单一资源理论模型在听配能研究中的应用

张敏 Catherine V.Palmer

听配能（listening effort）是认知听力学领域十分重要的研究课题。它是听觉过程，尤其是言语理解过程中不可忽视的维度。听障人群在日常生活中经历的听声和交流困难已经不仅源于声音太轻，因此听力解决的方案也不能仅停留在将声音强度放大。听，对于听障人群、认知功能逐渐衰退的老年人乃至听力正常人在不利的听声环境下，之所以费力，是因为个体接收到的言语信号质量降低，包括强度降低，清晰度降低，信噪比降低和语速过快等。为了理解言语，大脑不得不分配额外的能量分析接收到的有限残缺的言语片段，并根据自身记忆及其它可用信息（如说话者表情，手势，唇读，其他听者的反应等）填补信息空白。这一补偿过程相当复杂，动用大脑认知系统的方方面面，包括语言、注意力、短期记忆、长期记忆、工作记忆和管控系统。持续动用额外的能量不但不能保证代偿成功，沟通顺畅，往往使人疲惫不堪，精神压力增加，减少社会活动，降低生活质量。

听配能的概念首次在听力学研究中被提出是在80年代[1]。在近20年中，学者们对听配能的关注度逐年提高，关注的重点在理论模型和构架的建立以及测量方法的应用。目前，主要支持听配能实验研究的理论模型有两个，一个是Kahneman[2]的单一资源模型，另一个是Rönnberg[3]提出的语言理解易度模型。在神经生理学和心理学领域有与配能密切相关的理论模型尚未被听力学主流所挖掘，比如Hockey的代偿控制模型[4]。笔者将分篇介绍和讨论这些模型在听配能研究中的应用。本篇重点介绍Kahneman的单一资源模型及其优势和不足。

1 模型介绍

单一资源模型是关于注意力（attention）和配能（effort）的经典心理学模型（图1），被广泛接受，并一直作为听配能研究的最主要理论基础。该理论基于以下4个假设：①当人类处理某一任务时，可能施加的注意力容量（或配能）是有限的；②任何时刻施加的注意力容量（或配能）主要取决于当前任务的需求；③注意力容量（或努力）可拆分并调控，它可以被分配以促进所选任务单元（如听，读）的处理，而分配原则反映了个体内在持久的倾向和瞬间的意图。注意力分配是一个度的问题，但在任务负载水平很高时则趋于单一化；④生理反应指标（如瞳孔扩张或电反应）可反映瞬时注意力容量（或配能）。

根据这个模型，要成功完成一项任务需要三个要素：一是足够的总注意力容量（或配能），二是足够的瞬时注意力容量（或配能）供应，三是恰当的分配策略。Kahneman提出了两种配能（effort）——非主动配能和主动配能。非主动配能是由个体内在倾向驱动，或信号驱动，例如，一个新的、显著的、复杂的、令人惊讶的或不协调的信号比没有这些特性的（如熟悉的，简单的）信号得到更多的配能。与此相反，主动配能是由当前计划和瞬时意向决定，例如，搜索目标对象、听左侧的声音、解决一个数学问题或理解话语。

图1 Kahneman单一资源模型[2]

该模型的核心要素之一是注意力容量（或配能）的分配策略。分配政策的一个基本原则是，任务负载大的活动比任务负载小的活动得到更多的配能。这一理论预测了个体在单任务和多任务下的表现。在单任务条件下，配能随着任务负载（或难度）的增加而增加，直至配能达到峰值，随后配能随任务负载的进一步增加而减少，产生一个倒U形曲线。在多任务条件下，特别是当同时执行两个任务（主要任务和次要任务）时，在一定程度上，配能随着任务总负载的增加而增加，并且在主要任务上耗费的配能决定了同时完成次要任务的能力。主要任务配能越多，次要任务所能用的配能就越少。

