不同知觉负载条件下的无意视盲

吴莹莹，孟迎芳

（福建师范大学教育学院，福建福州350007）

不同知觉负载条件下的无意视盲

吴莹莹，孟迎芳

（福建师范大学教育学院，福建福州350007）

采用静态研究范式研究无意视盲的负载问题。结果发现：（1）在低负载和高负载的条件下都有无意视盲现象出现，而且二者的比例无显著性差异；（2）出现无意视盲的被试，其主任务完成情况不受非预期刺激的影响，而注意到非预期刺激的被试则因非预期刺激的出现，反应时延长，正确率下降。

知觉负载；无意视盲；注意资源

无意视盲（inattentional blindness）是指一个人因专注于对注意力要求较高的任务，而忽略非预期刺激（unexpected stimuli）的现象[1]。

20世纪70年代以来，心理学家采用静态的研究范式、选择性注意范式及持续的动态研究范式都发现了无意视盲的存在。为什么会出现这种现象，它的机制又是什么?许多学者纷纷提出了不同的看法，包括Wolfe等[2]（1999）的“遗忘说”，Simons[3]（2000）的“失认说”和Lavie[4-5]（2006）的知觉负载理论。其中Lavie的“知觉负载理论”现已被广泛运用于解释无意视盲的现象。她在不改变刺激外观及任务性质的前提下，通过增加知觉负荷（如增加刺激数目和增加目标物的区分度）发现，随着知觉负载的提高，被试意识到无关刺激的可能性显著下降。因此Lavie提出，“知觉负荷的水平决定了无关刺激是否能进入人的意识”，即人的注意资源是有限的，当知觉负载提高时，个体会在目标任务上消耗更多的资源，这样个体对无关刺激的注意程度就相应减低，减少了无关刺激被意识的可能性，导致无意视盲的出现。Lavie的理论也获得了其他研究者的证实，如Richards等[6]（2010）发现，在正式实验开始前让被试进行与主任务相同或相似的训练任务会减少产生无意视盲现象的被试（以下简称“无意视盲者”）的比例，而且之前的训练任务与主任务的相似性越高，这种效应就越明显。因为一旦主任务的完成趋于自动化，消耗的资源就相对减少，被试便有更多的资源可用来意识非预期刺激。此外，Paola Bressan等（2008）[7]的研究结果显示注意到非预期刺激的被试（以下简称“注意者”）其主任务不受非预期刺激的影响，相反，那些无意视盲者在非预期刺激出现时主任务正确率下降。他们认为知觉负载理论可以很好解释这一结果：无意视盲者潜意识里已经注意到了非预期刺激的存在，为了防止这种无关刺激干扰其完成主任务，他们给自己一个潜意识的“警告--不能让这些无关刺激干扰我的作业”，所以他们分配一定的注意资源来保持这种“警告”，但如此一来，相对于注意者而言，无意视盲者用来完成主任务的资源就减少了，因此对比于注意者，无意视盲者的反应时更长、正确率更低，且认为自己没有看到非预期刺激。

