质疑注意瞬断中央瓶颈理论的证据（2）

11月 21, 2009

Evidence against a central bottleneck during the attentional blink:
Multiple channels for configural and featural processing
质疑注意瞬断中央瓶颈理论的证据：
多通道结构特征加工过程
Edward Awh, John Serences,Paul Laurey
译者：silva 提交日期：2009年11月21日

Abstract

When a visual target is identified, there is a period of several hundred milliseconds when the processing of subsequent targets is impaired, a phenomenon labeled the attentional blink (AB).The emerging consensus is that the identification of a visual target temporarily occupies a limited attentional resource that is essential for all visual perception. The present results challenge this view. With the same digit discrimination task that impaired subsequent letter discrimination for several hundred milliseconds, we found no disruption of subsequent face discrimination.These results suggest that all stimuli do not compete for access to a single resource for visual perception. We propose a multi-channel account of interference in the AB paradigm.

5 实验4

5.1 方法

5.1.1 被试

被试是来自俄勒冈大学的10名学生。视力正常或矫正视力正常。参加实验的被试都能得到课程学分。
除刺激呈现的顺序颠倒以外，所有方法上的细节与实验2完全相同。先呈现面孔刺激（与实验2中呈现的位置相同），然后经过SOAs后呈现数字刺激。SOAs的选取与实验1和实验2相同。

6 结果与讨论

目标一的正确率均值为85%。图七呈现的是在组别（控制组和实验组）和SOA的不同条件下T2的报告正确率的函数。从中，我们能清晰地看到，相对于控制组，实验组有显著的干扰因素影响了其报告正确率。从被试，组别（实验组和控制组）和SOA三因素上对报告正确率进行方差分析表示：组别表现出了显著的主效应（F[1.9]=37.7,p<.01），即在整个SOA水平上，控制组的正确率94.6%都高于实验组70.4%。组别和SOA的交互作用显著（F[9.81]=4.8,p<.01），随着SOA的增加，两条曲线有聚合趋势。SOA的主效应显著（F[9.81]=20.4,p<.01），随着SOA的增加，正确报告率也逐渐提高。

改变刺激的呈现顺序对实验条件下的被试有显著的影响。当数字先于面孔呈现时，被试对目标二的加工在实验条件下和控制条件下结果相同。而当面孔先于数字呈现时，被试对目标二的加工能力则明显降低。这个结论不符合我们之前的假设，即在引起注意瞬断的加工过程中，对面孔的识别所需要的资源相对较少。相反，我们发现尽管面孔识别对数字识别呈现的AB干扰发挥了显著作用，但数字识别并没有大量占用面孔识别的资源。这种不对称强调了AB干扰并不是由单一视觉资源的干扰所引起的这种可能性。如果实验4中目标二的正确率的下降是由于占用了大量的单一通道资源，那么在实验2中需要资源的面孔识别任务将因为与数字识别任务竞争资源而明显受到干扰。但是，若被试对面孔刺激的加工占用的是另外的通道资源，那么这种不对称性就能得到解释。这种假设在第13部分将得到进一步论证。

结合实验2和实验4的结果能够说明在双目标范式中自上而下控制的重要性。在目标一与目标二之间的SOA为0ms（即目标一和目标二同时呈现）实验2和实验4中的视觉呈现是完全相同的。然而，两种条件下的正确率却有明显的不同。当在实验条件下两个目标同时呈现，比较被试的表现。在实验2中，数字识别的正确率为83%，面孔识别的正确率为87%。然而，在实验4中，相同的呈现（SOA=0）数字识别和面孔识别的正确率均值分别为58%和81%。非配对t检验表明相对于实验2而言，实验4中的面孔识别(t(16)=20.0,p<.01)和数字识别的正确率(t(16)=24.8,p<.01)都明显的降低了。而在这些实验过程中的目标呈现是完全相同的。这暗示着正确率受到了被试自上而下注意设置的差异的影响。当然，将直接注意力转移到目标一是AB干扰现象发生的先决条件。但这些数据也说明即使目标一和目标二都被完全加工，恰当的自上而下注意设置也可以阻止干扰。一种解释是说被试受到了对刺激呈现的顺序的期待的影响。在实验2中，数字刺激在90%的序列中先得到呈现。在实验4中，面孔刺激在90%的序列中先得到呈现。Di Lollo,Kawahara,Zuvic和Visser(2001)认为视觉系统的重组可能是即时的，以便于对特定的感觉任务要求作准备。被试可能在加工实验2中的数字刺激和实验4中的面孔刺激时重组了他们的视觉系统。结果表明在加工数字和面孔刺激时可能出现了不对称的效应。当视觉系统组合加工数字刺激时，这些设置仍可兼容加工并正确识别接下来的面孔刺激。但当视觉系统组合加工面孔刺激时，面孔和数字刺激之间的加工则产生了强烈的干扰。第13部分将对这方面作进一步讨论。尽管对目标一的识别报告行为对AB干扰现象的观察是必要的，但对目标一的加工负载并不是决定这种干扰可以被观察到的唯一因素。当所有的加工需要保持一致的时候，自上而下的控制设置可以阻止或引发干扰。

