（发展与教育心理学专业论文）眼跳过程中的gap效应.pdf

究成 人已 的学 已在 察朝向眼跳和反向眼跳任务中的g a p 效应。结果发现：1 、反向眼跳任务中的眼 跳潜伏期显著长于朝向眼跳任务；2 、两种眼跳任务中均存在显著的g a p 效应； 3 、朝向眼跳任务中的g a p 效应显著大于反向眼跳任务。 实验二和实验三设置了4 种不同的目标偏心距( 1 。、4 。、7 。、1 0 。) ，分 别要求被试完成朝向眼跳和反向眼跳任务，考查g a p 效应与目标偏心距之问的 关系。结果发现：1 、朝向眼跳和反向眼跳任务中的眼跳潜伏期目标偏心距主效 应均显著；2 、朝向眼跳任务中的g a p 效应条件变量和目标偏心距变量眼跳潜伏 期交互作用不显著；3 、反向眼跳任务中的g a p 效应条件变量和目标偏心距变量 眼跳潜伏期交互作用显著。 以上研究结果说明，g a p 效应是眼睛发生眼跳时所产生的相对稳定的生理 效应。 关键词：g a p 效应，目标偏心距，反射性眼跳，自主性眼跳 a b s t r a c t g a pe f f e c td e s i g n a t e st h ed e c r e a s ei ns a c c a d el a t e n c yw h e nt a r g e tp r e c e d e db y t h e o f f s e to ft h ef i x a t i o np o i n t c l a s s i c a lp r o a n da n t i s a c c a d ep a r a d i g ma r ea d o p t e di n t h ep r e s e n ts t u d yt oc o n f i r mt h eg a pe f f e c tv i at h r e ee x p e r i m e n t s ，a n de x p l o r et h e r e l a t i o n s h i pb e t w e e ng a p e f f e c ta n de c c e n t r i c i t ye f f e c tf i a r t h e r i ne x p e r i m e n t1 ，t h ee c c e n t r i c i t yi s4 。，t h es u b j e c t sa r ea s k e dt oc o m p l e t eb o t h t h ep r o s a c c a d ea n da n t i s a c c a d et a s ki no r d e rt oi n v e s t i g a t et h eg a pe f f e c t t h e r e s u l ti s ：1t h es a c c a d el a t e n c yi np r o - s a c c a d et a s ki sl o n g e rt h a nt h a ti na n t i s a c c a d e t a s ks i g n i f i c a n t l y ；2t h eg a pe f f e c ti ss i g n i f i c a n ti nb o t hs a c c a d et a s k s ；3t h eg a pe f f e c t i sb i g g e ri np r o s a c c a d et a s kt h a nt h a ti na n t i s a c c a d et a s k i ne x p e r i m e n t2a n d3 ，w es e t4d i f f e r e n te c c e n t r i c i t y ( 1 。、4 。、7 。、1 0 。) ，t h e s u b j e c t s a r ea s k e dt o c o m p l e t ep r o - s a c c a d ea n da n t i - s a c c a d et a s ks e p a r a t e l y t o i n v e s t i g a t et h er e l a t i o n s h i pb e t w e e n t h eg a pe f f e c ta n dt h ee c c e n t r i c i t y t h er e s u l ti s ：1 t h ee c c e n t r i c i t ye f f e c ti ss i g n i f i c a n ti nb o t hp r o - s a c c a d ea n da n t i - s a c c a d et a s k so n s a c c a d el a t e n c y ；2t h e r ei sn o ti n t e r a c t i o ni np r o s a c