（基础心理学专业论文）视觉工作记忆对snarc效应影响初探.pdf

，j c 一， o - 一 苏州大学学位论文使用授权声明 本人完全了解苏州大学关于收集、保存和使用学位论文的规定， 即：学位论文著作权归属苏州大学。本学位论文电子文档的内容和纸 质论文的内容相一致。苏州大学有权向国家图书馆、中国社科院文献 信息情报中心、中国科学技术信息研究所( 含万方数据电子出版社) 、 中国学术期刊( 光盘版) 电子杂志社送交本学位论文的复印件和电子 文档，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或其他复制手段 保存和汇编学位论文，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。 经校保密办审核批准，本学位论文属保密论文，在年 解密后适用本规定。 论文作者签名： 导师签名： 奎兰星e l 毕日 期：趁垒竺丝；词 期：群2 丝蛊至捆 视觉工作记忆对s n a r c 效应影响初探中文摘要 视觉工作记忆对s n a r c 效应影响初探 中文摘要 e l a n as ，r a d o u a n e 等人用erp 实验验证f is c h e r2003 的数字加工引起空间注 意转移的研究，结果发现sn a rc 效应可能和工作记忆有关。而a m p a r oh e r r e r a 等 的实验结果也表明s n a r c 效应跟视觉工作记忆有关。但是有关工作记忆与s n a r c 效应的 关系的行为研究目前还没有，为了验证s n a r c 效应与工作记忆的关系，本研究采用不加 载和加载视觉工作记忆的对比实验来研究snarc 效应是否产生变化来验证视觉工 作记忆对sn a rc 效应的影响。 实验一，在左右两个方框中随机呈现数字1 - - - 9 ( 5 除外) ，要求被试判断呈现的 数字比5 大或比5 小。第一部分要求被试对比5 的大数字按j 键反应，对比5 小的数 字按f 键反应；第二部分要求被试反之，即要求比5 大的数字按f 键反应，比5 小的 数字按j 键反应。 实验二，左右两个方框中随机出现数字l 9 ( 5 除外) ，要求被试首先判断目标 数字与前面出现的提示符是否呈现在同一位置如果在同一位置则不做任何反应，如果 不在同一位置则第一部分要求被试比5 小则按j 键，比5 大按f 键，第二部分要求被 试做相反的按键反应，即比5 小按f 键，比5 大按j 键反应。 本研究得到的主要结论： 1 、视觉工作记忆影响s n a r c 效应 2 、s n a r c 效应跟距离效应可以分离 关键词：数字加工视觉工作记忆s n a r c 效应距离效应 作者：李兰平 指导教师：何华 a b s t r a c t r e s e a r c ho nt h ev i s u a lw o r k i n gm e m o 叮a f f e c tt h es n a r c e f f e c t r e s e a r c ho nt h ev i s u a lw o r k i n gm e m o r ya f f e c tt h e s n a r ce f f e c t a bs t r a c t e l a n asr a d o u a n ee t cu s ee r pe x p e n m e n tt oc h e c kt h ee x p e r i m e n t a lr e s u l t s o f f i s c h e r 2 0 0 3 i tf o u n dt h a tt h es n a r ce f f e c t sm a y b ei n v o l v i n gw o r k i n gm e m o r y a n do n e o ft h er e s u l to fa m p a r oh e r r e r a s t u d yi st h a ti nv i s u a lw o r k i n gm e m o r ye x p e r i m e n t c o n d i t i o n sh a v eo b v i o u ss n a r ce f f e c t t h e r e f o r e ，o u rs t u d yi n n ol o a da n dl o a dv i s u a lw o r k i n gm e m o r ye x p e r i m e n t a l c o n d i t i o ne x p e r i m e n t i z et os t u d yw h e t h e rt h es n a r ce f f e c ta f f e c t e db yv i s u a lw o r k i n g m e m o r y i ne x p e r i m