注意的理论、实验、研究方法和应用

1、注意的理论、实验、研究方法和应用注意的理论、实验、研究方法和应用内容注意的理论和实验注意的操作定义注意的研究方法注意的应用研究2注意的理论、实验、研究方法和应用注意的理论和实验过滤器理论与双耳分听技术资源限制理论与可证伪标准特征整合理论与错觉性结合实验3注意的理论、实验、研究方法和应用过滤器理论与双耳分听技术最早由Broadbent (1958)提出双耳分听技术感觉阶段、分析阶段和反应阶段早期选择模型中期选择模型(衰减模型)晚期选择模型4注意的理论、实验、研究方法和应用早期选择模型双耳分听技术:同时向双耳呈现不同的信息,要求被试以耳朵为单位分别再现或按顺序成对再现信息.结果发现,分别再现时,效

2、果好.注意过滤器按照全或无方式工作,在多个通道间进行切换.注意瓶颈位于信息加工的感觉阶段选择性过滤器容量有限的通道长时记忆输入通道刺激反应单通道模型：只有新异的、较强的和具有生物意义的刺激才易通过；期待的作用；位于语义分析之前5注意的理论、实验、研究方法和应用早期选择模型Cherry (1953) & Moray (1959)的实验也证实了注意选择的单通道效应。电生理研究的实验支持Gray & Wedderburn (1960)发现双耳分听实验中所呈现的是有意义材料时，被试不是按耳朵为单位再现，而多是按意义再现。6注意的理论、实验、研究方法和应用中期选择模型（Treisman, 1964)追随

3、耳实验:双耳分听,但只注意一只耳朵信息.结果发现,在某些情况下,非追随耳的信息也能得到注意信息是大量输入的注意过滤器的加工方式为衰减式.过滤器的位置有两个:一为语义分析之前的外周过滤器一为语义分析后的中枢过滤器物理特征分析选择性过滤器意义分析反应自己的名字上下文、指示语；个性倾向、项目意义及熟悉度7注意的理论、实验、研究方法和应用晚期选择模型（Deutsch & Deutsch, 1963)信息加工瓶颈位于知觉和工作记忆之间注意瓶颈处于反应选择阶段,中枢的分析结构可以识别一切输入,但输出是按其重要性来安排的,只对重要的刺激反应,而对不重要的刺激则不反应.晚期选择模型又称反应选择模型感觉登记感觉

4、登记感觉登记感觉登记反应追随耳非追随耳多伊奇-诺曼模型8注意的理论、实验、研究方法和应用晚期选择模型（Deutsch & Deutsch, 1963)哈德威克（Hardwick, 1969)的实验支持晚期选择模型希夫林（Shiffrin, 1974）的实验9注意的理论、实验、研究方法和应用资源限制理论与可证伪标准由卡内曼于1973提出注意的功能就是资源分配诺曼和博布罗（1975）提出“材料限制”：作业受到任务的低劣质量或不适宜的记忆信息的限制，即使分配较多的资源也无法改善作业水平“资源限制”：作业受到所分配资源的限制，较多资源可保证任务顺利进行约翰逊和海因茨（Johnson & Heinz,

5、1979)的实验10注意的理论、实验、研究方法和应用资源限制理论与可证伪标准可证伪性作为科学理论的必备性质之一，但资源限制理论较难证伪如果两个任务无法在任务作业水平不下降的情况下被同时执行那么它们需要同一个资源；但如果没有观察到任务作业水平下降，那么它们不需要同一个有限资源。11注意的理论、实验、研究方法和应用特征整合理论（feature integration theory，FIT）与错觉性结合实验特征整合理论是由特雷斯曼（Treisman，1982）在关于自动加工和控制加工的理论基础上发展起来的，她提出了一个模式识别的双阶段模型。12注意的理论、实验、研究方法和应用特征整合理论（featu

