多重位置上的返回抑制：对注意动量说的质疑

陈彩琦， 陈明贵

(华南师范大学心理应用研究中心，广东广州 510631)

多重位置上的返回抑制：对注意动量说的质疑

陈彩琦， 陈明贵

(华南师范大学心理应用研究中心，广东广州 510631)

采用多重线索范式在返回抑制容量研究中鉴别注意动量说与抑制说. 实验一探讨了中央线索对返回抑制容量的作用，发现中央线索与线索数量的随机化均能独立增大返回抑制量. 实验二和三分别探讨了线索时间对序列和同时线索条件下的返回抑制容量的影响，发现随线索时间的增加，相隔序列线索条件下的返回抑制容量逐渐增加，而对相邻序列线索条件的影响较弱. 实验结果不支持注意动量说，倾向于支持抑制说.

返回抑制容量； 线索时间； 注意动量说； 抑制说

自POSNER等发现返回抑制(Inhibition of Return; IOR)以来，其产生机制备受关注. 抑制说认为，当注意脱离某位置后，该位置便附上抑制标签，这种标签会减慢后续加工过程. 而PRATT[1]认为，注意过程具有类似于动量的性质，它倾向于按照先前的轨迹继续转移. 故IOR量(即线索位置与非线索位置的反应时之差)与注意轨迹改变的角度成负相关. 近年来，抑制说与注意动量说一直是IOR研究的争论焦点之一.

导致二者争议不休的一个重要原因，是以往很多研究忽视了对IOR容量这一重要特性的检验与理论解释[2-5]. IOR容量，即最多能在多少个线索位置上检测到IOR效应. 容量研究涉及多个线索位置，注意需要在它们之间进行转移. 这可以给注意动量说带来更大挑战. 按照注意动量说，IOR的产生依赖于最后一次外周线索，因为它和注视点共同决定了注意动量的方向[1]. 因此，IOR只存在于最后一次线索所在位置之上. 而线索位置存在相邻和相隔2种关系. 当线索相邻时，它们能够结合成为单一的线索区域，从而均存在IOR. 此时，抑制说和注意动量说均能合理地给予解释. 而当线索相隔时，它们彼此完全孤立，无法组成统一的区域. 由此，注意动量说预测，IOR将只存在于最后一次线索位置之上；而抑制说则预测，IOR将存在于多个线索位置之上.

尽管一些研究者通过容量研究对二者的争议进行了一些探讨，但这些研究都不能排除靶子可预测性的干扰，也不能保证线索位置完全相隔[6-9]. 因此，至今尚缺乏在容量研究中检验注意动量说的证据. 这就是本研究的主要出发点. 本研究设置了线索完全相隔的实验条件，使用12个外周线索位置的5个非相邻位置. 这样设计的前提是IOR至少能存在于3个完全相隔位置上. 现有研究未能探测到这样的结果，究其主要原因，一是受制于靶子可预测性，二是线索时间偏短(80 ms)[6，10]. 为此，我们设计了3个实验,首先考虑探索中央线索对IOR容量的影响，以获得对靶子可预测性的全面了解;其次，考虑线索时间. CASTEL等[11]发现，IOR含有空间工作记忆成分. 那么，线索时间直接影响抑制标签信息的维持和更新，进而影响IOR容量和强度. 因而，我们设置了不同的线索时间，以增大IOR容量，从而得以鉴别抑制说和注意动量说. 在序列线索条件下，线索时间对IOR容量的影响来自于工作记忆. 而在同时线索条件下，它对IOR容量的影响则可能来自于注意状态. 如果被试进行序列加工(集中性注意)，即将注意依次指向线索化位置，并逐渐转移，那么IOR容量应随着线索化时间增加而增加. 如果被试进行平行加工，即将注意同时投射到所有线索化位置，实行注意资源的分配，则IOR容量无明显增加. 另外，线索时间对相邻和相隔条件下的IOR容量的影响是否存在差异，这也是我们关注的问题.

基于以上考虑，我们使用序列或同时线索12个靶子可能位置中的5个，并采用不同线索时间，分别考察相邻和相隔条件下的IOR容量，据此对抑制说和注意动量说进行鉴别，并推断同时线索条件下的注意类型.

1 实验一 中央线索对IOR的影响

1.1方法

1.1.1 被试 华南师范大学本科生28名，均为右利手，平均年龄为20.43岁，男性9名，女性19名. 被试的视力或矫正视力正常，实验后获得少许报酬.

