自动化加工中的注意调控作用：无意识认知新构念

安 龙，丁 峻

（1.咸阳师范学院教育科学学院，陕西咸阳712000；2.杭州师范大学教育科学学院，浙江杭州310018）

自动化加工中的注意调控作用：无意识认知新构念

安 龙1，丁 峻2

（1.咸阳师范学院教育科学学院，陕西咸阳712000；2.杭州师范大学教育科学学院，浙江杭州310018）

虽然自动化加工是在无意图的状态下产生的，但是这种无意识加工受到注意自上而下的控制。阈下启动效应需要注意参与，其加工易受刺激期盼、动作意图和任务集等因素的影响；当无意识信息与目标任务匹配时注意能够增强其加工过程，作用方式与有意注意基本一致。注意敏感机制通过将引导任务和启动效应相结合的方式可对当前矛盾的实证研究做出合理解释。未来研究可在无意识视觉加工的注意控制属性领域多做尝试。

自动化加工；注意；阈下启动；无意识

传统观点认为，无意识加工是不受任何因素影响的自动化加工过程。注意、任务目标、任务集等自上而下的控制仅限于有意加工过程[1]。基于此，无论是行为学研究，还是神经生理研究都力求找到这种“纯粹的自动化”过程。研究者们都在各自领域内不断探索：客体或面孔再认[2]、运动准备[3]、情绪加工等[4]。然而，注意和目标任务经常会调节行为和神经生理效应，使得自动化加工的纯粹性难以维持，这一研究现状是对传统观点的极大挑战[5]。Botvinick等人（2001）曾指出，按照传统观点人类的认知系统似乎缺乏灵活性。各种形式的无意识加工过程都会对有意识目标信息加工产生影响，因此需要大量的有意控制来抑制这些反应趋势以协助有意加工过程顺利完成[6]。

一些学者开始对自动化加工或无意识认知理论进行修订[7－9]。这些理论认为认知系统会根据注意或者任务集的不同进行调整以保证自动化加工的顺利产生和运行。其中，以Neumann等人（1990）提出的直接参数规范理论 （direct parameter specification）最具代表性[9]。只有当无意识信息与当前任务意图匹配时，该信息才会被加工并进而影响与目标刺激有关的行为反应。可以发现，这种“修订版”的自动化加工理论认为自动化加工受到如注意、意图和任务集等自上而下因素的影响，这些因素可以重塑加工过程使其能更加有效地完成任务操作。基于认知系统的重塑作用，有学者将这种理论戏称为“条件化”的自动加工理论[10]。下面将从理论修订、影响因素和理论应用等三个方面出发，对国外相关研究进行梳理。

1 理论修订

由无意识刺激引起的启动效应是研究自动化加工的理想工具，研究表明阈下掩蔽启动刺激可以促进目标刺激的加工效率[11]。研究者们运用阈下启动范式进行了大量的研究，所取得的研究成果对自动化加工理论进行了不同程度的修改。虽然修订版的自动化加工理论也认为加工过程受到自上而下控制的影响，但是还缺乏一个完整的理论框架对各种不同的自上而下因素和加工形式进行概括。近期研究者们发现自动化加工过程中注意似乎在调节各个加工通路的敏感性，即注意敏感机制。该机制认为，任务集会增强与任务相关的无意识加工过程，同时减弱与任务无关的加工过程，这是注意影响自动化加工的关键[12]。Haynes等人（2007）的研究也发现，有意知觉会受到注意加工的影响，无意识认知的自上而下控制信号来自前额叶，前额叶会增强或减弱感觉通道输入信息的敏感性[13－14]。换言之，增强对应脑区的神经元兴奋水平进而促进任务相关通路的加工；反之，与任务无关的加工通路的神经元兴奋水平会降低。哺乳动物的单细胞记录研究表明，在持续感觉刺激输入的情况下，单个神经元放电的可能性与该神经元所负责的刺激维度是否被优先加工有关[15]。注意敏感机制的主要观点与受控加工类似：第一，自动化加工受注意资源通达性的制约；第二，自上而下的控制主要源自认知系统对当前任务表征。其中，当前任务表征对自动化加工的影响是通过增强任务相关加工通路的敏感性和降低任务无关通路敏感性实现的。