e n t1 ，a s k e dt h ep a r t i c i p a n t st oj u d g et h ep r e s e n tn u m b e rl a r g e rt h a nf i v eo r s m a l l e rt h a ni tw h i c hr a n d o m l yp r e s e n te i t h e ri nl e f to rr i g h ts q u a r ef r a m e ，i n c l u d i n g1 - 9 e x c e p t5 i nt h ef t r s tt a s kp a r t i c i p a n t sw e r er e q u i r e dt op r e s sjk e y b o a r di ft h ep r e s e n t n u m b e r l a r g e rt h a n5 ，i fi ts m a l l e rt h a n5p r e s sk e y b o a r d f o nt h ec o n t r a r y ，t h es e c o n d t a s kl a r g e rp r e s sk e y b o a r df ，s m a l l e rp r e s sk e y b o a r dj i nt h ee x p e r i m e n t2 ，e i t h e ri nl e f to rr i g h ts q u a r ef r a m ea p p e a rn u m b e r1 - 9e x c e p t5 f i r s t ，t h ep a r t i c i p a n t sw e r ea s k e dt oj u d g ew h e t h e r t h et r a g i cn u m b e r a p p e a ri nt h es a m e p o s i t i o nw i t ht h ep r o m p t ，i ft h e yw e r ei nt h es a m ep o s i t i o nd on o t h i n g ；i fn o tm a k e r e a c t i o n i nt h ef t r s tt a s kp a r t i c i p a n t sw e r er e q u i r e dt op r e s sjk e y b o a r di ft h ep r e s e n t n u m b e r l a r g e rt h a n5 ，i fi ts m a l l e rt h a n5p r e s sk e y b o a r d f o nt h ec o n t r a r y ，t h es e c o n d t a s kl a r g e rp r e s sk e y b o a r df ，s m a l l e rp r e s sk e y b o a r dj t h em a i nc o n c l u s i o n so ft h es t u d y i 、t h ev i s u a l - w o r k i n gm e m o r ya f f e c tt h es n a r c e f f e c t 2 、t h es n a r ce f f e c tc a l lb es e p a r a t e d 晰m t h ed i s t a n c ee f f e c t k e y w o r d s ：d i g i t a lp r o c e s s i n g ；v i s u a l w o r k i n gm e m o r y ；s n a r ce f f e c t ；d i s t a n c e e f f e c t w r i t t e n b y ：l il a n p i n g s u p e r v i s e db y ：h eh u a 目录 前言1 第一章数字加工的概念、实验效应及理论2 1 1 数字加工的概念2 1 2 数字加工研究中的实验效应2 1 3 数字加工理论3 1 3 1 心理数字线理论3 1 3 2 三重编码模型4 1 3 3 数字比较计算模型5 1 4 数字加工的任务比较研究范式6 1 5 数字加工的认知神经基础6 第二章数字的空间特性8 2 1 数字空间联合编码的广泛性一8 2 2 数字空间表征的自动性和动态性9 2 3 数字空间编码存在的争议1 0 2 3 1 数字所隐含的空间信息是否自动激活，即是否受意识控制1 0 2 3 2 数字空间信息的编码阶段，刺激呈现阶段还是反应阶段1 l 2 4s n a r c 效应产生原因猜测。1 3 2 4 1 基于文化和社会练习1 3 2 4 2 基于认知加工策略的使用1 5 2 4 3 基于次序。