1.1.2 材料与设备 IBM兼容机，17寸显示器. 实验材料的呈现、数据的收集均由E-Prime程序实现. 实验刺激背景均为黑色. 基本刺激为一亮灰色注视点“+”，视角为0.5°×0.5°. 在注视点周围，成辐射状地均匀分布着12个暗灰色方框，每个方框的视角为1.5°×1.5°. 注视点中心到任一方框中心的视角为6°，所有外周方框均位于同一隐藏的圆周上. 以方框轮廓迅速变亮为线索，以呈现在方框中的星号“★”为靶子，靶子大小为0.8 cm.

1.1.3 实验设计 3因素3×2×2混合设计. 线索数量含3个水平，是为了排除靶子可预测性的干扰，分别为1～3个位置被序列线索化. 靶子位置含有2个水平，出现在线索位置或非线索位置. 以上2因素均属被试内变量. 另一因素为中央线索，也包含2个水平(呈现或不呈现中央线索)，是被试间变量.

1.1.4 程序 实验时，被试在光线较暗、柔和的实验室中坐在离实验装置约57 cm左右处. 正式实验前先进行适当练习以熟悉实验程序. 正式实验时，刺激顺序如下：首先，伴随着短促的提示高音的出现，屏幕上呈现按照圆形排列的12个方框和注视点，持续500 ms；接着，某一外周方框线索化100 ms，间隔200 ms后，中央方框线索化100 ms或不呈现中央线索，接着靶子随机地出现在12个外周位置中某一方框. 被试看到目标后迅速按空格键反应. 所有试验中，最后一次外周线索与靶子间的SOA均为600 ms. 每一试验结束后间隔800 ms开始下一次试验. 若被试的反应早于100 ms或晚于1 000 ms，程序自动将其计为错误，并给予低音警告. 当线索化的位置为多个时，以此类推. 在实验过程中，注视点始终呈现在屏幕中央，要求被试始终盯住注视点，并告知外周线索和靶子位置无关.

正式实验中，靶子在每个线索化位置上出现24次，而在非线索位置上的出现次数与线索位置总数相同. 为了减少被试期望对实验的影响，我们设置了50次捕捉试验，并随机分布在整个实验过程中. 实验中，非线索位置条件下的靶子至少与所有线索位置间隔1个方框. 整个正式实验分为5组，每组70次测试，被试每做完一组后休息30 s. 在正式实验之前有30次练习，整个实验大约持续20 min.

1.2结果

实验一各条件下的觉察反应时数据见表1.

表1实验一各条件下的反应时(平均数±标准差)

Tab.1 Reaction time on different conditions in experiment 1 (M±SD)

数量靶子中央线索无中央线索M±SDIORM±SDIOR1非线索453±44454±49第1次459±456.57*465±4211.30**2非线索411±51403±53第1次422±5111.15*422±4818.79**第2次419±468.24*425±4321.58**3非线索397±50395±58第1次399±542.07400±585.57第2次408±5010.86***407±5912.00**第3次407±4710.68***415±4720.36***

注：*P<0.05，**P<0.01，***P<0.001(下同).

方差分析表明，线索数量主效应显著，F(2,52)=112.98，P<0.001，随着线索数量的增加，反应时显著减少. 靶子位置主效应显著，F(1,26)=44.93，P<0.001，线索位置的反应时显著长于非线索位置，即存在IOR. 靶子位置与中央线索之间的交互作用边缘显著，F(1,26)=3.86，P=0.062. 无中央线索条件下的IOR效应量(14.93 ms)大于中央线索条件(8.26 ms).t检验表明，无论有无中央线索，IOR均只存在于后2个线索位置. 为了检验注意动量说，选择了无中央线索时、线索数量为3的条件进行分析，各次线索间IOR的差异量无显著差异，F(1,13)=0.05，P<0.001. 虽然IOR只存在于2个位置，但是它呈线性下降趋势，故推测，第一次线索位置也存在IOR，只是可能统计检验不够敏感. 那么，在增加线索时间后，应该在更多位置观测到IOR.

上述结果表明，无论中央线索呈现与否，IOR均能存在于2个完全相隔位置之上. 这表明线索数量和中央线索均是被试预测靶子出现时间的有效手段. 研究IOR容量的范式应尽可能线索数量随机，且不呈现中央线索.

2 实验二 序列线索下的IOR

2.1方法

2.1.1 被试 华南师范大学本科生27名，均为右利手，平均年龄为19.44岁，男性9名，女性18名.

2.1.2 材料与设备 同实验一.

2.1.3 实验设计 4因素5×2×2×2混合设计. 为了确保被试注意每个线索化位置，设置了5种线索数量，分别为1～5个位置被连续线索化. 线索位置关系包含2个水平：线索位置相邻(线索化时外周位置连在一起)；线索位置间隔(线索化时中间相隔若干个外周位置). 它们和靶子位置均为被试内因素. 线索时间包含2个水平，分别为30、180 ms. 若将线索时间也设置为被试内因素，则整个实验的持续时间较长，搜集的数据可能失真. 因此，将线索时间安排为被试间因素.

