（基础心理学专业论文）不同实验范式中空间关联对基于频率听觉返回抑制的影响.pdf

摘要 听觉返回抑制是指呈现一听觉线索一定时间之后，对再次出现的可能在某一空间或 非空间特征维度上与线索相同的听觉刺激的反应比与线索不同的听觉刺激反应慢。总结 当前昕觉返回抑制的研究，研究者采用线索靶子范式和靶子靶子范式，探讨了眼动、空 间关联、中央重新定向事件、靶子呈现通道的不确定性和线索靶子间相互关系等因素对 听觉返回抑制的影响，进一步深入研究听觉返回抑制的认知机制，并提出双过程模型和 匹配加工过程模型对听觉返回抑制进行解释。 本研究采用2 x 2 x 3 三因素被试内设计，将基于位置和基于频率的听觉返回抑制范 式相结合，共包括两个实验，分别采用线索靶子范式和靶子靶子范式，均要求被试完成 简单检测任务和定位任务。考察了不同实验范式中空间关联对基于频率的听觉返回抑制 的影响。结果发现：( 1 ) 在线索靶子范式中，空间关联能显著增大基于频率听觉返回抑制 的效应量；( 2 ) 在靶子靶子范式中，简单检测任务中没有发现基于频率的听觉返回抑制效 应，在定位任务中发现了显著的基于频率的听觉返回抑制效应，说明在靶子靶子范式中， 空间关联是检测基于频率听觉返回抑制的重要条件；( 3 ) 在靶子靶子范式中，反应上的重 复是没有检测到基于频率听觉返回抑制的重要原因。此外，在实验中就空间关联对基于 频率听觉返回抑制的影响做了清晰地分析说明，从一个新视角，为当前的听觉返回抑制 理论提供实验依据和理论支持。 关键词：听觉返回抑制；简单检测；声音定位；双过程模型 a b s t r a c t a u d i t o r yi n h i b i t i o no f r e t u r nr e f e r st os l o w e rr e s p o n d i n gt oa u d i t o r ys t i m u l ia tp r e v i o u s l y o c c u p i e ds p a t i a ll o c a t i o n so rw h e nn o n s p a t i a lf e a t u r ew e r er e p e a t e d t h i sr e s e a r c hg i v et h e c o m p a r i s o nb e t w e e nt h ec u e - t a r g e tp a r a d i g ma n dt a r g e t t a r g e tp a r a d i g m ；s u m m a r i z et h e e l e m e n to fa u d i t o r yi n h i b i t i o no fr e t u m ；a n di n t r o d u c et h ed u a l - p r o c e s sm o d e la n dt h en a t u r e o f t h em a t c h i n gp r o c e s so c c u r r i n go nt h er e p e a t - r e s p o n s et r a i l s c o m b i n i n gt h ep a r a d i g m so f l o c a t i o n - b a s e da u d i t o r yi o r a n d f r e q u e n c y b a s e da n d i t o r y i o r ，t h i sr e s e a r c ha d o p t2 2 3w i t h i n - s u b j e c td e s i g n ，i n c l u d i n gt w oe x p e r i m e n t s t h ef i r s t e x p e r i m e n ta d o p tc u e - t a r g e tp a r a d i g m ，t h es e c o n de x p e r i m e n ta d o p tt a r g e t - t a r g e tp a r a d i g m t h e yb o t ha s ks u b j e t st op e r f o r ms i m p l ed e t e c t i o na n ds o u n dl o c a l i z a t i o nt a s k si no r d e rt o e x p l o r et h ei m p a c to fs p a t i a lr e l e v a n c eo na u d i t o r yf r e q u e n c y - b a s e di n h i b i t i o ni nd i f f e r e n t p a r a d i g m s t h er e s u l t ss h o w e d ：( 1 ) i ne x p e r i m e n t1 s p a t i a l r e l e v a n c ec a ni n c r e a s et h e q u a n t i t yo ff r e q