注意在時(shí)間知覺(jué)中的作用及其理論模型

摘要

時(shí)間知覺(jué)是指對(duì)刺激的同時(shí)性、時(shí)間順序和持續(xù)性的認(rèn)知加工，表現(xiàn)為時(shí)距和時(shí)序兩個(gè)方面。注意機(jī)制可以解釋實(shí)際時(shí)間和主觀時(shí)間之間的差異：注意的增強(qiáng)會(huì)延長(zhǎng)對(duì)時(shí)距的估計(jì)，受注意的刺激會(huì)被知覺(jué)為提旱出現(xiàn)。相關(guān)的注意理論模型有AGM模型，系統(tǒng)仿真模型和AUM模型。未來(lái)需關(guān)注神經(jīng)科學(xué)方面的證據(jù)，進(jìn)一步推動(dòng)時(shí)間知覺(jué)腦機(jī)制和跨通道信息整合的研究。

關(guān)鍵詞

注意，時(shí)間知覺(jué)，時(shí)距估計(jì)，時(shí)序知覺(jué)

分類號(hào)

B842

1

引言

時(shí)間知覺(jué)是指對(duì)外界環(huán)境刺激的同時(shí)性、時(shí)間順序和持續(xù)性的認(rèn)知加工，表現(xiàn)為時(shí)距和時(shí)序兩個(gè)方面。時(shí)距是指兩個(gè)連續(xù)刺激之間的間隔時(shí)間(interval)或某一刺激的持續(xù)時(shí)間(duration)；時(shí)序則是指對(duì)兩個(gè)或兩個(gè)以上的刺激的順序知覺(jué)，可以同時(shí)發(fā)生，也可以先后發(fā)生。時(shí)間知覺(jué)的加工尺度極大，從毫秒到數(shù)月；其中，對(duì)數(shù)百毫秒到數(shù)秒范圍內(nèi)的時(shí)間信息的準(zhǔn)確加工，是運(yùn)動(dòng)控制、語(yǔ)音識(shí)別等過(guò)程的必要條件(BuhusiMeck，2005)。

時(shí)間知覺(jué)依賴于我們對(duì)變化的體驗(yàn)(徐青，魏琳，2002)，如快樂(lè)的時(shí)光總是一瞬而逝，等待卻顯得特別漫長(zhǎng)。如何解釋實(shí)際時(shí)間與主觀時(shí)間之間的差異及其影響因素，關(guān)鍵在于注意機(jī)制(YatesNicholls，2009)。研究表明，注意會(huì)使主觀時(shí)距變長(zhǎng)，如在一場(chǎng)瞬間發(fā)生的重大車禍中，很多人會(huì)報(bào)告周圍的事件以慢鏡頭的形式發(fā)生，短暫的瞬間就像經(jīng)歷了很久(Tse，Intriligator，Rivest＆Cavanagh，2004)；而注意的分散則會(huì)使主觀時(shí)間變短(Grondin，2010)。當(dāng)注意投向一個(gè)客體(通道)時(shí)，則會(huì)加快該客體(通道)的感覺(jué)過(guò)程，減少其進(jìn)入意識(shí)所需的時(shí)間(黃澤軍，錢秀瑩，2010)，影響時(shí)序知覺(jué)，即受注意的客體(通道)能被更早地知覺(jué)到。本文主要從時(shí)距和時(shí)序兩個(gè)方面來(lái)闡述注意對(duì)時(shí)間知覺(jué)的影響，并介紹相應(yīng)的注意理論模型，最后指出目前研究中的問(wèn)題與未來(lái)的方向。

2

注意對(duì)時(shí)距知覺(jué)的影響

時(shí)距知覺(jué)是指對(duì)某段時(shí)間的持續(xù)性估計(jì)，包括兩個(gè)刺激之間的間隔時(shí)間(interval)和單個(gè)刺激的呈現(xiàn)時(shí)間(duration)。與時(shí)序知覺(jué)不同的是，時(shí)距估計(jì)涉及累積的時(shí)間量判斷或比較，要求被試比較前后兩段時(shí)間的長(zhǎng)短，或是重現(xiàn)(reproduce)某段時(shí)間，任何即時(shí)的信息都無(wú)法獨(dú)立地用于反應(yīng)(萬(wàn)群，林苗，錢秀瑩，2010)。

時(shí)距知覺(jué)實(shí)驗(yàn)采用雙任務(wù)或單任務(wù)兩種條件進(jìn)行研究。雙任務(wù)條件分為前瞻性計(jì)時(shí)(prospective timing)和回溯性計(jì)時(shí)(retrospectivetiming)兩種范式(Brown，1985)，要求被試在進(jìn)行時(shí)距知覺(jué)任務(wù)的同時(shí)完成一項(xiàng)非時(shí)間的分心任務(wù)，區(qū)別在于是否事先告訴被試需要完成時(shí)距知覺(jué)任務(wù)。單任務(wù)條件則采用新異(oddball)范式。

