浙江大学硕士学位论文 浙江大学研究生学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得逝姿盘堂或其他教育机构的学位或 证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文 中作了明确的说明并表示谢意。 粼姗躲却雠蝴期：帅年弓月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解逝姿态望有权保留并向国家有关部门或机 构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权逝姿盘堂 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影 印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：导师签名 签字日期汐，d 年弓月乡厂日 日 x p 、 溉吖 房 k，无 ； 浙江大学硕士学位论文致谢 致谢 2 0 0 7 年3 月，当我站在浙江大学心理与行为科学系硕士面试考场上时，一位 老师问我“为什么要来浙大读研? ”我回答“因为我需要一个更大的平台，我想 学更多东西”。三年后，回首硕士生涯，我可以自豪地说“我做到了”。一路走来， 感谢的人有很多，感谢大家陪伴我走过这段充实而忙碌的e 子。 首先感谢我的导师：水仁德副教授和沈模卫教授。能进入沈老师的实验室， 是我相当荣幸和自豪的事情。沈老师辛勤忘我的工作态度，踏实严谨的治学态度 和精益求精的学术追求，无不令我深深折服。水老师在生活上的嘘寒问暖，在学 术上的悉心点拨，都使我感到十分温暖。二位导师处处为学生着想的胸怀，尤其 令我佩服。在此，祝二位导师身体健康，工作顺利。也祝愿沈老师带领下的实验 室能在国际上获得更多成就。 感谢沈勇师兄、邵娜师姐、马飞师兄在应用研究上的指点和帮助。研一时的 诺基亚项目把我领入了用户体验研究的大门。沈勇师兄对项目的宏观把握、邵娜 师姐对项目细节的追求，使我直观地感受到了用户体验的魅力。i b m 项目，陈雯、 陈辉、张云帆、邹慧颖的同心协力，使我感受到了沟通与协作的魅力，从中获益 良多。正是这两次宝贵的项目经历，使我决定从事用户体验相关的职业。 感谢周吉帆师兄、朱晨师弟对本研究不厌其烦的指导和帮助。周师兄扎实的 学术功底、涉猎广泛的研究主题，都令我相当崇拜。感谢梁君英师姐帮助修改英 文摘要。感谢董一胜师兄、邵娜师姐、李杰师兄、高在峰师兄在学术上的鼓励。 感谢我本科宁波大学的张峰教授、张林副教授等各位老师对我的教导。 感谢王立丹、陶冶、陈晶、周艳艳、关忻、叶绿绿、卢建刚、王慈、王煊、 丁晓伟、黄玉晶、刘子慧、赵雷、孙忠强、张海琦、王维、徐晓甜、王翠洁、张 峰等众师兄弟姐妹帮我做眼动实验和行为实验。 感谢我的室友陈潇、李资、邓懿萱。从你们身上，我学到了积极、乐观的生 活态度；有你们的集体生活，充实而新鲜。 感谢我的好友满丹丹、周云、陈美丽、钟丽丹、高敏、赵洁。感谢你们在最 困难的时候无条件地支持我，听我倾诉，给我鼓励。 感谢其他朋友，相逢即是有缘。天涯海角，情谊不变。 最后，也是最重要的，感谢我的父母。养育之情，没齿难忘。现在，你们的 女儿终于即将完成学业，是时候让你们享清福了! 毕业，是一个新的起点；未来，路漫漫其修远。希望大家都能积极努力，共 同奋斗，创造美好未来! 郑晓洁二零壹零年一月于西溪生科院 i 浙江大学硕士学位论文引言 1 引言 眼睛是心灵的窗户，不同的眼神能传递完全不同的含义：如炬的目光使人感 受到威严，温柔的目光使人感受到鼓励，炯炯的眼神使人感受到自信。人能自动 觉察眼睛传递的社会信息，并利用这些信息指导社会生活。 