c a d et a s kb e t w e e nc o n d i t i o na n d e c c e n t r i c i t yo ns a c c a d el a t e n c y , 3t h ei n t e r a c t i o nb e t w e e nc o n d i t i o na n de c c e n t r i c i t y o ns a c c a d el a t e n c yi ss i g n i f i c a n ti na n t i - s a c c a d et a s k a l la b o v er e s u l t si n d i c a t et h a tg a pe f f e c ti sar o b u s tp h e n o m e n o nr e l a t i v e l yw h e n s a c c a d eg e n e r a t e s k e yw o r d s ：g a pe f f e c t ，e c c e n t r i c i t y ，r e f l e x i v es a c c a d e ，v o l u n t a r ys a c c a d e l l 一， 目录 引言1 l眼跳概述1 1 1关于眼跳的基本概念1 1 2眼跳任务范式2 2g ap效j 立3 2 1g ap 效应及其研究范式3 2 2g ap 效应产生的生理机制5 2 3g ap 效应的理论解释5 2 4g ap 效应相关研究8 3偏心距效应10 4问题的提出1l 5实验一1l 5 1实验目的11 5 2实验方法12 5 3实验结果l4 5 3 1正确眼跳潜伏期14 5 3 2正确眼跳落点视角l7 5 3 3方向错误眼跳错误率18 5 4 讨论20 6实验二20 6 1实验目的20 6 2实验方法2o 6 3实验结果22 6 3 1 正确眼跳潜伏期22 6 3 2正确眼跳落点视角23 6 3 3正确眼跳速率峰值24 6 4讨论25 7实验三26 7 1实验目的26 7 2实验方法26 7 3实验结果26 i i i ， 7 3 1正确眼跳潜伏期27 7 3 2正确眼跳落点视角29 7 3 3正确眼跳速率峰值30 7 3 4方向错误眼跳错误率31 7 4讨论32 8讨论32 8 1正确眼跳潜伏期32 8 2方向错误眼跳错误率33 8 3正确眼跳落点视角34 8 4正确眼跳速率峰值34 8 5总讨论34 9结论35 参考文献36 后记42 i v 引言 眼动( e y em o v e m e n t ) ，i i i i 睛的运动，人的眼睛在对静止或运动物体进行 观察时，会同时进行着多种形式的运动，从而获取大量的视觉信息。眼动主要有 三种类型：注视、眼跳和追随运动。 注视是指为了看清物体而将眼睛保持一定的方位，将眼睛的中央窝对准该物 体，从而使物体成像在视网膜上的活动。事实上，当眼睛注视一个静止的物体时， 它并不是完全不动的，而是伴有三种眼动：漂移( d r i f t ) 、震颤( t r e m o r ) 和微小 的不随意眼动( i n v o l u n t a r ys a c c a d e s ) 。 眼跳即眼球注视点之间的跳动，其功能是改变注视点，使下一步要注视的内 容落在视网膜最敏感的区域中央窝附近，这样就可以清楚地看到想看的内容 了。 如果我们的头部保持不动，那么在观察一个运动的物体时，为了使眼睛始终 注视在这个物体上，眼睛就要追随这个物体移动。或者，当头部或身体运动时， 为了注视一个运动的物体，眼球就要做与头部或身体运动方向相反的运动。这种 眼动形式就是追随运动。追随运动中，眼球的运动实际上是在补偿头部或身体运 动，所以这种眼动也称为补偿眼动( c o m p e n s a t o r ym o v e m e n t ) ，其目的是使被注 视物体的成像落在中央窝上。 1 眼跳概述 1 1 关于i i i i i i i 基本概念 i 艮i i i ( s a c c a d e ) ，又称眼跳动，是巴黎大学的眼科学家l i m i l ej a v a l 教授在1 8 8 0 年最早提出的。眼跳是一种快速的注视转移，表现为眼球的注视点或注视方位的 突然改变，使想要注视的物体落在视网膜最敏感区域一中央窝附近，以在视 网膜上清晰成像。i 艮i i i 是受中枢神经系统控制的有规律的随意运动。 眼跳有两个特点：第一，由于i 艮i i i 是一种联合运动，因此双眼的每次跳动几 乎是完全一致的；第二，眼跳的速度很快。由于眼跳速度很快，因此在眼跳过程 中，很难在视网膜上对刺激清晰成像，但可以获得刺激的时空信息，所以眼跳 可以实现对视野的快速搜索和对刺激信息的选择。 