2.1雙任務(wù)條件

前瞻性計(jì)時(shí)是指事先告訴被試，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要進(jìn)行包括時(shí)距判斷在內(nèi)的兩項(xiàng)任務(wù)，要求被試將注意集中在某些與時(shí)間相關(guān)的信息上：而在回溯性計(jì)時(shí)范式中，被試事先并不知道需要判斷時(shí)距，開(kāi)始的時(shí)距估計(jì)任務(wù)績(jī)效很差，但會(huì)隨著實(shí)驗(yàn)次數(shù)的增多而變好。與同等實(shí)驗(yàn)條件下的回溯性計(jì)時(shí)相比，在前瞻性計(jì)時(shí)實(shí)驗(yàn)中，被試所知覺(jué)到的時(shí)距更長(zhǎng)，也更準(zhǔn)確。Zakay和Block(2004)以執(zhí)行控制為切入點(diǎn)，認(rèn)為兩種范式背后的機(jī)制是不同的，回溯性計(jì)時(shí)更多涉及前后兩個(gè)任務(wù)之間的轉(zhuǎn)換。由于回溯性計(jì)時(shí)范式的局限性，目前的研究基本采用前瞻性計(jì)時(shí)，且集中于探索非時(shí)間任務(wù)對(duì)時(shí)距知覺(jué)的影響。

在這兩種不同的實(shí)驗(yàn)范式中，非時(shí)間任務(wù)的難度都會(huì)影響時(shí)距知覺(jué)：隨著非時(shí)間任務(wù)難度的提高，被試所估計(jì)的時(shí)距會(huì)越短，越不準(zhǔn)確；并且非時(shí)間任務(wù)的績(jī)效越好，時(shí)間任務(wù)的表現(xiàn)會(huì)越差(Brown，1985)。Hicks，Miller和Kinsboume(1976)認(rèn)為注意會(huì)影響對(duì)時(shí)間線索的知覺(jué)，注意越集中，所知覺(jué)到的時(shí)間信息就越多，時(shí)距就會(huì)被估計(jì)為越長(zhǎng)。Thomas和Weaver(1975)則提出在雙任務(wù)條件下，注意資源的分配會(huì)影響時(shí)距知覺(jué)。注意資源是有限的，時(shí)間任務(wù)和非時(shí)間任務(wù)都會(huì)占用。在無(wú)分心任務(wù)的控制條件下，被試的注意全部集中在時(shí)間任務(wù)上，因而其績(jī)效最好；雙任務(wù)條件下，非時(shí)間任務(wù)部分占用了注意資源，使得時(shí)間任務(wù)的績(jī)效變差；隨著非時(shí)間任務(wù)難度的增加，時(shí)間認(rèn)知過(guò)程占用的注意資源越來(lái)越少，因而其績(jī)效越來(lái)越差。這個(gè)假設(shè)同樣能解釋所得到的行為實(shí)驗(yàn)結(jié)果。盡管涉及的具體方式不同，但兩個(gè)解釋的基本假設(shè)是一致的，即注意的增強(qiáng)可以延長(zhǎng)主觀時(shí)距。

Chen和O’Neill(2001)認(rèn)為，注意對(duì)時(shí)距知覺(jué)的作用并不是絕對(duì)的，而是會(huì)因非時(shí)間任務(wù)的加上要求不同而發(fā)生改變。在雙任務(wù)條件下，即非時(shí)間任務(wù)的要求高時(shí)，注意確實(shí)會(huì)延長(zhǎng)主觀時(shí)距；但在無(wú)分心任務(wù)的控制條件下，即非時(shí)間任務(wù)的要求低時(shí)，注意卻會(huì)縮短主觀時(shí)距。且該效應(yīng)與線索刺激的性質(zhì)(內(nèi)源、外源)并不相關(guān)(chenO’Neill，2001)。但是，該實(shí)驗(yàn)結(jié)果并不能被有效地重復(fù)(YeshurunMarom，2008；CicchiniMorrone，2009)。Cicchini和Morrone(2009)的實(shí)驗(yàn)表明剝奪注意會(huì)使主觀時(shí)距變短，還進(jìn)一步證實(shí)了這種效應(yīng)具有空間選擇性：當(dāng)標(biāo)識(shí)兩個(gè)間隔時(shí)間的刺激出現(xiàn)在不同位置時(shí)，時(shí)距估計(jì)會(huì)變得更短(CicchiniMorrone，2009)。在這種情況下，Seifried和Ulrich(2011)對(duì)所有的實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行了檢驗(yàn)，表明Chen和O’Neill的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能是沒(méi)控制好實(shí)驗(yàn)條件，由反應(yīng)偏向引起的。雖然無(wú)法給出定論，但Seifried和Ulrich的實(shí)驗(yàn)確實(shí)能直接支持注意對(duì)主觀時(shí)距的延長(zhǎng)作用。另外，vanWassenhove，Buonomano，Shimojo和Shams(2008)的實(shí)驗(yàn)則在跨通道研究方面證實(shí)了注意在時(shí)距知覺(jué)的作用。

2.2單任務(wù)條件

新異(oddball)范式是指按序列呈現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)刺激，隨機(jī)穿插新異刺激(oddball，)，由被試比較新異刺激和標(biāo)準(zhǔn)刺激的呈現(xiàn)時(shí)間長(zhǎng)短，或是參考標(biāo)準(zhǔn)刺激，重現(xiàn)一段時(shí)間。由于自身的屬性所限，oddball范式僅能通過(guò)外源性線索來(lái)引導(dǎo)注意。新異刺激能自動(dòng)吸引注意，在ERP實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生顯著的電位變化，因而該范式被認(rèn)為是與注意機(jī)制相關(guān)的典型范式(Tse et al.，2004)，可以有效地鑒別注意是否為時(shí)距知覺(jué)發(fā)生扭曲的主要原因。