2.1.4 程序 线索间的SOA均为360 ms，最后一次线索与靶子间的SOA为560 ms. 靶子在每个线索位置上出现20次，而在非线索位置上的出现次数是线索位置总数的一半. 整个正式实验分为6组，每组85次测试. 其余实验过程均与实验一中的无中央线索条件相同.

2.2结果

方差分析表明，线索位置关系主效应显著，F(1,25)=44.69，P<0.001，相邻时的反应时长于相隔条件. 线索数量的主效应显著，F(4,100)=138.64，P<0.001，线索数量越多，IOR效应越大. 靶子位置主效应显著，F(1,25)=8.29，P<0.01，即存在IOR. 线索数量与线索位置关系存在交互作用，F(4,100)=15.70，P<0.001. 靶子位置与线索位置关系间存在交互作用，F(1,25)=40.38，P<0.001，线索位置相邻时的IOR量显著大于相隔条件. 线索数量与靶子位置间存在交互作用，F(4,100)=6.88，P<0.001. 线索位置关系、线索数量与靶子位置间存在3次交互作用，F(4,100)=12.99，P<0.01，这表明相邻与相隔条件下的IOR分布存在差异. 其他效应均不显著.t检验表明，所有相邻位置均存在IOR. 线索相隔时，线索时间为30 ms时，最后2个位置存在IOR；180 ms时，IOR同时存在于4个线索位置之上. 为了检验注意动量说，我们对相隔条件进行分析，各次线索间IOR的差异量无显著差异，F(3,78)=0.79，P<0.001. 再次验证了实验一的结果.

3 实验三 同时线索下的IOR

3.1方法

3.1.1 被试 华南师范大学本科生26名，均为右利手，平均年龄为20.00岁，男性18名，女性8名.

3.1.2 材料与设备 与实验一完全相同.

3.1.3 实验设计 4因素5×2×2×2混合设计. 线索时间包含2个水平，分别为30、480 ms共2种线索时间. 其他设计均与实验二完全相同.

3.1.4 程序 除将实验一中的连续线索改为同时线索，线索时间修改为上述2种，外周线索与中央线索间的ISI均为80 ms，中央线索与靶子间的SOA为460 ms. 其他设置均与实验一中央线索条件相同. 因此，本实验中的SOA分别为570、1 020 ms.

3.2结果

实验三各条件下的反应时数据见表2.

表2实验三的不同条件下的反应时(平均数±标准差)

Tab.2 Reaction time on different conditions in experiment 3 (M±SD)

线索时间/ms线索次数相隔条件线索数量线索非线索线索非线索301389±54381±51389±54381±512377±44375±52375±56371±443384±42360±41***378±47376±514381±46366±44*379±45374±485376±43374±52378±46380±514801394±55382±47394±55382±472375±42362±54373±53356±31*3378±40353±46**366±41358±45*4374±40355±34*369±42352±40***5370±38357±43*369±39365±37

方差分析表明，线索数量的主效应显著，F(4,96)=16.55，P<0.001，线索单一位置时的反应时明显小于其他条件. 靶子位置主效应显著，F(1,24)=32.31，P<0.001，即存在IOR. 线索位置数量与线索时间存在交互作用，F(4,96)=3.01，P<0.05. 线索时间与靶子位置间存在交互作用，F(1,24)=4.41，P<0.05. 进一步分析表明，线索时间为480 ms时的IOR量显著大于30 ms条件(14.23 ms vs. 6.55 ms). 靶子位置与线索位置关系间存在交互作用，F(1,24)=5.15，P<0.05，分析表明，线索位置相邻时的IOR效应量显著大于相隔条件(13.00 ms vs. 7.19 ms). 重要的是，线索位置关系、线索数量与靶子位置间存在3次交互作用，这表明相邻与相隔条件下的IOR分布存在差异. 简单效应检验表明，无论是相隔还是相邻条件，IOR容量均随线索化时间增加而增大.

4 讨论

ABRAMS等发现，连续线索时的IOR仅存在于最后一次线索位置之上[10]. 但DANZIGER等指出，他们的研究受到了靶子可预测性的干扰：靶子均紧跟中央线索之后，且其呈现前的线索数量固定[12]. 周建中等变化线索数量后，发现 IOR依然只存在于单一位置上[6]. 而本研究表明，无论中央线索呈现与否，IOR均能存在于2个完全相隔位置之上. 这表明线索数量和中央线索均是被试预测靶子出现时间的有效手段. 无中央线索条件下的IOR显著大于中央线索条件，表明中央线索能够指导注意资源的分配：呈现中央线索时，被试能够据此推断靶子的出现时间，故而将更多的注意资源集中于注视点，从而减少了用于检测外周线索的注意资源；无中央线索时，被试无法推断靶子的出现时间，故而分配较多的注意资源用于检测外周位置的变化，从而出现更强的IOR. SNYDER和KINGSTONE通过呈现中央数字进一步减少了外周位置的注意资源，也同样发现IOR强度较无中央数字条件更低[3]. 因此，研究IOR容量的范式应与DANZIGER等[12]类似：线索数量随机，且不呈现中央线索.