注视方向最重要的功能之一在于其能表明他人关注的焦点，这为人际交往提 供了重要的信息。视觉系统发展出了特殊的机制以利用该信息，当人们发现他人 正在注视某一方向时，会自动追随他的目光，将注意投向同一位置。这一共同注 意( j o i n ta t t e n t i o n ) 对人类的社会发展和人际交往产生重要影响。它不仅能帮助人 们发现他人的关注焦点，还有助于理解并推断他人的意图和行为趋势。因此，对 注视线索知觉及共同注意进行研究有助于揭示人们加工他人行为意图的机制，进 一步加深对社会知觉及人际交往的理解，同时也能为人工智能研究提供科学依据 和理论指导。 1 1 以往研究综述 回顾以往文献，研究者普遍认为共同注意具有反射性，能自动引发观察者固 定的行为反应。由于共同注意涉及到注视方向的自动化加工、反射性注意转移过 程及其神经机制等，以下分别就这几方面对以往研究加以简要的总结和分析。 1 1 1注视线索的生理显著性与知觉偏好 注视方向自动化加工最根本的原因在于注视线索具有生理显著性，生物对这 一线索存在特殊的知觉偏好。 人的眼睛在进化过程中形成了一些简单但强有力的视觉特征。与大多数动物 相比，人眼暴露在外的部分中巩膜所占比例最高，且虹膜与巩膜的颜色对比度较 大，这使人们能非常容易地判断他人的瞳孔朝i 旬( k o b a y a s h i & k o h s h i m a , 1 9 9 7 ) 。 这一特殊的生理显著性有助于对注视方向的加工。 同时，无论动物还是人类，都存在对眼睛的知觉偏好。黑猩猩幼仔( 1 0 3 2 周) 就对人类的注视接触信息存在偏好( m y o w a - y a m a k o s h i ，t o m o n a g a ，t a n a k a , & m a t s u z a w a , 2 0 0 3 ) 。成年黑猩猩还能追随环境中的注视线索，将注意投向相应的 浙江大学硕士学位论文引言 目标( t o m a s e l l o ，h a r e ，& a g n e t t a , 1 9 9 9 ) 。有研究者向1 0 5 名初生婴儿分别呈现两 张女性照片，一张睁眼，另一张闭眼，结果发现初生婴儿注视睁眼照片的时间显 著长于注视闭眼照片。这表明初生婴儿就存在对眼球的知觉偏好( b a t k i ， b a r o n c o h e i l ，w h e e l w r i g h t ，c o n n e l l a n ，& a h l u w a l i a ，2 0 0 0 ) 。2 个月的婴儿在观察人 脸时，与面部其他区域相比更多地注视眼睛( m 删，1 9 8 5 ) 。3 个月的婴儿能追随 他人视线，快速地将注视方向转移到他人注视的位置上( h o o d ，w i l l e n ，& d f i v e r 1 9 9 8 ) 。4 个月的婴儿能正常区分正视视线和偏转视线，表现为对正视视线更为敏 感( f a r r o n i ，c s i b r a , s i m i o n ，& j o h n s o n ，2 0 0 2 ) 。1 2 个月的婴儿能将注视作为他人注 意焦点的可信赖线( b u t t e r w o r t h & j a r r e t t ，1 9 9 1 ) 。成年后，人们在社会交往中 最先注意到的往往还是他人的眼睛；而且，研究表明成人对眼神接触和注视方向 相当敏感，觉察注视方向的正确率几乎可达视敏度水平( f r i s c h e n ，b a y l i s s ，& t i p p e r ，2 0 0 7 ) 。此外，眼动研究发现，无论判断注视方向还是判断头部方向，大 部分被试的第一个注视点均落在人的眼睛上，且对该区域的总注视时间最长，注 视点也最多( i t i e r , v i l l a t e ，& r y a n ，2 0 0 7 ) 。 