7 实验5

之前有研究表明，在注意瞬断实验中，若目标二未被有效地掩蔽，注意瞬断就会减弱（Brehaut,Enns,&DiLollo,1999;Giesbrecht&DiLollo,1998）。实验2中使用的掩蔽刺激能很好地消除视觉的持续性，但我们想得到一个更精准的结论。经证实，作为可能进入意识登记的掩蔽刺激替换第二目标呈现，是引起注意瞬断现象的关键部分(Giesbrecht&DiLollo,1998)。这进一步验证了实验2中所提出的，未出现注意瞬断是由于使用的掩蔽刺激对面孔作了无效替代，从而使这两加工阶段没有重叠。通过证实面孔加工涉及一个独特的神经基础，这一假说可能是合理的（Kanwisher,McDermott,&Chun,1997）。

对面孔的加工存在着另一种解释是说，对实验中面孔刺激的保存加工与其特征有关。一些研究表明面孔可能比其他刺激类型更能有效地捕捉到注意资源（Ro,Russell,&Lavie,2001）。或许面孔对AB干扰的抵抗是视觉注意竞争中自然优势的结果。但这种解释存在一个问题，即面孔或者字母在T2位置呈现，T1数字刺激的加工并没有表现出显著的不同。如果面孔占用了那些T1加工中必要的注意资源，那么可以推测这会对T1的正确报告率有一定影响。因此，我们认为观察当面孔在被另一个相等显著的刺激掩蔽时是否仍然可以避免AB干扰现象的出现，这将会是有启发性的。实验5沿用了实验2中使用另一个面孔刺激的设置来作为第一个目标的掩蔽物。这些面孔掩蔽物的加工应该与面孔目标有许多重叠，以能够达到最佳的替代功效。另外，由于掩蔽物是与面孔相同的刺激类型，我们将评估它们在直接竞争中的表现。

7.1 方法

除了把实验中的掩蔽刺激换成3个女性面孔并在实验过程中随机呈现外，实验5完全沿用实验2的方法与步骤。被试是来自俄勒冈大学的8名学生，参加实验的被试都能得到课程学分。
7.2. 结果与讨论

目标一的正确报告率为93%，如图9所示，在新的掩蔽条件下，面孔对AB干扰仍然表现出阻抗，且实验组与控制组的正确率是一致的（F[1，7]=.03,p=.87）。在整个实验条件下的正确报告率维持着平衡，未得到削弱，条件与SOA间没有交互作用（F[9，63]=.59,p=.80）。尽管在面孔掩蔽下实验组与控制组的表现保持一致，目标二的掩蔽刺激类型却呈现出了明显的主效应。目标二的正确报告率由实验2的91%大幅度下滑到实验5的64%， 27%的差距表明实验中所用的面孔掩蔽刺激与面孔目标刺激在竞争相关资源上的能力是相当的。与此一致的是，目标物与掩蔽物的相关的特点相似，且对于观察者来说都是新颖的。实验5支持了实验3的推论：对面孔识别中阻抗AB干扰的原因不能单纯地只从面孔识别本身的复杂性上来解释。更重要的是，实验还表明了，目标二的掩蔽刺激不影响AB效应的出现，但若呈现同类型的面孔刺激作为掩蔽刺激，则会跟目标二争夺知觉资源。