6、re integration theory，FIT）与错觉性结合实验在解释该理论之前，必须先理解客体和特征这两个概念。特征是某个维量的一个特定值，而客体则是一些特征的结合。例如，图形和颜色是维量，正方形和蓝色则分别是这两个维量的值，而蓝色正方形是蓝色和正方形这两个特征组成的客体。13注意的理论、实验、研究方法和应用特征整合理论（feature integration theory，FIT）与错觉性结合实验那么隶属于同一客体的各个特征是如何结合在一起，使人们正确认识客体的呢？这就是所谓的捆绑问题（the binding problem）。例如，当呈现一根红色竖直棒和绿色水平棒时，可以知觉到颜色维

7、量上的红色和绿色这两个特征以及空间朝向维量上的竖直和水平这两个特征，它们可以组合成红色竖直棒和绿色水平棒，也可以组合成红色水平棒和绿色竖直棒，那么人是如何作出正确组合（捆绑）的呢？特征整合理论正是对捆绑问题给出了答案注意的作用是特征正确组合的关键。 14注意的理论、实验、研究方法和应用特征整合理论（feature integration theory，FIT）与错觉性结合实验在模式识别的过程中，第一个阶段是前注意阶段，其加工方式是自动加工或平行加工；第二阶段是特征整合阶段，其加工方式为控制加工或系列加工。特雷斯曼认为，在早期的前注意阶段，物体特征处于“自由漂移”的状态，认知系统中只能首先形成一

8、个“特征地图”；而在后期的特征整合阶段，各个特征犹如经过胶水“粘合”而结合在一起（即特征捆绑），形成一个位置地图，对于物体的知觉就是这样完成了。15注意的理论、实验、研究方法和应用特征整合理论（feature integration theory，FIT）与错觉性结合实验特雷斯曼的视觉搜索实验和错觉性结合实验实验时，向被试视觉呈现130个不同颜色的字母，要求他们从中搜寻某一特定靶子（客体或特征），同时记录被试的反应时。结果发现，客体靶子受项目数量的影响很大，项目数越多反应时越长；而特征靶子则几乎不受项目数量的影响。这个结果证明了特征整合理论，因为特征的加工是平行的，而客体的加工则是系列的，所以

9、前者反应时的变化不及后者大。 16注意的理论、实验、研究方法和应用特征整合理论（feature integration theory，FIT）与错觉性结合实验特雷斯曼还进行了一系列错觉性结合实验。所谓错觉性结合是指在注意分散或不注意或注意过载的条件下，向被试呈现的不同客体的特征发生彼此交换的现象。例如，呈现的是绿色的X和红色的O，被试却报告绿色的O和红色的X。特雷斯曼和施密特做了很多这样的实验，试图以此证明，在知觉的初期，特征是处于一种自由漂移的状态，以后才出现特征间的结合，当然也就可能产生错误的结合。17注意的理论、实验、研究方法和应用特征整合理论（feature integration t

10、heory，FIT）与错觉性结合实验例如，特雷斯曼的一个字母错觉性实验。实验中，向被试快速呈现一些刺激卡，要求他们只注意刺激卡两侧的数字（第一作业），随后，让被试先报告所看到的数字，再报告所呈现的字母及其颜色和位置（第二作业）。结果发现，第一作业正确率达90%以上；第二作业的正确率为52%，并且还出现了字母、颜色和位置之间的错误结合。可知，前注意加工阶段中单个特征是被独立编码的，特征是处于自由漂移状态的。18注意的理论、实验、研究方法和应用特雷斯曼的字母错觉性实验用卡片9PHT219注意的理论、实验、研究方法和应用特征整合理论（feature integration theory，FIT）与错

