摘要

 

本实验使用对被试内设计的方法，通过提示的正确性、高记忆和高知觉、提示的先后性三个自变量以及考察被试的正确率这个因变量，从而讨论视觉运动觉在高记忆任务和高知觉任务下模型的选择情况。实验结果表明：视觉的运动觉，在高记忆负载时，被试发生知觉性模型的选择；在高知觉负载时，被试发生晚期模型的选择，这与经典理论有所不同，我们对本实验结论与经典结论不同进行了分析。被试在实验过程中要严格按照主试的提示语来进行操作，在进行实验过程中要注意顺序对于被试的影响，要使用ABBA设计的方法。

 

关键词

 

视觉运动觉 注意选择模型 高知觉负载 高记忆负载

 

1.前言

人类有80%的信息通过视觉获得。在同一时刻内视觉系统会接收到大量信息,但人们无法以同等程度的优先性对进入视觉系统的所有信息进行加工,只有其中一部分信息可以通过选择性注意被筛选和加工,进入意识。^【1】因此在认知心理学领域，心理学家们提出了三种注意模型：早期选择模型（过滤器模型）、中期选择模型（衰减模型）以及晚期选择模型(后选择模型)，后期研究者有把早期模型和中期模型统称为知觉模型；后来心理学家又提出了资源有限性模型和特征整合理论。这里我们着重讨论早期、中期和晚期选择模型。

早期选择模型，也即是过滤器理论是，Broadbent在1958年提出，他认为同一时间可以被注意到的信息量是有限的，如果信息量超过限度，注意过滤器就将选择让一些信息通过，并将另一些信息排斥在注意之外。过滤器模型是一种“全或无（all-or-none）”的模型，这就是说，由于过滤器的作用，来自一个信道的信息由于受到选择而全部通过，来自另一信道的信息由于“闸门”被关掉，就完全丧失了。由于信息的选择球决于刺激物的物理性质，因此，过滤器的位置可能处在信息加工的早期阶段。

Broadbent的过滤器模型很好地解释了当时的双耳分听实验，因此受到了Colin Cherry的支持，他也认为感觉信息可以北非注意耳加以注意，但如果需要根高层次的知觉加工，则不会被非注意耳所注意。但是过滤器模型提出不久，便受到一些研究者的质疑，Moray认为即使被试忽视非注意信息的高级层面，比如语义，被试人仍能够经由非注意耳识别到自己的名字，也就是类似于鸡尾酒会现象。对于此，过滤器模型显然无法合理解释，Broadbent将其称为注意的偶然转移。此外，实验所用的材料都是听觉材料，因此信息的选择与过滤只发生在同类性质的材料间。当材料的性质改变，信息输入来自不同的感觉信道时，模型的预测力量就不强了。过滤器模型只是一个单信道模型。

中期选择模型，也即是衰减器理论，是Treisman在1960年从她给被试做的双耳分听实验中，发现如果被试注意耳与非注意耳对换，那幺被试会在新注意耳听到旧信息的几个其实单词，这表明语境会使被试复述本应当忽视的信息。在之后的研究中，他又发现复述信息在非注意信息之前4.5秒或者之后1.5秒时，被试通常把两个信息看作同一个，也就是说是非注意耳之前信息而不是之后信息更容易被识别。

在Treisman的衰减理论中，他将Broadbent过滤器的作用从阻止目标以外刺激改变成了弱化目标以外刺激，对于特别强的刺激，衰减效果不足以阻止刺激穿透信号弱化机制。这样便能很好地解释鸡尾酒会现象。Treisman承认在信息的传输信道上存在着某种过滤的装置，它对信息进行选择。但是她认为，过滤器并不是按“全或无”的方式工作的。它既允许信息从受到注意的信道（追随耳）中通过，也允许信息从没有受到注意的信道（非追随耳）中通过。只是后者受到衰减，强度减弱。衰减作用模型不仅解释了注意的选择机制，而且解释了单词的识别机制，因而在认知心理学中产生了很大的影响。衰减作用模型改进和发展了过滤器模型，它能解释更广泛的实验结果，并对人的行为做出更好的预测。

晚期选择模型，也即是后选择理论，是J.Anthony Deutsch和Diana Deutsch 在1963年提出了选择性注意的后选择理论，他们与Treisman的衰减器理论不同之处仅仅在于将信号弱化、阻断的位置放在了识别刺激的意义所需要的知觉加工之后。这一设置，使得人们能够识别进入非注意耳的信息。如果这种信息并不重要，则人们就会将它抛除掉；如果这种信息触动了人们心里的某根弦，那幺人们就会记住它。虽然后选择理论与衰减器理论在注意瓶颈的位置上有分歧，但是他们都认为存在这幺一种瓶颈，并且它只允许单一信息源的通过。

