（基础心理学专业论文）注意资源对内隐序列学习的影响来自erp的证据.pdf

摘要 i i i i i m ii h iiii1i i i m i i i i i i i i y 2 14 7 9 5 6 内隐学习是一种不同于传统外显学习的不知不觉的学习过程，它 是有机体与环境接触时，无目的、自动地获取客体间结构关系，并由 此而改变事后的某些行为的学习。序列学习是内隐学习研究的主要范 式之一。目前序列学习脑机制的研究还比较薄弱，利用脑电事件相关 电位对序列学习进行的研究还比较少。 在前人研究的基础上，本研究为了更好的检验注意资源是否会对 内隐序列学习造成影响，并弥补前人在事件相关电位领域对这一问题 的研究空白，采取单一任务加载分心刺激的方式，设计了两个关于内 隐序列学习的e r p 实验。 实验一操纵了分心刺激物的数量，由于在无分心刺激物、有一个 分心刺激物和有两个分心刺激物三种条件下，被试能够分配到目标刺 激上的注意资源是不一样的，由此可以考察注意资源不同对内隐序列 学习的影响。实验一的反应时结果显示，随着分配到目标刺激上的注 意资源的减少( 分心刺激增加会占用更多的注意资源) ，内隐序列学 习的学习效果会被削弱( 体现在反应时增加) 。在电生理层面上，标 准刺激的e r n 波幅和p 3 波幅分别显著小于异常刺激的e r n 波幅和p 3 波幅，这表明被试检测出了预设的异常刺激，而由于被试在外显层面 上并不知道实验中呈现的材料存在序列规则，这就说明了被试的这种 对异常刺激的检测是建立在内隐学习的基础上的。实验一的电生理结 果也显示，随着分心刺激数量的增多，被试分配到目标刺激上的注意 资源减少，被试对目标刺激的内隐序列学习效果( 学习效果的电生理 指标为e r n 波幅和p 3 波幅) 受到了削弱( 波幅变小) 。 实验二采用了与实验一相同的二阶序列范式，但操纵的是分心刺 激物与目标刺激物的共享属性高低，由于在无分心刺激物、低共享属 性分心刺激物和高共享属性分心刺激物三种条件对注意资源的影响 有所不同，因此考察三种条件下序列学习的效果是否有差异可以检测 出注意资源对内隐序列学习有何影响。实验二的反应时结果显示，随 着分配到目标刺激上的注意资源的减少( 分心刺激与目标刺激共享属 性增高会占用更多的注意资源) ，内隐序列学习的学习效果会被削弱 ( 体现在反应时增加) 。在电生理层面上，随着分心刺激与目标刺激 的共享属性的增加，被试分配到目标刺激上的注意资源减少，被试对 目标刺激的内隐序列学习效果也受到了削弱。 综合两个实验的结果，本研究得到的结论是：分心刺激的存在会 影响( 削弱) 内隐序列学习的学习效果，而且分心刺激占用的注意资 源越多，内隐序列学习受到的影响就越大( 削弱的更多) 。本研究为 注意资源能够对内隐序列学习产生影响提供了电生理层面的证据。 关键词：注意资源，内隐，序列学习，e r p a b s t r a c t i m p li c i t l e a r n i n gi s d if f e r e n tf r o mt h e i m p e r c e p t i b l y l e a r n i n gp r o c e s so ft r a d i t i o n a le x p l i c i t l e a r n i n g ，i ti sa p r o c e s so fa u t o m a ti c a ll y a c q u i r i n gf o ro b j e c ts t r u c t u r a l r e l a t i o n sf r o me v e n ta n de n v i r o n m e n t i m p li c i ts e q u e n c e l e a r n i n gi s o n eo ft h em a i np a r a d i g m si n i m p li c i tl e a r n i n g r e s e a r c h t r a d i t i o n a ls t u d i e si n e f f e c t so fa t t e n t i o n a l r e s o u r c e so n i m p li c i ts e q u e n c e l e a r n i n gu e s dt oa d o p tt h e d u a l t a s kp a r a d i g m ，i n v e s t i g a t et h ee f f e c t so ft h es e c o n dt a s k s o nt h ef i r s tt a s k t h e c u r r e n ts e q u e n c e l e a r n i n g sb r a i n m e c h a n i s mr e s e a r c hw h i c hu s i n ge v e n tr e l a t e d p o t e n t i a l si s r e l a t i v e l yr a r e o nt h eb a siso fp r e v i o u ss t u d i e