11、觉性结合实验被试在报告字母发生的错误中，有两种不同的类型：特征错误和结合错误。特征错误是指被试报告出卡片上没有的特征，例如上面的卡片中，被试报告看到了“左边的绿的P”或“右边的蓝的O”。结合错误是指被试所报告的特征没有无中生有的成分，只是位置发生了交换。例如，被试报告看到了“左边的黄的P”或“中间黄的T”。在39%的试验中发现了结合错误错觉性结合。20注意的理论、实验、研究方法和应用特征整合理论（feature integration theory，FIT）与错觉性结合实验特征整合理论的另一证据，来自于一个由于双侧顶叶受损所致的有着双侧注意缺陷的患者（Robertson，Treisman，Fr

12、iedman-Hill，和Grabowecky，1997）。当多个目标呈现时，该患者能够准确地报告出所呈现的那些特征，但当被问及哪些特征属于同一个目标时，他便完全碰运气了。所以，当目标以一个简单的特征定义时，他能相对正常地执行搜索任务；但当目标以一组的特征定义时，他就完全失败了。可见，在缺乏注意时视觉系统是把目标觉察为毫无联系的一组特征，而这支持了注意的特征捆绑功能。21注意的理论、实验、研究方法和应用陈霖的视觉拓扑理论（visual topological theory）1. 陈霖其人中科院生物物理所脑与认知科学重点实验室主任，北京磁共振脑成像中心（国家大型科学仪器中心）主任。 1982年在

13、科学杂志上原创性地提出了“大范围首先”的拓扑性质知觉理论，向半个世纪以来占统治地位的“局部首先”的理论提出了挑战。22注意的理论、实验、研究方法和应用23注意的理论、实验、研究方法和应用注意的理论、实验、研究方法和应用陈霖的视觉拓扑理论（visual topological theory）随后近30年的时间里，在与国际上持不同学术观点的学者的争论与交流中，他以令人信服的系列科学实验不断地完善和论证着这一假说，进而成为有国际影响力的理论。 他的成果也被科学（2003）、美国科学院院报（2003，2007）等著名学术刊物多次刊登。25注意的理论、实验、研究方法和应用陈霖的视觉拓扑理论（visual

14、 topological theory）2005年，国际知觉杂志Visual Cognition以专辑的形式刊载了陈霖的成果并配发了大量国际著名学者的肯定性评论的文章。 2003年，当选为中科院院士。2004年，获“求是杰出科学家奖”。26注意的理论、实验、研究方法和应用陈霖的视觉拓扑理论（visual topological theory）2. 什么是拓扑学？ 拓扑学是由英文“Topology”音译而来的，它是一种几何学，研究的是几何图形的一类特殊性质，即“拓扑性质”。27注意的理论、实验、研究方法和应用陈霖的视觉拓扑理论（visual topological theory）这类特殊性质是图

15、形在整体结构上的特性，它们与图形的大小、形状无关，可以任意将图形作变形（拉伸、挤压、扭曲等），只要不发生粘连、断裂，即不破坏图形整体结构。上述各种变形称为拓扑变换，也称为图形的通胚变换，在同胚变换下保持不变的性质就是拓扑性质。人们形象地称拓扑学为橡皮几何学。28注意的理论、实验、研究方法和应用29注意的理论、实验、研究方法和应用30注意的理论、实验、研究方法和应用陈霖的视觉拓扑理论（visual topological theory）3. 陈霖研究的理论陈霖在对多种典型视知觉实验结果进行分析后认为，视知觉组织的心理现象是视觉过程初期检测大范围拓扑性质的普遍而基本的功能反应。视觉系统不仅能检测拓

16、扑性质，而且与局部细节性质比较而言，视觉系统更敏感于大范围的拓扑性质，并且其发生在视觉过程的初级阶段。31注意的理论、实验、研究方法和应用视觉拓扑理论（visual topological theory）陈霖（Chen，1982）提出的视觉拓扑理论（visual topological theory）将几何学中的拓扑理论引入视知觉研究，进一步深化了人们对整体特征的了解。 32注意的理论、实验、研究方法和应用视觉拓扑理论（visual topological theory）陈霖认为，视觉处理的早期阶段检测是图形大范围的、整体的拓扑性质，以后才处理图形的局部特性。 为了证明这一点，陈霖设计了这样的