关于眼睛偏好的成因问题，有研究者认为人类大脑中存在着专门对眼球类似 刺激进行加工的区域( b a r o n c o h e n ，1 9 9 4 ，1 9 9 5 ；d a v i di p e r r e a & e m e r y , 1 9 9 4 ；d i p e r r e t t ，h i e l a n e n ，o r a m ，b e n s o n ，& r o l l s ，1 9 9 2 ) 。单细胞记录发现纹状皮层细胞 会对整个眼球的活动进行反应。具体来说，纹状皮层的不同细胞群分别对巩膜两 侧的可见部分和虹膜瞳孔进行反应。随着眼球的运动，巩膜两侧可见部分比例 发生变化，引起细胞群激活程度的差异( w a t t ，1 9 9 9 ) 。该结果表明：人眼在进化过 程中发展形成了有利于注视方向觉察的特殊生理结构，同时人脑也拥有了加工眼 睛及其注视方向的特定神经机制，二者共同作用，使人类非常善于知觉他人的注 视方向。 1 1 2 注视线索的知觉 尽管眼睛本身带有丰富且易于加工的信息，但对注视方向的知觉加工同时也 会整合其他线索，如头部朝向、身体姿势等。p e r r e t t 和b a r o n c o h e n 分别提出了用 于解释注视知觉加工过程的模型( b a r o n c o h e l l ，1 9 9 4 ，1 9 9 5 ；d a v i di p e r r e t t & e m e r y , 1 9 9 4 ；d i p e r r e t te ta 1 ，1 9 9 2 ) 。p e g e u 的模型主要用于描述人们如何整合注 视朝向、头部信息和身体姿态信息来判断他人的注意方向。他认为这三种线索按 浙江大学硕士学位论文引言 照注视朝向优先，头部朝向次之，身体姿态最后的层级关系被整合到注意方向觉 察器( d i r e c t i o n o f - d e t e c t o r , d a d ) d p 。若人眼清晰可见，那么仅凭眼睛的信息就能 得出他人的注视方向；若人眼模糊不清，那么需要借助头部信息来获得注视方向； 若头部信息和眼睛信息都不足以判断注视方向，则只能依靠身体姿态加以判断 ( d a v i di 。p e r r e t t & e m e r y , 1 9 9 4 ；d i p e r r e t te ta 1 ，1 9 9 2 ) 。然而新近的一些研究对 这一模型提出质疑，他们的实验结果表明，头部信息和注视信息可能并非层级关 系，而是一种平等互补的, 系, ( l a n g t o n & b r u c e ，2 0 0 0 ；l a n g t o n , w a t t ，& b r u c e ， 2 0 0 0 ) 。 受到更多关注的是b a r o n c o h e n 的读心术( m i n d r e a d i n g ) 模型。他认为发展完 备的读心术模型包含4 个模块：意图觉察器( i n t e n t i o n a l i t yd e t e c t o r , i d ) 、注视方向 觉察器( e y e d i r e c t i o nd e t e c t o r , e d d ) 、共享注意机制( s h a r e d a t t e n t i o nm e c h a n i s m ， s a m ) 和心理理论机制( t h e o r y o f - m i n dm e c h a n i s m ，t o m m ) 。b a r o n - c o h e n 特别关注 注视方向觉察器及其与共享注意机制的联系。