u e n c y - b a s e da n d i t o r yl o l lt h ed i s c r e p a n c yi ss i g n i f i c a n t ；( 2 ) i ne x p e r i m e n t2 s p a t i a lr e l e v a n c ei si m p o r t a n tc o n d i t i o nf o ro c c u r i n gf r e q u e n c y - b a s e da n d i t o r y1 0 r i ( 3 ) i n t h e t a r g e t t a r g e tp a r a d i g m ，i nw h i c hi o r o c c u r si nt h i st a s ko n l yo nt r a i l so nw h i c hs t i m u l ia n d r e s p o n s e sa r en o tr e p e a t e d f u r t h e r m o r e ，t h ee x p e r i m e n tc l e a r l ya n a l y s o sa n de x p l a i n sh o w s p a t i a lr e l e v a n c ei n f l u e n c ef r e q u e n c y b a s e da u d i t o r y i n h i b i t i o no fr e t - i l r n , a n dp r o v i d e s e x p e r i m e n t a lr e f e r e n c e sa n dt h e o r e t i c a ls u p p o r t sf o rc u r r e n ta u d i t o r yi o r t h e o r yf r o man e w p o i n to f v i e w k e yw o r d s ：a u d i t o r yi o r ；s i m p l ed e t e c t i o n ；s o u n dl o c a l i z a t i o n ；d u a l p r o c e s sm o d e l 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。据我所知，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，也不包含为获得东北师范大学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。 学位论文作者签名： 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解东北师范大学有关保留、使用学位论文的规定，即：东 北师范大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和磁盘，允许论 文被查阅和借阅。本人授权东北师范大学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，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、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：习i 袭 指导教师签名： 日 期：_ 2 啦扣 日 期：兰率：曼垒 学位论文作者毕业后去向： 通讯地址：堕丕速堂暄熬直型堂堂暄 电话： 邮编： 1 3 8 4 3 0 9 4 1 7 1 1 前言 返回抑制( i n h i b i t i o no f r e t u r n ，i o r ) 的研究始于2 0 世纪8 0 年代中期，到9 h d 年代 逐渐成为注意领域研究的热点之一。这种现象最早是在研究视觉空间注意内部转移过程 中发现的，是指将视觉空间注意返回到先前注意位置过程中的一种延迟现象i l j ，即注意 对提示位置上刺激的检测，不仅存在一个早期的易化效应，而且存在一个晚期的抑制效 益。具体来讲，对i o r 的研究一般采用线索提示范式，即在靶子出现之前呈现一个提示 线索，靶子与线索可能在某一空间或非空间特征维度上相同或不同，要求被试对靶子做 检测或辨别反应。当靶子呈现与线索呈现之间的时间间隔( s o a ) ，小于3 0 0 m s 时，在 重复测验，即线索与靶子在关键特性上相同的测验上，被试对靶子的反应加快，产生易 化作用。相反，s o a 长于3 0 0 m s 时，在重复测验上对靶子的反应时间会延长。视觉i o r 是一种规律性很强的普遍现象，它能够在不同的实验条件下，如检测、辨别，定位等任 务中影响视觉注意的内部定向1 2 1 1 3 1 1 4 1 。 听觉和视觉注意内部定向具有不同的行为表现和神经机制。因此，研究者们开始探 讨听觉系统是否和视觉系统一样，也可以根据空间位置和其他听觉特征( 如频率) ，来 分配听觉注意。