s ，i no r d e rt oe x a mt h e e f f e c to fa t t e n ti o n a lr e s o u r c eo n i m p li c its e q u e n c el e a r n i n g a n dt om a k eu pt h eb l a n ko nt h ef i e l d so fe v e n tr e l a t e d p o t e n t i a l t h i ss t u d yt o k ea s i n g l et a s kw h i c hl o a d e db yd i s t r a c t i o n s t i m u l u sa sp a r a d i g m t h i ss t u d yd e s i g n e da n dc o m p l e t e dt w oo f e r pe x p e r i m e n t so nt h ef i e l d so fi m p l i c i t s e q u e n c ei e a r n i n g i nt h ef ir st e x p e r i m e n tw em a n i p u l a t e dt h en u m b e ro f d i s t r a c t i o ns ti m u l u s ，t h ea t t e n t i o n a lr e s o u r c e st h a ts u b j e c t s a s s i g n e dt ot a r g e ts t i m u l u sw e r ed i f f e r e n ti nt h ec o n d i t i o n s o f n o d i s t r a c t i o n s t i m u l u s ， o n e - d i s t r a c t i n g s t i m u l ia n d t w o d i s t r a c t i n g s t i m u l i ，s ow ec o u l de x a m i n et h ee f f e c to f a t t e n t i o n a lr e s o u r c e so n i m p l i c i ts e q u e n c el e a r n i n g i nt h e f i r s te x p e r i m e n t ，t h er e a c t i o nt i m er e s u l t ss h o w e dt h a t ，w i t h t h er e d u c t i o no ft h ea t t e n t i o n a lr e s o u r c e sw h i c ha s s i g n e dt o t h et a r g e ts t i m u l u s ( i n c r e a s et h en u m b e ro fd i s t r a c t i n gs t i m u l i w o u l do c c u p ym o r ea t t e n t i o n a lr e s o u r c e s ) ，t h ep e r f o r m a n c eo f i m p li c i ts e q u e n c el e a r n i n gw o u l db e c o m ew e a k e r ( p e r f o r m a n c e d i nt h ei n c r e a s eo fr e a c t i o nt i m e ) i nt h ee l e c t r o p h y s i 0 1 0 9 i c a l l e v e l ，t h e a m p l i t u d e so fe r na n dp 3 i ns t a n d a r ds t i m u l u sw a s s m a ll e rt h a nt h ea m p li t u d e so fe r na n dp 3i nt h ea b n o r m a l s t i m u l u s ，i ts h o w e dt h a ts u b j e c t sh a dd e t e c t e dt h ea b n o r m a l s t i m u l uw h i c hh a db e e np r e s e t a st h es u b j e c t sd i dn o tk n o w t h e r ew a sas e q u e n c er u l e si nt h ep r e s e n t e de x p e r i m e n tm a t e r i a l i nt h ee x p l i c i tl e v e l ，w ec a ni n f e rt h a tt h ed e t e c t i o nt ot h e a b n o r m a ls t i m