Norman在1968年也提出，后期选择模型工作方式是：所有的信息都被以平行的方式传送到工作记忆中，由于工作记忆的容量有限，平行传递超越了工作记忆的工作极限，并非所有传送到那儿的信息都被贮存。在工作记忆中，根据材料的重要性做出判断。重要的信息被精细化，从而进入长时记忆；不重要的信息将被遗忘。Lewis在1970年的研究中发现，被试者能识别几乎所有情况下的信息，即使信息呈现给非追随耳也是如此。这一实验加强了后选择理论的实证基础。后选择模型认为，信息的重要性取决于很多方面，不仅取决于内容是否对个人有重大意义，而且与人的觉醒状态有关，如果人处于高的觉醒状态，即使是次要的信息，也会被控制加工。^【2】

通过对上述三种模型的解释，再结合认知经济学的基本原理来分析一下三种模型：如下表所示：

表一 三种注意模型的比较

注意模型	经济性	加工性
早期选择模型	高	低
中期选择模型	中	中
晚期选择模型	低	高

通过上述的表格可以看出，不同的加工模型有着不同的经济性和加工性，也就是说不同的模型的信息加工的侧重不一样。

在生理学方面，也对视觉的注意加工的神经机制进行了相关的研究。根据视觉系统的解剖、生理和功能特点，在脑内有两条视觉通路：一条为腹侧通路，沿着大脑皮层的枕颞叶分布。从枕叶的初级视皮层(V1)区、次级视皮层(V2)区经高级视皮层(V4)区投射至下颞叶。腹侧通路的神经元主要对颜色和形状等物体特征进行反应，功能是对物体进行识别^【3、4】。另一条为背侧通路，沿着枕顶叶分布，从 V1、V2、V3 区经内侧颞叶(MT)投射至枕顶叶。背侧通路的神经元主要对运动速度与方向等特征进行反应，功能是对物体空间位置和运动进行识别^【5、6】。在人类的视觉环境中，色彩与运动常常是联系在一起的。由于色彩与运动分别由腹侧通路和背侧通路完成，可能存在以下几个问题：由色彩引起的运动是由背侧通路还是由腹侧通路来完成的？作为背侧通路的重要组成部分，MT被认为可能是完成运动知觉的主要结构。

利用新近发展起来的事件相关功能磁共振成像技术探测人类颜色和运动知觉区的特点成为了当今注意研究的主流方式。实验的材料和方法:用1.5T磁共振成像系统对受试者行扫描，颜色刺激和运动刺激随机呈现。数据经预处理和统计分析获得脑激活图和局部血氧反应曲线。实验结果发现:颜色刺激主要激活第四视觉区(V4),但颞中回复合体(MT+)也有轻度激活;运动刺激主要激活MT+,但V4也有一定激活。

实验的激活图示如下所示：

 

 

 

 

 

图一 V4区活动情况                             图二 MT区活动情况

通过上图和相关的研究得出结论:尽管V4主要参与颜色知觉,但在一定程度上也可参与运动知觉;类似地,尽管MT+的主要功能是运动知觉,但在一定程度上也参与颜色知觉的加工。^【7】

有研究发现,V4和MT+分别对运动刺激和颜色刺激有一定反应。但由于这些反应相对较弱,组块设计不易检测到。这可能就是大多数脑功能成像研究没有观察到这一结果的原因。新近形态学显示,V4可以接受来自大细胞系统的神经纤维^【8】,而电生理实验观察到,V4神经元可对物体的运动方向反应^【9】,MT+神经元对颜色有一定反应(Dobkins et al,1994)。这些结果与本实验结果一样都不支持V4只加工颜色信息和MT只加工运动信息的传统观点。一些研究显示V4和MT+之间有直接的纤维联系(Maunsell&van Essen,1983)。

通过上述的文章的论述，我们不妨提出一个假设，那就是视觉的颜色注意机制和视觉的运动注意机制具有一定的相似性。

沃格尔（Vogel）在2000年左右作了一系列的研究，他通过利用有效刺激、中立刺激和错误刺激的注意研究范式研究了颜色的在高知觉和高记忆负载情况下的注意模型的选择，研究表明：颜色的高知觉负载时发生知觉性选择，高记忆负载的时候发生了晚期选择。^【2】

