反应抑制过程中反应策略调整研究及展望

朱海（遵义师范学院教育科学学院，贵州遵义563002）



反应抑制过程中反应策略调整研究及展望

朱海
（遵义师范学院教育科学学院，贵州遵义563002）

摘要：反应抑制过程中反应策略调整包括积极性反应策略调整和反应性反应策略调整。积极性反应策略调整的理论解释主要有积极调整假说、双任务需求假说、延迟反应假说和反应抑制假说；反应性反应策略调整的理论解释主要包括目标优先假说、记忆假说、反应冲突假说和错误觉察假说。

关键词：反应抑制；积极性反应策略调整；反应性反应策略调整

日常生活中，人们的行为反应随着环境的变化而发生变化。例如司机会根据前方红绿灯、行车的速度以及车流量等不断地变化自己的速度与路线。当一个空杯从桌上掉下时我们试图伸手去接住它，而当一盆仙人掌从桌上掉下时，我们试图去接的手会马上缩回来。是否能抑制住自己即将发生的动作依赖于反应抑制能力。反应抑制（responseinhibition）是指抑制不符合当前需要的或不恰当的行为反应的能力。［1］有两个模型对反应抑制过程进行解释，即赛马模型和交互作用的赛马模型。前者认为，反应抑制过程中的反应和停止是两个相互独立而又相互竞争的加工过程,反应与停止犹如两匹赛马，谁先到达谁就取得了胜利。然而Boucher等人（2007）的研究发现反应与停止并不是独立的，而是一个交互作用的神经网络，于是交互作用的赛马模型应运而生。该模型认为，整个反应过程分为两个阶段，开始阶段时反应与停止是独立的，但到了最后阶段停止才起作用。［2］已有大量的研究表明，两个连续的行为之间存在紧密的联系，前一个行为大，反应抑制结果会影响到下一个行为的反应。［3］

近年来，反应抑制中的反应策略调整引起了越来越多的研究者的兴趣。对反应调整有两种观点，一种认为，人们的反应主要受到某个单一刺激的影响，而另一种认为，要受到整个情境的影响。停止信号范式是实验室中对反应抑制进行研究常用范式。采用信号提示与变化信号比例研究整体情境条件下的反应调整策略，连续试次之间反应时的关联来研究试次对试次的影响。［3］，［4］根据以上两种情况将反应策略调整分为反应性反应策略调整和积极性反应策略调整。文章将近年来研究者们对反应抑制过程中的反应策略调整的类型及对其进行解释的一些假说进行梳理，提出进一步研究的一些问题。

1反应抑制过程中反应策略调整类型

1.1积极性反应策略调整

积极性反应策略调整是被试事先知道整体情境的线索，然后主动性地加快或放慢反应速度以达到成功反应与抑制的反应策略。［5］在停止信号范式中，若变化停下信号出现的频率，被试对不同停止信号频率的反应速度就会不同。对这一现象有两种相反的结果：一种是停止信号的频率越高，无信号刺激反应时越长；另一种是停止信号的概率越高，无信号刺激反应时越短。

对以上两种相反的结果有两种不同的解释：第一种结果可解释为信号期望，当停下信号的频率高时，被试在每一个试次上都会期待信号的出现，从而导致反应时变长，这一结果得到了Logan和Burkell (1986)、Emeric等人（2007）的研究证实；第二种结果可解释为注意指向了不期望事件，当停止信号频率高时，被试认为只有少数试次上没有信号，于是对没有出现信号的刺激会更快反应。不同信号比例对被试作出的调整程度也不一样。有研究（Verbruggen& Logan，2009）设置了不同的信号比例（0%、30%和70%），其结果表明70%条件下无信号刺激反应时最长，在30%和70%条件下的无信号反应时比0%条件下要长，70%比30%要长，该研究表明停止信号出现时，被试进行了积极的反应策略调整。也有的研究（Leotti & Wager，2010）设置了50%和25%，同样得到了概率越高、反应时越长的结果。［6］

停止信号概率的高低能使人采用不同的反应策略，其余的一些变量也能让被试采用积极的调整策略。将期望作为一个变量，期望信号出现比不期望信号出现的无信号任务反应时要长。另外，将信号提示作为一个变量，也同样得到相同的结果。信号条件下无信号任务反应时与正确率都比无信号条件下高，这说明信号条件下的反应阈限提高了，变化线索也如此。在信号出现之前，线索之后的第一个试次上变慢。