虽然有意和无意加工的自上而下控制的作用原理相同，但认知系统对有意加工的自上而下控制更为灵活。研究者们将控制分为优先控制（preemptive control）和反应控制（reactive control）两种形式[16－17]。在优先控制的情况下，刺激表征可以激活自上而下控制。因此，有意和无意识刺激都可以激活优先控制，但只有在有意刺激引发的条件下，反应控制（reactive control）才能对在线加工或已经完成的认知加工实施控制。即不被意识察觉的阈下刺激（subliminal stimulus）不能进行策略化加工。换言之，自动化加工的自上而下控制只能在知晓行动目标或者行为输出的背景下“含蓄地”发生。Dehaene等人（2006）通过研究发现以在线方式进行有意控制只能是针对有意加工[18]。注意对无意识加工的影响可能因注意敏感度的不同而存在差异。传统观点认为对无关刺激的行为抑制一般只在有意或受控加工上完成。然而，与自动化加工过程相比，对目标进行有意识地策略化加工需要更强的适应性和更强的自上而下控制灵活性。下文将从注意对阈下启动多样性影响入手，在对已有研究进行梳理的基础上找到支持无意识视觉加工的注意敏感机制的证据，并对引导任务范式（induction task paradigm）这一研究注意敏感机制的实验范式做简要介绍。

2 阈下启动效应及其影响因素

2.1 阈下启动效应

阈下启动效应（subliminal priming）是指呈现于意识阈限之下的启动刺激会对随后的目标刺激加工起到促进作用。一般可以根据启动刺激与目标刺激的关系将启动效应分为掩蔽视觉--运动启动效应（Masked visual-motor response priming）和掩蔽语义启动效应（Masked semantic priming）。掩蔽视觉--运动启动效应是指当掩蔽启动刺激与目标刺激一致时，反应速率更快。这种类型的启动效应将视觉信息和运动信息组合在一起。掩蔽语义启动效应则不同，它反映的是对词汇意义的加工。掩蔽启动刺激在语义上与目标词汇相关联时，就会促进对目标词汇的反应。两种启动效应受到不同加工通路的调节，视觉--运动启动效应需要顶枕区（parietal-occipital）的参与，该区域负责视觉形成（腹侧通路）和客体捕捉及运动准备（背侧通路）等方面的功能[19]。语义启动的脑区为前颞叶（anterior temporal lobe）区，这里是进行语义信息整合的功能区。

2.2 影响因素

经典的自动化加工理论在认知加工领域的影响甚为广泛，对无意识加工自上而下控制的研究在最近几年才逐渐展开。通过对注意的控制可以调节阈下启动效应，而对无意识视觉加工的注意效应的探索是该类研究的核心问题。下面将从注意资源、刺激期盼、行动意图和加工任务等四方面来阐述阈下启动效应的自上而下控制现象。

2.2.1 注意资源的影响

与有意识视觉加工一致，阈下启动效应也需要注意自上而下放大作用和相应的注意资源支持。一项掩蔽语义启动研究中，在刺激流中呈现一个注意线索，该线索既可以出现在掩蔽启动的时间窗内，也可早于掩蔽启动1秒呈现。在后一种情况下，当启动刺激呈现时注意已经撤离了。结果发现，只有当掩蔽启动位于注意时间窗内时，N400效应才能出现[20]。Naccache等人（2002）的研究中也发现当启动刺激和目标刺激在时间上可以预测时掩蔽启动效应出现[21]。此外，在每个trial之前增加一个需要消耗大量注意资源的困难任务时掩蔽语义启动效应显著削弱[22]。注意除了在时间和有效性两个方面产生影响之外，空间性上也有显著作用。对于盲视患者而言，空间线索可以明显提高相应视野内的分辨率[23]，这一研究结果说明空间注意的放大作用可以显著提高无意识视觉加工的效率。换言之，注意和意识体验在某种程度上是功能独立的而且不能将两者等同起来[24]。

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2.2.2 刺激期盼产生的影响

阈下加工会受到刺激期盼的显著影响。受到主体期望的阈下刺激会被注意放大，而没有被期望的刺激其加工过程会逐渐减弱[25]。当然，这些注意期盼的建立并不仅仅取决于阈下刺激本身，个体对视觉刺激的知觉也有同样作用：可视目标刺激的启动范式。研究表明，可视目标刺激的属性能显著影响阈下启动效应。该现象在行动启动（action priming）领域中十分常见，当行动反应是个体期盼的且反应本身符合可视目标的准备行为状态，掩蔽启动效应才会出现[26]。例如，由新异刺激（启动刺激不在目标刺激中出现）引起的阈下反应启动效应中，只有当启动刺激与目标刺激在注意维度上有关联时启动效应才会出现。Kunde等人（2003）的研究发现，当数字启动项的数值范围位于目标数值范围以内时，启动会对目标反应产生促进作用 （如，启动刺激是2和3，目标刺激是1和4）。另一项语义启动研究中也得到了类似的结果[27]：实验1中，当目标分类涉及的数量众多时 （40个目标），被试就会对多种不同的语义词汇产生期盼；另一种实验条件是目标刺激项目很少（4个目标），个体就会将注意集中在较小的刺激范围内。结果刺激项目期盼影响了阈下信息的加工，在目标集容量较大时新异刺激（novel words）引发了阈下启动效应，目标集容量较小时没有引发启动效应。这些研究结果说明，即使启动刺激以阈下的方式呈现，由它们引发的注意和意图会增强被期盼刺激的加工通道敏感性。进而被期盼的阈下刺激引发了启动效应。