通过颜色的注意的模型的选择的分析，我们提出假设：运动的高知觉负载时发生早期选择或者是中期选择，也即是知觉性选择模型，高记忆负载的时候发生了晚期选择。

2.方法

2.1被试 心理学院2008级心理学和应用心理学10名，薪酬是一根阿尔卑斯棒棒糖，被试的各项指标正常，右利手。

2.2仪器和材料

通过e-prime2.0和Flash自制实验材料。在呈现的高记忆注意图示中，考虑到左视野忽略现象的存在，分为左右两个视野，左视野5个运动的方块，右视野6个运动的方块，方块的颜色均为蓝色，运动较为明显，测试图示中，只显示左右一边的视野。在呈现的高知觉注意图示中，也分为左右两个视野，左视野2个运动的方块，右视野2个运动的方块，方块的颜色均为蓝色，运动比较不明显，测试图示中，只显示左右一边的视野。在测试图示出现之前或者之后会有测试图示是左右哪个视野的箭头提示，但提示不一定正确，也可能是空白提示。在判断测试与注意图示相同不相同的时候，为了减少被试的认知负载，若不相同，也仅有一个方块的运动趋势不同。其中，先出现提示的提示呈现100ms，中间休息250ms，注意图示呈现1500ms，休息250ms，测试图示由被试按键反应结束；后出现提示注意图示呈现1500ms，中间休息250ms，提示呈现100ms，休息250ms，测试图示由被试按键反应结束。上述的按键均为F和J键，实验前要求被试将手指放在F和J上。

使用相同的DELL Insoiron 1420笔记本电脑进行实验，实验是在windows Xp sp2下运行E-Prime2.0 professional版进行的。

2.3实验设计和程序

实验前的准备工作：被试坐在电脑前，置于一个较为安静的环境中，整个实验过程不受外界的影响。

正式实验：本实验严格按照ABBA的方法进行设计，分为4部分，第一部分是高记忆先提示，第二部分是高知觉先提示，第三部分是高知觉后提示，第四部分是高记忆后提示。其中每个部分会出现一次错误提示和一次无提示的提示信息。被试严格按照电脑上显示的提示语进行实验，实验过程中，每部分结束后会休息30s，休息结束后立即进入下一组的实验，实验过程中被试应该将手指始终放在F和J上，本实验不考察被试的反应时指标，只考察正确率指标，因此要求被试充分考虑之后再做出反应。

实验后的数据收集：将被试的结果进行收集，收集之后只保留反应正确率指标，将其他的冗余数据剔除，并导入到EXCEL中，便于后续的统计分析。

3.结果和分析 将被试的数据导入到SPSS 17.0进行分析得出以下数据：

将三个自变量（提示的正确性、高记忆和高知觉、提示的先后性）进行三因素的方差分析可得：

表二  提示的正确性、高记忆和高知觉、提示的先后性三因素方差分析表

 

通过对上表分析可以看出，主效应不显著，提示的先后性和高知觉高记忆任务交互作用显著，这就为我们下面进行分析提供了基础。

对方向的正确性进行方差分析：

 

表三  方向的正确性的方差分析表

	自由度	均方	F值	显著性
组间	2	.019	0.67	0.520
组内	27	.029
总数	29

由于显著性是0.520>.05，因此接受原假设，故方向性的正确与否对于被试反应的正确率没有显著性的影响。

对高知觉任务和高记忆任务进行配对样本T检验：

表四  方向的正确性的方差分析表

	自由度	均方	T值	显著性（双侧）
高记忆-高知觉	9	.144	3.545	.006

单侧检验显著性=0.003<.05，因此对于高记忆任务和高认知任务，被试的正确率有着显著性的差异，高认知任务的正确率明显的高于高记忆任务的正确率，这也直接说明了对于高知觉负载和高记忆负载的时候对于传入信息的处理能力具有显著性的差异，也就是说这两个过程使用的是不同的注意模型进行的信息加工和处理的。

对高知觉任务中先后提示进行配对样本T检验：

表五  高知觉任务配对样本T检验

由于双侧检验显著性=0.343，所以接受原假设，也就是说在高认知任务中，先后提示对于被试的正确率不产生显著性影响。

对高记忆任务中先后提示进行配对样本T检验：

表六  高记忆任务配对样本T检验

由于双侧检验显著性=0.012<.05，所以拒绝原假设，也就是说在高记忆任务中，先后提示对于被试的正确率产生显著性影响，先提示的正确率明显高于后提示的。

4.讨论

将上述的实验结果的分析进行汇总可以得知：方向性的正确与否对于被试反应的正确率没有显著性的影响、高记忆任务和高认知任务使用的是不同的注意模型进行的信息加工和处理的、在高认知任务中，先后提示对于被试的正确率不产生显著性影响。、在高记忆任务中，先后提示对于被试的正确率产生显著性影响，先提示的正确率明显高于后提示的。对于这几个结果的分析结论，我们可以很轻松的得出：视觉的运动觉，在高记忆负载时，被试发生知觉性模型的选择；在高知觉负载时，被试发生晚期模型的选择。