1.2反应性反应策略调整

反应性反应策略调整是被试在反应抑制过程中，为了避免任务与任务（试次与试次）之间的相互影响从而达到成功地反应与停止这一目标的调整策略。［7］，［8］该反应策略与积极性反应策略的差别在于，该反应策略主要基于前一任务对后一任务的影响，而积极反应策略主要强调事先获知了整体情境的信息。反应性策略调整的分析是比较两类无信号任务反应时的差异，即将停止信号任务后的无信号任务反应时（设为A）与无信号任务后的无信号任务反应时（设为B）进行差异分析。若A比B长，则说明被试采用了反应性的策略调整，相反则没有。对反应性反应策略调整的研究结果可分为三类：只要停止信号出现不管是否成功抑制，A都长于B；抑制成功之后, A长于B；抑制失败之后, A长于B。

不管是否抑制成功A都长于B的情况，首先被Rieger和Gauggel(1999)发现。他们的研究发现，不管成功抑制与否，被试都希望在下一个任务中抑制成功。这都被后来的一些研究所证实。抑制成功之后A长于B的情况在Emeric等人（2007）的研究中被发现，该研究以人和猴子为研究对象，采用眼跳取消任务，结果发现只有在成功抑制的情况下出现了A长于B，在抑制失败的情况下没有出现，这一结果也在Verbruggen等人(2008)等人的研究中出现。抑制失败之后A长于B的情况首先在儿童中被发现，[9]Schachar等人(2004)研究ADHD儿童和正常儿童的监控能力，结果不管是ADHD儿童还是正常儿童在抑制失败后A长于B，后来Verbruggen等人(2008)的研究也发现同样的结果。

研究还发现，抑制成功之前的无信号任务反应时比抑制失败之前的无信号任务的反应时要长，这种抑制成功与抑制失败前的无信号试次的反应时差异被称为变慢波动。[10]因此，在评估信号后无信号试次的反应时要考虑到信号前无信号试次的反应，否则会出现高估或低估。对此进行解决的办法是采用双差异分数评估变慢波动，其计算的公式是[(S+1)-(S-1)]-[(G+1)-(G-1)]，其中S代表信号，（S+1）表示信号后无信号试次，(S-1)表示信号前无信号试次，G代表无信号试次，(G+1）表示无信号后无信号试次，(G-1)表示无信号试次前无信号试次。双差异分数越大，信号后无信号任务反应时变慢越大。［3］

2反应抑制中反应策略调整的理论解释

2.1积极性反应策略调整的理论解释

已有的研究表明，停止信号的概率，信号出现的线索以及停止与奖励的大小等都会引起积极反应策略调整。[11]对积极性反应策略调整有多个理论解释，主要包括：双任务需求假说、积极调整假说、反应抑制假说和延迟的反应假说。

双任务需求假说（dual-task-requirementshypothesis）认为信号任务中存在听觉信号和视觉信号两个刺激，当被试在完成这两个任务时反应时的增加是因为多出了一个任务，多出了一个任务就是增加了认知需求。然而，无信号任务只有一个任务目标即只关注视觉任务。信号任务中，有视觉任务也有听觉任务，从而增加了工作记忆负荷，因此增加的任务需求使反应时变慢。［12］

积极调整假说（proactive-adjustmenthypothesis）认为被试对任务作出反应还是停止的行为需要调整无信号任务的反应阈限来平衡。被试作出反应与否取决于反应加工与停止加工的速度。若停止加工快于反应加工，抑制就成功；反应加工快于停止加工，抑制则失败。反应阈限增加则反应加工的完成时间也会增加，就是积极性反应策略调整的结果，即通过调整反应任务的速度来达到停止任务的成功停止。

双任务需求假说和积极调整假说差异在于，双任务需求假说认为增加的反应时间是由增加的任务需求引起的，增加的任务需求量越多则反应时间越长，积极调整假说认为增加的反应时是被试主动地、积极地调整反应策略导致的。这两个假说都认为期望在其中起到很大的作用，有期望比没有期望条件下无信号任务反应时要长，但在正确率上有不同的假设。双任务需求假说认为正确率没有变化或下降，而积极调整假说认为正确率会提高。其原因在于双任务需求假说认为正确率要受到非决定时间和信息积累增长率的影响，尤其是信息累积增长率受到影响会使正确率降低。

反应抑制假说(Response-Suppression Hypothesis)认为，反应抑制过程中反应与停止是两个相反的任务，这会抑制运动向外传递，当被试期望信号出现时，则其行为就表现出抑制。有关这一假说Frank (2006)提出了基底神经节环路（basal ganglia circuitry）模型，首先是底丘脑核被激活，然后底丘脑核刺激苍白球从而使得丘脑被抑制，通过这一模型可以临时减慢被试的运动速度。［13］但要注意的是，这一速度的减慢也有可能是增加反应阈限导致的，因此速度的减慢有两种可能。