s c h m i t ( 1 9 9 6 ) ，m c d o n a l d 和w a r d ( 1 9 9 9 ) ，以及m o n d o r ( 1 9 9 8 2 0 0 2 ) 的一系列研究表明，在听觉注意内部定向过程中也存在与视觉i o r 相似的抑制成分 1 f i 6 1 7 1 $ 1 1 9 1 1 0 l 。如果这种抑制成分表现为对与线索音位置相同的靶子音反应比位置不同的 靶子音慢，研究者称之为基于位置的听觉i o r ：如果这种成分表现为对与线索音频率相 同的靶子音的反应比频率不同的靶子音慢，研究者称之为基于频率的听觉i o r 。m o n d o r ( 2 0 0 1 ) 还发现了基于其他特性，如声音持续时间、声强和音色的听觉i o r l g ，这些结 果说明i o r 也普遍存在于听觉系统内，但这种听觉i o r 效应较视觉通道小i l ”。当前对 听觉i o r 研究主要涉及两种情境，一种是单一听觉通道内的i o r 研究【1 2 1 ，另一种是跨 通道情境中听觉i o r 研究【”。 1 1 听觉1 0 r 的实验范式 1 1 1 线索靶子范式 线索靶子范式( c u e - t a r g e tp a r a d i g m ) 是p o s n e r 和c o h e n ( 1 9 8 4 ) 最初发现i o r 时所采 用的范式，该范式被看作经典的i o r 实验范式。该实验范式在听觉i o r 研究中的实验 安排为；先呈现一外周听觉线索一段时间，随后在线索化位置或非线索化位置呈现听觉 靶子，或呈现非空间特征维度上与线索相同或不同的听觉靶子，要求被试觉察到靶子后 尽快做出反应。 在视觉i o r 研究中，一些研究者认为，线索靶子范式阻止了被试对外周线索的反应， 进而导致了对靶子反应的运动神经抑制。因此认为i o r 效应不是由于注意加- r n 起的， 而是由于线索的反应被抑制引起的【l f i 1 6 1 。这种对线索反应的运动神经抑制也对听觉刺激 产生影响，s p e n c e & d r i v e r ( 1 9 9 8 a ) 在研究中分别采用了线索靶子范式和靶子靶子范式， 要求被试对听觉刺激作简单检测反应。结果发现，线索靶子范式下出现了基于空间位置 的听觉1 0 r ：但靶子靶子范式下，被试对靶子的反应时并不受先前靶子呈现位置的影响。 由此他们认为可能是对反应的抑制导致了实验中听觉i o r 的出现 1 7 1 。该结论在 p r i m e ( 2 0 0 2 ) 等人的研究中也得到了验证，p r i m e ( 2 0 0 2 ) 等人发现，基于频率的听觉i o r 只发生在线索靶子范式中，而在靶子靶子范式中不出现 1 2 1 。 1 1 2 靶子靶子范式 靶子靶子范式( t a r g e t - t a r g e tp a r a d i g m ) 与经典i o r 实验所使用的线索靶子范式相对 应。线索靶子范式一般是指先对某一外周位置进行线索化然后呈现靶子让被试做出反 应；靶子靶子范式是指在没有线索化过程的前提下，若干个靶子先后连续地呈现，一个 靶子出现以后要求被试尽快反应，被试反应以后下一个靶子出现。二者最大的区别在于， 在线索出现时要求被试避免做出按键反应，在靶子出现时则需要尽快做出按键反应。这 种范式的优点在于，它要求彼试对所有刺激进行反应，因而避免了反应上的抑制，这就 排除了i o r 是由于对线索不做出反应而导致反应上抑制的原因，且这种实验范式更符合 客观现实世界中的行为特征。此范式下听觉i o r 的产生【1 4 】【1 7 】，也就证明了不能完全用 “反应抑制”的观点来解释听觉i o r 。该范式的缺点在于，如果两个靶子有着相同的反 应，即导致反应的重复，那么后一靶子可能得不到充分的加工，这种加工的不完全可能 会部分甚至完全掩盖i o r 效应【1 8 1 。这与视觉i o r 研究中得到的结论相刚1 9 1 1 2 0 1 。 综上所述，这两种实验范式各有不足。采用线索靶子范式检测到的听觉i o r 中存在 反应抑制的贡献，而采用靶子靶子范式又可能检测不到听觉i o r 。有研究者在相同的实 验控制下比较了这两种实验范式对听觉i o r 产生的影响【2 ”，结果发现，两种范式条件 下均产生了显著的听觉i o r ，但靶子靶子范式条件下产生的听觉i o r 量比线索靶子条件 下小，且这种差异显著。这可能说明，听觉i o r 中反应抑制的贡献显著，但听觉i o r 并非完全由线索靶子范式中的反应抑制引起，而靶子靶子范式中反应的重复也不能完全 掩盖听觉的i o r 效应。 1 2 听觉i o r 的影响因素 1 2 1 眼动 受视觉i o r 研究中眼动成分的影响，研究者对听觉i o r 中眼动因素的探讨主要围 绕着眼动因素是否为听觉i o r 产生的必要条件来进行，听觉i o r 研究的前期和后期对 此有着不同的观点。 前期观点认为，眼动成分是听觉i o r 产生的必要条件。r o u t e r l o r e n z 和r o s e n q u i s t ( 1 9 9 6 ) 发现，无论要求被试完成听觉通道内还是跨通道的听觉简单检测任务时，均没 有发现i o r 的产生。惟一发现i o r 的条件是：明确要求被试做出听觉线索到视觉靶子 的眼动过程i 捌。