16 第三章s n a r c 效应与工作记忆的关系1 7 3 1 工作记忆的概念及理论模型1 7 3 2 数字加工与视觉空间注意关系1 7 3 3 空间注意与视觉工作记忆的关系研究1 8 3 4s n a r c 效应与视觉工作记忆有关的研究：1 9 第四章研究课题的提出及研究构思2 1 4 1 问题提出2 1 4 2 本研究的意义2 l 4 3 研究构思及研究假设2 2 第五章实验研究2 3 5 1 实验一2 3 5 1 1 方法2 3 5 1 2 数据分析2 4 5 1 3 结果与分析2 5 5 1 4 小结2 7 5 2 实验二2 7 5 2 1 方法2 7 5 2 2 结果与分析2 9 5 2 3 小结3 1 第六章研究结果的讨论。3 2 6 1 实验一与实验二s n a r c 效应比较3 2 6 2 错误率比较3 3 6 3 距离效应分析3 3 6 4 实验一与实验二距离效应比较3 5 第七章研究结论与前景展望3 8 7 1 本研究结论3 8 7 2 进一步研究s n a r c 效应的构思3 8 参考文献3 9 攻读学位期间出版或公开发表的论著、论文4 5 附录4 6 后记5 2 视觉丁作记忆对s n a r c 效应影响初探 前言 毛厶j 一 月l j肓 生活中离不开数字，我们可以发现：生活中到处是数字，可以说我们生活在一个 “数字 的世界中，数字无所不在，它支配着各行各业与每日生活。数字还具有一定 的文化象征意义。因此对数字的研究是具有重要意义的。 认知心理学领域对数字加工的研究随着研究手段科学化程度的不断加深，出现了 一个又一个的发展趋势，每一个发展趋势都有一批行为或者是电生理的研究。这些研 究总结下来主要包括以下方面：数字认知发展研究、多位数的加工过程研究、数字加 工的脑机制研究和数字的空间表征研究等。 近年来，对数字加工的研究大都趋向于数字的空间表征。研究者们也总结出了数 字的一些空间特性。随着认知科学的发展和研究手段的改进，从行为、电生理等各个 方面来探讨数字加工与空间联接的研究不断增多，数字和空间的关系也引来越来越多 的关注。其中数字和空间关系研究中s n a r c 效应的研究成为了重要的研究方式。 第一章数字加工的概念、实验效应及理论视觉工作记忆对s n a r c 效应影响初探 第一章数字加工的概念、实验效应及理论 1 1 数字加工的概念 什么是数字加工呢? 数字加工指个体加工数字刺激，形成相应的数字心理表征， 并运用相应的认知加工，如数量比较、数学运算等的过程( 周晓林，张红川，& 董奇， 2 0 0 5 ) 为什么人们这么热衷于研究数字加工呢? 源于数字对人类生活的重大影响。数 字能够表达出环境带给人类的精确讯息，同时数字产生于环境而又影响人思维方式。 1 2 数字加工研究中的实验效应 数量效应：数量效应也称问题大小效应( p r o b l e ms i z ee f f e c t ) ，是指在数字相关 任务或计算任务中反应时和错误率均随数字数量的增加而提高的现象。在对两个数字 进行比较时，反应时随两个数字绝对值之和的增大而提高( a s h c r a f t ，1 9 9 2 ) 。比如比较 7 和8 的反应时明显大于比较1 和2 的。 距离效应：距离效应是指对两个数字进行大小比较时，反应时和错误率均随数字 数量间距离增加而下降，如比较l 和9 的反应时要显著小于比较8 和9 的反应时 ( c m a p b e l l ，1 9 9 9 ) 。研究者不仅在一位数、两位数的比较中发现距离效应，而且在其 他实验材料也发现了类似现象，如点阵数目比较，线段长度比较、数字数目或物理大 小比较等。 符号效应：数字加工的研究表明，不同的数字符号系统，尤其是以语音为基础的 口头文字和以视觉图形为基础的阿拉伯数字，在加工过程中有着很大的区别。一般而 言，各种口语方式的单词数字符号的绩效都比视觉形式的阿拉伯数字符号的绩效逊 色，这就是所谓的数字符号效应。( p i n e l ，d e h a e n e ，& r i v i e r e ，2 0 0 1 ) 这一效应说明对 数字可能存在多种不同的表征方式，这些表征方式之间存在质的差异。 s n a r c 效应：是指当对数字进行反应时，对于较小的数字，按左侧键的反应比 按右侧键的反应更快；而对于较大的数字，按右侧键的反应比按左侧键的反应更快。 ( d e h a e n e ，d u p o u x ，& m e h e l e r , 19 9 0 ) 2 视觉工作记忆对s n a r c 效应影响初探第一章数字加工的概念、实验效应及理论 1 3 数字加工理论 1 3 1 心理数字线理论 d e h a e n e 等人发现人们在进行数字运算时倾向于把小数排列在视野的左侧，把大 数排列到视野右侧，好像大脑中有一条固定的数字线，人们参考这条线把数字从左到 右按照递增的方式依次排列开来，于是他们把它形象地比喻为“心理数字线”，并认为 心理数字线的空间走向反映了空间信息对数字编码的影响( d e h a e n e ，b o s s i n i ，& g i r a u x ，19 9 3 ；f i s c h e r & r o t t m a n n ，2 0 0 5 ；n u e r k ，w i l l m e s ，& f i a s ，2 0 0 5 ) 。