错误后调整效应中的争议：功能适应性和任务特异性

王丽君 李永鑫 赵国祥

（河南大学心理与行为研究所， 认知、脑与健康研究所， 开封 475004）

1 前言

生活中错误的发生不可避免，因此，错误发生后如何有效调整错误和避免错误再次发生就显得尤为重要。个体在错误发生后，为了优化未来的执行表现而调用适当的认知资源在神经和行为上进行积极调整的现象被称为错误后调整效应（post-error adjustment effect； Rabbitt， 1966； 王丽君 等， 2019）。错误后调整效应在行为上主要通过测量错误后反应时、正确率和干扰量的变化来考察。前人研究发现错误后调整效应包含错误后反应减慢 （post-error slowing，PES）、 错误后正确率提高 （post-error improvement in accuracy，PIA）和错误后干扰效应降低（post-error reduction of interference，PERI） 三种典型的行为表现（Ullsperger et al.， 2014）。 但是，近年来随着错误加工研究的逐渐深入， 越来越多的研究发现错误后调整在反应时、 正确率和错误后干扰效应上的行为表现受实验任务和错误源的影响呈现不一致的研究结果 （Houtman ＆ Notebaert， 2013；Steinhauser et al.， 2017）。

值得注意的是， 错误后干扰效应降低现象需在冲突任务范式下进行探讨， 具有一定的局限性。 因此， 错误后调整效应的理论解释主要针对错误后反应时和正确率的不同结果展开讨论。 当前错误后调整效应的产生机制的争议主要集中在以下两个方面：（1）错误后调整是功能适应性的，还是非功能适应性的？ （2）错误后调整是任务一般性的，还是任务特异性的？ 因此，本文通过回顾前人研究，梳理和总结了当前错误后调整研究领域中的争议， 并在此基础上提出对未来研究的展望， 期望能够为错误加工领域的研究提供借鉴。

2 错误后调整效应是功能适应性的吗？

根据错误后任务正确率的变化， 研究者提出错误后调整可分为功能适应性理论（adaptive theories）和非功能适应性理论（maladaptive theories） （Fischer et al.， 2018； Wessel， 2017）。 功能适应性理论认为错误的发生促进个体随后任务的执行， 而非功能适应性理论认为错误的发生干扰随后任务的执行。

2.1 功能适应性理论

功能适应性理论主要包括知觉延迟理论（perceptual delay theory）、认知控制理论（cognitive control account）、抑制理论（inhibition account）和强化学习理论（reinforcement learning theory）。 适应性理论认为错误后调整的目的在于避免错误再次发生，因此错误发生后个体会通过增强认知控制和提高反应阈限的方式使任务执行更谨慎， 从而使得错误后反应速度下降，出现速度和正确率的权衡（Botvinick et al.， 2001）。 根据适应性理论观点，错误发生后个体为了优化随后的任务将减慢反应速度和提高错误后正确率。

Laming （1968）提出的知觉延迟理论解释是最早的功能适应性理论。该理论认为，刺激一出现个体就开始进行信息采集， 当任务相关的信息证据尚不充分时就做出反应选择，则可能导致错误发生。错误发生后随后任务的知觉信息加工将出现延迟以避免错误再次发生。 随后任务知觉加工的延迟将导致错误后减慢效应的发生。

认知控制理论认为错误的发生可能是非目标任务的干扰或者对目标任务加工不完全导致。 刺激加工不完全可能会由于个体的冲动反应而导致错误。但是，错误发生后，对刺激的信息加工并未停止，正确反应的加工增强导致当前反应和正确反应产生冲突。 该冲突信号促使个体采用较高的反应阈限增加对无关信息的控制 （Wessel ＆ Aron， 2017）。 Dutilh 等 （2012） 采用漂移扩散模型 （drift-diffusion model）证实个体犯错后会采用更谨慎的反应策略执行随后的任务， 具体表现为个体在犯错后会将注意力更多地集中在任务相关信息上来提高正确率。 同时， 在认知神经研究中也发现错误后任务相关脑区激活显著增强，而反应运动区激活下降，支持错误后认知控制增强的观点（Danielmeier et al.， 2011）。