延迟反应假说（Delayed-Responding Hypothesis）认为，由于整个实验中信号出现及信号出现延迟的随机性，因此被试在任何一个试次上都会等待，从而导致反应时较长。延迟反应假说很难成立，有如下三个理由：第一，由于信号延迟时间（SSD）是随机变化的，因此对信号延迟时间SSD进行精确估计比较难。［14］第二，对SSRT的估计较难，因为对停止信号没有明显的反应。第三，执行一个共同任务时估计时间间隔就出现强烈的双任务干扰效应。［15］反应抑制假说和延迟反应假说都是针对非决定时间而言，基底神经节环路的活动以及延迟反应假说中对延迟时间的估计都与此相关，只是从不同的视角对之进行诠释。

2.2反应性反应策略调整的理论解释

已有研究表明，信号任务的反应结果会对随后的无信号任务的反应产生影响。这有三种结果，第一种是不管抑制成功与否，信号后无信号任务反应时都会延长；第二种是抑制成功之后延长；第三种是抑制失败之后延长。［3］，［7］，［12］，［14］以上结果都有理论对之进行解释，即目标优先假说、错误觉察假说、反应冲突假说和记忆假说。

目标优先假说（The goal priority hypothesis）认为，不管信号任务抑制成功与否，信号任务后的无信号任务的反应时都会延长。该假说认为，被试在反应过程中，信号的出现是随机的，因此被试在信号任务后还会将注意力放到信号上，关注信号意味着反应要谨慎，因此信号后无信号任务的反应时也会长。［8］，［11］[16]若不管抑制成功与否，其后的无信号任务反应时速度是相同的，则说明抑制成功与否的影响是一样的，只有信号才是两者所共有的，因此是信号引发了控制加工。

错误觉察假说（Theerrordetectionhypothesis）认为，信号任务抑制失败后，信号任务后无信号任务的反应时会延长。该假设认为，被试对信号任务抑制失败后，他们认为这是对该任务反应犯的错误。于是下一个无信号任务出现时，为了避免再次犯错会花较长的时间等待停止信号。这一现象与选择反应时任务的反应类似。

反应冲突假说（Theresponseconflicthypothesis）认为，信号任务抑制成功后，信号任务后无信号任务的反应时会延长。该假说认为，反应与停止两种行为是矛盾的、相互冲突的，当抑制失败即做反应时其冲突比较小，而当抑制成功即停止反应时引发的共同的激活与冲突更大。抑制成功则意味着停止在冲突中获胜，则下一个无信号任务出现时停止反应的激活比较强烈，从而延长了反应时。信号延迟时间的长短也获得了相同的结果，长的信号抑制的冲突比短的要大。［17］

记忆假说（the memory hypothesis）认为，信号任务抑制成功后，信号任务后无信号任务的反应时会延长，尤其是当信号任务的刺激与之后的刺激相同时。该假设认为，当被试对信号任务抑制成功后信号与刺激就产生了某种联结，当随后的无信号任务的刺激与前一任务的刺激相同时，被试会马上回忆起之前的信号与刺激的联结，因此被试会等待信号的出现从而延长反应时。［18］在这里要注意的是，信号任务后无信号任务的反应时延长与刺激是否重复有关，当刺激不重复则反应时不会延长。但需要注意的是，每一个任务都有一个反应，那么反应重复后会不会发生联结呢？已有的研究表明，反应重复后无信号任务的反应时也会延长，但没有刺激重复那么强烈。［3］，［19］

以上四种假说中，目标优先假说认为，不管信号任务抑制成功与否，信号任务后的无信号任务的反应时都会延长；错误觉察假说认为，信号任务抑制失败后，信号任务后无信号任务的反应时会延长；反应冲突假说和记忆假说（the memory hypothesis）认为，信号任务抑制成功后，信号任务后无信号任务的反应时会延长。记忆假说在信号任务的刺激与随后的无信号任务刺激相同尤其如此。

3总结与展望

综观已有研究，反应抑制过程中行为的调整主要分为反应性反应策略调整和积极性反应策略调整。反应性反应策略调整的理论解释主要包括目标优先假说、错误觉察假说、反应冲突假说和记忆假说；积极性反应策略调整的理论解释主要有双任务需求假说、积极调整假说、反应抑制假说和延迟反应假说。虽然已有的研究从不同的类型及其理论解释来阐释反应策略调整，但研究中仍有一些问题需进一步探讨。