心理数字线 的发现在心理表征层次上支持了数字的空间分布特征。 r e s t l e 等人首先提出心理数字线( m e n t a ln u m b e rl i n e ) 假设，他们指出心理数字 线是对数字数量近似值的模拟表征，对某一个数字数量的空间表征是通过将该数字按 其数量大小相应地映射到一条空间线段的不同位置上实现的，小数字表征在心理数字 线的左侧，大数字表征在心理数字线的右侧。( b e r c h ，f o l e y ，& h i l l ，19 9 9 ) d e h a e n e 提出心理感觉量与物理刺激量的关系相似，数量信息在心理数字线上的 分布也符合费希纳定律，即数字数量在心理数字线上的表征位置和数字的对数值成正 比。( 见图1 ) 数字数量的这种模拟表征是快速的、非精确的，它是形成各种抽象计 算技能的基础。( d e h a e n e ，2 0 0 3 ) 从图中可以看出数字越大，数字与相邻数字之间的 距离越小。 图1 心理数字线模型a a d e h a e n e ，s t h en e u r a lb a s i so f t h ew e b e r - f e c h n e rl a w ：al o g a r i t h m i cm e n t a ln u m b e rl i n e t r e n d si nc o g n i t i v e s c i e n c e s 2 0 0 3 ，7 ( 4 ) 1 4 5 1 4 7 3 第一章数字加工的概念、实验效应及理论视觉工作记忆对s n a r c 效应影响初探 s n a r c 效应表明，数字数量在心理数字线上的空间编码具有一定的方向，即左 侧按键反应较快的数字( 小数字) 被表征在心理数字线的左侧，右侧按键反应较快的 数字( 大数字) 被表征在心理数字线的右侧，因而它常被用于检验数字在心理数字线 上表征的方向。 1 3 2 三重编码模型 三重编码模型是在心理数字线基础上提出来用以对数字加工机制进行解析的认知 模型。三重编码模型能解释数字认知的大多数问题，许多研究结果都可以用这一模型来 解释，如对病人的有关研究( c o h e n & d e h a e n e ，1 9 9 4 ，2 0 0 0 ；d e h a e n e & c o h e n , 1 9 9 7 ) ， 启动效应和反应时研究( d e h a e n e & a k h a v e i n ，19 9 5 ；n a c c a c h e & d e h a e n e ，2 0 01 ) ，正电 子发射断层扫描( p e t ) 研究( d e h a e n ee ta 1 ，1 9 9 6 ) ，以及功能磁共振成像( f m r i ) 研 究( s c h m i t h o r s t & b r o w n ，2 0 0 4 ) 等研究结果都支持该模型。 三重编码模型包括对数字的三种编码：听觉口语编码、近似数量表征和视觉阿拉 伯数字形式表征。( 南云& 罗跃嘉，2 0 0 3 ) 听觉口语编码以单词来表示( 如 t w e n t y o n e ) ，负责口语的输入和输出、计数以及记忆中的加法和乘法的提取。近似数 量表征，以数字在心理数字线上的激活的区域来表示，它描述了一个数字的量并在比 较和估计近似值时起到作用。视觉的阿拉伯数字形式的表征，以一串数字来表示( 如 2 1 ) ，它参与和阿拉伯数字相关的操作任务。视觉阿拉伯数字表征和口语数字表征可 以看作是模拟表征的辅助形式，因为：( 1 ) 它们都是非语义的；( 2 ) 它们更多地与数 字输入和输出的表面形式有关。 这三种数字表征形式可以从一种形式转换到另一种形式( 如从视觉的阿拉伯形式 转换到近似数量表征形式，或者从近似数量表征形式转换到口语输出形式) 。但是数 字的语义表征并不是对数字的一切操作过程都激活的。数字的视觉阿拉伯形式和数字 的口语表征之间的联系是直接的。口语表征和阿拉伯数字的视觉表征之间的这种非语 义通道能够解释某些任务中的操作，这些任务不需要激活数量表征，不需要转换数字 代码。( n o e l & s e r o n ，1 9 9 3 ) 数字加工过程中的语义通道和非语义通道的假设使三重 编码模型比那些早期只建立在语义基础之。( m c c l o s k e y ，1 9 9 2 ) 或只建立在非语义基础 之上的数字加工认知模型更具有灵活性，也更具有普遍适用性。 