以往的研究認(rèn)為，注意會(huì)影響被試對(duì)信息的敏感性，注意投入越多，意識(shí)到的時(shí)間線索也就越多，時(shí)距知覺(jué)就越準(zhǔn)確(Hicks et al.，1976)。但是，在Tse等人(2004)的一系列實(shí)驗(yàn)中，信息敏感性并沒(méi)有改變，注意調(diào)節(jié)的是信息加工的速度。注意的程度越高，被試對(duì)該刺激的加工速度越快，單位時(shí)間所處理的信息也就越多，因而被試所知覺(jué)到的時(shí)距也就越長(zhǎng)。除了刺激的物理屬性，語(yǔ)義上的新異性同樣能產(chǎn)生時(shí)距扭曲現(xiàn)象(Tse et al.，2004)。然而，oddball范式存在一個(gè)無(wú)法忽視的缺點(diǎn)，就是混淆了注意和可預(yù)測(cè)性兩個(gè)概念。與中性刺激相比，帶有負(fù)性情緒特征的新異刺激更能吸引注意，卻沒(méi)有產(chǎn)生相應(yīng)的時(shí)距扭曲效應(yīng)，這是注意所不能解釋的(PariyadathEagleman，2007)；而在預(yù)測(cè)性假設(shè)中，不管是否帶有情緒特征，對(duì)被試來(lái)說(shuō)，新異刺激的不可預(yù)測(cè)程度都是一樣的。因此，有研究者認(rèn)為，注意并不是影響時(shí)距知覺(jué)的必要條件(van Wassenbove et al.，2008)?？深A(yù)測(cè)的序列會(huì)使神經(jīng)元產(chǎn)生重復(fù)抑制(repetitionsuppression)效應(yīng)(Krekelberg，BoyntonvanWezel，2006)，減少對(duì)重復(fù)出現(xiàn)／可預(yù)測(cè)刺激的時(shí)距估計(jì)，從而延長(zhǎng)新異刺激的時(shí)距(PariyadathEagleman，2007)。

事實(shí)上，注意和可預(yù)測(cè)性兩個(gè)因素總是捆綁在一起的，單純的行為學(xué)實(shí)驗(yàn)并不能將二者進(jìn)行有效的分離，需要進(jìn)行有關(guān)的神經(jīng)學(xué)實(shí)驗(yàn)。序列的可預(yù)測(cè)性會(huì)減少被試對(duì)新異刺激的注意，而不可預(yù)測(cè)的刺激則能高度吸引注意。負(fù)性情緒的新異刺激之所以不能產(chǎn)生相應(yīng)的效應(yīng)，其原因可能在于：(1)注意資源是有限的。相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)刺激，中性新異刺激和負(fù)性新異刺激都能最大限度地吸引注意，占用全部的注意資源，因而只能產(chǎn)生相同的效應(yīng)；(2)對(duì)負(fù)性的新異刺激也存在適應(yīng)過(guò)程。負(fù)性情緒體驗(yàn)在刺激第一次出現(xiàn)時(shí)達(dá)到最大，但隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，可能會(huì)逐漸降到平均水平，并掩蓋其注意特性。因而，并不能就此否定注意對(duì)時(shí)距知覺(jué)的影響。

3

注意對(duì)時(shí)序知覺(jué)的影響

與同時(shí)出現(xiàn)的刺激相比，受到注意的刺激會(huì)被知覺(jué)為提早出現(xiàn)，該現(xiàn)象被稱為優(yōu)先登錄(priorentry)。注意可以加速對(duì)視覺(jué)信息的加工，受到注意的刺激往往能更快被知覺(jué)到，對(duì)它的加工也更有效、更精細(xì)、更準(zhǔn)確(ScharlauHorstmann，2006)；且注意力越強(qiáng)，刺激就能越早地被知覺(jué)到(scharlau，2004)。優(yōu)先登錄現(xiàn)象可用于研究注意的時(shí)間特性；也可解釋注意瞬脫(attentionalblink)中的刺激順序反轉(zhuǎn)現(xiàn)象(OliversHilkenmeier，2011)。目前的研究包括線索性質(zhì)(內(nèi)源、外生)、刺激性質(zhì)(位置、通道)兩方面，主要集中于從行為學(xué)上弱化反應(yīng)偏向的影響，將注意的作用分離出來(lái)。

對(duì)優(yōu)先登錄現(xiàn)象的研究主要有兩類范式：知覺(jué)潛伏期啟動(dòng)(perceptual latency priming，PLP)和線運(yùn)動(dòng)錯(cuò)覺(jué)(訂lusory line motion，ILM)。二者都由線索刺激啟動(dòng)，區(qū)別在于知覺(jué)潛伏期啟動(dòng)采用順序判斷或同時(shí)判斷任務(wù)，在兩個(gè)不同的客體(通道)之間進(jìn)行比較；而線運(yùn)動(dòng)錯(cuò)覺(jué)則是判斷單個(gè)客體的呈現(xiàn)方式。

3.1知覺(jué)潛伏期啟動(dòng)

有研究者認(rèn)為，在PLP范式中，因?yàn)橹貜?fù)出現(xiàn)的啟動(dòng)刺激縮短了被啟動(dòng)靶刺激的知覺(jué)潛伏期，因而稱其為知覺(jué)潛伏期啟動(dòng)效應(yīng)(張鋒，鳳四海，黃希庭，2007)。作為外部信息跨通道整合和多通道事件同步感知的重要一環(huán)，注意對(duì)時(shí)序知覺(jué)的影響并不會(huì)因?yàn)榻邮招畔⒌耐ǖ啦煌兴淖?YatesNicholls，2009)。