抑制理论认为任务执行受直接性反应通路和控制性反应通路的共同影响， 并且直接性反应通路和控制性反应通路是平行加工的。 为了更好地执行任务， 个体会有选择性地抑制直接通路中自下而上的自动加工，加强自上而下的控制加工。 错误发生后，选择性抑制机制会在随后任务反应执行前对错误反应倾向进行更强的抑制， 并且选择性抑制是一项耗时的加工，这就导致错误后反应减慢发生。神经成像研究发现运动抑制网络参与错误后行为调整（Aron et al.， 2007）， 表现为前辅助运动区和初级运动皮层激活的减弱 （Wessel ＆ Aron， 2017）。 并且采用停止信号任务（stop-signal task）的研究发现非预期事件（新异刺激和错误反应）会引起全局运动抑制效应，导致反应减慢 （Wessel et al.， 2016），该结果说明运动抑制影响个体错误后行为调整。

强化学习理论强调评价反馈对个体能力提高的影响（Collins ＆ Frank， 2018； Liu ＆ Huo， 2020）。Holroyd 等认为个体会对当前结果进行评价，当前结果优于预期会增加多巴胺活动相位， 增强刺激-反应连接规则； 当前结果差于预期则会减小多巴胺活动相位， 减弱刺激-反应连接规则 （Holroyd ＆Coles， 2002）， 中脑多巴胺系统在强化学习中起重要作用。错误就是一种学习信号，中脑多巴胺系统将错误信息传递到前扣带回 （anterior cingulate cortex，ACC），然后ACC 监控调节一系列运动控制器来调节随后的行为。错误发生后，监控系统监测到当前行为差于预期会导致中脑多巴胺水平下降， 而输入到ACC 的多巴胺量也会随之减少，这就导致错误后刺激-反应间连接减弱， 随后任务的反应出现延迟（王丽君 等， 2013）。根据强化学习理论，Holroyd 等认为负性反馈对错误后行为调整有重要意义。然而，在Crowley 等（2009）的研究中发现正性反馈也可以指导行为调整，与负性反馈作用一致。 而且，Zhuang等（2020）采用概率学习任务发现催产素有利于促进个体学习， 使得正性反馈和负性反馈诱发的反馈相关负波没有差异。

总之， 功能适应性理论认为错误的发生会使个体采用自上而下的控制加工策略， 实现个体行为执行的最优化。 知觉延迟理论主要强调了错误信息对随后任务感知觉信息加工的延迟； 抑制理论强调错误信息对错误后刺激运动抑制的影响； 而认知控制理论不仅强调错误信息对错误后刺激的感知觉加工的影响， 而且强调错误信息对错误后刺激的反应启动的影响。另外，认知控制理论和抑制理论侧重从内部监控的角度探讨错误信息对个人行为的影响，而强化学习理论既强调内部监控（结果预期评价）在错误后行为调整中的作用，又强调外部监控（外部评价反馈）对错误后行为调整的影响。 因此，适应性理论从感知觉加工、 反应运动加工和评价反馈加工几个方面解释了错误后反应减慢产生的机制。但是，近年越来越多的研究发现错误后反应时减慢和错误后正确率提高可能是相分离的两种错误后调整现象，不是伴随发生的错误后调整行为 （Ullsperger et al.，2014）。

2.2 非功能适应性理论

非功能适应性理论主要包括注意定向理论（orienting theory）和瓶颈理论（bottleneck account）。 非功能适应性理论认为错误的发生会暂时干扰当前目标任务的完成，因此在错误发生后，错误加工占用注意资源， 这导致没有足够的注意资源完成错误后刺激的加工， 从而使得错误后反应减慢但是正确率下降（Notebaert et al.， 2009）。

注意定向理论认为反应减慢是由事件发生的概率导致的，并且反应减慢非特异于错误事件，当正确反应是小概率事件时反应减慢也会发生。 Notebaert等（2009）通过操纵实验刺激的亮度控制实验难度使个体错误率达到35%、50%和75%三种预设条件，结果发现35%错误率条件下， 错误后减慢现象发生；50%错误率条件下，错误后减慢现象消失；75%错误率条件下，错误后反应发生反转，出现正确后减慢现象。 由此，Notebaert 等认为小概率事件更易引起个体注意，占用注意资源，导致个体的注意力集中到小概率事件而无法加工目标导向任务， 并且错误后注意定向重置是个耗时的加工过程， 这就导致小概率事件后反应减慢的发生。 后续的一些研究也发现错误事件影响错误后刺激的早期注意加工（Houtman＆ Notebaert， 2013； Van der Borght et al.，2016）， 支持上述研究观点。 如，Houtman 和 Notebaert （2013）的研究采用Flanker 任务和快速序列呈现任务（rapid serial visual presentation task）相结合的范式发现，个体在Flanker 任务中犯错后，在随后的快速序列呈现任务中错误率显著降低， 呈现更差的行为表现。