与眼跳有关的脑区主要包括后顶叶( p o s t e r i o rp a r i e t a lc o r t e x ，p p c ) 、额眼区 ( f r o n t a le y ef i e l d ，f e f ) 、背外侧前额叶( d o r s o l a t e r a lp r e f r o n t a lc o r t e x ，d l p c ) 、 基底神经节( b a s a lg a n g l i a ，b g ) 、小脑( c e r e b e l l u m ，c b ) 和视上丘( s u p e r i o r c o l l i c u l u s ，s c ) 等区域。 对i 艮i i i 的定量分析指标主要包括i 艮i i i 潜伏期( s a c c a d el a t e n c y ) 、持续时间、 速率峰值( p e a kv e l o c i t y ) 和精确性。研究显示，对于无预期的目标，眼跳潜伏 期大约为2 0 0 毫秒，而视觉引导的眼跳最短潜伏期约为1 l o 到1 3 0 毫秒。此外， 水平方向的眼跳潜伏期小于垂直方向。i 艮i i i 的持续时间一般在2 0 到2 0 0 毫秒之 间，这主要取决于眼跳幅度。眼跳幅度是指眼睛跳动期间眼睛运动的距离，一般 以视角值计。一般知觉情况下，眼睛跳动的距离通常不超过2 0 度，最小的眼跳 距离为2 - - 5 分度。头部固定的i 艮i i i 幅度最高可达9 0 度。对于小于1 度的眼跳， 持续时间为1 0 2 0 毫秒，当眼跳距离为2 0 度时，持续时间为6 0 - - 7 0 毫秒。眼 跳的速度很快，速率峰值可达每秒4 0 0 至6 0 0 度( 猴子的眼跳速率峰值可高达每 秒1 0 0 0 度) ，对于幅度小于6 0 度的眼跳，随着幅度增大，眼跳速率也增大。还 有研究认为，眼跳的速度随被试的机体状态的改变而改变，想睡觉的时候或喝酒 后，眼动速度变慢。 1 2 眼跳任务范式 对眼跳的研究往往从两种方式入手，一个是单眼跳( s i n g l es a c c a d e ) ，一个 是系列眼跳( s e q u e n ts a c c a d e ) 。在对单眼跳的研究中，把单次眼跳的细节特征作 为主要研究对象，而在系列眼跳的研究中，则更加关注各个眼跳彼此之间的关系 及相互影响。多数研究主要针对单眼跳进行分析。 虽然眼跳被认为是一种自主控制下的眼动形式，但依然可以将其分为反射性 眼跳和自主性眼跳。反射性眼跳又称为外源性眼跳，是指被试对视觉区域内突然 出现的新异刺激做出的眼跳反应。被试对外源性刺激的知觉是无意识的，做出的 i 艮i i i 是一种自下而上的加工，不需意识控制。自主性眼跳又称为内源性眼跳，是 指被试在符号线索或指导语的基础上做出的眼跳反应，是个体主动发起的，受个 体自身因素影响，是一种自上而下的加工，需要意识参与。已有研究证实，反射 性眼跳和自主性眼跳由不同的神经结构所控制。 反射性眼跳主要包括朝向眼跳范式，其经典的实验程序为，当实验开始时， 2 要求被试盯住显示器中心呈现的注视点，随后，一个目标出现在注视点的左边或 右边时，则要求被试又快又准的去看向目标，做出朝向目标的眼跳。朝向眼跳需 要至少两步加工过程：目标选择( t a r g e ts e l e c t i o n ) 和运动准备( m o t o r p r e p a r a t i o n ) 。 d a f o e 等人( 2 0 0 6 ) 提出，朝向眼跳任务中，刺激位置与i i i l 6 目标之间有一种直 接的感觉驱动关系，且并不依赖与个体的自主计划性，因此，朝向眼跳通常都比 较迅速，经常包括快眼速眼跳( e x p r e s ss a c c a d e ) ，即潜伏期小于8 0 m s 的眼跳。 对于快速眼跳，有些学者认为这仅仅是一种期望反应，不需多做解释，但也有一 些专家认为，快速眼跳是研究眼跳产生机制、视觉与眼动协调以及视觉注意机制 的一个重要工具。朝向眼跳加工过程主要受s c 中的神经细胞所控制。 对自主性眼跳的研究往往涉及到反向i 艮i i i 范式、延迟和记忆导向范式。在此 我们详细介绍反向眼跳范式。在反向眼跳实验中，开始时，要求被试盯住显示器 中心呈现的注视点，随后，一个目标出现在注视点的左边或右边时，要求被试不 去看目标，而是看向目标相反的方向。如果对反向眼跳的位置没有精确要求，则 称之为简单反向i 艮 i i i ，而h a l l e t t ( 1 9 7 8 ) 首次提出的反向眼跳是镜像反眼跳任务， 即要求被试i i i i i i ! i 与目标出现位置相反并且以注视点为中心的对称位置。目前很 多研究采用的是镜像反眼跳任务。 反向眼跳需要三个加工过程：抑制优势反应( i n h i b i t i o no fap r e p o t e n t r e s p o n s e ) ，计划产生( g e n e r a t i o n ) 正确眼跳和执行( e x e c u t i o n ) 眼跳。反向眼跳 任务中，刺激位置和i 艮i i i 目标位置是不同的，因此首先要抑制自动的朝向目标的 眼跳，然后向一个无刺激的位置进行自主眼跳。