u l u sw a so nt h eb a s i so fi m p li c i tl e a r n i n g i nt h i s e x p e r i m e n t s ，t h ee l e c t r o p h y s i o l o g i c a lr e s u l t sa l s os h o w e dt h a t ， w h e nt h en u m b e ro fd i s t r a c t i n gs t i m u lib e i n gi n c r e a s e d ，t h e a t t e n ti o n a lr e s o u r c e st h a ta s s i g n e dt ot h et a r g e ts ti m u l u s b e i n gr e d u c e d ，t h ep e r f o r m a n c e( p e r f o r m a n c e d i nt h e e l e c t r o p h y s i 0 1 0 9 i c a li n d e xt h a ti n c l u d e de r na m p l i t u d ea n dp 3 a m p l i t u d e ) o fi m p l i c i ts e q u e n c el e a r n i n gw o u l db e c o m ew e a k e r ( i nas m a ll e ra m p ti t u d e ) i nt h es e c o n de x p e r i m e n tw eu s e ds e c o n d o r d e rc o n d i t i o n a l s e q u e n c e sp a r a d i g ma ss a m ea sw eu s e di nt h ef i r s te x p e r i m e n t ， b u tt h i st i m eo u rm a n i p u l a t i o nw a st h es h a r e da t t r i b u t el e v e l b e t w e e nd i s t r a c t i n gs t i m u l ia n d t a r g e ts t i m u l i ，t h e a t t e n t i o n a lr e s o u r c e st h a t s u b j e c t sa s s i g n e d t o t a r g e t s t i m u l u s w e r ed i f f e r e n ti nt h ec o n d i t i o n so f v n o d i s t r a c t i o n s t i m u l u s ，l o ws h a r e p r o p e r t i e sd i s t r a c t i n g 一t 一 s t l m u l la n d h i g hs h a r e p r o p e r t i e s d i s t r a c t i n g s t i m u l i t h e r e f o r ew ec o u l de x a m i n et h ee f f e c to fa t t e n t i o n a lr e s o u r c e s o ni m p l i c i ts e q u e n c el e a r n i n gi nad i f f e r e n t w a y i nt h es e c o n d e x p e r i m e n t ，t h er e a c ti o nti m er e s u l t ss h o w e dt h a t ，w it ht h e r e d u c t i o no ft h ea t t e n t i o n a lr e s o u r c e sw h i c ha s s i g n e dt ot h e t a r g e ts t i m u l u s ( i n c r e a s et h es h a r e p r o p e r t i e sw h i c hc o m p a r e d w i t ht a r g e ts t i m u l iw o u l do c c u p ym o r ea t t e n t i o n a lr e s o u r c e s ) ， t h ep e r f o r m a n c eo f + i m p l i c i t s e q u e n c el e a r n i n gw o u l db e c o m e w e a k e r ( p e r f o r m a n c e di nt h ei n c r e a s eo fr e a c t i o nt i m e ) i nt h e e l e c t r o p h y s i o l o