据此，他们认为外周听觉事件不能产生i o r ，除非有额外的眼动过程参 与。而s c h m i t ( 1 9 9 6 ) 的研究也从某种程度上验证了r o u t e rl o r e n z 等人的观点。他们 采用线索靶子范式，要求被试闭眼但向听觉刺激位置准备眼动，结果也检测到了基于位 置听觉1 0 r 【”。 2 后期观点认为，眼动成分并非听觉i o r 的必要条件。m c d o n a l d 和w a r d ( 1 9 9 9 ) 在 听觉内部定向的研究中发现，要求被试以空间方位为基础做出反应时，即使对被试的眼 睛进行了监控( 以避免发生眼动) ，仍产生了听觉的i o r 。但当被试基于声音的频率做 出反应时，无论是否对眼睛进行监控仍没有发现基于位置听觉i o r 的存在【9 l 。 为了进一步探讨听觉i o r 效应中眼动过程和服动准备所起的作用，m o n d o r , t e r r i o , 和，h u r l b u r t ( 2 0 0 0 ) 田】进行了一组递进实验。实验一中，他们采用听觉线索靶子范式， 将被试分为两组，一组对听觉靶子做出快速的方位判断反应，由主试利用反光法监控其 眼动，以保证没有眼动成分的产生；另一组被试则不受主试对其眼动的监控。结果两组 被试均产生了听觉i o r ，且两组被试所获得的i o r 量差异不显著。据此，他们认为眼动 过程不是基于空间位置听觉i o r 产生的必要条件。实验二中，他们采用主要任务和次要 任务相结合的方式，主要任务进行基于声音持续时间的听觉i o r 作业，次要任务进行阻 止被试眼动的视觉作业，即在被试正前方屏幕上呈现视觉刺激，要求被试在刺激呈现完 毕听觉靶子呈现之前报告视觉刺激的数量，结果仍然发现了听觉i o r 。实验三为了彻底 消除被试的眼动过程和眼动准备，在实验二的基础上把视觉刺激改为呈现在上、中、下 三个位置上，从而使被试做垂直方向的眼动而避免对听觉刺激的眼动准备，并随s o a 的增长增加视觉刺激的量，结果在s o a 为7 0 0 m s 时发现听觉i o r 。由此他们得出结论， 空间的听觉i o r 与非空间的听觉i o r 均无须眼动系统而产生。 此外，基于频率的听觉i o r 的发现，说明听觉i o r 作为一种现象不需要眼动系统 的参与。但这并非说明听觉i o r 与眼动没有关系。相反，大量证据表明对方向的凝视对 听觉定位有影响，甚至对听觉注意的分配有影响。这可能说明眼动系统的参与并非听觉 i o r 产生的必要条件，但眼动系统的参与可能会促进听觉i o r 的产生。 1 2 2 空间关联 多数研究者认为，在听觉空间注意定向中，声音的空间表征起着重要的作用 2 4 1 1 2 5 1 1 2 6 1 1 2 7 1 1 2 9 1 。m c d o n a l d 和w a r d ( 1 9 9 9 ) 【9 1 认为这种作用存在三种可能性：一是内部 听觉空间定向被非空间的外周机制所控制，如某些条件下，对一个特定位置的注意会影 响被试对听觉靶予的非空间判断；第二种可能性是，声音的空间表征信息对负责感应位 置的神经元的激活，是将刺激驱动的内部定向引向声音位置的充要条件。根据这种假设， 一旦负责感应位置的神经元被先前呈现声音( 线索) 激活，空间注意将影响对声音靶子 做出的任何反应；第三种可能性是，听觉刺激对负责感应位置的神经元的激活，是将刺 激驱动的内部定向引向声音位置的必要非充分条件。m c d o n a l d 和w a r d ( 1 9 9 9 ) 提出 的空间关联假设就是基于第三种可能性的，该假设认为，听觉靶子的空间位置必定和被 试听觉内部定向过程中发生的易化和返回抑制效应有关。空间关联必定影响着负责感应 靶子位置的听觉神经元。声音的表征被靶子之前的线索影响着，并产生对靶子反应的易 化或抑制效应。空间关联假设预测：对被试来说，任何一个空间位置很重要的任务都能 导到听觉的线索效应( 即易化和抑制) 。具体地说，空间关联指被试必须以靶子音的空 间位置为标准对靶子音做出反应，如简单检测任务中，对靶子音的反应不以靶子音的空 间位置为基础，所以简单检测任务中不存在空间关联因素；而声音定位任务中，对靶子 3 音的反应是被试根据对靶子音呈现空间位置的判断来做出的，所以定位任务中包含了空 间关联因素。又如当实验要求被试只对外周位置发出的声音做出反应，而对中间位置发 出的声音不做出反应时，此时被试对靶子音的反应也是根据对靶子音呈现空间位置的判 断做出的，所以此实验条件下包含空间关联因素。 m c d o n a l d 和w a r d ( 1 9 9 9 ) 进行了一系列听觉实验检验空间关联假设。在基于空 自】位置的听觉i o r 实验中，他们要求被试只对外周声音刺激做出反应，而对中央位置的 声音刺激不作反应，结果检测到了基于位置的听觉i o r 。而在基于频率的听觉i o r 实验 中，他们标准音代替外周声音刺激呈现，高频音代替中间位置呈现的声音刺激，要求被 试只对标准音做出反应，结果没有出现对标准音的反应延迟现象。由此他们认为听觉 i o r 的产生依赖于空间关联。该结论在s c h m i t t ，p o s t m a ，和e d w a r d ( 2 0 0 0 ) 的研究中 得到了验证。