4 视觉工作记忆对s n 舢坨效应影响初探第一章数字加工的概念、实验效戍及理论 1 3 3 数字比较计算模型 z o r z i 等( z o r z i & u m i l t a ，1 9 9 5 ) 提出数字比较计算模型( c o m p u t a t i o n a lm o d e lo f n u m b e rc o m p a r i s o n ) 。该模型提出数字比较是在一个网状系统里执行操作，网状系统 中的每个结点都与一个激活值相联系，而结点由一些可能是兴奋( 积极的) 或抑制的( 消 极的) a n 权连接联系起来。该模型认为，数字比较是在数量“语义”代码基础上执行的， 因此这种表征水平将作为模型的输入数据被使用。所比较的数字会被一组根据数字大 小激活的9 个结点表征。 两种可能反应的表征( 如按左键或右键说明哪个数字更大) 由两种结点构成，z o r z i 等( 1 9 9 5 ) 将这两种结点称为“反应系统”。输入结点的激活值( 数字大小) 取值范围在【0 ， l 】之间，抑制状态( 消极激活) 在反应系统里是被允许的。在这种情况下，激活的取值 范围在【1 ，l 】之间，但只有积极的激活能通过联结进一步延伸。在刺激启动条件下， 相关输入结点被严格限制在“1 ”值上。 湎 由于反应系统增加了一个通过侧抑制来执行反应竞争的机制，因此反应系统可表 征为一种相互排斥的反应竞争两极，即每个反应结点都有一个与其它结点相抑制的联 系。由于网络系统中其它结点的影响( 包括兴奋和抑制类型) 每个反应结点的状态将会 发生平稳的变化。刺激启动之后，反应系统可以不断循环直到赢得一个优胜的结点为 止。z o r z i 等( 1 9 9 8 ) ( z o r z i ，h o u g h t o n ，& b u t t e r w o r t h , 1 9 9 8 ) 进一步认为，当两个反应结。 点激活之间的差异超过一个特定阈限时，反应就会出现。循环的数字代表了对应于刺 激的反应时测量标准。两个数字的数量结点与反应系统的连接在模型中通过简单输入 联系被学习。这种简单的学习是指：如果模型所连接的结点激活是相互联系的，那么 连接将被加强：反之，如果模型所连接的结点激活不是相互联系的，那么连接将不会 被加强。涉及学习阶段的连接是从数量结点到反应结点的过程。 z o r z i 等( 2 0 0 2 ) ( z o r z i ，p r i f t i s ，& u m i l t a , 2 0 0 2 ) 认为，计算模型代表了个位数字( 1 9 ) 所有可能成对的数量表征。数量结点的激活将逐渐激活扩散到反应结点，模型可以循 环直至达到反应标准为止，这种反应标准由两个反应结点激活的差异组成。当这种差 异达到【0 。5 】或更大时，反应就能够被明确执行，而反应竞争是解释反应时相关部分 的原因。 根据数字比较计算模型的理论，在数字比较任务中是对数字的数量进行了加工。 第一章数字加工的概念、实验效应及理论 视觉工作记忆对s n a r c 效应影响初探 1 4 数字j d t 的任务比较研究范式 d e h a e n e 等于1 9 9 0 年提出了数字认知加工的比较任务范式。该范式被研究者所 广泛应用。比较任务范式应用在任务方面包括，判断数字的大小、奇偶、音素和对称 性( f i s c h e r & r o r m a n n , 2 0 0 5 ；张红川& 董奇，2 0 0 2 ) 等，在刺激呈现方式包括数字出 现在中央和单侧视野( c a l a b r i a & r o s s e t t i ，2 0 0 5 ；c o h e n & d e h a e n e ，1 9 9 6 ) 。 这是由于任务比较范式具有操作简单，能够快速营造数字认知加工情境，并完成 对数量信息的自动激活( 数字距离效应、s n a r c 效应等) 等优点。但是通常数字的数 值与是任务反应的无关信息，而比较任务范式是要涉及到数量加工的，这可能会影响 数字信息的自动提取，从而影响任务成绩。因此，研究者尝试将数字加工范式与其他 范式如s t r o o p 任务范式相结合来解决上述问题。如f t t o u s i 等( 2 0 0 6 ) ( f t t o u s i & a l g o m ， 2 0 0 6 ) 在s t r o o p 任务基础上提出了数字s t r o o p 任务范式来研究数量信息的自动提取和 表征形式。最近任务比较研究范式还结合其他认知过程比如说注意，工作记忆来进行 研究。 1 5 数字加工的认知神经基础 综合一些已有研究的观点，数字加工与两半球下顶叶区的特定神经网络有关。 p i a z z a 等人( h u b b a r d ，p i a z z a ，p i n e l ，& d e h a e n e ，2 0 0 5 ) 的研究表明，语言半球的下 顶叶区的损伤会引起数字加工的缺陷，但是这种对内部数量表征的影响是选择性的。 