2.2.3 动作意图的影响

行为意图也会对掩蔽启动产生明显影响。研究者们发现[28、29]，阈下启动刺激和个体当前行为目标一致时启动效应出现，如果启动刺激与当前目标任务无关，那么启动效应就会消失；当反应决策是基于目标形状做出时，如果启动和目标刺激形状相近就可以引发阈下启动效应。如果指导语要求被试根据目标颜色做出反应，那么不论启动和目标的形状关系如何启动效应都不会出现。一项关于刺激形状和颜色的启动效应研究报告指出[30]，只有当启动刺激属性与当前任务要求匹配时启动效应发生，与任务不匹配的启动刺激不能引发启动效应。由此可知，即使是由无意识刺激引发的启动效应也必须满足如下条件：刺激特征属性和指向目标刺激相关维度的自上而下搜索模板相匹配。

Eckstein等人（2007）考察了动作意图对词汇语义阈下加工的影响[31]，对目标词的多个维度进行分类研究，如情感效价（积极与消极）、生命性（有生命与无生命）等。结果发现当启动刺激的意义维度和当前任务维度匹配时，阈下启动效应出现。启动和目标词的空间一致性研究也得到了同样的结论[32]，即启动和目标词的空间位置意义对完成空间任务产生了促进或抑制作用。上述研究结果表明，动作意图会强化一致性和弱化不一致性的无意识加工通路。换言之，自上而下的注意信号可以增强与目标意图匹配的刺激维度的无意识加工。因此，当启动刺激维度与当前行为意图匹配时，阈下启动效应产生。尽管行为意图会弱化无关刺激的阈下加工，但也不排除当无关信息部分匹配当前目标任务时会影响反应加工的可能性。这种现象在可视刺激的干扰效应中十分常见，例如用颜色单词命名墨水颜色的stroop效应。同样，用双手对可视刺激进行辨别反应时会受到空间位置的干扰作用，即simon效应。有趣的是，这些干扰效应都说明了对无关刺激维度可以进行自动化加工，一旦指导语发生变化，这些部分匹配的无关刺激维度所引发的干扰效应就会消除。

2.2.4 加工任务对阈下启动的影响

除了动作意图之外，认知加工任务也可以引发阈下启动效应。与行动意图的作用方式类似，加工任务通过调控个体的注意敏感性，使认知系统对任务相关刺激更加敏感。近年来，一些研究者尝试采用引导任务范式（induction task paradigm）对个体的注意敏感机制进行研究。该范式的优点是可以使由任务集（task set）激发的注意指向不同形式的自动化加工过程。任务集是一个十分灵活的认知操作系统，个体可以利用任务集有效地完成任务操作[33]。此外，任务集的概念与意图有相似之处。意图的概念更加宽泛，它包括了对目标表征的有意知觉和执行目标行为的主观准备状态等。任务集一般指当前认知加工的对象及其必要属性，如形状知觉、语义辨别、颜色辨认等。在特定情况下两个概念等同，即任务集与意图的匹配关系与当前加工任务在时间上耦合时，这种时间上的耦合性是认知系统灵活性体现的前提。

图1 语义或知觉引导范式[12]

图1描述了任务集（task set）对无意识语义或知觉加工产生自上而下作用时的刺激流设置情况。该范式充分展示了任务设置激活过程中的时间动力性。在实验进程中被试需要连续完成两个认知操作：第一个任务是语义或者知觉辨别任务；第二个是被阈下启动决策任务。根据注意敏感机制，首先完成的认知操作会对后面的掩蔽启动效应产生不同程度的影响。