他认为注视方向觉察器通过捕捉环 境中的眼睛或类似眼球的刺激，计算虹膜在巩膜中的位置，归因注视的心理状态 等三种作用机制来觉察他人的注视方向。只要该模块发展完备，那么人就能顺利 通过注视方向理解他人关注的焦点。共享注意机制通过整合意图觉察器和注视方 向觉察器两个模块的信息，判断自己和他人注意的是否为同一事件，若二者匹配， 那么视觉注意就被共享，形成共同注意。b a r o n c o h e n 认为注视觉察器是心理理 论形成的重要组成部分，人们觉察眼球类似刺激、理解注视方向、利用注视线索 推断他人心理状态的能力在“读心术”中极其重要。因此了他强调眼睛是最好且 最重要的“心灵的窗户 。 p e r r e t t 的模型和b a r o n c o h e n 的读心术模型都非常重视注视线索在社会知觉 中的作用。这些模型为共同注意的反射性提供了部分理论依据。 1 1 3 共同注意具有反射性 目前，研究者普遍支持“共同注意具有反射性”这一观点，他们认为眼球不 仅能自动捕获注意，而且眼球传递出的注视线索还能自动调节注意资源分配，将 注意转移到他人注视的位置上。 研究者采用经典的线索化范式( p o s n e r , 1 9 7 8 ) ，呈现不同注视方向( 向左或向 右) 的简笔画面孔作为线索，要求被试判断目标刺激出现的位置。尽管被试被明 浙江大学硕士学位论文引言 确告知简笔画面孔的注视方向与目标出现位置无关，但注视方向与目标出现位置 一致条件下的反应时均显著快于二者不一致条件。这种利化作用被称为注视线索 效应( g a z ec u ee f f e c 0 ( f r i e s e n & k i n g s t o n e ，1 9 9 8 ) 。其他研究者采用头部朝向线索、 注视- 9 头部朝向双线索等刺激均得到了相似的结果( f r i e s e n , r i s t i c ，& k i n g s t o n e ， 2 0 0 4 ；l a n g t o n & b r u c e ，1 9 9 9 ) 。更有意思的是，当研究者操纵面孔图片注视方向 与目标位置的出现概率，告诉被试目标有8 0 的概率出现在注视方向的对侧时， 仍能出现注视线索效应，即目标出现在注视方向一侧的反应时显著快于目标出现 于对侧时( d r i v e re ta 1 ，1 9 9 9 ；l a n g t o n & b r u c e ，2 0 0 0 ) 。新近一项实验研究表明：不 论是在阈上水平还是阈下水平呈现注视线索，都能引起观察者注意的自动转移 ( s a t o ，o k a d a , & t o i c h i ，2 0 0 7 ) 。即使面孔图片顺时针或逆时针旋转9 0 。，注视线 索已由左右方向变为上下方向，仍存在显著的注视线索效) 直( b a y l i s s ，p e l l e g r i n o ， & t i p p e r , 2 0 0 4 ) 。关于唐氏综合症病人的研究发现，尽管他们无法从面孔图片推 断他人心理状态，但注视线索仍能引导他们的注意( l a w r e n c ee ta 1 ，2 0 0 3 ) 。 综合上述结果，研究者提出共同注意具有反射性：它能自动引发观察者追随 他人视线，将注意转移到他们注视的位置( f r i e s e n & k i n g s t o n e ，1 9 9 8 ；f r i e s e ne ta 1 ， 2 0 0 4 ) 。支持该观点的研究者归纳出以下几点证据( f r i e s e n & k i n g s t o n e ，1 9 9 8 ； l a n g t o n & b r u c e 1 9 9 9 ) ：( 1 ) 注视线索效应的出现相当迅速。即使线索与目标的 s o a 短至l o o m s ，注视同侧的目标加工仍存在利化现象。