17、实验：用速示器呈现成对的几何图形。33注意的理论、实验、研究方法和应用视觉拓扑理论（visual topological theory）成对的几何图形有的具有等价的拓扑性质，有的不等价。例如下图中，有正方形、三角形、圆盘和圆环四种图形。34注意的理论、实验、研究方法和应用视觉拓扑理论（visual topological theory）其中正方形、三角形、圆盘都是实心的，在拓扑性质上可以归入同类；而圆盘和圆环虽然都是圆，直觉上常常被分为一类，但在拓扑性质上，它们却是不等价的。35注意的理论、实验、研究方法和应用视觉拓扑理论（visual topological theory）如果将正方形、三角

18、形和圆环分别和圆盘配对呈现，而且呈现的时间非常短（实际实验中每对图形的呈现时间仅有5ms），让被试判断两个图形的异同，就可以判断在视觉处理的早期是对拓扑性质敏感还是对局部性质敏感。36注意的理论、实验、研究方法和应用视觉拓扑理论（visual topological theory）实验结果显示，被试将圆环和圆盘报告为不同的最多（64.5%），而报告正方形和圆盘不同的比较少（43.5%），报告三角形和圆盘不同的最少（38.5%）。这说明被试判断异同的标准倾向于拓扑性质是否等价。37注意的理论、实验、研究方法和应用38注意的理论、实验、研究方法和应用注意的分配功能一、自动加工与控制加工如果在同时进

19、行的几项任务中，有些任务是自动加工（automatic processing）的，由于它们几乎不需要占用认知资源，这就可以使个体集中注意于其他任务中，从而提高工作效率。而自动加工不是天生的，是通过练习获得的。39注意的理论、实验、研究方法和应用（一）斯特鲁普效应与自动加工斯特鲁普（Stroop，1935）设计了一种任务，他向被试呈现一系列各种颜色（红、绿、棕、紫）的长方形色块和有关颜色的单词（red，blue，green，brown，purple），这些单词的打印颜色与它们语义所指的颜色是相互冲突的。40注意的理论、实验、研究方法和应用REDRED红色红色41注意的理论、实验、研究方法和应用（

20、一）斯特鲁普效应与自动加工例如，用绿色墨水打印表示红色的单词“red”，要求被试以最快的速度说出印刷这些色块和颜色单词的墨水颜色。这就是斯特鲁普任务。结果发现，被试能很好地报告色块的墨水颜色，但是在报告颜色单词的墨水颜色时却显得非常困难，经常不由自主的读出单词本身。这就是著名的斯特鲁普效应（Stroop effect）。42注意的理论、实验、研究方法和应用（一）斯特鲁普效应与自动加工斯特鲁普认为，上述效应的产生的长期训练的结果。由于这个实验中的被试都有成年人，长期的阅读训练使得他们不用集中太多的注意就能流利地读出文字，面对单词他们总是情不自禁地产生阅读反应。而在斯特鲁普任务中，他们必须抑制住自

21、己的阅读，还要报告与单词意思不同的墨水颜色，因此是相当困难的。43注意的理论、实验、研究方法和应用（一）斯特鲁普效应与自动加工由此可见，在斯特鲁普任务中，对于颜色单词的阅读反应是一种只需要很少资源就能够有效进行的、难以抑制的认知加工。这就是我们所称的自动加工。自动加工的对立面就是控制加工（controlled processing）。这是一种需要运用注意的加工，受到意识的控制，其容量有限，可以灵活地适应变化着的环境。44注意的理论、实验、研究方法和应用（二）自动加工和控制加工的分野施奈德与希夫林（Schneider & Shiffrin，1977）在严格的实验条件下，将自动加工和控制加工分离了