2 数据支持

有大量实验数据支持Kahneman的单一资源模型。Broadbent[5]证明了相同的言语可懂度可以在各种失真言语条件下获得，但是需要受试者发挥不同程度的听配能才能得到同样的可懂度。言语信号失真度越高，听配能越大。Downs[6]开展了噪音环境下听觉学习期间听配能的研究。实验中6组随机分配的听力正常青壮年分别在安静和噪音环境下（+6 dB信噪比）学习配对扬扬格词，并同时测量完成任务的反应时间。刺激声强度分别为50 dB、35 dB、20 dB感觉级。结果为不同测试条件下达到100%准确度所需的学习次数并没有显著区别，然而，在安静条件下测试的反应时间显著少于噪音环境下的反应时间，刺激声强度对反应时间没有影响。这说明加入噪音能提高任务难度，从而增加听配能的投入。单纯降低信号刺激强度对听配能并无影响。Gatehouse等[7]也利用反应时间来研究言语解码所需的听配能。44名有经验的助听器配戴者在实验中分别在使用助听器和不使用助听器的条件下识别若干词表中的词，结果发现，识别准确度在两种条件下并无差别，但助听条件下的反应时间显著短于未助听条件下的反应时间。Sarampalis等[8]研究了背景噪音和助听器的数字降噪对听配能的影响。该实验使用双任务范式，主任务是词语识别，次任务是词语回忆。实验结果显示，背景噪音对主任务和次任务的表现都有负面影响，应用助听器数字降噪功能，虽然对言语识别准确度没有影响，但自述量表结果显示听配能的消耗显著降低。Steel等[9]研究了儿童双侧人工耳蜗植入的双耳融合效应及其对听配能的影响。实验组有25名人工耳蜗植入儿童，对照组有24名年龄匹配的健听儿童。受试者接受双侧同步声信号/电信号刺激，并要求回答听到的是一个声音还是两个声音。实验采用反应时间和散瞳值来体现听配能。结果显示人工耳蜗植入儿童感受到单一融合声音的次数明显比健听儿童少，并且投入的听配能明显比对照组多。

在同一理论框架下，研究者们正试图从多方位探究听配能的实质。文献中对听觉任务难度的操控包括言语清晰度水平[10],掩蔽噪音的类型[11,12],语句中词的可预测性[8,13],信噪比[8,14～18],词语音标的复杂性[19,20],语法的复杂性[21],视觉和听觉组合[15,22],词语相关联性[23],数字广度测试长度[24],听觉回忆任务的近似顺序[25],母语和非母语[24]等。这些研究覆盖人群范围广泛，包括青年人、老年人、听力正常人和听障人群，助听器配戴者和人工耳蜗配戴者等。甚至还有少量听配能研究关注健听儿童[14,17,26,27]。所有实验得到的共同结论是：随着任务负载（难度）的增加，无论听觉任务的表现是否改变，听配能一定增加；听障人群比健听人群完成同一任务所花费的听配能更多；老年人比年轻人在理解言语过程中付出的听配能更多。

虽然上述实验结论符合Kahneman模型的推测，但迄今为止仍然缺少对听配能计量单位的共识。更重要的是，实验设计中并没有提供给受试者任何机会体现其有可能在不利听声环境下所采用的能量分配策略，比如对某些难度超出能力范围的任务放弃应答。因此模型中预测的倒U形曲线未能在实验数据中得到展现。

3 优势与不足

Kahneman的单一资源模型在相当大程度上能够用来分析和解释人们在管理和分配听配能上的行为模式。然而，该理论模型以注意（attention）为主，注意和配能（effort）的概念混淆不清。笔者在较早一篇文章[28]中提到这两个认知概念是有区别的。笔者认为“配能”包涵了更广的意义，是动员注意、记忆和管控系统等认知资源的总和。模型中虽然提到决定能量分配的因素包括个体内在倾向（信号驱动）和瞬时意向两方面，但由于作者并没有过多强调瞬时意向对能量分配的影响，使得基于该模型的实验研究停留在研究信号驱动，即改变任务难度对听配能的影响，而忽略了个体动机的作用。也正因如此，个体间在听配能管理上的差异无法通过该模型来解释，而事实上，每个个体对自身能量的分配是有区别的。另外，听觉任务完成的效果对听配能运用的反馈作用并没有体现在该模型中，有大量的心理学研究证据证明这种反馈作用的存在。

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