由于该任务中要求的矢量( 大小 和方向) 倒转，加工刺激的脑区与加工反应的脑区相反，因此反向i 艮 i i i 允许感觉 驱动和对方向的控制加工分离。反向眼跳加工过程主要受s c 和f e f 中的神经细 胞协同控制。 2g a p 效应 2 1g a p 效应及其研究范式 g a p 效应( g a pe f f e c t ) 最早由s a s l o w 于1 9 6 7 年提出。在g a p 条件( g a p c o n d i t i o n ) 下，周围视野的目标出现之前，注视点首先消失，即注视点消失与周 围视野目标的出现之间存在时间间隔，这个时间间隔即所谓的g a p 。o v e r l a p 条 件( o v e r l a pc o n d i t i o n ) 是指周围视野的目标出现时注视点并没有消失而是一直存 在，即两者之间没有时间问隔。g a p 效应是指被试在g a p 条件下对目标的眼跳 潜伏期比o v e r l a p 条件下的眼跳潜伏期要短，研究还发现g a p 大约为2 0 0 m s 时， 对目标的眼跳潜伏期最短，大于或小于这个时间，眼跳潜伏期都会增加。 8 0 0 m s 1 0 0 0 m s 目标 g a p 条件 o v e r l a p 条件s t e p 条件 1r 1r 纩 t 2 1 r 厂n t 3 图1 1 g a p 条件、o v e r l a p 条件和s t e p 条件下的实验程序 图1 1 展示了g a p 条件、o v e r l a p 条件和s t e p 条件下的实验程序。在g a p 条 件下，注视点呈现8 0 0 m s ( 或者9 0 0 m s 、或者1 0 0 0 m s ) 之后消失，2 0 0 m s 之后 目标出现，被试从注视点向目标眼跳反应时为t 1 。在o v e r l a p 条件下，注视点呈 现8 0 0 m s ( 或者9 0 0 m s 、或者1 0 0 0 m s ) 后并不消失而是继续呈现2 0 0 m s ，之后 目标出现，被试从注视点向目标的眼跳反应时为t 2 。目标出现在注视点左边或 右边的几率相等。由于在g a p 条件下，目标出现和注视点消失之间存在一个2 0 0 m s 的间隙，使得t 1 小于t 2 ，这就是g a p 效应。 有研究发现在s t e p 条件( s t e pc o n d i t i o no rn o g a pc o n d i t i o n ) 下( g a p = 0 m s ) ， 被试从注视点向目标的眼跳反应时也小于o v e r l a p 条件，但大于g a p 条件。如图 1 1 所示，s t e p 条件下注视点呈现8 0 0 m s ( 或者9 0 0 m s 、或者1 0 0 0 m s ) 之后继续 呈现2 0 0 m s ，然后消失，同时目标出现，两者之间没有时间差，被试的眼跳反应 时为t 3 ，则t i t 3 t 2 。因此有一些研究把t i t 3 也当做g a p 效应。 4 2 2g a p 效应产生的生理机制 朝向眼跳主要由s c 中的一些细胞所控制。s c 中的细胞分为两类，一类为 注视细胞( f i x a t i o nc e l l s ) ，另一类细胞为运动细胞( m o v e m e n tc e l l s ) 。当被试注 视刺激时，注视细胞被高度激活，而运动细胞则被注视细胞抑制，眼动不易发生。 当注视刺激消失后，注视细胞的活动性降低，对运动细胞的抑制解除，眼动就更 容易发生，这两类细胞共同决定着什么时候以及向哪里产生眼跳。 在g a p 条件下，注视刺激首先消失，那么注视细胞的活动水平降低，对运动 细胞的抑制解除，其活动水平增加，促进眼跳发生，潜伏期变短。在o v e r l a p 条 件下，注视刺激一直存在，那么注视细胞的活动水平就一直很高，运动细胞就被 抑制着，其活动水平很低，这样眼跳就不易发生，潜伏期延长。 m u n o z 等人( 1 9 9 2 ，1 9 9 3 ) 以猴子为对象的实验研究也发现，对猴子注射y 一氨基丁酸( r - a m i n o b u t y r i ca c i d ，g a b a ) ，它能抑制注视细胞，就可以使猴子的 眼跳潜伏期大大缩短，而且难以抑制非自愿的眼动。相反，如果电刺激猴子的注 视细胞或者注射一种g a b a 的对抗剂荷包牡丹硷( b i c u c u l l i n e ) ，猴子的眼跳 潜伏期就会增长。 r e u t e r l o r e n z 等人( 1 9 9 1 ) 在反向眼跳中并没有发现g a p 效应，但后续的 研究却得出了完全不同的结果。m a c h a d o ( 2 0 0 0 ) 提出，f e f 和s c 一样包含两 种类型的细胞，即注视细胞和运动细胞。在自主性眼跳等策略性加工过程中，f e f 会根据意愿的需要，改变其注视细胞的活动水平，并向s c 中的注视细胞发送抑 制或激活指令，从而降低或升高注视细胞的活动水平，而不管注视刺激是否在场， 也就是说，f e f 发送的内部指令削弱了外在视觉刺激对注视细胞的影响。