但最近Mika Koivisto＆Antti Revonsuo（2008）[8]的神经成像研究结果对“知觉负荷的水平决定了无关刺激是否能进入人的意识”的结论提出了质疑。他们的研究发现，选择性注意和意识在神经成像上的早期阶段（在刺激后100-200 ms）是可分离的，在此阶段有与意识有关的神经成像证据表现，个体对刺激（包括相关刺激和无关刺激）的意识主要依赖于集中注意（focal attention）；而在刺激200ms之后，有与注意有关的神经成像证据表现，在这个阶段，个体对刺激的意识主要由基于刺激特征的选择性注意（selective feature-based attention）决定。换句话说，如果在刺激呈现200 ms前，被试意识到非预期刺激，那是由刺激特征的显著性和个体的集中注意引起的；如果被试在刺激呈现200 ms前没注意到非预期刺激，在后面阶段意识到非预期刺激，则是由选择性注意导致的。根据该神经成像研究，知觉负荷所能引起的被试的集中注意差异只是影响被试是否意识到非预期刺激的原因之一，而且在不同时间阶段个体对刺激的意识机制是不同的。2004年梁华等[9]的研究也证实了注意捕获的时程性。他们采用组内设计[负载（2个水平：高负载，低负载）×有无干扰子 （4水平：无干扰子，干扰子延迟0ms，干扰子延迟167 ms，干扰子延迟333ms）发现，在不同知觉负载条件下无关刺激都会引起被试的注意，只不过引起注意的时程不一样而已。在低负载条件下，注意捕获出现在反应的后期，即167～333 ms；在高负载条件下注意捕获出现在早期，即0～167ms（后期是否也出现注意捕获还没有得到相关证实）。这说明了在不同知觉负荷下，无关刺激引起被试的注意是有时程差别的，但这种注意捕获现象只是从被试完成主任务的反应时和正确率上推断而来，被试是否把对无关刺激的捕获上升到意识层面，即被试是否意识到无关刺激，还是不得而知。

综上所述，无关刺激的意识是否有时程差别是值得进一步的探讨问题。倘若不同负载条件下，无意视盲的产生机制是不同的，那么通过这个时程差别，或许能弥补知觉负荷理论无法完全解释无意视盲现象的不足。因而为了进一步完善知觉负荷理论对无意视盲现象的解释力，本文和Lavie一样，在不改变刺激的外观及任务的性质的前提下，基于经典的无意视盲的静态研究范式，借鉴梁华等（2004）采用的增加知觉负荷的方法，来探索纯粹的知觉负载对无意视盲的影响及无意视盲的时程差异，从而为无意视盲的产生机制提供一些参考信息。

1 实验方法

1.1 被试

共55名大学本科生参加实验，其年龄在20～24岁之间，均视力正常或矫正视力正常。剔除无效数据2个，共收集有效数据53个。其中，低知觉负载实验有效数据为25个，高知觉负载实验有效数据为28个。

1.2 刺激材料

4张由不同长度组成的纯“十”字形图片，“十”字形的长短组合分别为：4.9 cm和4.1 cm；4.3 cm和4.9 cm；5.1 cm和4.9 cm；4.7 cm和5.1 cm。每张图片的背景都为白色（大小为12.65 cm×13.34 cm），“十”字形为黑色，位于中央，见图1A。3张由“十”字形和非预期刺激组成的图片，其属性和纯“十”字形图片一样，非预期刺激位于离“十”字形中央2°视角的位置，分别是实心正方形、实心圆形及英文字母“B”，见图1B。

图1 刺激图片示例

1.3实验程序

共两个实验：低知觉负载实验和高知觉负载实验，每个实验都包括3个组，共7个trial。低知觉负载实验具体实验程序如下：

1）十字判断组。包括5个trial，其中前4个trial的刺激呈现顺序是完全一样的，即先呈现“*”1 500 ms，再呈现1张纯“十”字形图片200 ms，接着再次出现“*”500 ms，最后让被试判断刚出现的“十”字形是水平臂长还是垂直臂长，若认为水平臂长在键盘上按“1”，若认为垂直臂长在键盘上按“2”。在被试判断结束后出现第5个trial（由于此trial出现非预期刺激，因此也叫关键trial），该trial与前4个trial的流程一致，但刺激图片不只包括纯“十”字形，还包括非预期刺激，要求被试首先判断“十”字形的臂长问题，然后在键盘上对以下问题进行回答：①是否看到了新的物体出现；②无论有否看到，请选择一个你认为刚刚出现的新物体；③你认为新物体出现在哪个位置；④你以前是否有做过类似实验。这些问题答案前设有选项，被试只需根据答案选择相应的选项即可，且被试作答时间不受限制。