他们发现，在听觉线索靶子任务中，听觉i o r 只在定位任务中产生，而没 有在检测任务中产生【2 9 】。而t a s s i n a r i 等人( 2 0 0 2 ) 发现，听觉i o r 并不依赖于空间关 联而产生，但当彼试的反应与空间相关联时，即实验中要求被试报告线索和靶子的位置 时，返回抑制的量显著增加【2 ”。这可能说明，空间关联并非听觉i o r 产生的必要条件， 但空间关联能对听觉i o r 起促进作用，这种促进表现为两个方面：听觉i o r 与空间相 关联时更容易彼检测到；能检测到听觉i o r 时，空间关联能增大其抑制量。 1 2 3 中央重新定向事件 s p e n c e 和d r i v e r ( 1 9 9 8 ) 认为在外周线索和靶子呈现之间插入中央注视点重新线索 化是听觉线索产生i o r 效应的重要原因【3 。s p e n c e 把它定义为中央重新定向事件 ( c e n t r a lr e o r i e n t i n ge v e n t ，c r e ) ，即在被试的正前方设定一个注视点，并在外周的听觉 线索呈现之后和靶子呈现之前在注视点处呈现一个突然性的事件。当这个重薪定向事件 为听觉事件的时，发现了听觉线索的i o r 效应。而在缺少适当的中央重新定向事件时， 连续听觉靶子间的i o r 效应抑制量显著下降。当采用视觉刺激作为中心重新定向事件 时，没有出现听觉线索的i o r 效应。s p e n c e 等人对此现象的解释是因为中央线索能够 使破试的注意在靶子呈现之前，从外周线索化位置重新返回到中央位置：反之，如果没 有中央线索，易化效应会长时间保持在外周线索化位置，这可能占据了抑制效应出现的 时间，从而掩盖了i o r 效应。 1 2 4 靶子通道的不确定性 s p e n c e 和d r i v e r ( 1 9 9 8 ) 考察听觉通道内和跨视听通道的听觉i o r 研究中i l ”，要 求被试对连续呈现的听觉靶子做检测反应( 实验一和实验- - ) 时，没有出现对听觉刺激 的i o r 效应。在实验三中，研究者采用靶子靶子范式，并将靶子由单一的听觉刺激变成 听觉刺激和视觉刺激各5 0 的混合靶子，随机呈现。结果在s o a 为9 0 0 m s 或1 3 0 0 m s 时出现了视觉、听觉、跨视听的i o r 效应，而在s o a 为3 9 0 0 m s 或4 3 0 0 m s 时，只出现 了听觉的i o r 效应。由此研究者认为，这种靶子通道的不确定性是产生听觉i o r 的原 因。这也可能说明，混合通道条件可能比单一通道内对i o r 效应更敏感。s c l u n i t t 等人 ( 2 0 0 0 ) 的研究在采用了靶子呈现通道固定的组块1 2 9 】，要求被试作简单检测反应时，没 有发现注意效应的发生，进一步验证了s p e n c e 的观点。 4 1 2 5 线索与靶子间的相互关系 1 2 5 1 线索与靶子间关系的可预测性 m o n d o r ( 1 9 9 9 ) 考察了线索与靶子间关系的可预测性和听觉i o r 时程的关系【1 0 1 。 研究分四个实验进行，采用听觉线索靶子范式，要求被试对靶子的位置( 左、右) 进行速 度反应。线索与靶子关系由靶子出现在线索出现位置的几率( 实验一和二中为5 0 ，实 验三和四中为6 0 0 ) 决定，前三个实验采用多个s o a 随机呈现，第四个实验采用单一 s o a 呈现。结果发现，相同情况下，靶子出现在线索化位置的可能性大时，听觉i o r 出现的时程长。即线索与靶子的空间可预测性大时，s o a 长时出现听觉1 0 r 。当s o a 数量单一时，即由其空间可能性单独决定反应时，听觉i o r 在s o a 更长时出现，其抑 制量显著但明显减少。由此研究者认为，基于位置的听觉i o r 的时程由线索与靶子空间 时间关系的可预测性决定。 在m o n d o r 等人( 2 0 0 3 ) 的频率选择效应研究中得到了相似的结果1 3 “，即线索和靶 子间的频率关系的匹配影响基于频率听觉i o r 的时程和易化的量。当线索和靶子间频率 匹配增加到7 5 时，长s o a 也表现为收益，并在1 7 5 毫秒时易化量增大。当频率匹配 减少到2 5 时，1 7 5 毫秒时易化效应消失，并出现4 7 5 毫秒时的听觉i o r 。 1 2 5 2 线索与靶子的空间距离 s c h m i t 等人( 2 0 0 1 ) 发现，线索靶子范式中对靶子的反应存在距离效应，即对靶子 的反应时随线索靶子间空间距离增加而增加【3 2 】。这种距离效应在听觉i o r 研究中表现 为，随线索靶子间距离的增加返回抑制的量减少嶂j 。s c h m i t 等人( 1 9 9 6 ) 分别采用6 0 0 m s 、 8 0 0m s 、1 0 0 0m s 、1 4 0 0n l s 四种s o a 和0 、5 0 c m ，1 0 0 c m 、1 5 0 c m 、2 0 0 c m 五种线索靶 子距离，验证听觉线索与听觉靶子的空间距离对听觉i o r 的作用。结果表明，线索靶子 间距离主效应异常显著，即说明听觉线索和听觉靶子间距离的增加导致听觉i o r 量的减 少，这与视觉i o r 研究得到的结果一致。 