瓶颈理论认为中枢能量有限， 中枢加工器在对一个任务进行反应选择加工时， 另一项任务的中枢反应选择加工必须延缓， 直到中枢加工器得到释放后才可进行。当错误发生后，错误监控加工使得错误后刺激的知觉加工时间延长， 直到中枢加工器可以加工该刺激为止， 这导致错误后刺激反应减慢（Jentzsch ＆ Dudschig， 2009）。 Jentzsch 和 Dudschig采用刺激辨别任务并变化反应刺激间隔（response stimulus interval， RSI）发现，长 RSI （1000ms）条件的错误后减慢显著小于短RSI （50ms）条件，但是长RSI 条件下的错误后正确率显著高于短RSI 条件。因此，作者认为当反应刺激间隔较短时，错误监控将干扰随后刺激的知觉加工， 但是当反应刺激间隔被延长，中枢加工器有足够的时间完成错误监控，错误后行为将表现出获益的行为表现。

另外，Lavro 等（2018）的研究中采用一致性返回任务（congruency one-back task）比较注意定向理论和瓶颈理论产生的不同机制。 根据两个理论观点，Lavro 等推测，如果错误后试次和正确后试次的差异发生在N1 成分， 则说明错误主要影响早期注意加工，支持注意定向理论；如果错误后试次和正确后试次的差异发生在P3 成分， 这说明错误主要影响中枢决策加工，支持瓶颈理论。 但是，该研究结果发现错误后试次和正确后试次的差异在N1 和P3 成分上都观察到了， 不同的是随着时间增加，P3 成分上的差异很快消失， 而N1 成分在错误后第四个试次依然能够观察到。因此，研究者认为注意定向理论和瓶颈理论存在相似之处， 即错误信息首先会影响早期注意加工（Buzzell et al.， 2017）。 但是随着时间的推移，中枢资源的消耗恢复比较快，更高阶的资源重新分配将有利于随后任务的执行， 所以错误后刺激的中枢加工阶段是影响错误后调整的核心， 支持瓶颈理论。 另外， 要注意的是，Houtman 和 Notebaert （2013）认为尽管瓶颈理论可以解释错误后正确率下降，但是，由于瓶颈理论不能很好解释正确试次是小概率时出现的正确后减慢现象， 存在一定的不合理性。

总之， 非功能适应性理论认为错误的发生会使个体采用非策略性的调整， 导致错误干扰随后任务的早期注意加工。不同的是，注意定向理论强调小概率事件的影响， 小概率事件对注意资源的占用导致错误后刺激的早期注意加工的不充分； 瓶颈理论虽然也认同错误会影响早期注意加工， 但是该理论强调对错误后调整产生影响的关键阶段是中枢决策加工。

2.3 适应性和非适应性共同作用理论

随着研究的深入， 近年越来越多的研究发现错误后调整可能是适应性和非适应性两种加工机制共同作用的结果 （Li et al.， 2020； Purcell ＆ Kiani，2016； Steinhauser et al.， 2017）。 Purcell 和 Kiani（2016）提出刺激敏感性和反应决策边界共同决定错误后调整的观点。 据此， Ullsperger 和Danielmeier（2016）提出一种整合性的理论解释，他们认为早期的错误后调整反映的是错误引起的定向反应， 这就使得错误后信息敏感度降低和反应决策边界增加，导致错误后反应时延长但是错误后正确率不变甚至降低。随着错误发生后时间的推移，错误后调整反映的是错误引起的任务相关的注意控制的增强， 这就使得错误后减慢量变小但是错误后正确率提高。 这一观点在Steinhauser 等（2017）的研究中进一步得到验证。 另外，Li 等（2020）通过操纵反应刺激间隔发现反应刺激间隔较短时， 错误监控占用中枢认知资源干扰随后的刺激加工，支持非适应性理论；但是反应刺激间隔较长时，错误监控加工完成，更多的中枢认知资源被释放， 充足的认知资源被用于随后的刺激加工，促进错误后行为调整，支持适应性理论。