3.1积极的调整还是信号后变慢累加

当停止信号的概率不同时，无信号试次反应时随着停止信号概率的增加而增加。这一结果可能是被试对频繁的停止信号进行积极调整，也可能是停止信号后变慢的累加。Bissett和Logan（2011）采用无信号试次反应时返回基线速度的方法来评估。如果反应时很快回到基线，就能排除累加的停止信号后变慢而支持积极的变慢。如果反应时回到基线较慢，那累积的停止信号后变慢是对高频率停止信号反应时变慢的解释。具体而言，将信号任务后第二个无信号任务（S+2）的反应时与信号任务前无信号任务（S-1）的反应时相比，如果发现S+2没有残余的变慢（residual slowing），即在S+2上就回到了基线，则支持积极调整观点。但S+2之前总有一个S+1试次，这可能对S+2起到一个加速作用。选择S-2也是无停止信号试次的情况，再将S+2试次与S-1进行比较，若S+2上没有残余的变慢，则能说明积极调整起了作用而非停止信号后变慢的累加。这种方法仅适合改变停止信号概率的情况，在指示停止信号出现的外部线索以及停止与执行的奖励的大小的情况采用此方法是否恰当？

3.2停止信号后变慢是刺激重复的结果还是反应重复的结果

记忆假设认为，有停止信号的刺激重复时会有极大的变慢，特别是信号抑制之后，反应重复也应该有极大的变慢。已有的研究表明，刺激重复条件下无信号反应时会有极大的变慢，而反应重复条件下变慢很小，但也有研究发现，反应重复条件下也出现了较大的变慢。因此停止信号后的变慢是刺激重复的结果还是反应重复的结果需要进一步的研究。

3.3反应冲突依赖于竞争还是依赖于竞争后期的竞争

反应冲突假说认为，反应与停止两种行为是矛盾的、相互冲突的，当有强烈的反应加工共同激活时，冲突产生。来自猴子的撤销眼动证据表明，运动和固定神经元的共同激活仅发生在信号抑制（抑制成功）试次上，因此信号抑制试次上停止信号后变慢比信号反应试次后要更大。赛马模型认为，反应加工与停止加工竞争，先达到反应阈限者决定行为。若反应加工早于停止加工，反应被执行；若停止加工早于反应加工，反应被抑制，这一过程只存在两种加工过程的竞争。而交互作用赛马模型则认为反应加工与停止加工有两个阶段，第一个阶段里反应与停止是相互独立的，而到了第二个阶段，如果停止加工存在强烈的交互作用并对反应加工存在短暂的干扰，则产生反应抑制，这一过程主要在第二阶段即竞争后期的竞争。因此，反应冲突依赖于竞争还是依赖于竞争后期的竞争是将来需要研究的课题。

3.4反应抑制中反应策略调整的生理机制

在一般的选择反应时任务中，被试在一个任务上出错后在随后的任务中会格外小心以提高正确率。停止信号范式中，抑制失败后的无信号试次反应时延长被看成是被试觉察到了错误。有人采用脑电记录仪（ERP）记录脑波来进行研究，研究表明抑制失败后无信号任务反应时延长与相关负波（ERN）有关。［20］，［21］而另一些研究表明与ERN无关。［22］被试对错误的觉察相当于是给自己一个反馈，任务完成过程中还涉及到注意加工。［23］因此，抑制失败后无信号任务反应时延长可能与反馈相关负波（FRN）和P300相关。ERN、FRN和P300等成分需要进一步验证，同时采用多种研究手段和工具来揭示反应抑制中反应策略调整的生理机制。

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（责任编辑：娄刚）

Research and Prospect on the Response-strategy Adjustments in the Process of Response Inhibition

ZHU Hai
(School of Education, Zunyi Normal College, Zunyi 563002, China)

Abstract：Response-strategy adjustments include proactive response-strategy adjustments and reactive response-strategy adjustments in the process of response inhibition. The theoretical interpretation of proactive response-strategy adjustments mainly comprise proactiveadjustment hypothesis, dual-task-requirements hypothesis, delayed-responding hypothesis, and response-suppression hypothesis; the theoretical interpretation of reactive response-strategy adjustments mainly comprise the goal priority hypothesis, the memory hypothesis, the response conflict hypothesis, and the error detection hypothesis.

Key words：response inhibition；proactive response-strategy adjustments；reactive response-strategy adjustments

作者简介：朱海，男，贵州遵义人，遵义师范学院教育科学学院教授，博士，主要从事认知发展与教育、心理测量学、心理健康教育研究。

基金项目：贵州省教育厅人文社科规划课题（13GH068）；贵州省高校优秀科技创新人才支持计划（黔教合KY字［2014］259号）；遵义师范学院基础教育课题（13ZYJ025）；遵义师范学院博士启动基金（2013BJ05）

收稿日期：2015-10-12

中图分类号：B842

文献标识码：A

文章编号：1009-3583（2016）-0073-05