3.1.1單通道的PLP效應(yīng)

在PLP范式中，效應(yīng)由啟動(dòng)刺激，即線索引起(ScharlauHorstmann，2006)：先在屏幕上隨機(jī)呈現(xiàn)一個(gè)啟動(dòng)刺激，再呈現(xiàn)兩個(gè)同時(shí)或間隔極短時(shí)間的靶刺激，要求被試判斷兩個(gè)靶刺激的m現(xiàn)順序(哪個(gè)先，哪個(gè)后，是否同時(shí))。通過(guò)控制兩個(gè)靶刺激之間的時(shí)間間隔(stimulus—onset asynchrony，SOA)來(lái)計(jì)算主觀同時(shí)點(diǎn)(point 0f subjectivesimultaneity，PSS)，即使被啟動(dòng)的靶刺激稍晚出現(xiàn)，被試仍會(huì)將其知覺(jué)為與未啟動(dòng)的靶刺激同時(shí)或更早出現(xiàn)(ScharlauNeumann，2003b；Scharlau，Ansorge，Horstmann，2006)。

是否對(duì)線索進(jìn)行掩蔽并不會(huì)對(duì)效應(yīng)產(chǎn)生顯著影響(scharlauNeumann，2003a)，但掩蔽可以避免被試對(duì)啟動(dòng)刺激進(jìn)行反應(yīng)，減少反應(yīng)偏向。一般采用反向掩蔽(metacontrast mask)的技術(shù)：在啟動(dòng)刺激之后瞬間呈現(xiàn)靶刺激，與其毗鄰或?qū)⑵浒鼑?Scharlau＆Horstmann，2006)。這樣就可以使啟動(dòng)刺激在產(chǎn)生線索效應(yīng)的同時(shí)又被緊接著呈現(xiàn)的靶刺激反向掩蔽。在感知層面上沒(méi)有被知覺(jué)到的啟動(dòng)刺激能夠使被試不受反應(yīng)偏向的影響(黃澤軍，錢秀瑩，2010)，同時(shí)也要求啟動(dòng)刺激和靶刺激之間的時(shí)空屬性非常接近。

Scharlau和Neumann(2003b)通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明啟動(dòng)效應(yīng)會(huì)隨著啟動(dòng)SOA的增加而線性增加，在50～100ms之間達(dá)到峰值，之后便逐漸降低，但在1000ms時(shí)仍可檢測(cè)到輕微的效應(yīng)(Scharlau et al.，2006)。這與注意轉(zhuǎn)移的解釋相吻合：?jiǎn)?dòng)刺激引導(dǎo)注意轉(zhuǎn)移至某空間位置，從而減少了該位置上被啟動(dòng)靶刺激的注意加工時(shí)間，其效應(yīng)量為啟動(dòng)刺激和被啟動(dòng)靶刺激之間的間隔時(shí)間(啟動(dòng)SOA)，最大值為注意完成轉(zhuǎn)移所需的時(shí)間，約lOOms(scharlau，2007b)。然而，大部分實(shí)驗(yàn)所檢測(cè)到的效應(yīng)量都在啟動(dòng)SOA的50％～80％之間，原因在于注意的空間競(jìng)爭(zhēng)(scharlau，2007a)：PLP效應(yīng)量是在兩個(gè)靶刺激之間進(jìn)行測(cè)量，注意會(huì)被作為參考的另一個(gè)靶刺激部分捕獲；隨著啟動(dòng)SOA的增加，參考刺激的注意競(jìng)爭(zhēng)能力也隨之減弱，從而使效應(yīng)量線性增加。

3.1.2跨通道靶刺激的PLP效應(yīng)

跨通道的研究分為兩類，一類是兩個(gè)靶刺激發(fā)生在不同通道，另一類則是以跨通道的信息同時(shí)性整合為線索刺激，探索其對(duì)兩個(gè)同通道靶刺激時(shí)序知覺(jué)的影響。

(1)跨通道的靶刺激

早期的跨通道研究集中在觸覺(jué)和視覺(jué)方面，刺激的空間位置、通道性質(zhì)不同都會(huì)產(chǎn)生影響(SpenceParise，2009)。一方面，不同的通道接收信息的時(shí)間屬性并不完全一致；另一方面，不同通道接收信息的位置也不同。Spence，Shore和Klein(2001)通過(guò)對(duì)照組控制了不同通道性質(zhì)的差異，結(jié)果證實(shí)了跨通道的優(yōu)先登錄現(xiàn)象，表明注意確實(shí)能調(diào)節(jié)大腦對(duì)主觀時(shí)間的知覺(jué)和判斷。Zampini，Shore和Spence(2005b)精確地測(cè)量了聽(tīng)覺(jué)和視覺(jué)兩個(gè)通道本身加工速度的不同，進(jìn)一步控制刺激位置(Zampini，Guest，Shore，Spence，2005a)，為視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)之間的跨通道優(yōu)先登錄現(xiàn)象提供了直接證據(jù)。