利用引导任务范式研究者可以考察引导任务是否会对启动效应产生影响。换言之，在掩蔽启动刺激呈现之前，语义判断任务（引导任务）是否可以强化语义加工通路进而增强阈下语义启动。如果在语义启动任务之前呈现知觉辨别任务，即要求被试将注意力集中在刺激的个别维度上，可能会弱化语义加工通路，进而减弱语义启动效应。如图1所示，研究者随机改变引导任务与启动任务的时间间隔（200 ms和800 ms），以此来考察引导任务对启动任务的影响是否和时间有关。以往任务转换研究表明当任务表征呈现600ms之后会受到抑制[34]。利用该范式的研究者假设，如果语义引导任务可以提高语义加工通路的敏感性，那么在短时间间隔情况下（200ms）增强语义启动效应。

在Kiefer等人（2010）研究中[12]，语义和知觉引导任务的难度都做了平衡处理。在实验1中，语义引导任务是词汇意义辨别，即判断目标词是否有生命，任务难度较低；知觉引导任务则是较为困难的单词形态判断任务，即单词的首个或者末尾字母是闭合的还是开发的。实验2中的难度类型反转了：语义引导任务较为困难，被试需要判断目标词汇意义是潮湿的还是干燥的；知觉任务是判断单词的首个或末尾字母是否是字母“t”。实验3中是非言语性的引导任务：语义判断和客体图片分类，两类任务的难度相同。在启动和目标间隔时间短的条件下，反应时（RT）和ERP成分（N400）都表明当语义引导任务在阈下启动刺激之前呈现时可以增强语义启动效应，如果引导任务是知觉判断则会减弱语义启动效应。该研究在对引导任务难度和类型平衡之后发现，语义引导任务可以增强阈下语义加工。当启动和目标间隔时间变长 （800 ms），知觉引导任务可以明显增强启动效应。研究者推测在长时程间隔条件下，引导任务集开始消退，认知系统立即重构以应对接下来的认知操作：知觉引导任务消退之后语义加工通路重新被激活，同理，语义引导任务失活也会降低语义加工通道的敏感性。这种认知加工模式与返回抑制（inhibition of returnmechanism）非常相似[34－35]。不同引导任务对掩蔽启动产生的不同影响揭示了认知系统重构的动力性属性，进而阐明了任务转换对无意识加工的自上而下控制作用。

Kiefer等（2010）人还进一步考察了知觉和语义引导任务对阈下语义启动和视觉--行动反应启动效应的影响。在视觉--行动反应启动任务中，被试用左右手对不同的目标几何图形进行按键选择。目标之前会呈现一个掩蔽启动刺激，启动刺激暗含的反应信息与目标或者相同或者不同，但与目标的形态不同。与语义启动不同，视觉--运动反应启动效应发生在顶枕叶处，时间为200～500 ms。根据注意敏感机制，知觉和语义引导任务会对两种形式的启动效应产生不同的影响。研究结果表明，引导任务确实产生了不同的影响：语义引导任务激发了显著的语义启动效应，视觉--运动启动效应与知觉引导任务之间有显著相关。因此，视觉--运动和语义启动效应中无意识加工受到当前任务操作的影响。

3 “条件化”的自动化加工

大量实证研究表明，自动化加工和有意加工一样都会受到注意控制的作用。阈下启动效应（subliminal priming）说明自动化加工过程也受到注意资源、刺激期盼、行动意图和任务集等自上而下控制因素的影响。因此，与传统自动化加工理论相比，阈下刺激引发的自动化加工会不同程度地会受到注意控制的作用。前文中所述的加工通路注意敏感机制与其他学者“修订版”的自动化加工理论观点颇为相似[21]。而且认知加工能否自动发生与意识和意图无直接关联，当认知系统根据当前情况做出调整时自动化加工才能发生，且其加工过程也受到自上而下控制的调节。

例如，在语义加工研究领域，有研究者认为语义加工不是自动化过程，需要有意识的受控加工直接通达概念意义才能实现[36]。持这种观点的学者认为由启动刺激引发的语义启动其实质是被试将大量注意资源投向了启动刺激。有研究表明，当启动刺激位于注意范围以外时，或要求被试只对启动刺激的单个属性而不是其意义反应时，语义启动效应要么减弱要么消失了[37]。这说明对词汇概念的意义通达必须有受控加工过程的参与。但是，其他学者的研究表明阈下启动词汇可以引发语义启动效应，即词汇加工也可自发进行[38]。情绪研究中也存在类似矛盾的结果。有研究者发现情绪信息可以在意识无法觉察的情况下完成自动加工[39]。Pessoa等人（2002）的研究发现情绪信息以一种策略加工模式进行[40]：当情绪脸孔出现时杏仁核激活水平明显提高，当第二个认知任务占据大量注意资源时杏仁核激活水平降低。研究者认为，情绪加工中枢（杏仁核）激活不是自动化的过程，该过程需要注意资源参与。综上，无论是语义加工还是情绪加工，这些相互矛盾的研究结果够可以用注意敏感机制予以解释：自动化加工和受控加工一样都需要注意放大作用来激活加工通路。换言之，在注意调节的情况下，无意识语义加工过程可以发生，但纯粹的自下而上的刺激不一定能够引起此类加工过程。如果后续任务耗尽了注意资源，那么情绪刺激自动激活情绪反应的趋势就会减弱甚至消失。