22、开来。施奈德与希夫林在区分出自动加工和控制加工后进一步指出，自动加工总是出现在比较容易的任务中，或对熟悉刺激进行加工的过程中。自动加工是一种平行加工，不需要限制加工容量。相反，控制加工出现在比较困难的任务中，或对不熟悉刺激进行加工的过程中。控制加工是一种系列加工，同一时间只能对一小部分刺激进行加工，需要限制加工容量，是在意识控制之下完成的。45注意的理论、实验、研究方法和应用双任务作业研究（一）练习在认知任务中的作用在注意分配功能的研究中，还常常采用双任务（dual task）作业。能否同时顺利地进行两种活动，受到活动的相似性、活动对认知资源的需求，以及一些个人因素的制约。46注意的理论、实验

23、、研究方法和应用（一）练习在认知任务中的作用心理学家一般认为，个体要能够同时有效地进行两种活动，其机制可能有以下三种：第一，在完成两种活动时，个体的注意频繁在两项任务之间来回转移，使两项任务交替获得认知资源；第二，在两项任务中，有一个是自动进行的；第三，个体通过训练，学会将两项任务整合在一起执行。47注意的理论、实验、研究方法和应用（二）注意瞬断和双通道理论研究注意瞬断/瞬脱（attentional blink）与心理不应期有着密切的关系。注意瞬断指的是，在快速连续地呈现两个目标刺激的情况下，第一个目标出现后的数百毫秒的时间内，人无法准确地辨别（甚至检测）出第二个目标刺激。不同的刺激都可以产生

24、注意瞬断现象，包括字母、数字、单词、几何图形和颜色等。48注意的理论、实验、研究方法和应用（二）注意瞬断和双通道理论研究沃等人进一步研究发现，快速呈现两个刺激并不一定都产生注意瞬断现象。沃等人（Awh，Serences et. al，2004）提出了双通道理论。他们认为，对于数字的辨别只需通过特征加工为基础的系统（特征通道），而对人脸的辨别既需要特征系统，又需要一个以完形加工为特征的系统（完形系统）。49注意的理论、实验、研究方法和应用第二节 注意的操作定义“注意是心理以清晰而又生动的形式对同时存在的若干对象中的某一些，或连续的思维的一种占有。它的本质是意识的聚集和集中。它意指离开某些事物以便

25、更有效地处理其他事物“（James, 1890,p.381-382)任务定义注意持续性注意加工定向注意50注意的理论、实验、研究方法和应用任务定义注意(task-defined)什么是任务定义注意在实验控制条件下,对某些刺激值或刺激维度而非其它刺激值或刺激维度的反应(鸽子啄棒）任务定义注意经常用在关心注意的结果而非注意本身任务定义注意的关键问题避免任务定义注意与注意机制的混淆（Steven & Shaun, 2002）避免维度任务定义注意与维度值任务定义注意的混淆51注意的理论、实验、研究方法和应用持续性注意持续性注意(maintaining attention)指在同一对象或同一任务上保持一

26、段时间的注意问题区分引起注意的过程和保持注意的过程顶叶受损的病人很难完成注意定向,但保持注意无损.ADHD的儿童可以引起注意,但不能保持注意.工作记忆损伤会造成注意保持困难,因无法完成任务的表征;精神分裂症患者的工作记忆损伤导致持续性任务操作缺陷.52注意的理论、实验、研究方法和应用加工定向注意加工定向注意是指为了改进加工的速度或准确性而把认知加工过程限制并集中在所有当前信息的某个子集上的过程发生的条件只有当眼前呈现太多刺激或任务而使人的心理加工过程无法高效地操作时,注意才是必要的埃盖思,维尔齐和加尔巴特(1984)的视觉搜索实验53注意的理论、实验、研究方法和应用三种定义间的比较任务定义从行