1 3 听觉1 0 r 的认知机制研究 单一听觉通道内和跨视听通道的返回抑制研究表明，在听觉通道内，选择性注意可 能受位置线索和频率线索的共同引导。m o n d e r ( 1 9 9 8 a ) 采用线索靶子范式，要求被试 完成听觉的简单检测任务、定位任务和辨别任务，结果发现，在听觉注意内部定向过程 中，存在基于位置和基于频率的听觉i o r t t l 。在m o n d e r ( 1 9 9 9 ) 随后的研究中发现，当 要求被试完成的任务与线索靶子之间的关系无关时，仍然存在基于位置和基于频率的听 觉i o r 【s l 。该结果说明，基于位置和基于频率的听觉i o r 与反应偏向及任务需求无关， 而是由线索和靶子之间在知觉性质上的变化造成的。但p r i m e 和w a r d ( 2 0 0 2 ) 采用靶子 靶子范式，要求被试完成检测任务和g o - n o g o 辨别任务中，发现基于位置和基于频率的 听觉i o r 之间是分离的1 1 2 1 ，实验中观察到了基于位置的听觉i o r ，却没有发现基于频 率的听觉1 0 r 。这说明，虽然在视觉和听觉系统内存在类似的抑制机制，但这两种抑制 成分在不同的范式中，可能具有不同的认知作用机制和皮层控制机制。 目前，关于听觉i o r 的研究分别采用不同特性的听觉刺激，如位置、频率和声音持 续时间等。为了直接检验这些特性是否有相同的潜在机制以及在占用注意资源或在反应 偏向上是怎样交互作用的，需要同时变化这些不同特性的听觉信息对上述情况进行研 究。依据附加因素的逻辑方法【3 3 】【3 4 】【3 5 】，如果不同特性的听觉信息在产生i o r 上出现了 交互作用，这说明它们有一些共同的加工机制存在。事实上，这种基本理论在视觉i o r 研究中已被发现【3 6 1 。在听觉领域，一些以往研究也证实了空间和非空间听觉加工注意模 式可能存在交互作用，并得到相关行为实验的证实。m e l a r a 和m a r k s ( 1 9 9 0 ) 证明声音 输入的不同特性，如音调、响度和音色，听者强制性的迅速传入，并且这些特性之间存 在交互作用，形成一个完整的听觉刺激p ”。m o n d o r 等人( 1 9 9 8 b ) 提出听觉注意是否被 专门分配到空间位置或频率区域，是否注意选择能够独立控制位置和频率通道。研究者 对靶子的位置和频率同时进行变化，要求被试依据位置或频率对靶子进行分类，同时对 被试的错误选择情况进行检测。在所有实验中，尽管这些特性中有一个与任务需求有关， 但成绩依赖于位置和频率两种信息引导，这些结果有力地说明了听觉信息的选择不可能 独立地受位置或频率引导，而是借助频率和位置两种信息相互匹配的注意模板共同引导 实现的。 c h e n 等人( 2 0 0 7 ) 研究证明，听觉选择性注意不可以独立于位置特性而对频率特 性做出选择，反之亦然【3 s 】。听觉系统内的w h a t 和w h e r e 通路之间存在复杂的交互作用。 同时，在他们的研究中还进一步证明了不同任务需求对听觉系统内两个通路之间交互作 用的影响，即当实验任务与一个特定的听觉特性相关，而与其它听觉特征无关时，听觉 注意对听觉客体的选择过程会受到任务需求的影响，使得w h a t 和w h e r e 通路之间的交 互模式会随任务需求的改变而改变。 综上，视觉和听觉系统内的认知信息加工方式，尤其是对信息的选择性注意方面存 在很大差异。视觉选择性注意可以根据一个单个刺激特征来选择视觉刺激；而听觉注意 选择的则很可能是一个整合的听觉客体，并且对听觉客体的知觉过程，会受到任务需求 的影响。 1 4 听觉1 0 r 的理论模型 1 4 1 双过程模型 双过程模型( d u a l p r o c e s s m o d e l ) 是m o n d o r 等人( 1 9 9 9 ) 提出的解释听觉i o r 的 经典模型1 0 】。这个模型认为，有两个分离的加工过程交互负责易化和抑制效应，即典型 的线索一靶子实验的作业受丽个过程的影响：注意模板确定和记忆区分表征。对于模板 确定，模板( 由线索位置或频率自上而下地确定) 与靶子之间越匹配，选择完成得越快。 对于记忆区分表征，线索与靶子表征之间越相似，区分越慢完成。注意模板确定在短 s o a 上有相对更大的影响，记忆表征在长s o a 上有更大的影响。在短s o a 上，靶子 表征和注意模板在重复测验上更好的匹配将产生一个选择速度的收益。因为在短s o a 上，注意模板确认比记忆表征区分队作业有更大的影响，这种收益表现为一个易化效应。 随s o a 增加，因为模板定义的确定性消减，靶子匹配对作业的影响程度降低：而重复 测验上区分线索和靶子记忆表征的相对困难性所起的作用更大，变化测验中线索和靶子 6 表征之间的更大差异会产生一个区分速度上的收益，总体表现为一个抑制效应。 c h e n 等人对该模型进行了修i e o s l ，他们认为，在早期的注意模板匹配过程中，不仅 存在易化成分，而且也存在抑制成分，而此抑制成分起作用的程度取决于任务需求，即 受自上而下的策略加工的影响。此外，早期的注意模板匹配和晚期的记忆表征分化这两 个过程并不是相互独立的。前一段的注意模型对后面的记忆表征过程产生影响。而且， 任务需求也会对晚期的记忆表征分化过程产生影响。