引导任务和启动任务相结合的研究范式是考察这类问题的理想研究方法。利用无意识认知的注意敏感机制，研究者们可对过去以及未来研究中的矛盾之处做出解释。自动化加工的调节作用最早在stroop效应中得到体现：与任务无关的单词阅读任务和目标任务颜色命名之间产生冲突。但是，当要求被试将颜色词汇想象成无意义的字母组合时，stroop效应就立即消失了。由此可见，指导语暗示作用对stroop效应的干扰十分明显，进一步表明stroop效应是“条件化”的自动加工过程。

4 小结

认知系统在线加工过程中会根据目标不断做出调整：无论是有意识还是无意识，认知加工系统会优先处理任务相关刺激，任务无关刺激则被压抑。换言之，无意识加工在一定程度上受到注意控制的影响。注意敏感机制认为，非目标导向的无意识加工不会决定认知发展的方向，更不会单独影响后续行为表现。尽管很多研究已经证明了无意识视知觉中的注意敏感性机制问题，仍然还有很多问题亟待解决：

1）如果注意敏感机制是一般性理论时，那么它就应适用于其他形式的无意识加工，如空间加工和情绪加工。无意识情绪加工是意识控制研究的重镇，该领域内取得的研究成果可以直接用于治疗情绪障碍。此外，注意敏感机制是否对健康人群和患病人群的无意识加工以及情绪加工都可产生作用。未来的研究可以考察事先激活的任务表征是否能对内因记忆产生区别性影响。例如，给恐怖症患者呈现阈下积极刺激或许可以减少其对恐怖刺激的反应强度。

2）无意识视知觉的注意控制研究只采用了引导任务范式进行。然而，其他认知控制技术也应该引起注意敏感机制。因而未来的研究可以考察由分心物[41]或者阈下任务线索[42]等引起的无意识加工自上而下控制。

3）为了进一步揭示注意敏感的作用机理，在同一启动范式内比较自上而下控制对不同刺激类型引起的启动效应的作用就显得十分重要。换言之，同一任务集（task set）是否可以同时增强阈下呈现的图片和词汇信息的加工。

4）根据注意敏感机制的描述，无意识加工的自上而下控制信号是由前额叶发出的。因此前额叶的激活水平会直接影响后脑相关敏感通路的加工，这一假设可用fMRI等先进的研究手段予以验证。

总之，无意识加工的自上而下控制可以使信息流与更高水平的任务表征匹配起来。自动加工的注意敏感性可以优化信息流使其朝向目标表征，也能保证在无意识加工过程中认知系统始终保持高度的灵活性和适应性。但是，注意敏感机制仍需更多的实证研究来进行支撑，这些研究可从不同认知和任务领域的无意识视觉加工和有意注意控制的动力性系统等方面入手。

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〔责任编辑 石白云〕

Attention to Regulatory Role in Automatic Processing：New Ideas of Unconsciuous Process

AN Long1，DING Jun2
（1.School of Education，Xianyang Normal University，Xianyang Shaanxi，712000；2.School of Education，Hangzhou Normal University，Hangzhou Zhejiang，310018）

While unconscious visual processing is generated in the state of non－intention，the top－down control of attention has an impact on this processing.Subliminal priming needs attention，its process is affected by stimulate expectations，intentions and tasks set；the process can be enhanced when unconscious information ismatched with the objectives and tasks，itsmode of action is basically the same with conscious attention.The attentional sensitizationmodemakes a use of the way of the combination of induction tasks and priming effects tomaking a reasonable explanation about the current contradictions of the empirical studies.Future research should pay an attention on the fields of controlling properties of unconscious visual processing.

automatic processing；attention；subliminal priming；unconscious

B849

A

1674－0874（2013）06－0071－07

2013－08－08

咸阳师范学院专项科研基金［11XSYK123］

安龙（1984－），男，山西原平人，硕士，助教，研究方向：认知心理学。