2）分配注意组。该组只有1个trial，其流程和前一组相同，但呈现的刺激图片是由“十”字形和非预期刺激组成。与之前一组不同的是：其一，在该组实验前，提示被试除了要注意判断“十”字形的臂长之外，还要注意是否有其他物体出现；其二，回答问题中少了问题④。

3）完全注意组。该组设计是为了检验被试完成实验的专心程度，若被试在完全注意的条件下也没注意到非预期刺激，则认为该被试没认真完成本实验，视其数据为无效数据，将其剔除。本组实验也只有1个trial，trial同分配注意组。但这次要求被试只注意“十”字形以外的物体，并在隐蔽刺激结束后，于几个备选答案中选出所呈现的新物体及其出现的位置。根据这一原则，本实验共收集55个数据，其中2个为无效数据。最后共剩有效数据53个，其中低知觉负载条件25个，高知觉负载条件28个。

高知觉负载实验的流程和低知觉负载实验一样，但它们的任务有所不同，在高知觉负载实验中要求被试按照指导语指示，顺时针或逆时针旋转90°或180°或270°后，再判断旋转后的“十”字型是水平线段长还是垂直线段长。

每个实验都是先进行“十字判断组”，再进行“分配注意组”，最后完成“完全注意组”，三组连续进行。具体实验流程，见图2。

图2 “十字判断组”实验流程图

实验程序使用E-prime1.1编程，在笔记本电脑Lenovo Soleil E290M中呈现。要求被试正对着电脑前坐好，注视呈现于屏幕中央的刺激。屏幕背景为白色，刺激图片呈现在屏幕中央，电脑距离被试45 cm。两个实验由不同的被试完成。对被试的回答进行记录。

1.4 数据分析

实验中记录被试对十字判断的反应时和正确率以及被试对各个问题的回答。在本实验中，只有十字判断组的前4个trial未出现无关刺激，其他trial都有无关刺激出现，根据被试对无关刺激的预期水平不同，我们把十字判断组中未出现无关刺激的前四个trial定义为“纯十字判断条件”，把十字判断组中第5个trial定义为“非预期无关刺激条件”，把分配注意组定义为“预期无关刺激条件”，分别统计各种条件下的十字判断反应时和正确率。

数据使用spss10.0进行处理。

2 结果

2.1 不同知觉负载条件下被试反应时和正确率的比较

表1 不同知觉负载条件下被试的反应时和正确率

我们首先检验实验中高低负载设计的有效性。由于只有十字判断组的前4个trial未出现无关刺激，其他trial都有无关刺激出现，因而我们只对纯十字判断条件下的平均反应时和正确率（结果见表1）进行高低负载条件的t检验，结果发现：不论是反应时还是正确率，被试高、低负载条件均有显著差异（平均反应时：t＝2.240，p＝0.029；正确率：t＝2.847，p＝0.006），说明本实验设计的高低负载已起到作用，实验设计有效。

2.2 不同负载条件下无意视盲者与注意者的人数比较

十字判断组的第5个trial中，无关刺激是在被试毫无预期的情况下出现，因此如果被试回答看到了无关刺激，并能准确选择出这个无关刺激的图形或所在位置，就认为被试注意到了无关刺激，称之为“注意者”，而其他一切情况都认为被试没有看到无关刺激，出现无意视盲的现象，这类被试称为“无意视盲者”。对“非预期无关刺激条件”中无意视盲者和注意者的人数统计，见表2。

表2 不同负载条件下无意视盲者的比例

从表2可看出，在不同负载条件下都有被试出现无意视盲的现象。对两负载条件下无意视盲者与注意者的人数进行卡方检验，结果表明，在不同负载条件下无意视盲者人数与注意者人数之间无显著差异（χ2＝0.484，p＝0.487）。