g i c a ll e v e l ，w i t ht h es h a r e - p r o p e r t i e sw h i c h c o m p a r e d w i t h t a r g e ts t i m u l ii n c r e a s e d ，t h ea t t e n t i o n a l r e s o u r c e st h a ta s s i g n e dt ot h et a r g e ts ti m u l u sw o u l db er e d u c e d ， t h ep e r f o r m a n c eo fi m p l i c i ts e q u e n c e l e a r n i n gb e c a m ew e a k e r s y n t h e s i so ft h er e s u l t so ft w oe x p e r i m e n t s ，t h ec o n c l u s i o n i st h a tt h e p r e s e n c eo ft h e d i s t r a c t i n gs t i m u lic o u l d i n f l u e n c e ( w e a k e n ) t h ei m p l i c i ts e q u e n c el e a r n i n g ，a n dt h em o r e t h ea t t e n t i o n a lr e s o u r c e so c c u p i e db yd i s t r a c t i n gs t i m u l i ，t h e m o r ei n f l u e n c e ( w e a k e nm o r e ) i tw o u l db e t h e p r e s e n ts t u d y p r o v i d e da ne v i d e n c et h a tt h ea t t e n t i o n a lr e s o u r c e sd oh a v e e f f e c t so nt h e i m p l i c i ts e q u e n c el e a r n i n gf r o mt h e e l e c t r o p h y s i 0 1 0 9 i c a ll e v e l k e y w o r d s ：a t t e n t i o n a lr e s o u r c e ，i m p l i c i t ，s e q u e n c el e a r n i n g ， e v e n t r e l a t e dp o t e n ti a l v 注意资源对内隐序列学习的影响：来自e r p 的证据 1 1 内隐学习 1 引言 内隐学习是一种不同于传统外显学习的不知不觉的学习过程，它 是有机体与环境接触时，无目的、自动地获取客体间结构关系n 屯1 ， 并由此而改变事后的某些行为的学习3 。儿童不用对母语的单词和语 法规则进行系统的学习，就能随着时间的推移在不知不觉中“自然而 然”的学会说母语；象棋的新手如果大量的阅读棋谱或观看比赛，即 使没有师傅面对面的点拨，棋艺也会大大的进步；初学骑自行车的人 单纯在清晰的言语指导下很难掌握根据前轮的运动来把握车头的技 巧，但只要有一定实践却多半能在“神不知鬼不觉”中学会骑自行车。 这些学习的过程都有着一个共同的特点，它们都发生在不知不觉之 中。这种学习不同于传统中有意识、有目的获得知识的学习，这种学 习就是在近些年引起学术界广泛探讨的内隐学习，内隐学习普遍的存 在于我们日常生活中的方方面面n 4 1 。 世界上第一篇以“内隐学习为题的论文，是美国心理学家a s r e b e r 在1 9 6 7 年发表的“人工语法的内隐学习”( i m p l i c i tl e a r n i n g o fa r t i f i c i a lg r a m m a r ) ，也正是这篇论文首次提出了“内隐学习” ” 这一概念瞄1 。ir e b e r 在他的研究中要求一组被试寻找呈现材料中字母 j 串的内在结构，要求另一组被试单纯的记忆呈现材料中的字母串。研 硕士学位论文 究发现，被试在评价新呈现的字母串是否符合之前呈现的字母串的语 法时，被要求发现字母串结构的被试表现的竞不如仅仅被要求记忆字 母串的被试。r e b e r 据此认为记忆组对实验所呈现的材料进行了内隐 学习，并且这种在无意识中获得复杂信息的加工至少在一些特定的条 件下比外显加工更占优势。r e b e r 的这个著名实验使得内隐学习正式 成为心理学研究者关注的对象。 2 0 世纪8 0 年代，随着在世界范围内掀起的对内隐记忆的研究 热潮，心理学的各个分支学科都或多或少的受到了无意识认知的影 响，尾随着内隐记忆的热潮，内隐学习于9 0 年代掀起了认知心理学 的又一个研究热潮。关于内隐学习的本质特征，研究者的论述大致包 括四个方面：一、内隐学习的自动性，大量的研究畸。