(2)多通道信息整合的線索刺激

當(dāng)同時(shí)呈現(xiàn)或者間隔時(shí)間很短時(shí)，即使是不同通道的信息也會(huì)被整合為同一個(gè)概念。在視覺(jué)搜索任務(wù)中，一個(gè)與目標(biāo)同時(shí)出現(xiàn)的無(wú)意義聽(tīng)覺(jué)刺激會(huì)使搜索時(shí)間顯著變短、搜索曲線的斜率顯著變小(van der Burg，Olivers，Bronkhorst，Theeuwes，2008b)。van der Burg等人(2008b)認(rèn)為，不同通道的刺激可以進(jìn)行整合，形成突出特征，使刺激從復(fù)雜的環(huán)境中跳躍(pop out)出來(lái)，增強(qiáng)注意競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

這種信息整合可以作為線索刺激，影響時(shí)序知覺(jué)。van der Burg，Olivers，Bronkhorst和Theeuwes(2008a)通過(guò)無(wú)意義的聽(tīng)覺(jué)刺激與視覺(jué)顏色變化的同時(shí)性匹配來(lái)引導(dǎo)注意，分別采用時(shí)序判斷(temporal order judgment，TOJ)任務(wù)和同時(shí)性判斷(simultaneity judgment，SJ)任務(wù)進(jìn)行測(cè)量。在TOJ任務(wù)中，當(dāng)且僅當(dāng)聽(tīng)覺(jué)刺激與某一側(cè)的干擾子顏色變化同步時(shí)，優(yōu)先登錄效應(yīng)顯著，該側(cè)的靶刺激會(huì)被知覺(jué)為提早出現(xiàn)。SJ任務(wù)進(jìn)一步排除反應(yīng)偏向的影響，結(jié)果與TOJ任務(wù)一致：當(dāng)聽(tīng)覺(jué)刺激與右邊的干擾子匹配時(shí)，右側(cè)的靶刺激被知覺(jué)為提早4.4ms出現(xiàn)；反之，左側(cè)的靶刺激被知覺(jué)為提早4.6ms出現(xiàn)。從而證實(shí)了聽(tīng)覺(jué)刺激和視覺(jué)刺激的同時(shí)性綁定會(huì)使注意發(fā)生轉(zhuǎn)移，影響時(shí)序知覺(jué)(van der Burg et al.，2008a)。

3.2線運(yùn)動(dòng)錯(cuò)覺(jué)

Hikosaka(1993)等人最早提出線運(yùn)動(dòng)錯(cuò)覺(jué)的現(xiàn)象：先在屏幕上隨機(jī)呈現(xiàn)一個(gè)線索刺激，之后呈現(xiàn)一個(gè)靜止的探測(cè)條，一端靠近線索刺激，另一端遠(yuǎn)離，盡管客觀上該探測(cè)條為一次性呈現(xiàn)，被試卻會(huì)將探測(cè)條知覺(jué)為運(yùn)動(dòng)展開(kāi)，從靠近線索刺激的位置延伸至遠(yuǎn)離線索刺激的位置(黃澤軍和錢秀瑩，2009)。在ILM范式中，注意被線索刺激捕獲，加速其知覺(jué)潛伏期，進(jìn)一步減少了探測(cè)條中該位置部分的知覺(jué)潛伏期(scharlauHorstmann，2006)，越靠近線索位置，則潛伏期越短，對(duì)其加工也越快(Scharlau，2004)。對(duì)探測(cè)條不同位置加工速度的不同，最終形成了錯(cuò)誤的運(yùn)動(dòng)知覺(jué)。該范式常被用于有關(guān)注意梯度或者運(yùn)動(dòng)視覺(jué)的腦皮層研究(AzzopardiHock，2011)。

3.2.1

不同性質(zhì)線索的ILM效應(yīng)

ILM對(duì)注意的操作有多種不同的方法，如可見(jiàn)的外周線索、掩蔽的外周線索、內(nèi)源性線索等。大部分采用外源性線索的實(shí)驗(yàn)都能檢測(cè)到ILM效應(yīng)，其比例與線索SOA密切相關(guān)：在100-200ms之間達(dá)到最大值，之后隨間隔時(shí)間的增大而減少(scharlau，2004)。若ILM效應(yīng)確實(shí)由注意引起，則不管采用外源的還是內(nèi)源的(由指導(dǎo)語(yǔ)產(chǎn)生)線索刺激，都能觀察到效應(yīng)。但在Christie和Klein(2005)的實(shí)驗(yàn)中，卻檢測(cè)不到內(nèi)源性線索產(chǎn)生的ILM效應(yīng)。Schneider和Bavelier(2003)的實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了外源性線索獲得的效應(yīng)更為穩(wěn)定。內(nèi)源性線索更容易受判斷標(biāo)準(zhǔn)的影響，從而使測(cè)量結(jié)果更不穩(wěn)定(Shore，SpenceKlein，2001)。另一方面，在Christie和Klein的實(shí)驗(yàn)中，線索刺激的特異性過(guò)強(qiáng)(箭頭)，且SOA為500ms，早巳超過(guò)注意轉(zhuǎn)移的時(shí)程。有研究表明，即使采用閾下閃光作為線索刺激(BlancoSoto，2008)，也能檢測(cè)到同樣的效應(yīng)。因而，線索刺激的性質(zhì)不同并不是產(chǎn)生ILM效應(yīng)的根本原因。