而当我们把焦点重新回到我们开始前言的时候，通过对原有的结论并结合生理学以及认知经济学提出的假设：运动的高知觉负载时发生早期选择或者是中期选择，也即是知觉性选择模型，高记忆负载的时候发生了晚期选择。本实验的实验结论和我们的假设天壤之别，我们对其内部原因进行一下分析。

首先对整个实验过程进行分析，在实验过程中，被试均严格按照提示语进行试验，而且被试在安静的房间内进行，没有受到任何的外界刺激，因此在被试方面不会出现问题。

对实验的设计流程进行分析，本实验在设计的时候严格参照范式，采用了ABBA的设计方法，分为四部分，第一部分是高记忆先提示，第二部分是高知觉先提示，第三部分是高知觉后提示，第四部分是高记忆后提示，每一部分结束后令被试休息30秒，以消除被试的疲劳效应。但是通过进一步的分析可以看出，提示的先后性的呈现没有严格的按照ABBA的设计方式，在提示的先后性上会出现一定的习惯效应和疲劳效应来影响被试的正确率指标。

对本实验的实验材料进行分析，本实验是参照沃格尔在2000年左右关于颜色的注意选择模型的实验范式进行设计的，在沃格尔的实验中，沃格尔将高记忆任务设置为10个正方形色块颜色的记忆，色块紧紧呈现100ms，这样可以增加记忆负载；而高知觉任务设置为1个正方形色块，色块仍然是呈现100ms，但是色块是四个角上进行同步掩盖的，这样进而增加知觉负载。本实验由于没有规范的实验材料，因此实验材料均为FLASH制作而成，在高记忆任务中，11个色块随机变动，使得被试难以完全把握其方向，难度过大，在高知觉任务中，我们使4个色块缓慢运动，但是由于Flash本身的局限性，难以做到是色块打到我们想要的理想的状态，也就是基本上没有增加知觉难度，难度过小。因此我们认为高记忆任务过于复杂，而高知觉任务则过于简单，从而使被试产生了严重的天花板效应和地板效应，使得结论与经典结论不符合。

另外，由于主试实验材料制作能力的有限性，在制作实验材料的时候，有效刺激、错误刺激和中性刺激没有进行很好的分配，在每一部分中，仅仅有1组错误刺激和1组中性刺激，使得错误刺激和中性刺激正确率的随机性增大，就是说被试很有可能通过猜测来达到提高正确率，这也是本实验的一项严重的不足之处。

最后，从被试本身来看，被试的差异性不是很大，但是，由于本实验的实验条件以及实验的时间有限，紧紧完成了10个有效数据的收集，使得数据的极端性极具增大，小样本难以代替整体特征，因此被试数量太少也是造成本实验失败的一个重要的原因。

对上述几个条件进行改进，我们或许能得出其他的结果和结论，但是由于实验本身的设计问题和材料问题，使得本实验的信度和效度都很低，也就是说本实验的实验结果的可靠性也不高，使得本实验失败了。

通过对本领域高端科技的追踪，我们可以发现，大部分对于注意的研究已经由基础性的模型的选择转向了和核磁共振、脑成像甚至是眼动议相结合的层面，通过对被试的生理基础的分析，从而得出被试心理学上的反应，这也是在注意选择方面比较热门的一方面。但是由于核磁共振成像本身的局限性，它难以完全对脑区的活动进行可靠的追踪，心理学家对注意研究的时候也难以确认被试到底是哪个脑区被激活，核磁共振成像的技术方面的瓶颈也成为了注意研究方面的瓶颈。

5.结论

实验结果表明：视觉的运动觉，在高记忆负载时，被试发生知觉性模型的选择；在高知觉负载时，被试发生晚期模型的选择，这与经典理论有所不同，我们对本实验结论与经典结论不同进行了分析。通过分析得出，本实验的实验流程处理方面出现了严重的问题，因此，本实验没有得出结论。

6.参考文献 

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【2】郭秀艳．实验心理学[M]．北京：人民教育出版社，2004．312-318.

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【6】Ungerleider LG, Haxby JV. ‘What ’ and ‘where’ in the human brain. Current Opinion in Neurobiology, 1994, 4: 157~165

【7】王岩，马林. 人类颜色和运动知觉的事件相关功能磁共振成像[J]. 中国医学影像学杂志,2003,11(1),47-50

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7.附录