8 1 都表明人们在 掌握复杂的人工语法的过程中确实存在着内隐学习这种自动发生的 而无须意识努力的学习；二、内隐学习的理解性，对于内隐学习的 意识是否可接近这一问题，研究者多半以言语报告的形式阳1 或者间 接推断的模式n 来研究；三、抗干扰性，内隐学习的抗干扰性表现在 内隐学习的过程很难受到刺激呈现的系列位置、被试的年龄、神经损 伤程度等因素的影响和干扰n ；四、内隐学习的抽象性，内隐学习的 抽象性表现在，在内隐学习过程中，人们可以不受刺激表面的物理特 征的影响而抽象出事物的本质属性，进而在外部的刺激条件发生了一 些变化的情况下，习得的知识也可以发生迁移。 注意资源对内隐序列学习的影响：来自e r p 的证据 1 2 内隐序列学习 人类心理机能的基本特点之一是能够有序地产生有组织的行为。 而获得关于行为或事件的序列知识对人们的日常工作、学习和生活至 关重要n 引。人们正常的学习记忆能力和序列学习能力之间是有非常紧 密的联系的。许多相关的报道都报告了正常的老年人、患有阅读障碍 的人以及帕金森症患者等人群的序列学习能力都有不同程度的缺失。 因此，我们对序列学习能力及其神经机制的研究，在人类大脑的学习 记忆机理的研究、相关疾病( 如学习障碍) 的诊断和治疗等领域都有 着非常积极的意义n 3 3 。 近年来，研究者在内隐学习的相关研究中发现，人们在序列学习 的过程中可以获得无意识的知识，这些知识会影响行为，但是人们却 意识不到它们n 争1 6 1 。以往的许多实验都表明，被试在序列学习中习得 的行为可以不伴随外显知识而单独表现出来，这就是说即便被试并没 有意识到呈现的材料中存在着序列规则，也不能对序列规则进行正确 的再现，其行为依然可以体现出学习效应( 如反应时的获益) n 7 1 9 f 。 在序列反应时任务中，研究者会以一定的速度向被试呈现一系列的刺 激，在这个过程中： 研究者要求被试对刺激出现的位置做出一一 对应的按键的反应，而刺激将出现在电脑屏幕上的几个固定位置； 刺激出现的位置将遵从于一个序列规则，但研究者并不会事先告知被 试存在着这样一个规则) 乜0 | 。研究者对一系列的序列反应时任务的结 果进行分析，发现尽管突然的打破规则( 即突然不遵从序列规则地呈 现下一个刺激) 会使被试的反应时间显著增加，但是被试往往并没有 硕士学位论文 意识到所呈现的刺激材料中包含有序列规则，而且也报告不出这种序 列规则，因此研究者认为在序列反应时任务中被试获得的序列知识是 内隐的n4 2 0 - m 。这些内隐知识都是在无意识中习得的，都是不能够用 言语来表述出来的，它们在不能被有意识提取的情况下，仍能够改变 人的操作成绩。 内隐序列学习、人工语法学习和动态系统控制是内隐学习研究中 的三种主要研究范式瞳引，而内隐序列学习则是内隐学习研究最常用的 范式n 毛2 2 - 2 4 。n i s s e n 和b u l l e m e r 提出的知觉运动定位任务乜5 | ， 实质就是内隐序列学习，该任务不断被后人采用与修正。由于内隐序 列学习以反应时为主要指标，故又被称为序列反应时( s e r i a l r e a c t i o nt i m e ，s r t ) 任务。内隐序列学习之所以能够成为研究内隐 学习的一个主要范式，是因为其有着特定的优势，比如，由于被试并 不知道序列存在着规律，因此对序列知识的获得与提取过程都是内隐 的，与人工语法和动态系统控制相比，存在着更高的连贯性、一致性。 因此，序列学习一直是内隐学习的一个热点心6 i 。 1 3 关于注意在内隐序列学习中的作用的研究 因为人类所有的心理活动都离不开注意乜7 i ，所以注意理论一直倍 受着人们的关注。内隐序列学习与注意的关系正是内隐学习研究中的 基本问题之一乜8 0 1 ，这也是一个非常值得探讨的问题，它对于人们理 解内隐序列学习的特征和实质，以及如何在日常的工作、学习和生活 中正确地运用这种形式的学习来提高效率，都具有十分重要的意义。 注意资源对内隐序列学习的影响：来自e r p 的证据 目前在内隐序列学习的研究中，对于内隐序列学习与注意的关 系，研究者之间还存在很大的争议心8 。3 3 。内隐序列学习的研究中，单 序列的长度一般定为i 0 - 1 2 个b 4 q6 | ，许多研究者采用了双任务范式， 在双任务范式中研究者常常将语音计数任务作为次要任务乜6 1 并通过 次要任务对主任务的影响来研究内隐序列学习与注意之间的关系，使 用双任务范式的研究到目前为止还没有统一的研究结果7 l ，有的研究 表明注意影响序列学习乜1 3 8 。3 刚：有的研究表明注意对序列学习没有影 响肛4 2 1 。因此，研究者之间对注意是否会真的影响到内隐序列学习还 存在很大争议心6 3 2 删。因此，研究者提出了各种各样的理论来解释研 究结果乜弘3 。 针对前人的研究，f r e n s c h 等人指出，虽然许多有关内隐序列学 习的研究都表明，被试在单任务条件下的学习成绩明显好于在双任务 条件下的学习成绩，但是在双任务条件下内隐学习的效应却并没有完 全消失而只是略小于单任务条件下内隐学习的效应副。由此，f r e n s c h 等人提出，研究应该进一步的区分第二任务对序列学习本身以及序列 学习结果的表达的影响，他们认为假如第二任务既影响了序列学习本 身，又影响了序列学习结果的表达，那么被试在不同学习条件下的学 习成绩就会有所不同。