Wessel （2017）根据前人研究尝试提出新的整合性的理论——适应性的注意定向理论（adaptive orienting theory）。 该理论认为错误发生后会自发产生一系列非特异性的加工中断和抑制错误行为，并把注意定向错误发生源。确定错误源之后，个体将进行特异性的错误调节， 而此特异性的调节受到自上而下的控制，目的在于优化目标任务的执行。在此基础上， Guan 和 Wessel （2021）进一步提出，错误后加工分为两个阶段， 即错误后注意定向阶段和错误后策略加工阶段。

综上所述，感知觉加工、反应运动加工以及决策加工等各个阶段加工不完全都会影响错误后行为。功能适应性理论从自上而下的角度探讨感知觉加工、反应运动和评价反馈在错误后调整中的作用，非功能适应性理论从注意资源有限的角度探讨认知资源不足对错误后调整的影响， 证据累积理论则从自下而上的生理反应视角探讨错误证据的累积量对错误后调整的影响。 虽然研究者关注功能适应性理论和非功能适应性理论之间的不同， 但是近年越来越多的研究认为错误加工是适应性加工和非适应性加工共同作用的结果， 并尝试提出新的整合性理论。Wessel 提出的适应性的注意定向理论就是代表之一。

3 错误后调整效应是任务特异性调整吗？

错误后调整效应是个体针对特定的错误源进行的特异性调整，还是对所有错误进行的一般性调整？这也是当前错误加工研究争议的焦点。 早期的研究者通过对比冲突后适应和错误后调整发现虽然冲突后适应和错误后调整都可以反映监测到冲突后的策略性控制，但是冲突后适应是任务特异性的，而错误后调整是任务一般性的 （Cho et al.， 2009； Forster＆ Cho， 2014； Notebaert ＆ Verguts， 2011）。 这是因为不同的冲突类型会使得个体通过增强目标靶刺激或者抑制分心刺激进行调整， 出现任务特异性的行为适应。 但是，错误引起的不是具体的认知调整，而是状态性的调整， 如提高唤醒度或者提高注意集中度等，因此错误后表现出任务一般性的调整。

Cho 等（2009）采用刺激反应一致性范式（stimulus-response compatibility paradigm） 发现当反应规则不变刺激反应集改变时错误后减慢现象依然发生。 为了进一步验证上述研究结果，Forster 和Cho（2014）采用任务转换范式改变刺激间的反应规则发现，不同的任务间错误的调整依然存在，会发生一般性的行为获益。上述研究均在执行任务中进行考察，但是观察错误也可以引起个体自身行为调整，Wang等（2016）采用观察-执行任务发现观察任务和执行任务刺激集不同时也可以引起观察错误后反应减慢，说明观察错误进行的调整也是任务一般性的。

但是， 近年研究者考虑到错误反应后的时间间隔不同可能促使个体采用不同的调整策略。 Purcell和Kiani （2016）认为反应刺激时间间隔较短时，错误后调整采用一般性的注意定向调整， 但是反应刺激时间间隔较长时， 错误后调整采用特异性的控制调整。 Steinhauser， Ernst 和 Ibald （2017）采用心理不 应 期 范 式 （psychological refractory period paradigm） 考察上述观点， 并设置短时间间隔（100ms）、 中时间间隔 （1000ms） 和长时间间隔（2000ms）。 心理不应期范式也被称为双任务范式，研究结果发现个体在task1n 犯错后，task2n 的错误后减慢效应随试次间隔的延长而减少， 甚至在试次间隔为2000ms 时，错误后减慢效应消失。 Task2 不同于task1，且受试次间隔的影响，因此作者认为该结果反映一种暂时的非特异性的调整。但是task1n＋1 的错误后减慢效应不受试次间隔时间影响， 在试次间隔为2000ms 时错误后减慢效应依然被观察到， 作者认为该结果反映一种长时程的特异性的控制调整。 该研究首次为错误后调整根据试次间隔反映不同调整策略提供了直接的实验证据。