3.2.2 ILM與似動(dòng)

對(duì)于一個(gè)只能觀察到部分運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的客體，大腦需要通過(guò)各種可能的信息以及客體在視網(wǎng)膜上的成像來(lái)預(yù)測(cè)其空間運(yùn)動(dòng)軌跡。為了能知覺(jué)到一個(gè)連續(xù)的外部世界，個(gè)體形成了對(duì)不完整輸入的一致性加工。Downing和Treisman(1997)認(rèn)為這種內(nèi)隱的填充作用是對(duì)線運(yùn)動(dòng)錯(cuò)覺(jué)最好的解釋。但是，在Hikosaka等人(1993)的實(shí)驗(yàn)中，只有等反應(yīng)完成后，探測(cè)條才會(huì)消失，而在Downing和Treisman(1997)的實(shí)驗(yàn)中，從探測(cè)條出現(xiàn)到消失僅45ms，過(guò)于短暫的呈現(xiàn)時(shí)間，會(huì)使被試體驗(yàn)到兩個(gè)方向相反的運(yùn)動(dòng)錯(cuò)覺(jué)，效應(yīng)因此抵消。Schmidt(2000)控制了眼動(dòng)、實(shí)驗(yàn)者效應(yīng)等影響因素，結(jié)果表明在內(nèi)源性線索的條件下，ILM效應(yīng)雖然小，但仍然存在(schmidt，2000)，進(jìn)一步證實(shí)了注意對(duì)時(shí)序知覺(jué)的影響。事實(shí)上，Downing和Treisman(1997)也明確表示他們的實(shí)驗(yàn)并沒(méi)有否定注意的作用，而是證實(shí)了注意在線運(yùn)動(dòng)錯(cuò)覺(jué)中的重要作用，只是該作用與似動(dòng)中的捆綁機(jī)制(binding mechanism)有關(guān)。

4 基于注意的理論模型

4.1

時(shí)距知覺(jué)中的注意理論

時(shí)距知覺(jué)中影響最廣的是時(shí)鐘模型，幾乎所有理論都以此為基礎(chǔ)，它假設(shè)神經(jīng)系統(tǒng)是通過(guò)類似時(shí)鐘的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)間信息的處理。內(nèi)部時(shí)鐘以節(jié)拍器(pace-maker)和累計(jì)器(accumulator)為基礎(chǔ)模塊，其中節(jié)拍器以穩(wěn)定的時(shí)間間隔發(fā)出信號(hào)，節(jié)拍器的頻率受生理喚醒的影響(喚醒水平越高，頻率越快)，決定內(nèi)部時(shí)鐘的快慢；累計(jì)器則記錄節(jié)拍器所產(chǎn)生的信號(hào)的數(shù)量，用以代表主觀時(shí)間(萬(wàn)群等，2010)。

4.1.1

注意閘門(mén)理論

Zakay和Block(1995)認(rèn)為好的模型不僅要有量化計(jì)時(shí)的屬性，更要考慮認(rèn)知因素。他們以時(shí)鐘模型為基礎(chǔ)，結(jié)合注意分配和信息加工模型，提出了注意閘門(mén)理論(attentional gate model，AGM)。在該理論中，并不是節(jié)拍器產(chǎn)生的所有頻率都能被記錄。閘門(mén)(gate)是生理喚醒的節(jié)拍器進(jìn)入累計(jì)器的必經(jīng)之路，由分配給時(shí)間的注意所控制：注意越多，則閘門(mén)開(kāi)得越廣，更多的信號(hào)可以通過(guò)。在回溯性計(jì)時(shí)范式中，大部分注意都被分配到非時(shí)間任務(wù)上，因而閘門(mén)是關(guān)著的或者開(kāi)得很小，信號(hào)不能或很少通過(guò)。在閘門(mén)和累計(jì)器之間還存在一個(gè)開(kāi)關(guān)(switch)，遵循“全或無(wú)”的原則：當(dāng)被試察覺(jué)到開(kāi)始信號(hào)時(shí)，開(kāi)關(guān)打開(kāi)，同時(shí)清零以往的累計(jì)數(shù)，允許信號(hào)通過(guò)，開(kāi)始記錄一段新的時(shí)間；當(dāng)被試察覺(jué)到停止信號(hào)時(shí)，開(kāi)關(guān)關(guān)閉以阻止信號(hào)通過(guò)，同時(shí)累計(jì)器記錄的信號(hào)數(shù)轉(zhuǎn)入短時(shí)記憶，形成主觀時(shí)間。

4.1.2系統(tǒng)仿真模型

Taatgen，van Rijn和Anderson(2007)認(rèn)為AGM模型雖然將時(shí)鐘模型和注意進(jìn)行了整合，但只局限于外顯的、一次性的時(shí)間估計(jì)，而且是定性的研究，這是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。人與外部環(huán)境的交互是多元化的，對(duì)時(shí)間的估計(jì)既能單程，也能多線程同時(shí)進(jìn)行。因此，他們將時(shí)鐘模型和可能的認(rèn)知因素進(jìn)行了整合，提出了一個(gè)系統(tǒng)仿真模型(整合理論，an integrated theory)，試圖從人工智能的角度來(lái)了解個(gè)體如何感知時(shí)間。