比如说一定实验条件下顶叶区损伤会影响数字的理解、产生和计算能力而另一种实验 条件下下顶叶区损伤会影响选择性的计算能力，而下顶叶区损伤并不影响阿拉伯数字 形式和单词形式的数字的读、写、说的认知和输出。 d e h a e n e ( d e h a e n e ，c o h e n ，s i g m a n ，& v i n c k i e r ，2 0 0 5 ) 的研究进一步发现：顶区损伤 所引起的计算力缺失原因在于有关数量抽象语义表达的能力受到了损伤而并不是计 算过程本身受到了影响。这个观点被后来的r o l a n d 和f r i b e r g ( 2 0 0 5 ) ( r o l a n d & f r i b e r g ， 2 0 0 5 ) 1 拘实验研究证明。 下顶叶皮质活性反映特定类别数量系统的抽象操作，而且与输入和输出通道及计 算任务无关，这一研究结果被大量的研究证实。在词的分类任务中，e r p 记录显示晚 6 视觉工作记忆对s n a r c 效应影响初探 第一章 数字加工的概念、实验效应及理论 期顶叶皮质活动，而且这种活动只与具体数字单词有关，其它长度与频率都与数字字 词相匹配的刺激如名字、动词、动物名称或是子字符串等均没有引发顶叶皮质活动。 在数字比较任务的e r p 记录中发现下顶叶皮质的活性与数字的呈现方式无关而是随 所比较的数字之间距离变化而变化。因此，下顶叶皮质跟距离效应和大小效应有关。 也就是距离效应和大小效应都跟数字的数量加工有关。 目前已有研究证明，有关数量和数字之间关系的认知是在下顶叶区编码的，而其它 方面的数字加工如数字识别、多位数计算、数字理解和输出、机械算术记忆等等则涉及 到更广泛的脑神经网络。简单计算也要依靠许多区域的合作才能实现。比如说，左侧基 底节损伤而具有完整的下顶叶皮质的患者不能背诵乘法口诀表，却仍能比较数字、解决 简单的加减问题、判断数字区间等。根据数字加工的三联体模型理论，我们可以知道乘 法表是以一种非语义的方式存储在记忆中的，它的形式是单词的机械序列。 以胼胝体损伤患者为被试来探讨数字加工的半球分布的研究表明当胼胝体被损 伤或是被外科手术切断时，割裂半球的数字认知能力受到影响。 f i s c h e r & r o t t m a n n 在外科手术的割裂脑病例中进行了一系列的有关数学能力的 实验。在两种实验装置中，数字在一侧视野闪现，因此只与一侧半球发生联系，要求 患者从事各种复杂程度的数字加工任务。当两个数字同时呈现于一侧视野时，分裂脑 患者可以没有困难地判断其异同( 但由于分开而无法将由两侧视野传递的数字进行比 较) 。因此，两半球都能够分析数字的外形，而且两半球都能够区别数字的大小以及 比较一位数或是两位数与给定的参数的大小。因此，两半球都能够对于数字进行数量 表征。总结起来说就是两个半球都能够加工数字和数量。 c o h e n 等人( c o h e n & d e h a e n e ，19 9 6 ) 对分裂脑病人进行的研究结果显示分裂脑 病人只能够计算呈现于他们左半球的数字，当数字呈现于右半球时，他们连加2 、乘3 、 减1 0 、或是除以2 的简单操作都无法完成，甚至也无法完成选择正确答案或是以非言语 的方式判断正误的任务。这说明两个半球都能够加工数字和数量并不等于左半球和右半 球都影响数学能力。 7 第二章数字的空间特性视觉工作记忆对s n a r c 效应影响初探 第二章数字的空间特性 2 1 数字空间联合编码的广泛性 d e h a e n e 等采用被试间实验要求被试判断目标数字与6 5 的大小关系。要求一部 分被试当目标数字小于6 5 时按左侧键反应，目标数字大于6 5 时按右侧键反应；另一 部分被试做相反的要求。结果发现前一部分被试的反应时更快，错误率更低。d e h a e n e 等( 1 9 9 3 年) 年又采用被试内设计，并用奇偶判断任务代替数字大小判断，实验结 果再次发现，无论数字是奇数还是偶数，按左侧键对小数的反应总是快于对大数的反 应，而按右侧键对大数的反应要快于对小数的反应。因此他们认为，虽然数字奇偶判 断和数量信息无关，但数量的空间表征仍被自动激活。d e h a e n e 等揭示了数字大小与 两侧手反应速度的关系，并且把这种效应命名为空间一数字的反应编码联合，简称 s n a r c 效应。效应被发现后，立即引起了广大研究者的浓厚兴趣，许多针对该效应 的研究相继展开。 s n a r c 效应不受数字的具体表现形式和呈现方式影响，被大量采用不同控制条 件、不同任务、不同刺激的呈现和反应方式的研究证明。 