在这一假设下，f r e n s c h 、l i n 和b u c h n e r 设 计并实施了实验，然而实验结果却显示，单任务或双任务的实验条件 并不能造成被试学习成绩的显著差异n4 | 。因而，f r e n s c h 等人认为， 第二任务并不会影响序列学习本身，但是会抑制被试有关内隐序列学 习与注意的关系的表达。他们进一步提出，内隐学习的过程是自动的， 硕士学位论文 内隐学习的真正特点在于不需要注意资源参与就能够对刺激物做出 加工。他们的这一理论就是“抑制表达”说。 1 3 1 支持观点 h e u e r 和s c h m i d t k e 的研究为f r e n s c h 等人的理论提供了一些支 持，在他们的研究结果中，被试在单任务学习条件下的学习成绩显著 比在双任务学习条件下的学习成绩要高b9 | 。后来，c u r r a n 和k e e l e 进行了类似的相关研究，不过他们得到的实验结果与f r e n s c h 等人 的结果相反，c u r r a n 等人发现被试在双任务条件下的学习成绩与在 单任务条件下的学习成绩之间不存在显著的差异b8 i 。作为回应， f r e n s c h 、w e n k e r 和r u n g e r 重复了c u r r a n 和k e e l e 的实验，结果依 旧表明，被试在单任务学习条件下的学习成绩显著比在双任务学习条 件下的学习成绩要高，并且这种差异会伴随练习数量的增多而逐渐变 大n5 | 。除此之外，s c h v a n e v e l d t 和g o m e z 利用或然序列对这一问题 进行了研究，他们的实验结果支持“抑制表达”理论n 6 | 。 1 3 2 反对观点 s h a n k s 和c h a n n o n 对“抑制表达”理论提出了质疑，他们认为 在f r e n s c h 等人的研究存在设计上的缺陷n4 4 7 1 。他们认为，在f r e n s c h 等人的实验里：首先在学习阶段，不同被试组间最大的差异在于对在 学习材料中占很小比例的组段( 4 个组段) 的学习的方式有所不同， 这种差异实际是很细微的，这种设计本身就使得检测不同被试组间学 习成绩的差异变得很困难；其次f r e n s c h 等人只剔除掉了那些数声正 注意资源对内隐序列学习的影响：来自e r p 的证据 确率低于8 0 的被试，然而他们并没有解释选择以8 0 9 6 的正确率作为 筛选标准有何依据，为什么不把正确率设为9 5 或者9 0 呢? 实际上 这种较低的标准很有可能使一些不太认真的被试( 比如没有特别注意 数声任务而专注于主任务的被试) 的数据结果得到了保留，这些数据 无疑会使数据分析受到影响；最后被试在学习阶段学习的序列和测试 序列在结构上并不匹配，也就是说f r e n s c h 等人的研究中测量的实际 上并不是学习到的序列，而只是学习材料中序列的特征，那么，被试 简单的学到那怕学习序列的一个特征都能够在测试序列的表现中显 露出学习效应。于是，针对这些缺陷，s h a n k s 和c h a n n o n 对f r e n s c h 等人的实验进行了设计上的改进，而新的实验结果表明，当第二任务 为数声任务时，不论是在单任务条件下还是在双任务条件下，被试的 序列学习成绩都受到了第二任务的显著影响。他们因此认为，内隐序 列学习实际上是需要注意资源参与的。s h a n k s 后续的相关研究也支 持这种观点瞳6 | 。不过，由于我们在实际研究中很难避免被试的学习成 绩受到表达方式的影响，所以不能仅仅依据s h a n k s 等人的研究结果 就完全否定f r e n s c h 等人的理论。总之，s h a n k s 等人进行的这些具 有新意的尝试，不仅细化了人们对于注意资源对内隐序列学习的影响 的理解，而且促使人们更加注意到序列学习本身和序列学习结果这两 者之间的区别。 1 4 序列学习脑机制的研究 随着科技进步和科学研究手段的不断发展，研究者已经认识到光 采用行为学的手段是难以研究具体的心理活动的。随着神经电生理学 硕士学位论文 的发展，研究者对大脑的认知活动的研究拥有了更多的方法和途径 h 8 | 。由于人类心理活动所产生的脑电信号通常比大脑的自发电位还要 小，因此心理活动所产生的脑电信号很容易被大脑的自发电位所埋 没，因此心理活动所产生的脑电信号难以被研究者观察到。不过，新 发展出的计算机的叠加技术解决了这一难题，这种叠加技术可以将从 大脑的自发电位中提取出心理活动所产生的脑电信号，而通过这种技 术提取出来的信号就被叫做事件相关电位( e v e n t - r e l a t e d p o t e n t i a l ，e r p ) 。也就是说，事件相关电位是刺激事件引起的心理 活动所产生的脑电信号的实时波形，因此事件相关电位具有非常高的 时间分辨率( 能够精确到微妙级别) ，由于事件相关电位的这些特征， 心理学研究者对其产生了广泛的关注。早在1 9 2 9 年，h a n sb e r g e r 就率先描述了脑电记录法( e l e c t r o e n c e p h a l o g r a m ，e e g ) ，也正是从 那时起，研究者开始尝试通过以脑电记录法提取心理活动信息来揭示 大脑活动的规律n9 l 。