m a c h a d o 等人( 2 0 0 0 ) 通过控制目标出现的频率改变被试对目标的期望，结果发现被试在 目标出现频率比较高时反应时比较小，注视点消失效应( f i x a t i o no f f s e te f f e c t ， f o e ) 比较小，正是由于f e f 抑制了注视细胞，即使注视刺激依然存在，注视 细胞活动性也不太高，眼跳非常容易发生。f i s c h e r 等人( 1 9 9 7 ) 的研究还发现， 反向眼跳任务中的g a p 效应小于朝向眼跳，这正是因为f e f 参与了反向眼跳， 使s c 中注视细胞在注视点消失的情况下也保持高激活水平，抑制了f o e 。 2 3g a p 效应的理论解释 自从s a s l o w 首次提出g a p 效应以来，很多学者就提出各种理论来解释为什 么眼跳潜伏期会因为g a p 的存在而减少，其中最主要的有两种：注意分离假设 ( a t t e n t i o n a ld i s e n g a g e m e n th y p o t h e s i s ) 和两因素理论( t o w c o m p o n e n tt h e o r y ) 。 2 3 1 注意分离假设( a t t e n t i o n a ld i s e n g a g e m e n th y p o t h e s i s ) 1 9 8 7 年，f i s c h e r 等人根据一些先前研究提出了注意分离假设。该假设认为， 在g a p 范式中，眼跳潜伏期之所以减少是由于在目标出现之前，注视点消失，使 得视觉注意提前从当前注视点脱离了出来，为新的注视做好了准备，从而表现为 眼跳潜伏期的减少。也就是说，注意在目标出现之前已经处于游离状态，更利于 做出眼跳反应。 f i s c h e r 等人( 1 9 9 4 ) 在实验中要求被试在g a p 范式中监视注视点颜色的变 化，在这样的任务条件下，快速眼跳的次数大大减少。由于监视注视点颜色变化 这一额外要求，使得注意不能及时离开注视刺激，导致眼跳潜伏期增加。 2 。3 2 两因素理论( t o w c o m p o n e n tt h e o r y ) 根据注意分离假设，由于中央窝刺激往往是注意指向的对象，那么中央窝刺 激消失，注意对眼跳的抑制解除，眼跳潜伏期就会变短，产生g a p 效应。为此， 有人提出这样的设想，如果要求被试凝视中央窝的刺激，但注意却指向非中央窝 的刺激，那么中央窝刺激消失与非中央窝刺激消失产生的效应是否会有所差别? 这是一个很好的设想，但早期的研究均未得出令人满意的结果，因为我们无法得 知被试的注意是否真的指向了非中央窝刺激。 1 9 9 3 年，k i n g s t o n e 和k l e i n 改进了这个方法，得出的结论却有悖于注意分 离假设：反应时的减少有赖于消失刺激所在的位置而不是注意指向的位置。由此， 他们提出有两个因素共同导致了g a p 效应。 两因素理论认为导致g a p 效应的一个因素为警报效应( w a r n i n ge f f e c t ) ，即 视觉刺激消失本身就对被试有提示作用，预示着变化即将发生，从而导致反应潜 伏期变短，这与注意指向哪里无关，另一个因素为注视点消失效应( f i x a t i o no f f s e t e f f e c t ，f o e ) ，即注视刺激消失解除了s c 中注视细胞对运动细胞的抑制，眼跳 也就更容易发生了。 随后有研究对两因素理论进行了迸一步探讨。s h a f q 等人( 1 9 9 8 ) 把听觉刺 激作为注视点和目标，大致测量了警报效应和f o e 的大小，认为两者在g a p 效 应中各占5 0 。j a yp r a t t 等人( 2 0 0 0 ) 设置了部分g a p 实验( p a r t i a lg a pt r i a l ) 来 6 更精确的分析g a p 效应的两个因素。所谓部分g a p 是指在目标刺激出现之前 2 0 0 m s ，注视刺激没有消失而是发生了大小的变化。研究者认为，部分g a p 效 应能够产生警报效应( w a r n i n ge f f e c t ) ，但是不会产生注视点消失效应( f o e ) 。 这样一来，o v e r l a p 条件下的眼跳反应时减去p a r t i a lg a p 条件下的眼跳反应时就是 警报效应，p a r t i a lg a p 条件下的眼跳反应时减去g a p 条件下的眼跳反应时就是 f o e 。在这项研究中，p r a t t 还考察了听觉警报在g a p 效应中的作用。结果认为 听觉警报效应在g a p 效应中占了3 5 ，视觉警报效应和f o e 占了6 5 。需要注 意的是，该结果并不适用于反向眼跳任务中的g a p 效应。由于g a p 效应的成分 相互交织在一起，要把他们区分得很精确是不大可能的。