在数字方面，无论是采用阿拉伯数字、点符号表示的数字还是不同语言符号表示 的数字( 比如英文数字德语数字中文数字等) ( c a l a b r i a & r o s s e t t i ，2 0 0 5 ；n u e r k ，w o o d ， & w i l l m e s ，2 0 01 ；刘超，买晓琴，& 傅小兰，2 0 0 4 ；刘超& 傅小兰，2 0 0 4 ) ，无论是判 断数字的大小、奇偶、音素还是对称性( f i a s ，b r y s b a e r t ，g e y p e n s ，& a i ，1 9 9 6 ；f i a s ， 2 0 0 1 ) 都有相关研究证明s n a r c 效应的存在；在刺激呈现方面，无论数字是出现在 中央还是单侧视野，无论采用的是视觉呈现还是听觉呈现刺激方式都有s n a r c 效应； 在反应方式上，不少研究者报告s n a r c 效应出现在使用双手反应、语言反应和眼动 反应的实验中( f i s c h e r ，w a r l o p ，h i l l ，& a 1 ，2 0 0 4 ；k e u s & s c h w a r z ，2 0 0 5 ；s c h w a r z & k e u s ，2 0 0 4 ) 除数字以外，g e v e r s 等( 2 0 0 3 ) ( g e v e r s ，r e y n v o e t ，& f i a s ，2 0 0 3 ) 采用 字母和月份作为刺激材料，结果仍然出现了s n a r c 效应。由此看出，数字和空间的 联合编码不是偶然，而是具有相当的稳定性。 8 视觉工作记忆对s n a r c 效应影响初探第二章数字的空间特性 2 2 数字空间表征的自动性和动态性 后来d e h a e n e 等发现数字的空间编码方式并不是固定不变的，即数字在心理数字 线上的表征具有灵活性。心理数字线可以根据当前任务的需求进行动态调整。如 d e h a e n e ( 1 9 9 3 ) 采用数字奇偶判断研究了加工阿拉伯数字0 - 9 所产生的空间效应， 他把数字分为0 - - 一5 和4 - - - 9 两种范围，结果发现如果把数字4 和5 放在0 - - 5 系列中， 右手反应要比左手反应快，但是当放到4 - - 9 的系列中时出现相反的情况。这说明心 理数字线可以按照当前任务的具体要求进行动态调整。这种动态性还表现在不仅个位 整数可以被表征在心理线上，多位数甚至负数同样可以被心理数字线所表示。 数字大小在心理数字线上的空间表征可以被自动激活。对数字进行奇偶判断时， 虽然任务和大小无关，但仍会出现s n a r c 效应，这表明数字的大小表征可以被自动 激活并按照大小顺序排列在从左到右的心理数字线上。同样，对一系列由红色靠x 组成的线段进行对分时，被试能够准确划分；然而当线段改为由英文数字单词“t w o 和“n i n e 构成时，被试给出的中分点会分别偏向中心的左侧和右侧，这说明，虽然 数字大小和目标任务无关，但它在心理数字线上的空间位置表征还是被自动激活，并 引起空间注意的偏转。 b a i c h t o l d ( 1 9 9 6 ) ( b a c h t o l d ，b a u m u l l e r ，& b r u g g e r ，1 9 9 8 ) 等人用直尺和钟表为材 料，他采用1 到1 1 ( 6 除外) 作为刺激。直尺任务中让被试将呈现的数字想象成直尺上 的刻度，并将其与6c m 进行比较，直尺的形象图片在练习的2 0 个项目中呈现，在 正式实验任务中则不呈现，仅靠被试想象。与直尺任务类似，钟表任务则将呈现的数 字想象成钟表上的刻度，并比较其早于6 点还是晚于6 点。结果发现在直尺任务中， 被试对小数字左手反应快于右手，对大数字右手反应快于左手( 通常的s n a r c 效应) ； 而在钟表任务中则刚好相反，对小数字右手反应快于左手，对大数字左手反应快于右 手( 反向的s n a r c 效应) 这也表明s n a r c 效应具有灵活性。 f i a s 等人( f i a s ，l a u w e r e y n s ，& l a m m e r t y n ，2 0 0 1 ) ，在一个实验中把数字作为无 关的背景刺激，要求被试判断置于数字上的目标图形的方位，结果仍然出现了s n a r c 效应，这说明虽然数字大小是无关任务，它的空间表征还是被自动激活并影响了对目 标任务的判断，心理数字线在激活上的自动性和动态性，进一步说明了数字空间加工 灵活性。 9 第二章数字的空间特性 视觉工作记忆对s n a r c 效应影响初探 此外，k e u s 和s c h w a r z 的实验结果显示，除了存在水平方向的心理线外，还存 在垂直走向的心理线，在这条垂直走于上方小数位于下方，这就让人想到数字的空间 表征可能存在着二维空间的心理表征图。这也说明数字空间加工的灵活性。 综合上所述，s n a r c 效应的发现使人们相信数字和空间关联的存在。数字的这 种空间特性还具有相当的灵活性，它不拘泥于刺激呈现条件和反应类型，只要实验中 存在和数字大小有关的信息，这些数字的空间表征就会被自动激活。 