該模型以時(shí)鐘模型的計(jì)時(shí)模塊為主要基礎(chǔ)，其他認(rèn)知因素包括注意分配模塊、學(xué)習(xí)模塊、技能獲得模塊等，通過(guò)計(jì)時(shí)模塊和其他認(rèn)知因素的交互作用來(lái)解釋分心任務(wù)、注意的分配、學(xué)習(xí)等具體問(wèn)題。為了能獲得最準(zhǔn)確的信息，Taatgen等人(2007)用ACT-R(adaptive control of thought—rational)進(jìn)行了認(rèn)知建構(gòu)。他們先用計(jì)時(shí)模塊進(jìn)行重現(xiàn)，與真實(shí)數(shù)據(jù)比較，確定其參數(shù)；以此類推，根據(jù)各個(gè)模塊設(shè)計(jì)相對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方案，確定參數(shù)；最后進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，以調(diào)試整個(gè)模型的擬合度。最終得到的系統(tǒng)仿真模型，不僅可以對(duì)時(shí)距估計(jì)的各個(gè)方面給出定量的描述，也進(jìn)一步支持了注意在其中所起到的作用。

4.2時(shí)序知覺(jué)中的注意理論

在研究?jī)?yōu)先登錄現(xiàn)象的兩種范式中，PLP范式更多地涉及注意轉(zhuǎn)移，而ILM范式則與注意的梯度理論有關(guān)。Scharlau(2004)用相同的刺激條件對(duì)比了兩種范式，都發(fā)現(xiàn)了注意的促進(jìn)作用，而且效應(yīng)值相同。有理由相信，雖然PLP和ILM是在不同的層面(時(shí)序判斷、運(yùn)動(dòng)識(shí)別)進(jìn)行測(cè)量，但二者反映的是同一種機(jī)制，即注意對(duì)知覺(jué)潛伏期的促進(jìn)作用。相應(yīng)的注意理論為異步更新模型(asynchronous updating model，AUM)。

AUM模型假設(shè)存在兩個(gè)不同的視覺(jué)信息加工過(guò)程，特征編碼和空間選擇性注意定位(scharlauNeumann，2003a)，分別對(duì)應(yīng)空間地圖(spatial map)和內(nèi)部模型(internal model)兩個(gè)不同的水平(Scharlau，2007a)。在特征編碼階段，空間地圖對(duì)基本的視覺(jué)信息(顏色、方向、大小)進(jìn)行編碼，其特點(diǎn)為快速有效，能迅速感應(yīng)刺激的變化，但并不能被意識(shí)知覺(jué)；在這個(gè)階段，早期的信息能被后來(lái)與之具有共同位置的信息所替代(overwrite)。空間選擇性注意定位是指由刺激位置的變化而產(chǎn)生的注意轉(zhuǎn)移，其加工速度比編碼過(guò)程要慢得多。受到注意的客體、場(chǎng)景和事件能被意識(shí)所知覺(jué)(Scharlau et al.，2006)。通過(guò)注意定位，信息會(huì)被傳送到內(nèi)部模型進(jìn)行整合，內(nèi)部模型具有高度選擇性，只處理進(jìn)入意識(shí)水平的信息，其更新過(guò)程緩慢、持久(Scharlau，2007a)。

AUM模型的主要特征在于兩個(gè)不同視覺(jué)信息加丁過(guò)程的異步性：快速的特征編碼階段和緩慢的注意定位過(guò)程。啟動(dòng)刺激同時(shí)觸發(fā)兩個(gè)過(guò)程，與靶刺激(掩蔽)之間的間隔時(shí)間越久，注意定位過(guò)程就越接近完成，啟動(dòng)刺激就越顯得可見(jiàn)，一旦受到注意，啟動(dòng)刺激就被內(nèi)部模型所整合，不受掩蔽刺激的任何影響(scharlau et al.，2006)。所以，高注意強(qiáng)度的啟動(dòng)刺激(如自己的名字或一張笑臉)會(huì)使掩蔽的效果變差(Shelley-TremblayMack，1999)。在反向掩蔽實(shí)驗(yàn)中，掩蔽刺激(靶刺激)觸發(fā)特征編碼階段，替代了啟動(dòng)刺激；由于位置沒(méi)有改變，注意沒(méi)有發(fā)生轉(zhuǎn)移(Scharlau，2007a)；因而省略了注意定位過(guò)程，與需要通過(guò)自身進(jìn)行注意轉(zhuǎn)移的刺激相比，掩蔽刺激能快速由內(nèi)部模型登記，進(jìn)行優(yōu)先加工，縮短知覺(jué)潛伏期，被知覺(jué)為提早出現(xiàn)。

研究者還提出了一個(gè)非注意的知覺(jué)修正模型(perceptual retouch model，PRM)，其假設(shè)為視皮層對(duì)特征的特異編碼和非特異編碼存在區(qū)別。由于理論假設(shè)不同，AUM和PRM模型對(duì)行為學(xué)方面(什么時(shí)候達(dá)到效應(yīng)頂峰，最大值為多少)的預(yù)測(cè)并不相同，因而可通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行很好的區(qū)別。相比之下，AUM對(duì)優(yōu)先登錄現(xiàn)象時(shí)間屬性的預(yù)測(cè)更準(zhǔn)確，對(duì)SOA長(zhǎng)時(shí)的效應(yīng)有更好的解釋，因而獲得更多的實(shí)驗(yàn)支持(scharlau et al.，2006)，更能得到研究者的認(rèn)可(van der Burg el al.，2008a；Carlson，Reinke，LaMontagneHabib，2010)。