27、为结果来描述注意的存在与否,简单易行但无法涉及注意的内部机制;持续性定义看到了注意维持心理过程和意识聚焦的一面,但不能排除其他非注意因素对任务持续性的影响加工定向定义则突出注意在引导和分配心理资源方面的功能,但这一定义不适用于十分简单的任务它们仅反映了注意的某些方面,均不能完全涵盖对注意的所有理解.54注意的理论、实验、研究方法和应用第三节 注意的研究方法提示范式搜索范式过滤范式双任务范式电生理学研究方法55注意的理论、实验、研究方法和应用提示范式基本原理:用刺激或指导语来引导被试注意一个明确的输入源,然后把对这一输入源的加工和对其他输入源的加工作比较自变量提示的有效性和提示类型研究范例56注

28、意的理论、实验、研究方法和应用提示范式的自变量提示的有效性:提示指向的位置和刺激出现位置的吻合程度,可以控制注意指向目标出现位置的可能性大小有效试验(valid trial):反应时最短无效试验(invalid trial):反应时最长中立试验(neutral trial):反应时中等有效试验无效试验中立试验注视点提示目标+X+X+X+57注意的理论、实验、研究方法和应用提示范式的自变量提示类型根据提示是否直接出现在将被注意的位置分为:外围提示(见上页)符号提示根据整个实验中有效试验和无效试验的比例分为预言性提示非预言性提示有效试验注视点提示目标+X+58注意的理论、实验、研究方法和应用提示范

29、式研究范例知觉负载说注意选择点由干扰点决定(拉维,1995,1997; 拉克和希尔亚德, 1999)知觉负载大早期选择工作记忆负载大晚期选择福格尔(Vogel, 2000)借助提示范式检验知觉负载说高记忆负载条件下,不管提示在知觉加工前后出现,都具有影响晚期选择高知觉负载条件下,提示只有在知觉加工时出现,才具有影响早期选择59注意的理论、实验、研究方法和应用60注意的理论、实验、研究方法和应用61注意的理论、实验、研究方法和应用62注意的理论、实验、研究方法和应用63注意的理论、实验、研究方法和应用搜索范式基本原理要求被试寻找一个或多个混杂在非目标刺激中的目标刺激,实验时这些刺激可以同时呈现,

30、也可以相继呈现最常见的搜索范式视觉搜索任务搜索函数OOOOOOO+OOQ64注意的理论、实验、研究方法和应用搜索范式搜索函数斜率几乎为0平行搜索反应时随刺激规模而增加顺序搜索目标缺乏试验的斜率大于目标呈现试验中止加工否则终结加工65注意的理论、实验、研究方法和应用66注意的理论、实验、研究方法和应用67注意的理论、实验、研究方法和应用68注意的理论、实验、研究方法和应用69注意的理论、实验、研究方法和应用过滤范式基本原理使被试的注意指向一个信息源,而实验者评估的则是那些未被注意的信息的加工过程,以此来研究注意的某些特征整体局部范式(纳冯,1977)双侧任务范式负启动范式70注意的理论、实验、研

31、究方法和应用整体局部范式大图形由小图形组成自变量要求被试注意整体还是局部(注意的指向性)整体特征和局部特征是否一致实验结果当要求被试报告局部特征时,如果整体特征与局部特征不一致,则反应时变慢;当被试报告整体特征时,局部特征是否与整体特征一致几乎没有影响TTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT T T T T 71注意的理论、实验、研究方法和应用双侧任务范式任务要求要求被试报告呈现于画面中央的字母而忽略呈现于目标两侧的字母(即要求被试注意中央的字母)自变量中央和两侧的字母是否一致实验结果中央和两侧的字母一致时,被试的反应时较快注意从目标区域到附近区域的分散程度H T H72注意的理论、实验、研究方法和应用负启动范式方法在该范式中每次试验呈现两个刺激,其中一个需要被注意并做出反应,如右图,呈现重叠的黑色和白色字母,要求被试说出每个白色字母