2 3 数字空间编码存在的争议 2 3 1 数字所隐含的空间信息是否自动激活，即是否受意识控制 关于数字的空间性是否受意识控制这个问题，研究者们主要从数字与空间注意的关 系角度进行研究，即数字是否会引起空间注意的自动转移。m a r t i nhf i s c h e r 等( m a r t i n ， a l a n ，& m i c h a e l ，2 0 0 3 ) 的一个实验，先呈现一个注视点5 0 0 m s ，再将数字l ，2 ，8 ，9 随机呈现在视野中央，呈现3 0 0 m s ，随后注视点再次呈现，最后会在视野左右两侧无意 义方块中呈现一个目标刺激，被试的任务是对目标刺激的出现按空格键作出反应。实验 结果表明，当呈现数字为小数( 1 ，2 ) 时，被试对左边刺激的识别要快于右边刺激；当 呈现数字为数字( 8 ，9 ) 时，被试对右边刺激的识别要快于左边刺激。他们认为实验 中被试对数字的观察激活了其空间信息，说明外界刺激如果与被试头脑中的心理数字线 方向一致，就会加快被试的反应速度，从而引起空间注意的自动转移。由此可见，数 字的空间信息的加工是一种自下而上的过程。 j e l e n ar i s t i c 等发现，如果用箭头作为线索刺激，呈现l o o m s 就引起空间注意的 快速转移，而数字引起空间注意的转移则需要7 0 0 m s 。( j e l e n a ，a l i s s a ，& a l a n ，2 0 0 6 ) 他们认为在这个过程当中被试可能对数字引起的空间信息进行了主动加工，从而引起 反应速度上的差异，数字空间信息的激活是一个自上而下的过程，是受意识控制的加 工过程。为了验证这个假设，j e l e n ar i s t i c 等设计了三个实验进行研究。实验过程如 下：实验一选用l ，2 ，8 ，9 四个数字作为线索刺激，让被试对目标刺激作出按键反 应，其他程序与m a r t i nhf i s c h e r 等( 2 0 0 3 ) 的实验相同。结果验证了m a r t i nh f i s c h e r 等的发现，当呈现数字为小数( 1 ，2 ) 时，被试对左边刺激的识别要快于右边刺激； 当呈现数字为数( 89 ) 时，被试对右边刺激的识别要快于左边刺激。实验二中，j e l e n a 1 0 视觉工作记忆对s n a r c 效应影响初探第二章数字的宅间特性 r i s t i e 等改变了实验程序，让被试想象一条从右到左的心理数字线，其他条件同实验 一。他们假设如果数字的空间信息是自动激活，外在的实验条件即指导语不会影响被 试的反应。该实验结果发现，当呈现数字为大数( 8 ，9 ) 时，被试对左边刺激的识别 要快于右边刺激：当呈现数字为小数( 1 ，2 ) 时，被试对右边刺激的识别则快于左边 刺激。这个结果说明被试能有意识的根据任务需要及时调节自己的反应，数字的空间 信息是一个自上而下的加工过程。为了进一步验证实验二的结果，j e l e n a r i s t i c 等在 实验三中让实验组被试想象一个钟面，控制组被试则没有指导语，只对目标刺激作出 反应。结果发现实验组中，出现了数字与刺激呈现位置的显著交互作用，即线索数 字与钟面数字相一致时，反应明显快于不一致的情况，而后者却没有发现数字与刺激 呈现位置的显著交互效应。因此j e l e n ar i s t i c 等认为数字空间信息能够激活，但不是 自动激活，而是一个相对缓慢的过程，被试能够根据任务需要及时作出相应调整，表 明数字的空间信息加工是一个自上而下的过程。 2 3 2 数字空间信息的编码阶段，刺激呈现阶段还是反应阶段 关于数字空间信息发生的编码阶段的研究，从行为研究和电身理研究两个方面进 行研究。 2 3 2 1 行为研究 m i c h a e lt l a u k a ( m i c h a e l ，2 0 0 2 ) 用s i m o n 任务来验证被试是否对数字的大小和 空间信息同时编码，即是否在刺激呈现阶段就对其空间信息进行编码。他们采用了两 个实验研究。 实验一用1 和1 0 0 两个数字在注视点的左右分别呈现，要求被试作按键反应，结 果对反应时和对错误率的分析均表明，目标和刺激呈现位置没有出现显著的交互作 用。实验二中用1 0 0 和9 0 0 两个数字作为刺激呈现，其他实验条件同实验一，结果 对反应时和错误率的分析均表明，目标和刺激呈现位置出现显著的交互效应，即当小 数1 0 0 出现在注视点左侧时，平均反应时间要短于右侧，而大数9 0 0 出现在右侧时则 短于左侧。即出现了s n a r c 效应，对于这个实验结果，他解释为数字的空间编码发 生在刺激呈现阶段。 但是对于同样的实验结果不同的人有不同的解释。k e u s 和s c h w a r z 把目标刺激 第二章数字的宅问特性视觉工作记忆对s n a r c 效应影响初探 与呈现位置间的交互效应叫做类s n a r c 效应。他们认为在刺激数字呈现阶段，被试 不仅对其大小信息进行编