但是大致计算出来的结 果是在g a p 条件下，声音警报信号使得眼跳反应时减少了1 4 ，f o e 使其减少 了1 8 ，视觉警报效应使其减少了5 。 2 3 3 两种理论的争论 如果说注意分离理论是从大脑皮层这样比较高级的机制来解释g a p 效应， 那么两因素理论则是从比较低级的皮层下机制来解释g a p 效应。两者从提出之 日起就得到了很多学者的关注，争论不断。 根据两因素理论，中央窝和非中央窝刺激消失都会产生警报效应，但是只有 中央窝刺激消失才会产生注视点消失效应。因为s c 中注视细胞对眼动的抑制只 在中央窝刺激消失时才会解除。t a y l o r 等人( 1 9 9 8 ) 假设，如果两因素理论正确， 那么在实验中加入声音警报以消除注视刺激消失产生的视觉警报效应，则中央窝 刺激消失依然能够使眼跳潜伏期减少，而非中央窝刺激不会。实验结果验证了该 假设，表明非中央窝刺激消失并不能解除眼动抑制。 p r a t t 等人( 2 0 0 6 ) 在注视点处呈现了两个不同颜色的线条，要求被试注意 其中一个，然后比较被注意的线条消失和未被注意的线条消失产生的g a p 效应 的大小。结果发现被注意的线条消失产生的g a p 效应大于未被注意的线条消失 产生的g a p 效应。也就说明注意选择至少在某些条件下调节着g a p 效应，这就 否定了两因素理论所认为的g a p 效应的产生仅仅源于低水平的加工。实验结果 与k i n g s t o n e 和k l e i n 的发现大相径庭。p r a t t 解释说，这是因为在他们的实验中， 注意的和未被注意的线条都呈现在注视点处，k i n g s t o n e 等人的实验中，注意和 未被注意的刺激都在注视点之外，而视觉中央窝的注意机制和非中央窝的注意机 7 制是不同的。p r a t t 等人还认为，注意影响着s c 中注视细胞的活动水平，注意刺 激使其注视细胞的活动性高于未被注意刺激的注视细胞的活动性，那么注意刺激 消失而导致的注视细胞对运动细胞的抑制解除远远大于未被注意刺激消失而产 生的抑制解除，因此注意刺激消失产生的g a p 效应就比较大。由此我们可以看 到，g a p 效应不但受到策略加工的影响，也受到注意选择的影响。 2 4g a p 效应的相关研究 2 4 1g a p 效应和快速眼跳 g a p 效应和快速眼跳的产生并不是同一种现象。 快速眼跳( e x p r e s ss a c c a d e ) 是指眼跳潜伏期在8 0 1 2 0 m s 之间的眼跳。f i s c h e r 和b o e h 于1 9 8 3 年首次在猴子身上发现快速眼跳，随后，f i s c h e r 和r a m s p e r g e r 于1 9 8 4 年在人类身上发现快速眼跳。这两个实验都是在g a p 条件下进行的。之 后又有人在o v e r l a p 条件下也发现经过训练的人和猴子产生了快速眼跳。其他很 多研究也证实，g a p 并不是产生快速眼跳的必要条件。 g a p 效应是指在注视点消失和目标出现之间插入一个短暂的g a p 而导致了 眼跳潜伏期的减少。无论被试有没有经过严格训练，以及目标所处的位置，g a p 效应都会发生。 此外，还有研究发现，快速眼跳是由s c 控制的，f e f 受损并不能影响快 速眼跳的发生，但s c 受损就会就会抑制快速眼跳。 2 4 2g a p 效应的年龄差异 p r a t t 等人( 1 9 9 7 ) 假设，由于抑制衰退，老年人的g a p 效应要小于年轻人。 然而结果却出人意料，老年人和年轻人的g a p 效应并无显著差异。他们认为g a p 效应和返回抑制一样，是对目标位置进行眼跳反应，而对位置的抑制功能并没有 随着年龄增长而衰退，因此g a p 效应没有显著的年龄差异。y a n g 等人在垂直眼 跳的研究也证实了这一点。他们发现虽然老年人垂直眼跳的潜伏期明显长于年轻 人，但这两个年龄组的g a p 效应并没有显著差异。 但f a r r o n i 等人( 1 9 9 6 ) 对新生儿的研究发现，新生儿在需要意志控制的眼 跳实验中未能表现出g a p 效应，而在反射性眼跳实验中表现出了明显的g a p 效 应，结果表明s c 在新生儿的g a p 效应中起主要作用，f e f 发育尚不成熟。 2 4 3 其他眼动中的g a p 效应 g a p 效应不但出现在i 艮i i i ( s a c c a d e ) 中，平稳追随眼动( s m o o t hp u r s u i te y e m o v e m e n t ，s p e m ) 也发现了g a p 效应。k n o x 等人( 2 0 0 5 ) 发现，老年人的平稳 追踪眼动潜伏期明显要比年轻人长，但两组均表现出了g a p 效应，所不同的是 老年人对左侧和右侧目标潜伏期的减少很不对称。 此外在涉及眼跳深度的眼球辐运动( v e r g e n c ee y em o v e m e n t ) 中也发现了 g a p 效应。