( 2 ) 注视线索效应的 发生难以抑制。尽管被试在实验前均被明确告知注视方向与目标出现位置完全无 关，或注视方向与目标出现位置相反，但被试还是不由自主地随着观察到的注视 线索转移了注意。( 3 ) 注视线索效应主要发生在较短的s o a 条件下。一旦s o a 延长( 如增加到1 0 0 0 m s ，有些实验中为6 0 0 m s 或7 0 0 m s ) ，这一效应就不再出现。 1 1 4 共同注意的神经机制研究 共同注意的反射性也得到了部分神经科学研究结果的支持。研究者普遍认为 存在一些脑区专门用于注视方向等社会线索的加工，反射性地对其进行反应。如 有研究者采用非侵入性的适应范式考察视觉系统对特定注视方向的知觉机制。他 们提供5 种注视方向：向左或向右偏转1 0 0 ，向左或向右偏转5 0 和正视。先让被 试观察所有注视方向的面孔图片，进行注视敏感度测试；随后的适应阶段则只让 被试观察一个注视方向的面孔图片；适应完毕后，重新进行注视敏感度测试。结 4 浙江大学硕士学位论文引言 果发现适应前，被试能正确区分不同的注视方向；适应后，向适应方向偏转的注 视通常被错误判断为正视，但未适应方向的敏感度并未受到影响；而且该效应相 当稳定，即使适应刺激与测试刺激的大小或头部方向发生变化，这一效应仍存在； 表明人们对特定注视方向选择性地采用不同神经细胞群体进行反应( j e n k i n s ， b e a v e r , & c a l d e r , 2 0 0 6 ) 。电生理学研究表明：一旦刺激被知觉为面孔，或至少有 眼睛存在，就能激活颞下皮层和条纹区皮层的活( b e n t i n ，s a g i v , m e c k l i n g e r , f r i e d e r i c i ，& c r a m o n ，2 0 0 2 ) 。另一项类似的研究发现只有眼睛存在时，才能激活 颞下皮层的神经活动( d o l a ne ta 1 ，1 9 9 7 ) 。此外，单细胞记录研究发现短尾猴的颞 上回中存在着对头部运动和注视方向进行反应的神经细胞( d i p e r r e t te ta 1 ， 1 9 8 5 ) ；猕猴颞上回受损会削弱其区分注视点的f l , ；b ( c a m p b e l l ，h e y w o o d ，c o w e y , r e g a r d ，& l a n d i s ，1 9 9 0 ) 。脑电研究发现水平偏转的注视线索与内侧前额叶皮层区 域性脑血流量的提高存在显著的线性相( c a l d e r , l a w r e n c e ，k e a n e ，& s c o t t ， 2 0 0 2 ) 。m j 个案研究表明：生理方向线索( 如注视) 与非生理方向线索( 如箭 头) 的加工机制相对分离：尽管m j 的右侧颞上回被完全切除，但他能正常判断 箭头线索方向，却无法区分不同注视方( a k i y a m a , k a t o ，m u r a m a t s u ，& s a i t o ， 2 0 0 6 ) 。临床心理学研究发现自闭症患者的典型症状之一是注视线索加工异常 ( p i e m o ，m a r i ，g l o v e r , g e o r g i o u , & c a s t i e l l o ，2 0 0 6 ) ，这可能是由于他们扣带回皮 层、颞极、颞上回等脑区活动异常所致( k a m p e ，f r i t h ，& f r i t h ，2 0 0 3 ) 。综合上述研 究结果发现，人脑中确实存在特定脑区反射性地对共同注意进行反应。 1 2 问题提出和研究构思 已有研究表明，共同注意具有反射性。视觉系统通过这种反射性机制，帮助 人们迅速追踪他人视线，定位到目标位置。