Maier， Yeung 和 Steinhauser （2011）根据被试反应将错误分为Flanker 错误和非Flanker 错误，结果发现只有Flanker 错误引起被试更强的选择注意及其相应的行为调整。据此，作者提出错误评估的两阶段模型， 早期错误评估发生在目标任务执行过程中，晚期错误评估发生在反应完成后。早期错误评估主要负责监控目标任务执行过程中的注意加工，并为认知控制系统提供信息输入； 而晚期错误评估阶段确认错误发生后则根据早期错误评估阶段提供的信息确定错误源并进行相应的调整。 在Steinhauser等（2017）的研究中采用视觉搜索任务（visual search task），并采用ERP 技术进一步考察该结果。 视觉搜索任务可以把选择注意分为目标选择和目标确认两个加工阶段，在ERP 成分上N2pc 可反映目标选择，而 SPCN （sustained posterior contralateral negativi-ty）可反映目标确认。 通过解码分析发现不同源的错误诱发了不同的ERP 成分，但是只有反映目标选择的N2pc 在错误后试次和错误前试次存在差异，并引起相应的错误后调整。 另外，Damaso 等（2020）的研究提出反应速度过快引起的错误（response-speed errors），个体更容易获得犯错的信息，足够的错误证据促使个体做出补偿性反应决策， 即表现出速度与正确率的权衡，减慢反应速度，提高正确率。但是，个体反应速度比较慢引起的错误（evidence-quality errors），个体犯错的证据量不足时，通过减慢反应速度依然不会使个体随后行为执行获益。 因此，个体在执行任务时会算出最优奖励比（optimized reward rate）。根据最优奖励比，当消耗时间不能使行为结果获益时， 个体会更倾向于选择降低反应阈限来提高任务执行，表现为错误后反应加速（Damaso et al.，2020）。

综上所述， 虽然前期研究发现错误是通过提高个体唤醒度或警觉度影响错误后调整， 不针对特殊错误源进行调整， 但是近期研究发现不同错误源引起的错误类型是不同的， 个体的调整策略也会发生相应改变， 导致错误后行为调整表现出任务特异性特征。

4 总结和展望

错误后调整是认知控制加工的重要组成部分，对个体适应复杂的生活环境有重要意义。 本文从错误后调整效应的功能适应性和任务特异性两方面展开总结分析， 发现错误后调整效应的产生机制仍存在很多争议。 为了更深入更清晰地理解错误后调整效应的产生机制， 未来的研究可以从以下几个方面进行拓展。

第一，关注警觉在错误后调整效应中的作用。适应性理论和非适应性理论都关注注意加工在错误后调整中的作用， 但是适应性理论更强调注意网络中执行控制功能的作用， 而非适应性理论则强调注意定向功能的作用。值得注意的是，王丽君等（2016）研究发现错误后调整与注意的警觉功能存在显著相关，说明注意的警觉功能也参与到错误后调整中。从前人的研究中发现感知觉加工、 决策加工和反应运动加工不足都会影响错误后行为调整效应， 注意的警觉功能不仅影响个体的反应启动、决策速度，也影响个体执行任务时的唤醒水平。因此，系统考察警觉在错误后调整中的作用有助于推进解决错误后调整中的功能适应性的争议。

第二， 关注记忆等认知加工与错误加工的交互作用。 先前研究主要探讨错误的发生对随后认知加工的影响， 但是近年越来越多研究发现记忆等认知加工与错误加工存在交互作用 （Coleman et al.，2018； Li et al.， 2020； Wessel et al.， 2022），即工作记忆能力的损伤或提高直接影响个体错误监控和错误后调整能力的损伤或提高。 如，Li 等（2020）的研究发现经过15 天工作记忆任务的训练后，个体的错误后调整效应得到显著提高。因此，未来的研究在探讨基本的感知加工、 决策加工和运动反应的基础上， 应关注其他认知加工 （如工作记忆和语言加工等）对错误后调整的影响，这将有助于错误后调整中错误源的确认和分析。

第三，关注生理指标在错误加工中的运用。随着认知神经技术的发展， 研究者更多从自上而下的加工角度来探究错误加工的脑神经机制。但是，近年越来越多的研究发现个体犯错时的心率、 瞳距直径等生理指标也可反映错误后调整加工 （Maier et al.，2019）。 特别是，证据累积理论强调自下而上的生理信息也可提供错误已发生的信息 （Wessel et al.，2011； 王丽君 等， 2020）。 如，Tan 等（2019）尝试从内感受（内感受指个体对来自身体内部的知觉）角度采用呼吸阻塞任务（occlusion task）探讨错误监控和焦虑的关系，结果发现个体焦虑程度越高，呼吸阻塞过程中犯错引起越强的内感受ERN，促使个体错误监控增强。因此，未来的研究在关注自上而下的控制加工的基础上， 对自下而上的知觉加工在错误加工中的作用也不可忽视。 研究者应将神经活动指标和生理指标相结合， 在进一步检验证据累积理论的基础上全面揭示错误后调整的产生机制。