2.3 不同预期条件下无意视盲者和注意者的反应时

和正确率比较

我们计算了两个实验中三种条件下（纯十字判断条件、非预期无关刺激条件、预期无关刺激条件）无意视盲者和注意者十字判断的反应时和正确率，然后分别对两个实验的多因素进行方差分析，因素包括：注意状态（组间变量，2个水平，无意视盲者和注意者）和实验条件（组内变量，3个水平，纯十字判断条件、非预期无关刺激条件、预期无关刺激条件），以探究无关刺激是否出现、预期出现还是非预期出现对无意视盲者和注意者反应的影响，见表3。

表3 无意视盲者和注意者的反应时（ms）和正确率（％）

低知觉负载条件下，方差分析的结果表明：在反应时上，注意状态和实验条件这两个因素有显著的主效应，其中注意状态[F（1，23）＝162.064，p＜0.001]，实验条件[F（2，46）＝11.515，p＜0.001]。为了进一步检验不同注意状态、实验条件下反应时的差异，首先分别对三种实验条件的注意状态（无意视盲者vs注意者）进行独立样本t检验，结果表明无意视盲者和注意者只在非预期无关刺激条件下的反应时（rt2）上达到显著性差异（t＝2.026，p＝0.043）。其次我们也分别对无意视盲者和注意者三种实验条件下的反应时（分别为rt1、rt2及rt3）进行单因素方差分析，结果发现，无意视盲者中存在着条件主效应[F（2，39）＝13.694，p＜0.001]，进一步的LSD两两对比显示，纯十字判断条件下的反应时（rt1）与非预期无关刺激条件下的反应时（rt2）（p＝0.001），非预期无关刺激条件下的反应时（rt2）与预期无关刺激条件下的反应时（rt3）[p＜0.001]都达到显著性差异。而注意者的rt1、rt2及rt3之间并无显著性差异。

在正确率上，注意状态 [F（1，23）＝138.720，p＜0.001]和实验条件[F（2，46）＝6.787，p＝0.003]主效应显著。同样首先分别对三种实验条件的注意状态（无意视盲者vs注意者）进行独立样本t检验，结果表明无意视盲者和注意者纯十字判断条件下的平均正确率（P1）、非预期无关刺激条件下的正确率（P2）和预期无关刺激条件条件下的正确率（P3）都没有达到统计学上的显著差异。其次分别对无意视盲者和注意者三种条件下的正确率（P1，P2及P3）进行单因素方差分析，结果发现无意视盲者和注意者三种条件下的正确率无显著性差异，但进一步的LSD两两对比显示，无意视盲者的P2和P3达到显著性差异（p＝0.036）。而注意者的P1，P2及P3之间并无显著性差异。

高知觉负载条件下，方差分析的结果表明：在反应时上注意状态[F（1，26）＝82.353，p＜0.001]和实验条件[F（2，52）＝10.267，p＜0.001]主效应显著，且二者之间有显著的交互作用[F（2，52）＝5.319，p＝0.008]。为进一步检验不同注意状态的反应时在不同实验条件下的变化，首先分别对三种实验条件的注意状态进行独立样本t检验，结果表明无意视盲者和注意者在rt1、rt2、rt3上都没有达到显著性差异。其次分别对无意视盲者和注意者三种实验条件下的反应时进行单因素方差分析，结果发现无意视盲者中存在着条件主效应[F（2，36）＝5.182，p＝0.011]，进一步的LSD两两对比显示，p（rt1 vs rt2）＝0.026，p（rt2 vs rt3）＝0.005。而注意者的rt1、rt2及rt3之间也无显著性差异。

在正确率上，注意状态有显著的主效应 [F（1，26）＝93.360，p＜0.001]。为检验不同注意状态下正确率的差异，首先分别对三种实验条件的注意状态进行独立样本t检验，结果表明无意视盲者和注意者纯十字判断条件下的平均正确率（P1）、非预期无关刺激条件下的正确率（P2）和预期无关刺激条件下的正确率（P3）都没有达到统计学上的显著差异。其次我们也分别对无意视盲者和注意者三种实验条件下的正确率进行单因素方差分析，结果发现无意视盲者和注意者三种实验条件下的正确率无显著性差异，但进一步的LSD两两对比显示，P1与P2达到显著性差异，p＝0.027。而注意者的P1，P2，P3之间并无显著性差异。