然而共同注意仅仅是简单的反射式行 为，注意总是随他人注视方向转移吗? 共同注意的功能是将人的注意分配到他人的注意焦点上，以帮助观察者更 快、更有效地找到他人的关注焦点。该功能的实现，仅仅靠机械地追随他人注视 方向，转移注意是不够的。这是因为发现新兴趣点并不是发生眼动的唯一原因。 一项研究比较了人们在观察和想象不规则方格图表时的眼动过程。结果表明，观 察和想象同一不规则方格图表的眼动扫视路径高度相关( b r a n & & s t a r k ，1 9 9 7 ) 。 另一项研究进一步发现视觉表象中的眼动扫视路径能重设对同一视觉场景的知 浙江大学硕士学位论文引言 觉( l a e n g & t e o d o r e s c u ，2 0 0 2 ) 。这两项研究均表明视觉表象也能产生眼动。此外， 沉思时，人们的双眼既可瞪着天花板，又可做无规则的转动。这些特定心理状态 下，人们注视方向的转移并不包含有意义的信息。因此，假如视觉系统仅通过跟 随他人注视方向转移注意实现共同注意，那么在某些情景下会将注意转移至无效 的位置。笔者假设，如果视觉系统足够智能，应该能对他人眼动时的意图与心理 状态进行推断，并据此决定是否需要追随他人的注视方向，重新分配注意资源。 本研究的三个实验通过设置不同线索指示注视者的意图，以探索共同注意是 否受不同意图推断的影响： 实验一整合头部方向与注视线索信息，考察共同注意是否受不同注视转移意 图的影响。若注视转移意图对共同注意存在影响，那么当注视者主动转移视线时， 应出现注视线索效应，即注视线索预测目标刺激位置有效条件下的反应时更短， 而注视线索预测目标刺激位置无效条件下的反应时较长；当注视者被动转移视线 时，不存在注视线索效应。 实验二仅操纵注视方向信息，考察共同注意是否受到不同意图背景的影响。 若共同注意过程中存在意图推断机制，那么当背景线索指示他人正处于特定心理 状态( 如沉思) ，眼动与发现新兴趣点无关时，注视线索效应将消失。 实验三的主要目的在于排除实验二的结果可能是由于底层物理刺激差异所 引起的解释。实验三的刺激材料仅保留实验二图片的物理特征，阻止被试形成相 应的意图线索。若结果与实验二不同，则说明实验二的结果并非由底层物理特征 差异所致。 浙江大学硕士学位论文 实验研究 2 实验研究 2 1 实验一 本实验在注视线索研究常用的范式上稍作修改，利用人物面孔图片刺激，使 其在注视转移时，表现出不同的行为意图( 如主动转移视线与被动转移视线) ， 以考察共同注意是否会受到不同注视转移意图的影响。若不同注视转移意图对共 同注意产生影响，那么当人物主动转移视线时，正常出现注视线索效应；而当人 物被动转移视线时，被试应能从背景线索中正确理解视线的改变本身并不包含任 何社会含义，从而导致注视线索效应消失或削弱。 2 1 1 实验方法 2 1 1 1 被试 l o 名被试( 4 男6 女) 参与了本实验。被试均为浙江大学在校本科生或研究 生，被试的视力( 或矫正视力) 正常，且均为右利手。 2 1 1 2 实验仪器 实验在s a m s u n gs y n c m a s t e r9 9 7 显示器( 1 9 英寸) 上进行，屏幕分辨率 为1 0 2 4 7 6 8 ，刷新率为1 0 0 h z 。实验程序采用m a t l a b7 1 软件编写，反应键为“1 ” 和“2 ”。实验在暗室环境中进行，被试眼睛与屏幕的距离约5 7 c m 。 2 1 1 3 实验材料 实验材料包含图片刺激和声音刺激。图片刺激为一名男性三种注视方向的面 孔图片，注视方向分别为头部和视线均面向被试( 正视) ，均向左偏转或均向右 偏转。声音刺激主要起模拟真实场景的作用。 