5 問(wèn)題與展望

5.1時(shí)鐘模型的局限性

時(shí)間是一個(gè)累積量，到目前為止，所有與時(shí)距估計(jì)有關(guān)的理論都以時(shí)鐘模型為基礎(chǔ)，這是不可避免的。時(shí)鐘模型確實(shí)能解釋大量行為實(shí)驗(yàn)結(jié)果，但它的神經(jīng)基礎(chǔ)卻沒(méi)有得到完全的確認(rèn)；主要的神經(jīng)生理學(xué)證據(jù)都來(lái)自動(dòng)物藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)，認(rèn)為多巴胺能系統(tǒng)與時(shí)鐘的快慢有關(guān)(萬(wàn)群等人，2010)。最近的大量研究表明，多巴胺和內(nèi)部時(shí)鐘的快慢是否相關(guān)仍有待考證，而時(shí)鐘模型本身也無(wú)法解釋一些設(shè)計(jì)精巧的實(shí)驗(yàn)中所觀察到的結(jié)果和神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)時(shí)間信息的反應(yīng)方式。最近提出的狀態(tài)模型和能量模型得到了較多的關(guān)注，但都面臨一個(gè)同樣的問(wèn)題：如何實(shí)現(xiàn)普遍的、獨(dú)立的時(shí)間知覺(jué)。事實(shí)上，目前的研究過(guò)于看重時(shí)間的獨(dú)立性，大腦的不同區(qū)域可能都可以產(chǎn)生時(shí)間信息，若能將已知的和時(shí)間加工相關(guān)的腦區(qū)結(jié)合起來(lái)，將會(huì)對(duì)時(shí)間知覺(jué)的腦機(jī)制有更深刻的認(rèn)識(shí)。

5.2 時(shí)序知覺(jué)需要神經(jīng)學(xué)支持

當(dāng)所獲得的信息不足以做出確定判斷時(shí)，以刺激特征為標(biāo)準(zhǔn)的反應(yīng)模式有利于大腦對(duì)復(fù)雜環(huán)境進(jìn)行快速加工。這從根本上導(dǎo)致不能徹底消除反應(yīng)偏向?qū)r(shí)序知覺(jué)的影響，只能從神經(jīng)生理學(xué)方面尋求證據(jù)，而目前此類研究并不多。

McDonald等人(2005)最先使用ERP進(jìn)行直接研究，結(jié)果表明優(yōu)先登錄現(xiàn)象可能是視知覺(jué)中腹枕區(qū)域(ventral occipital areas)神經(jīng)信號(hào)強(qiáng)度變化的產(chǎn)物，注意只是加強(qiáng)了視覺(jué)加工早期階段的信號(hào)強(qiáng)度，而被后期的比較機(jī)制認(rèn)為產(chǎn)生了時(shí)間差。Vibell，Klinge，Zampini，Spence和Nobre(2007)的ERP實(shí)驗(yàn)則證實(shí)了在TOJ任務(wù)中，選擇性注意確實(shí)能改變視覺(jué)區(qū)域知覺(jué)分析的計(jì)時(shí)。Vibell等人(2007)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以說(shuō)是最早支持注意調(diào)節(jié)神經(jīng)計(jì)時(shí)，影響時(shí)序判斷的電生理證據(jù)。然而，注意以什么形式進(jìn)行調(diào)節(jié)，是改變神經(jīng)信號(hào)的強(qiáng)度，還是改變潛伏期，其背后的機(jī)制仍需大量研究的證實(shí)，包括對(duì)注意缺損和相關(guān)腦區(qū)受損的病人的研究。注意影響時(shí)序知覺(jué)生理機(jī)制的研究同時(shí)也能推動(dòng)時(shí)間知覺(jué)的腦機(jī)制、跨通道信息整合等領(lǐng)域的研究。時(shí)鐘模型面臨多方面的挑戰(zhàn)，進(jìn)一步研究時(shí)序知覺(jué)及其神經(jīng)生理機(jī)制，可能可以為更加普遍和深刻地認(rèn)識(shí)時(shí)間知覺(jué)腦機(jī)制提供一條新思路。

5.3跨通道研究的新導(dǎo)向

跨通道的研究旨在了解不同通道間的信息如何整合，包括視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等，其核心假設(shè)為注意會(huì)在不同通道之間進(jìn)行調(diào)解(Talsma，Doty＆Woldorff，2007)，對(duì)任務(wù)績(jī)效產(chǎn)生影響。多通道的同時(shí)性整合會(huì)使刺激的特異性增強(qiáng)，更早地被知覺(jué)到，提高客體對(duì)該刺激的搜索、識(shí)別績(jī)效。然而，當(dāng)客體判斷兩個(gè)匹配刺激哪個(gè)后出現(xiàn)時(shí)，其績(jī)效卻要差于判斷兩個(gè)不匹配的刺激(PariseSpence，2009)，這一現(xiàn)象表明注意既可能促進(jìn)相關(guān)信息之間的綁定，也可能優(yōu)先加工無(wú)關(guān)信息中的某一個(gè)。這就意味著多通道的信息整合在強(qiáng)化知覺(jué)的同時(shí)，也會(huì)遺失某些信息。通過(guò)探索其背后的神經(jīng)科學(xué)證據(jù)，進(jìn)一步明確不同注意加工方式的條件，對(duì)視覺(jué)搜索、信號(hào)檢測(cè)、及客體如何感知外部復(fù)雜環(huán)境有重要意義，對(duì)如何從大量資料中尋找到相關(guān)信息也有很大的應(yīng)用價(jià)值。