综上所述，低知觉负载条件下无意视盲者的反应快于注意者，正确率间无显著性差异；高负载条件下无意视盲者与注意者的反应时和正确率均无显著性差异。但在两种负载条件下，无意视盲者的反应时和正确率都会随实验条件的变化而变化，而注意者的反应时和正确率不受实验条件变化的影响。

3 讨论

实验结果表明，注意者在不同实验条件下的反应时和正确率之间均无显著差异，这与Paola Bressan等（2010）的研究结果一致。但对于无意视盲者，我们发现了一些与前人研究不同的结果：首先，无论是高知觉负载还是低知觉负载，都有无意视盲出现，而且两种条件下的无意视盲比例无显著差异。其次，无意视盲者行为反应的正确率并没有因为非预期刺激的出现而下降，相反，他们在无关刺激非预期出现的情况下，主任务的回答正确率有所提高、反应时出现下降。

高低知觉负载条件下出现的无意视盲比例无显著性差异，这个结果并不能简单地用Lavie提出的知觉负载理论解释。根据该理论，当主任务的知觉负载提高时个体会在主任务上消耗更多的资源，这样个体对无关刺激的注意程度也会相应减低。若是如此本实验的无意视盲比例应是高知觉负载高，低知觉负载低。我们认为这是注意资源的动态分配所致。梁华等[9]认为对注意资源的分配是动态的，在任务加工的中间阶段主任务会占有大部分的注意资源，而在任务加工的前后期无关刺激也会分配到一定的注意资源，其研究结果表明，在低负载条件下注意捕获出现在反应的后期（大概在333 ms），在高负载条件下注意捕获出现在早期（大概在0～167ms，后期是否也出现注意捕获还没有得到相关证实）。虽然本次实验刺激呈现时间只有200 ms，与梁华等的时间设计有所不同，但梁华等提出的注意捕获时间并不是绝对化的，他们发现在低知觉负载的情况下，注意捕获在167ms没有出现，在333ms出现，但他们没有对167～333ms这段时间进行探究。而本实验中刺激只呈现200ms，就有被试能准确辨认出非预期刺激的形状及位置。所以我们认为，在低知觉负载条件下，被试对非预期刺激的捕获出现在167～200 ms，在高知觉负载条件下，被试对非预期刺激的捕获出现在0～167 ms。并且，根据Koivisto＆ Antti Revonsuo[8]（2008）的研究，在刺激出现后的200ms内，被试对刺激的意识是由刺激特征的显著性和个体的集中注意决定的，至此，我们推断在不同知觉负载条件下，无意视盲的出现会受时程的影响：在低知觉负载条件下，刺激出现的0～167ms（没有出现注意捕获）意识主要由个体的集中注意控制，在167～200ms这段时间（出现注意捕获），意识主要由刺激特征的显著性特征决定。因而，在低知觉负载条件下被试集中更多的注意资源在主任务的完成上，在高知觉负载条件下被试有更多的时间注意到非预期刺激，所以相对于高知觉负载，低知觉负载条件下出现更多的无意视盲者（分别是56％和46.43％）。然而，我们并未发现这二者之间统计上的显著性差异，这可能是因为本次实验中非预期刺激是在第5个trial中出现的，所以两种条件下被试都受到练习效应的影响，高低知觉负载的差别缩小，因而尽管无意视盲比例低知觉负载条件高于高知觉负载条件，它们之间却没有达到显著差异。