2 1 1 4 实验设计与程序 实验采用2 ( 视线偏转意图：主动和被动) x2 ( 线索有效性：有效和无效) 被试内设计，分为4 个区组，每组4 0 个试次，共1 6 0 次。单个试次流程如图l 所示。视线主动偏转条件下，人物先面孔朝前正视被试，2 0 0 m s 后头部方向随机 浙江大学碗学位论文 实验研究 左右偏转，视线方向亦随之改变。被动偏转条件下，人物先面孔朝前正视被试， 5 0 m s 后面孔左侧或右倒突然出现一拳头，拳头慢慢靠近面孔，面孔顺势偏转， 出现惊恐表情，同时伴有被打中的声音，造成拳头打胜使面孔向一侧偏转的现 象，整个过程持续1 5 0 m s 。线索有效指注视方向与目标剌激出现位置相同，无效 则二者方向相反。被试任务是判断出现在面孔一侧的白色小圆点的数目是1 个还 是2 个，并按相应的键反应实验一耒设置反应宙，主要考察被试在不同条件下 的反应时。 月l # 1 * 程目$ g q a f a m n ( 蛳眦) ，目 自# 目* 自m 自e 目右侧# # 桠( o 眦* 程目十 * 自转# ，自自自转# ) 空目1 帅目# # m # * 目帆m 日自e 十目 * a * * * 十月 日1 十* 是2 十 2 12 结果与分析 数据处理前，剔除小于l o o m s 及实验一平均反应时三个标准差以外的数据， 本实验中，被试反应的正确率均高于9 0 剔除错误试次，仅分析反应正确的试 次。实验一每种条件下的反应时如图2 所示。视线主动转穆条件下，注视线索有 效条件的平均反应时为6 4 96 3 m s ，注视线索无效每件的平均反应时为6 6 2 4 6 m s ； 视线被动转移条件下，注视线索有效条件的平均反应时为6 4 6 6 7 m s ，注视线索 无效条件的平均反应时为6 7 7 4 1 m s q 譬一 旦 浙大学顶上学位论女实研究 7 0 0 6 9 0 6 8 0 6 7 0 6 6 0 喜6 5 0 喜6 4 0 雩6 3 0 一6 2 0 6 1 0 6 0 0 0 r 扪 主动转移被动转移 不同实验条件 圈2 实验一不同条件下的反应时 2x2 方差分析表明：线索主效应显著( f ( 1 ，9 ) 1 95 5 4 ，p o0 1 ) ，但意图主效应 不显著( f ( 1 ，9 ) - i4 6 8 ，p = o2 2 6 ) ；线索与意图的交互作用也不显著( f ( 1 ，9 ) = 00 6 8 ， p - o4 2 0 ) 。实验一的结果表明，无论人物是主动偏转视线还是被动偏转视线，线 索有效条件下的反应时均显著快于线索无效条件。实验一未能证实笔者先前的假 设。这可能是因为实验一在短时问内引入7 过多的刺激，导致结果不稳定。头部 方向、拳头运动方向、表情变化、声音刺激等均会吸引被试的注意，也许正是因 为这些效应的存在，抵消了背景信息对注视线索效应的影响另一种可能是实验 一中操纵的视线转移背景未能很好地模拟现实中的场景，被试可能未必将实验刺 激相应地知觉为主动和被动的头部转向。 浙江大学硕士学位论文实验研究 2 2 实验二 基于前述分析，实验二改进了实验一的操作，安排人物面孔与不同的背景线 索同时出现，继续考察意图推断对共同注意的影响。以往研究表明，思考或想象 时也能发生眼跳( b r a l l d t & s t a r k , 1 9 9 7 ；l a e n g & t e o d o r e s c u ，2 0 0 2 ) 。实验二采用不 同背景线索，营造不同的意图情景( 如注视和思考) ，考察意图推断的作用。若 共同注意受到意图推断的影响，那么一旦被试从背景信息中获知他人的注视线索 其实并不包含发现新事物的意图，被试应能停止对他人注视线索的盲目追随，表 现为注视线索效应的削弱或消失。 2 2 1实验方法 2 2 1 1 被试 3 8 名被试( 1 9 男1 9 女) 参与了本实验。