尤其当线索与靶子的任务相关特征 相同时，对二者的记忆表征分化最困难。 该模型的提出为听觉i o r ，尤其是基于空间位置和基于频率的听觉i o r 提供了基础 性的理论解释。但它并不能解释听觉i o r 中的所有现象，这说明该模型还存在有待完善 的地方，这种理论的完善无疑将促进对听觉i o r 的理解。 1 4 2 匹配加工过程模型 r o g g c v e e n 等人( 2 0 0 5 ) 【1 硼发现，听觉靶子靶子范式中引起的反应重复会引起易化 效应从而减小或消除i o r 效应。他们采用两个要素来解释该现象，一个要素是注意模板 匹配，另一要素是，存在两个过程竞争来决定反应的反应速度比单个过程决定反应时反 应速度快。他们认为，存在注意模板对靶子和先前刺激( 线索或前一靶子) 进行匹配， 该模板不是单纯记录前靶子的特征，而是记录了线索或先前靶子的注意选择中所采用的 特征以及是如何采用的。之后，对靶子的辨认分析和模板匹配同时进行，这样两个过程 就有了竞争。t r i a l 中探查到匹配的，两个过程共同决定反应速度，所以快；t r i a l 中没 有探查到匹配的，就由分析过程独自决定反应，所以慢。重复反应条件下存在匹配，所 以两个过程竞争决定反应，所以反应快，即产生易化。改变反应条件下不存在匹配，所 以没有竞争，由辨认分析过程独自决定反应，所以反应慢，即听觉i o r 的出现。 该模型很好地解释靶子靶子范式中不能检测到听觉i o r 的原因。验证了视觉i o r 中重复刺激和重复反应会引起易化效应，而减小或消除i o r 的结论。因该模型强调注意 模板匹配和辨认分析的竞争过程，故将它命名为匹配加工过程模型。 7 2 问题提出 2 1 研究目的 通过以上的论述和总结，我们发现听觉i o r 的研究尚存在需要完善之处。线索靶子 范式存在反应上的抑制，而靶子靶子范式存在反应上的重复。这种反应上的抑制和重复 均对听觉i o r 的检测产生影响。在基于位置的听觉i o r 研究中，t a s s i n a r i ，c a m p a r a & b e n e d e t t i ( 2 0 0 2 ) 在相同的实验控制下比较了这两种实验范式对听觉i o r 产生的影响， 结果发现，两种范式条件下均产生了显著的听觉i o r ，但靶子靶子范式条件下产生的听 觉i o r 量比线索靶子条件下小，且这种差异显著。这说明，在基于二位置的听觉i o r 中， 反应上的抑制贡献显著，但听觉i o r 并非完全由线索靶子范式中的反应抑制引起；反应 上的重复对听觉i o r 产生重要影响，但听觉i o r 并不能被其完全掩盖。在基于频率的 听觉i o r 研究中，研究者在线索靶子范式下检测到了基于频率的听觉i o r 效应，但在 靶子靶子范式中没有检测到这种效应。对于没有检测到该效应的解释有两种：m o n d c r ( 2 0 0 2 ) 等人认为，这是因为基于位置的听觉i o r 和基于频率的听觉i o r 加工机制不 同；而r o g g e v e e n ( 2 0 0 5 ) 等人认为，靶子靶子范式中反应的重复是没有发现基于频率听 觉i o r 的原因。 如果是前一种解释，即没有检测到这种效应的原因是因为基于位置的听觉i o r 和基 于频率的听觉 o r 加工机制不同，那么就算存在一个额外的因素能增大这种抑制效应， 那么在靶子靶子范式下也不能发现基于频率的听觉i o r 效应的存在。如果是后一种解 释，即反应上的重复掩盖了这种效应，那么当存在一个额外的因素能增大这种抑制效应， 即靶子靶子范式下反应上的重复不能完全掩盖该抑制效应，这也就说明，靶子靶子范式 下没有发现基于频率听觉i o r 效应，并非因为基于位置的和基于频率听觉i o r 加工机 制不同而导致，而靶子靶子实验范式中反应的重复才是真正的原因。 另一方面，在基f 位置的听觉i o r 研究中，w a r d 等人( 1 9 9 9 ) 认为空i 日j 关联是听 觉i o r 产生的必要条件。s c h m i t t ，p o s t m a ，和e d w a r d ( 2 0 0 0 ) 的研究也得到了类似结 果，他们的实验是定位任务。t a s s i n a r i 等人( 2 0 0 2 ) 发现，听觉i o r 并不依赖于空间关 联而产生，但当被试的反应与空间相关联时，即实验中要求被试报告线索和靶子的位置 时，i o r 的量显著增加。以上三个研究说明，空间关联是对基于位置的听觉i o r 产生影 响的重要因素。但耳前空间关联的影响对听觉i o r 的影响仅限于基于位置的听觉i o r 研究，仅限于线索靶子范式中的研究，这在外部效度上不够宽泛。 因此，本研究有两个目的，一是探讨靶子靶子范式中没有发现基于频率听觉i o r 的 原因；二是探讨空间关联在不同实验范式中对基于频率的听觉i o r 的影响。 2 2 研究假设 ( 1 ) 在线索靶子范式中，空间关联能显著增大基于频率听觉i o r 的效应量； 譬 ( 2 ) 在靶子靶子范式中，空间关联是检测基于频率听觉 o r 的重要条件； ( 3 ) 靶子靶子范式中，反应上的重复是没有检测到基于频率听觉i o r 的重要原因。 