b u c c i 等( 2 0 0 5 ) 对7 岁儿童的研究发现，虽然g a p 条件下的眼跳 潜伏期比较短，但g a p 条件和o v e r l a p 条件之间的潜伏期差异只在近距离的眼跳、 辐散眼动( d i v e r g e n c e ) 以及与眼球辐运动相伴随的眼跳中才显著。 除了在视觉系统中发现g a p 效应以外，也有学者在听觉系统和操作反应中 发现了显著的g a p 效应。 众所周知，听觉目标也能引起眼跳反应，那么听觉系统中是否存在g a p 效 应呢? r u x s a n a 等人( 1 9 9 8 ) 在暗室里设置了听觉注视点和i 艮i i i 目标，其中注 视点为纯音，目标为白噪音，结果发现了很小却显著的g a p 效应，其大小大约 是视觉模式下g a p 效应的一半。因为s c 中的注视细胞只对视觉输入很敏感， 在黑暗的环境中，没有视觉刺激，g a p 效应自然会减少。此外，虽然被试连续 进行了5 天练习，也没有出现快速i 艮i i i ，这可能是因为f e f 抑制了s c 产生的眼 跳。 b e k k e r i n g 等人( 1 9 9 6 ) 还在手动反应中发现了g a p 效应。无论有没有眼跳 伴随，指向精确的空间位置的手动反应表现出了显著的g a p 效应，而只对刺激 方向做出手动按键反应的g a p 效应相对比较小一些，不需对空间定位的手动按 键反应并没有表现出g a p 效应。 2 4 4 有关消失文本中g a p 效应的研究 r a y n e r 等人( 2 0 0 4 ) 还试图从消失文本中得到g a p 效应，他们假设，由于 g a p 效应的存在，读者阅读消失文本的时间会少于阅读正常文本，然而结果却 并不如人所愿。读者阅读两种类型文本的时间并无显著差异。他们分析认为至少 有三个原因：( 1 ) 被试在阅读消失文本时需要进行一系列的眼跳，而经典的g a p 范式则只需要被试执行一次眼跳。( 2 ) 目标位置的可预测性也减少眼跳时间的一 个因素，但在消失文本中，眼跳的目标位置并不是非常明确。( 3 ) 非中央窝刺激 9 也是产生g a p 效应的一部分，仅仅注视点消失并不足以产生g a p 效应。而在消 失文本中，消失的只是当前注视的词，周围视野的词一直存在。 2 4 5g a p 效应与疾病 c r e v i t s 等人( 2 0 0 4 ) 发现，帕金森病症( p a r k i n s o nd i s e a s e ，p d ) 的病人g a p 条件下的眼跳潜伏期小于o v e r l a p 条件，这表明，虽然位于s c 中的眼跳相关神 经元会被黑质网状部( s u b s t a n t i an i g r ap a r sr e t i c u l a t a ，s n p r ) 中的氨基丁酸能神 经元( g a b a e r g i cn e u r o n s ) 抑制，但g a p 效应并不完全依赖在p d 中受损的黑 质一丘脑神经回路( n i g r o c o l l i c u l a rn e u r o n a lc i r c u i t s ) 。m o s i m a n n ( 2 0 0 5 ) 也发现 帕金森病人虽然在复杂的眼跳任务中表现欠佳，但反射性眼跳任务受到的影响很 小。 t i a n ( 1 9 9 1 ) 对亨廷顿病症( h u n t i n t o nd i s e a s e ) 的病人的研究发现了与正 常人无异的g a p 效应，但是亨廷顿病人在对目标进行可预测追踪的能力明显低 于正常人。因此可以推论，亨廷顿病对自主性眼跳机制的损伤大于反射眼跳机制， 即f e f 受到了该病的影响，而对s c 影响较小。 k l e i n ( 2 0 0 0 ) 对精神分裂症( s c h i z o t h y p e s ) 患者的研究也发现，无论是朝 向眼跳任务还是反向眼跳任务，他们在g a p 条件下的眼跳反应时均小于重叠条 件，即存在g a p 效应。a b e l ( 2 0 0 2 ) 发现老年痴呆症( a l z h e i m e r ) 病人也表现 出了g a p 效应。 2 4 6g a p 效应与e r p 技术 随着e r p 技术的兴起，许多学者丌始利用e r p 技术，从神经点生理变化的 角度考察g a p 效应。 g 6 m e z 和d e l i n t e ( 2 0 0 2 ) 从e r p 的一个成分一关联性负变( c o n t i n g e n t n e g a t i v ev a r i a t i o n ，c n v ) 来考察g a p 范式。他们对比了g a p 条件和f i o g a p 条件 下视觉刺激和操作反应在反应时和e r p 上的差异，揭示了有关知觉、运动与认 知的神经回路对g a p 效应的调节作用。 3 偏心距效应 目标偏心距( e c c e n t r i c i t y ) 是指目标距离屏幕中心的距离远近，以视角计， 是影响朝向和反向眼跳任务的一个因素。