由于事件相关电位的高时间分辨率特点符合序列 学习与时间密切相关的特征，因此心理学研究者开始在序列学习的研 究中采取事件相关电位技术，而这一技术也不负众望，帮助研究者获 得了许多引人注目的成果n 9 | ，由此，以神经电生理学为基础的各种新 的注意理论及新的注意的概念涌现出来畸。 由于事件相关电位技术尚未广泛普及，目前关于序列学习的脑机 制的研究不是很多。利用事件相关电位技术对序列学习进行研究的比 较知名的有e i m e r 哑1 、r o s s e l e r 旧吲1 以及s c h l a g h e c k e n 嘶1 等人。在这 些研究者的实验中，被试在进行完反应任务后，还要接受序列规则再 注意资源对内隐序列学习的影响：来自e r p 的证据 现报告测试，这个测试可以帮助实验者对被试是否习得了实验材料中 所蕴含的序列规则进行判断。e i m e r 和r o s s e l e r 依据序列规则再现 报告测试来将被试划分成外显学习者( 能够正确的报告出实验材料中 所有的或部分的序列规则) 和内隐学习者( 不能够报告出实验材料中 任何的序列规则) 。 在内隐序列学习的脑机制的研究中，e r n 和p 3 是我们最常参考 的两个指标。 e r n 即错误相关负波( e r r o r r e l a t e dn e g a t i v i t y ) 。错误相关 负波是额骨中心区在一个不正确或不符合预期的反应过后约l o o m s 时发生的否定性反应畸6 i ，它通常被当做检测到错误瞄7 1 或者反应发生冲 突的指标嘞3 。换句话说，从机能上讲，e r n 是一种大脑在注意到反应 选择和反应选择的结果不匹配的情况下产生的错误监测指标，即纠错 电位。在对序列学习的过程中，被试除了对呈现的刺激进行预期外， 还可能同时进行纠错，这就需要用到错误相关负波来检测。r u s s e l e r 等人在用错误相关负波对序列学习进行的研究中，发现外显学习者的 错误相关负波振幅显著大于内隐学习者的错误相关负波振幅，即外显 组表现出更多的纠错倾向刚。 在序列学习的研究中，研究者几乎都会考察p 3 n9 | 。p 3 是顶骨的 颅侧区在刺激过后约3 0 0 4 0 0 m s 时发生的正波，通常与刺激违反期望 的程度相关瞄争6 0 】。越来越多的研究使得研究者发现了更多的与p 3 类 似的成分，p 3 现在已经成为了一个含有许多子成分的大家族h9 | 。在 硕士学位论文 序列学习的研究中，研究者发现p 3 与突然出现的新异刺激有关，通 常在规则序列中研究者会在正常序列中插入偏差刺激( 不符合序列规 则的刺激) ，而正是这种偏差刺激常会引发p 3 的显著变化口2 5 3 。5 5 6 1 - 6 2 。 1 5 问题提出 1 5 1 研究注意资源与内隐序列学习的关系的意义 正如前文所说，序列学习的能力与人类正常的学习记忆能力有着 紧密联系哺3 6 5 1 。因此，我们对序列学习能力及其神经机制的研究，在 人类大脑的学习记忆机理的研究、相关疾病( 如学习障碍) 的诊断和 治疗等领域都有着非常积极的意义n 3 i 。 1 5 2 以往大部分研究采用的双任务范式的缺陷 以往的研究者在探讨注意的影响时，主要都是采用了双任务范 式，这种范式通过增加次级任务( 即第二任务) ，通过观察次级任务 的对主任务的影响来对内隐序列学习是否需要注意资源进行分析。然 而，双任务范式中常常采用的以语音计数任务作为第二任务或以符号 计数任务作为第二任务的方式其实其实是存在缺席的。首先，由于计 数任务本身就很复杂，包含了对刺激物的识别、工作记忆的维持、工 作记忆的更新等多种认知加工过程，因此研究者无法确定究竟是哪个 或哪几个加工过程对序列学习产生了影响哺引。其次，由于在整个实验 过程中被试都被要求进行计数任务，然而直到实验结束时被试才能做 出最终的反应( 报数) ，那么，由于序列反应时的实验时间比较长， 计数任务很容易在实验过程中的某一时间出现某一错误( 比如漏计， 注意资源对内隐序列学习的影响：来自e r p 的证据 错计等) ，可具体是在什么时间出现了什么错误呢? 仅凭最后的报数 显然无法反映出来这一点，因此这种使用计数任务作为第二任务的范 式能否得到可靠的实验结果是值得质疑的；最后，被试在完成这两个 任务时，会不会采取了不同的策略呢? 研究者在双任务范式中并没有 告诉被试哪个任务是主要任务，哪个任务是第二任务，那么，如果我 们考虑被试的个体差异，就不能排除这些情况发生：一些被试会优先 完成序列任务；一些被试却优先完成计数任务；一些被试可能在实验 一开始时优先完成序列任务，在实验后半段却优先完成计数任务；一 些被试在实验一开始时优先完成计数任务，在实验后半段却优先完成 序列任务；另一些被试则无规律的反复交替优先选择完成的任务 这些，无疑都会对实验结果产生难以预测的结果。 1 5 3 前人进行的单任务范式 为了避免双任务范式的缺陷，有的研究者通过单任务范式的设计 来探讨注意资源对内隐序列学习的影响口7 | 。