9 3 实验1 ：线索靶子范式中空间关联对基于频率听觉1 0 r 的影响 采用线索靶子范式，考察检测任务和定位任务中是否存在基于位置和基于频率的听 觉i o r ，并考察两任务下基于频率听觉i o r 的量有无显著差异，以确定在线索靶子范式 中空间关联对基于频率听觉i o r 的影响。 3 1 检测任务 3 1 1 实验设计 本实验采用采用线索靶子范式，2 x 2 3 三因素被试内设计。其中第一个被试内因 素是靶子呈现的空间位置是否相同，分为位置相同和位置不同两个水平。位置相同，即 靶子声音出现的位置与线索声音出现的位置相同，或者都出现在左侧音箱，或者都出现 在右侧音箱；位置不同，靶子声音出现的位置与线索声音出现的位置不同。第二个因素 是线索和靶子音的频率是否相同，分为频率相同和频率不同两个水平。频率相同，即线 索音和靶子音的频率相同；频率不同，即线索音和靶子音的频率不同。第三个因素是靶 子呈现与线索呈现之间的时间间隔( s o a ) ，分为4 5 0 m s 、7 5 0 m s 和1 0 5 0 m s 三个水平。 因此，本实验共有十二个处理水平，每个处理水平下1 6 次测试。两个频率的纯音 出现的概率相等，每个频率在左右音箱中出现的概率相等。为了防止破试提前反应，在 正式实验中加入了4 8 次空白刺激，只呈现线索音，而不呈现靶子音。如果被试作了按 键反应，记为一次错误。当错误次数超过5 个，则该被试的成绩被删除。因此，正式实 验2 4 0 次测试。所有实验刺激随机呈现，在正式实验之i 筘有4 0 次练习测试。考虑到被 试在实验过程中可能会产生疲劳，因此在实验程序中给被试设定了两次休息，每次休息 时间为l 。5 分钟，实验共需1 5 一1 7 分钟。 3 1 2 被试 2 5 名东北师范大学本科生和研究生参加实验，年龄在1 8 2 4 岁，所有被试听力正 常。实验1 中检测任务和定位任务被试相同，实验2 中检测任务和定位任务被试相同， 实验l 和实验2 被试不同。 3 1 3 实验仪器和实验材料 实验在隔音室中进行，室内噪音控制在3 5 d b 以下。采用l e n o v o l 5 英寸纯屏显示器 呈现刺激，屏幕分辨率为1 0 2 4 x 7 6 8 ，刷新频率为8 5 h z 。计算机屏幕背景为暗灰色( “6 0 ， 6 0 ，6 0 ”，r o b ) 。实验程序采用心理学专用软件e - p r i m e ( v i s i o n l 1s p 3 ) 编制而成。在 w i n d o w sx p 操作系统上运行，发音器材为劳士l a 一6 0 0 型木质音箱。环境噪音强度测 量仪器为h s 一5 6 3 3 型数字声级计。 实验材料为5 5 0 h z 和8 5 0 h z 的纯音。为了消除纯音在极短时间内达到最大振幅时 产生的滴答声，使用声音编辑软件( c o o le d i tp r o2 0 ) 控制纯音振幅在开始和结束部分 以线形增大或减小的方式，用5 毫秒时间增至最大或减至最小。控制两个纯音的强度相 同，均为6 5 d b 。实验室内照明条件为黑暗。计算机屏幕距离被试的眼睛5 0 e m 。音箱放 在被试头部左右两侧，与被试头部所成角度为4 5 度，距离被试头部6 0 c m 。 1 0 3 1 4 实验程序 实验在安静、黑暗的实验室中个别进行。每次测试中的刺激显示顺序为：( 1 ) 在计算 机屏幕中央呈现一个白色加号作为注视点，大小为l o m m x 9 m ，刺激背景为黑色。要求 被试在整个实验过程中一直注视该注视点，头部不许左右晃动。( 2 ) 8 0 0 毫秒后，在其中 一个音箱中随机呈现第一个线索纯音，该纯音持续的时间为1 0 0 毫秒。( 3 ) 线索音呈现之 后间隔一定时间呈现靶子音，从线索音呈现到靶子音呈现的时间间隔有三种：4 s o r e s 、 7 5 0 m s 和1 0 5 0 m s 。靶子音同样持续l o o m s ，要求被试一听到第二个声音( 即靶子音) ，就 用优势手迅速按鼠标左键，做出简单检测反应。电脑记录反应时和正确率。一次测验的 刺激呈现顺序见图1 。 8 0 0 ，堪 3 5 舶l l ，6 蓐融i 墨，9 5 m 埠 4 鼢t 图1实验一检测任务一次测验的刺激呈现顺序示例 3 1 5 结果与分析 1 2 种处理条件下的平均反应时和标准差见表l 。因为实验任务是简单检测反应，十 分简单，被试的错误率十分小，所以不再对错误率做出分析。 表l 不同实验处理条件f 的平均反应时和标准差( 1 m ) 注：( 1 ) + 代表易化；一代表抑制；( 2 ) p 0 0 5 ，# p 0 0 1 ，料 p 0 0 0 1 对1 2 种处理条件下的平均反应时进行2 x 2 x 3 的重复测量方差分析。结果表明， 靶子出现的空间位置是否相同主效应显著，f ( 1 ，2 4 ) = 7 5 3 6 3 ，p o 0 0 l 。相同位置靶 子的反应时明显慢于不同位置靶子的反应时，说明本实验出现显著的基于位置的听觉 i o r 。靶子频率是否与线索相同主效应显著，f ( 1 ，2 4 ) = 1 6 5 5 7 ，p o 0 0 1 。相同频率 靶子的反应时明显慢于不同位置的反应时，说明本实验出现显著的基于频率的听觉 i o r 。s o a 主效应显著，f ( 1 ，2 4 ) - - 3 6 4 0 8 ，p o 0