重要的是，各次线索间IOR的差异量并无显著差异. 实验二180 ms条件，IOR存在于4个完全相隔的位置上. 同样地，各次线索间IOR的差异量依然无显著差异，这再一次验证了实验一的发现. 虽然之前的研究也发现IOR呈线性下降趋势，但需要强调的是，我们所观察到的均势下降是来自于完全相隔线索条件的[6-9]. 这对于鉴别IOR的机制提供了重要依据，因为它可以完全排除主观分割解释. 正如前言所述，本研究显然不支持注意动量说. PRATT认为，最后线索位置同时存在基于注意动量和基于反应抑制的IOR成分，而其他位置只存在后者. 如果假定IOR随着线索数量的增加而递减，那么基于反应抑制的IOR成分则符合上述模式，而基于注意动量的IOR成分则不会减少. 因此，最后2个线索位置的IOR差异量应显著大于其他位置. 这并没有得到实验结果的支持，因而，我们倾向于支持抑制的观点. 正如SNYDER等所言，注意动量说可能被过分普遍化了，它并不适用于IOR容量研究. 该研究中，注意需要转移到不同的外周位置，且无法预测靶子的出现时间，故在此期间并不存在注意动量. 那么，当靶子可以预测时，应当观察到支持注意动量的证据. 的确，周建中等人的实验保留中央线索后，其结果符合注意动量的预测模式(实验一，间隔条件，线索数量为3和4时).

本研究结果用KLEIN的观点能得到很好的解释. 他指出IOR效应包含如下过程：(1)注意首先保持在中性状态，集中于注视点；(2)一旦无提示信息的外周线索出现，注意立即被其捕获；(3)注意离开线索位置，并回归中性状态，同时完成对该位置的抑制标记过程；(4) IOR延迟线索位置上的靶子信息的加工. 抑制标记信息被编码并储存记忆之中，而在短时IOR中，抑制信息可能被保持于工作记忆中. 编码时间的增加将增强记忆的强度，从而导致我们观察到的结果：相隔序列线索时，IOR容量随线索时间增加而增大. 因此，对实验三的结果的一个解释是，同时线索条件下，被试逐一对线索位置进行加工，执行注意转移.

对于多重位置线索下的IOR研究，容量是一个焦点问题. 容量限制已成为公认的事实，但其机制尚不清楚. 到底是后续线索引入的干扰，还是抑制强度随着时间的推进而减弱导致了容量限制？容量研究有效地模拟了视觉搜索中的注意转移，有助于理清IOR削弱的原因，有助于揭示IOR在视觉搜索中的作用.

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Keywords： the capacity of IOR; exposure duration of peripheral cue; attentional momentum view; inhibitory view

【责任编辑 成 文】

INHIBITIONOFRETURNATMULTIPLELOCATIONS:QUESTIONINGTHEATTENTIONALMOMENTUMVIEW

CHEN Caiqi, CHEN Minggui

(School of Educational Science, South China Normal University, Guangzhou 510631, China)

Using the multiple-cuing paradigm，the present study tested the attentional momentum view at multiple locations，and explored the impact of exposure duration of peripheral cue on the capacity of inhibition of return (IOR). Experiment 1 aimed to investigate the influence of central cue on the capacity of IOR. The results indicated that both central cue and stochastic assignment of the number of peripheral cue can facilitate the strength and capacity of IOR. Thus，the fundamental paradigm of studying the capacity of IOR must be similar to what done by Danziger et al (1998). Determining the impact of exposure duration of cue on the capacity of IOR in successive and simultaneous cueing conditions are the goals for experiment 2 and 3，respectively. The analysis showed that the capacity of IOR increased gradually with the increment of exposure duration in nonadjacent condition，but was not for the adjacent condition. Attentional momentum view can not explain our results. Therefore，the results tend to support the role of inhibition in IOR.

2009-07-07

广东省自然科学基金资助项目(5300611)

陈彩琦(1975—),男,浙江金华人,华南师范大学副教授, 主要研究方向：注意和工作记忆, Email: chencq@scnu.edu.cn.

1000-5463(2010)03-0110-05

B842

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