r a y n e r ( 1 9 7 8 ) 首先提出可以将落在视 l o 网膜上的一行文字划分为三个区域：中央窝视觉区( f o v e a lr e g i o r l ) 、副中央窝视 觉区( p a r a f o v e a lr e g i o n ) 和边缘视觉区( p e r i p h e r a lr e g i o n ) 。中央窝视觉区与读者注 视点成一度到两度的视角，在这个区域内，视敏度高：在中央窝以外，视敏度显 著下降，被试识别呈现在中央窝以外的字的能力不如识别呈现在中央窝以内的能 力强，副中央窝视觉区与读者注视点大约成1 0 。视角，边缘视觉区包括副中央 窝视觉区以外的全部区域。在视网膜不同的区域上可以获得不同的信息。因此， 有关偏心距效应的研究选用的目标偏心距多在0 5 。至1 5 。视角范围内，以l 。 至2 。的增幅变化，并往往涉及到所有的视觉区。 偏心距效应由b w s i l l ( 1 9 5 8 ) 首次在视觉搜索任务中发现，它反映了外周视 觉在视觉精度与敏感度两方面的下降，研究还发现，增加目标的大小并不i i i i i i i 这种现象，只有降低搜索难度时才会使之减小。 在i 艮 i i i 任务中，偏心距效应又可以称为幅度效应( a m p l i t u d ee f f e c t ) ，主要体 现了目标偏心距对于眼跳的潜伏期、方向错误率、速率以及眼跳幅度等一系列的 指标的影响。 e v d o k i m i d i s 等人( 2 0 0 5 ) 在研究中使用了朝向i 艮 i i i 任务、简单反眼跳任务 和镜像反眼跳任务，结果显示，被试在简单反眼跳任务中，不需要对目标位置做 出精确反向i 艮i i i ，此时目标偏心距不会影响方向错误率，但影响潜伏期，主要是 由于对目标位置的额外加工要求会减慢执行反眼跳的起始时间，此外，被试眼跳 幅度不会随目标位置出现变化。被试在镜像反眼跳任务中，通常会出现类似于朝 向眼跳任务的辨距不良( d y s m e t r i a ) 现象，即对于较近目标会出现眼跳超幅 ( h y p e r m e t r i a ) ，而对于较远目标则会出现i 艮i i i 不足( h y p o m e t f i a ) ，这种现象在 镜像反i 艮i i i 中更明显。 4 问题的提出 在西方国家，经过近4 0 年的研究，学者们对g a p 效应的认识已经比较成 熟，并将其作为一个范式应用i i i i 动研究的很多方面。但在国内，g a p 效应的 研究比较少见。其次，先前的研究多采用单一的目标偏心距考查g a p 效应，目标 偏心距对g a p 效应是否存在影响尚不知晓。本研究旨在进一步验证国外关于眼 跳过程中g a p 效应的研究成果，并设置多个目标偏一i , i ! i 以考察两者之间的关系。 5 实验一 5 1 实验目的 自s a s l o w 提出g a p 效应以来，很多学者对g a p 效应进行了各方面的探索， 并得出了大致相同的结论，但是也有一些不一致的地方，比如，有研究认为反向 眼跳任务中不存在g a p 效应，而有研究则认为反向眼跳中的存在显著的g a p 效 应，但g a p 效应量小于朝向眼跳中的g a p 效应量。 本实验使用眼动分析法，通过经典的朝向和反向眼跳范式再次考察g a p 效 应，并比较两种不同任务类型中的g a p 效应量。 5 2 实验方法 5 - 2 1 被试 被试为1 3 名大学生及硕士研究生，平均年龄2 3 8 岁。所有被试都没有神经 疾病、精神疾病或视觉障碍。实验完成后，所有被试都得到一定的报酬。 5 2 2 实验设计 实验采用2 ( 眼跳任务类型：朝向眼跳、反向眼跳) 3 ( 条件：g a p 、o v e r l a p 、 s t e p ) x5 ( 间隙时间：1 0 0 m s 、2 0 0 m s 、3 0 0 m s 、4 0 0 m s 、6 0 0 m s ) 的完全被试内 设计。三个因素均为被试内变量。 因变量：若干眼动指标。详见5 2 6 。 5 2 3 实验材料 每次试验开始时，在屏幕中心呈现一个直径视角为0 4 。的白色实心圆点， 呈现时间随机( 在8 0 0 m s 至1 0 0 0 m s 之间，以l o o m s 的增量变化) ，以防止被试 对目标出现的时间产生预期。目标是和屏幕中心圆点同样大小的白色实心圆点， 随机出现在中心圆点左边或右边视角为4 。的水平位置。 在g a p 条件下，屏幕中心圆点在目标出现若干时间( 1 0 0 m s 、2 0 0 m s 、3 0 0 m s 、 4 0 0 m s 、6 0 0 m s ) 之前消失。在o v e r l a p 条件下，屏幕中心圆点一直呈现。在s t e p 条件下，屏幕中心圆点消失的同时目标出现。在以上三种条件中，目标均呈现 1 0 0 0 m s 。 在朝向眼跳任务中，要求被试在发觉目标后，尽快注视目标所在位置。而 在反向眼跳任务中，则要求被