譬如，r o w l a n d 和s h a n k s 的实验畸7 1 就是给被试_ 个单一任务，让被试对目标刺激进行分辨，他 们通过在目标刺激的周围增加分心刺激来考察分心刺激的数量对内 隐序列学习的影响，结果发现内隐序列学习没有受到分心刺激数量的 影响，甚至没有受到分心刺激存在与否的影响。d e r o o s t ，c o o m a n s 和s o e t e n s 瞳8 1 则进一步的通过操纵分心刺激和目标刺激的共享属性来 考察注意资源与内隐序列学习的关系，结果发现分心刺激与目标刺激 共享属性的高低也未对序列学习产生影响。但r o w l a n d 和s h a n k s 的 相关研究8 1 却得到了相反的结果，他们发现当不存在分心刺激时，被 硕士学位论文 试能够对多重序列进行学习；而一旦插入分心刺激，被试的就不能够 对多重序列进行学习了。这一结果表明注意资源是能够影响到序列学 习的。然而前人的相关研究都没有对被试的认知活动进行实时的高精 度的检测，未能检测出被试在高、低注意负荷条件下的大脑认知活动 是否真的存在差异。也许，借助具有高时间精度的e r p 实验方法可 以有效地解决这些难题 6 9 - 7 0 。 本研究尝试从操控序列本身的角度出发，围绕在目标刺激周围的 分心刺激的改变( 包括分心刺激物数量的改变和分心刺激物与目标刺 激无共享属性的改变) 来研究注意资源对目标刺激的影响，并尝试从 电生理的层面，通过对相关脑电成分的分析来检验抑制表达理论，探 讨注意资源对内隐序列学习的影响。 1 1 5 4 本研究的假设 根据s h a n k s 和c h a n n o n 对“抑制表达”理论的质疑h7 | ，由于注 意资源的被占用，内隐序列学习效果会受到分心刺激数量分心刺激 与目标刺激的共享属性的影响。随着分心刺激数量的增) j h 分心刺激 与目标刺激的共享属性的增加，被试的内隐学习也会出现削弱。具体 而言，由于p 3 和e r n 都是异常刺激的指标( 异常刺激相比标准刺激， 会引起更大的p 3 和e r n ) ，如果内隐序列学习需要较多的注意资源， 可以推知，分心刺激占用的注意资源越多，则投入到内隐序列学习中 的注意资源就越少，那么在完成任务过程中投入注意资源最多的组在 出现异常刺激时就会出现较小的p 3 和e r n 波幅( 内隐序列习得较差， 对异常刺激的敏感度较小) 。 注意资源对内隐序列学习的影响：来自e r p 的证据 2 1 目的 2 实验一 通过操纵分心刺激的数量，考察内隐序列学习效果是否会受分心 刺激数量的影响。 2 2 设计 单因素( 分心刺激数量：无分心刺激v s 单分心刺激v s 双分心刺 激) 被试内设计 2 3 假设 无分心刺激组( a 组) 在出现异常刺激时会出现较大的p 3 0 0 和 e r n 波幅；双分心束i l 激组( c 组) 在出现异常刺激时会出现较小的p 3 0 0 和e r n 波幅；单分心刺激组( b 组) 在出现异常刺激时出现的p 3 0 0 和e r n 波幅介于a 、c 组之间。 2 4 被试 湖南师范大学本科生1 9 名( 其中1 0 名为女性，9 名为男性) ， 被试的年龄在1 8 至2 3 岁之间，平均年龄为1 9 岁3 个月。所有的被 试均报告惯用右手，身体健康( 没有神经系统疾病，也没有脑部损伤 史) ，视力正常或矫正后正常。所有被试均自愿参加此次实验，在实 验完成后付给其一定报酬。实验中，一名女性被试由于不认真( 正确 硕士学位论文 率仅为5 6 9 ，而其余被试的正确率均在9 0 以上) 数据被剔除。最 终有效被试为1 8 名( 9 名女性，9 名男性，平均年龄1 9 岁2 个月) 。 2 5 刺激材料与环境 刺激物为黑色实心圆，背景色为5 0 的灰色。黑色实心圆的直径 为2 c m ，由分辨率为1 2 8 0 1 0 2 4 电脑屏幕呈现，被试坐在舒适的座 椅上，双眼距离屏幕8 0 c m ，实验开始前提醒被试注意避免除按键反 应外的身体动作。实验中，要求被试只对出现在线段上方的黑色实心 圆进行反应，故出现在线段上方的黑色实心圆是反应刺激，而出现在 图2 1 从左至右依次为无分心刺激示意图( 图中位置对应的正确按键为f ) 、 单分心刺激示意图( 图中位置对应的正确按键为k ) 、 双分心刺激示意图( 图中位置对应的正确按键为f ) 2 6 实验范式 二阶序列范式 ( 二阶序列中，连续两个刺激位置决定下一个刺激的位置。) 2 7 实验流程 实验阶段，被试根据屏幕上刺激物( 出现在线段上方的黑色实心 注意资源对内隐序列学习的影响：来自e r p 的证据 圆) 出现的位置对键盘上一一对应的键位进行按键反应，屏幕上始终 呈现着处于同一直线上、间隔距离相等的四条相同长度的线段，从左 到右四条线段分别对应着键盘上的d 、f 、j 、k 四个键位( 如图2 1 所 示) 。为了便于表述，在这里我们可以将四条线段的位置从左至右编 为1 、2 、3 、4 ( 分别对应着d 、f 、j 、k ) ，出现在线段上方的刺激物 按以下的二阶序列( s e c o n d m o r d e rc o n d i t i o n a ls e q u e n c e s ，s o c ) 顺序呈现：s o c = 4 - 1 - 3 - 4 - 2 3 - 2 - 1 4 - 3 - 1 2 一( 4 ) 一( 1 ) 一( 3 ) 。之所