此外我们的实验还发现，在不同负载水平下，无意视盲者的反应时及正确率都会随条件的不同而有所改变，但注意者的反应时和正确率却不受条件变化的影响。这说明了无关刺激非预期出现及预期出现对无意视盲者造成不同的影响，而无关刺激非预期出现及预期出现对注意者的影响是一样的。首先，无意视盲者在无关刺激非预期出现时没有看到非预期刺激，没有受到它的影响，所以练习效应明显，反应时较前面继续减少、正确率继续提高。只有在分配注意组被提醒要注意其他物体时，注意资源才分配到非预期刺激上。这点可以从我们的实验结果看出：在低知觉负载实验中，无意视盲者和注意者在非预期无关刺激条件下的反应时上有显著性差异，且无意视盲者三种实验条件下的反应时具有显著差异，非预期无关刺激条件下的正确率显著高于预期无关刺激条件下的正确率；在高知觉负载实验中，虽然无意视盲者与注意者在纯十字判断条件、非预期无关刺激条件、预期无关刺激条件三种实验条件下的反应时和正确率并没有显著性差异，但我们仍发现，无意视盲者在三种实验条件下的反应时存在显著差异，非预期无关刺激条件显著高于纯十字判断条件下的正确率，可见，无意视盲者在无关刺激非预期出现时，确实没有受到影响。其次，对于注意者来说，因为注意到非预期刺激的出现，分配一定的注意资源到非预期刺激上，因此在低知觉负载条件下，当无关刺激非预期出现时，其受练习效应导致的反应时减少程度没有无意视盲者大，和其在非预期无关刺激条件下的反应时上存在显著性差异。也正是因为注意者在无关刺激预期或非预期出现都有分配注意资源到无关刺激身上，注意者在两个实验中的反应时及正确率都没随条件的不同而有所改变。因而我们认为此前学者关于无意视盲者潜在加工非预期刺激的说法有较大局限性，在静态研究范式下，无意视盲者并没有因为对非预期刺激存在潜意识的警惕而消耗一定的注意资源，而注意者在无关刺激非预期出现时分配一定的注意在其身上，导致其主任务受到影响。

综上，我们的研究发现：（1）低知觉负载和高知觉负载条件下都有无意视盲现象的出现，虽二者之间的比例无显著性差异，但理论上前者情况下的无意视盲者应多于后者情况下的无意视盲者，这将在以后的研究中继续深入探讨。（2）产生无意视盲现象的被试是真的没意识到非预期刺激，不受非预期刺激的影响，而注意到非预期刺激的被试因分配一定的注意资源于非预期刺激，主任务受到影响。

[1]Mack A，Rock I.Inattentional blindness[M].Cambridge：MIT Press，1998.

[2]Wolfe JM.Inattentional amnesia[M].Cambridge：MITPress，1999.

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[7]Paola Bressan，Silvia Pizzighello.The attentional costof inattentional blindness[J].Cognition，2008，106（1）：370-383.

[8]Mika Koivisto，AnttiRevonsuo.The role of selective attention in visual awareness of stimulus features：Electrophysiological studies [J].Cognitive，Affective and Behavioral Neuroscience，2008，8（2）：195-210.

[9]梁华，陈湘川，张达人.不同注意负载条件下刺激驱动的注意捕获[J].心理学报，2004，36（1）：31-36.

〔责任编辑 石白云〕

The Perceptual Load on Inattentional Blindness

WU Ying-ying，MENG Ying-fang
（School of Education，Fujian Normal University，Fuzhou Fujian，350007）

The study adopted a static paradigm to explore the perceptual load on inattentional blindness.The results showed that： （1）at both low perceptual load and high perceptual load conditions occur the phenomenon of inattentional blindness，and the proportion between the two conditionswas no significant difference.（2）the nonnoticers did not notice the unexpected stimulus，they are free from the impact of the unexpected stimulus，on the other hand，the noticers＇reaction time and accuracy are affected when the unexpected stimulus occurs.

perceptual load；inattentional blindness；attentional resources

R235.3+4

A

1674-0874（2012）04-0073-06

2012-05-20

吴莹莹（1988-），女，福建南安人，硕士研究生，研究方向：发展与教育心理学。