被试均为浙江大学在校本科生或研 究生，被试的视力( 或矫正视力) 均正常，且均为右利手。 2 2 1 2 实验材料 本实验材料全部为图片刺激。采用两种类型图片，一种在人物面前放置中国 象棋棋盘，实验前告知被试该人物在跟其他人下棋，当前他正在思考下一步该如 何走，视为“思考”条件；另一种是人物面前放置一堆杂物，视为“注视”条件。 2 2 1 3 实验设计与程序 本实验采用2 ( 背景信息：思考和注视) 2 ( 线索有效性：有效和无效) 混合设计，背景信息为被试间因素，线索有效性为被试内因素。”实验分为2 个区 组，每组4 8 个试次，共9 6 次。单个试次的流程如图3 所示：先呈现人物与背景 的组合图片，约8 0 0 毫秒；随后图片中人物的注视方向随机变化，向左或向右看； 持续3 0 0 毫秒后，人物面孔左侧或右侧随机出现1 个或2 个白色小圆点。被试任 务是判断随机出现在面孔左侧或右侧的白色小圆点的数目，分别按相应的键进行 反应。实验二未设置反应窗，主要考察被试在不同实验条件下的反应时。实验前， 明确告知被试注视方向与目标出现位置无关。实验仪器和其他实验条件均与实验 一相同。 浙江大学硕学位论文实验研究 雹 囝 网 鬻热燃i 慧笛熬器墨焉2 端嚣 d , l l l 矗目e 1 个2 十 2 22 结果与分析 数据处理前，剔除小于1 0 0 m s 及实验一平均反应时三个标准差以外的数据 本实验中，被试反应的正确率均高于9 0 。剔除错误试次，仅分析正确反应的试 次。实验二每种条件下的反应时如图4 所示。思考背景下，注视线索有效条件的 平均反应时为6 6 19 9 m s ，注视线索无效条件的平均反应时为6 6 99 1 m s ；注视背 景下，注视线索有效条件的平均反应时为6 4 8 8 6 m s ，注视线索无效条件的平均 反应时为6 8 27 0 m s 。 浙江大学碗学位论文 宴验研究 皇 崔 赵 思考注视 币嗣实验条件 图4 实驻二不同杀件下的反应时 2 x2 方差分析表明：线索的主效应显著i f ( 1 ，3 6 卜1 9 4 8 7 ，p o0 0 1 ) ，即目标刺 激与注视方向一致的反应时显著快于目标刺激与注视方向不一致的反应时；背景 主教应不显著( f o ，3 6 ) = 0 0 0 0 ，p - - o 9 9 5 ) ；线索与背景的交互作用显著 ( f ( 1 ，3 6 ) = 75 1 0 ，p o0 1 ) 。进一步采用配对t 检验分析，结果表明：注视背景下， 线索有效条件与无效条件的反应时差异显著( “1 8 ) = _ 46 6 4 ，p o0 0 1 ) ；而思考背景 下，线索有效条件与无效条件的反应时差异不显著似1 8 ) = - 13 0 4 ，p = 0 2 0 9 ) 。 实验二的结果表明，注视背景条件下，正常出现注视线索效应；思考背景条 件下，该效应消失。笔者认为不同背景信息使被试能迅速辨别他人注视线索是否 传递出有效的社会信孽，进而决定是否需要追随他人的注视方向。思考背景意味 着注视者没有操作意目，他只需要观察棋盘的变化柬谋划下一步动作即可，固而 没有必要追随注视线索，注视线索效应消失；而注视背景则不同，人物的注视线 索可能合有操作意图，追随注视线索可能有助于被试更好地完成觉察任务。 浙江大学硕士学位论文实验研究 2 3 实验三 实验二的结果显示意图推断对共同注意存在影响，但由于实验二中所采用的 刺激本身就具有不同的物理特征，可能正是由于这些低水平的差异导致思考背景 和注视背景这两种实验条件下的注视线索效应量有所不同。为了排除这一解释， 本实验对实验二的图片刺激加以调整，仅保留低水平的图片物理特征差异，而破 坏背景与人脸的语义联系，使观察者无法根据背景信息形成相应的意图推断。若 本实验的结果与实验二不一致，则支持本研究的假设。 2