实验5中的SOA表现出了明显的主效应（F[1，7]=7.0,p<.01），主要体现在早期（T1呈现后的176ms内）的SOA（在控制条件和实验条件下）呈现出较低的正确率。与实验2中SOA的主效应的一致性，使我们越发地相信在控制条件下被试对T1进行了无意识加工的可能性。若是对T1的无意识加工引起了控制条件下的AB干扰，那么我们在实验条件中对AB干扰的敏感性也将下降。同样的结果也在实验3中有了直接的体现了。实验3证实在T1加工均等时，字母产生了AB干扰而面孔没有。这证明，对T1加工过程的操纵（实验条件和控制条件下），对于字母产生持续的AB干扰是有效的。这样，面孔对AB干扰的阻抗(实验3)，就不能归因于对T1加工过程操纵的失败。基于这样的发现，我们认为实验5（实验条件和控制条件是均等的）中SOA效应更像是由于刺激呈现的知觉干扰的结果，而非AB效应。确实，控制组的主要目的是排除刺激-驱动干扰资源的可能性。当然，刺激条件在实验3和实验5中是不同的。在实验5控制条件下，被试更容易加工T1吗？这种解释基于一个假设，即在控制条件下对T2识别难度的增加将同时增加被试加工T1的趋势。但更可能是，T2任务的难度的增加将会带来负面效应。总之，在实验5中尽管使用了面孔作为掩蔽刺激，对面孔的识别中也没有出现AB干扰。

8 实验6

到目前为止，我们已经探究了面孔识别任务中阻抗注意瞬断现象出现的几种解释，表明从T1加工过程的不同上分析，不能很好地解释面孔识别在注意瞬断期间没表现出干扰现象的原因。从之前的实验中，我们也能够了解到，面孔识别比字母识别更复杂。它能诱发观察者对之后的字母识别产生一个相当大的注意瞬断现象。因此，面孔的识别在注意瞬断的特殊子系统加工部分只占有很小的工作量的解释也被排除了。最后，即使我们对客观替代物做了最大可能的考虑，运用了同类型的其他面孔进行掩蔽，仍然没有观测到注意瞬断现象。综上所诉，无论是从面孔的识别的难度高低，还是从T1加工负载量的大小上分析，都不能解释注意瞬断范式中出现的面孔识别任务和字母识别任务的不同表现。

从中，我们得出了的初步结论：在注意瞬断中T2加工的中断可能并不是对视觉认知过程中单通道加工进行竞争的结果。因此，我们提出了一个多通道加工假设来解释注意瞬断的干扰现象。根据这种假设，在注意瞬断期间，面孔由于进行了多通道的加工路径，从而使其能够被清楚地识别出来。而注意瞬断的干扰只是由于在对T1、T2识别时加工路径上出现了相互掩蔽现象。如果T1加工留下了足够的空间给与T2加工相匹配的路径，那么，注意瞬断中干扰现象将不会发生。而在我们之前的几个实验中，面孔识别可能运用的是与字母和数字识别不同的的加工路径。

那么，都有些什么性质的加工路径呢？为了解决这个问题，我们借用了Farah,Wilson,Drain,and Tanaka对结构加工模型和特征加工模型的区分模式。我们认为对数字的识别运用的是以特征为中心的加工系统，而对面孔的识别则是通过以特征为中心和以结构为中心的双加工系统来完成的。曾经，也有人提出过类似的想法，认为面孔能引起对表象的多通道编码。Gauthier and Tari(2002)证实了即使是进行结构编码的客体也能够同时激活其特征和结构表象。他们还例举出一些对一个客体的某一特定的部分进行识别时出现的结构加工案例。因而，尽管面孔的识别对结构线索的依赖已被明确地证实，但，我们也必须承认在识别过程中对每一个结构部分的表象特征的理解也是必不可少的。上述的分析表明，多通道加工假设能够对我们之前实验的所有数据和结果作出合理的解释。当T1加工占用了特征加工系统时，面孔T2仍然能够依赖来自结构系统的信息被识别——它与实验2、3、5的结论是一致的。但是，当把面孔设置为T1时，它的识别要同时占用特征及结构加工资源系统，影响了接下来的T2数字的加工，从而产生了注意瞬断干扰现象。这种说法与实验4的结论是一致的，即面孔的识别对随后的数字识别任务产生影响，出现注意瞬断现象。

实验六检测了多通道假设的另一个预期，这在前五个实验中都未被证实。当T1、T2都为面孔时，面孔T2的干扰现象才能够被观测到。因为T1会占用所有的认知通道，这些通道将影响T2的加工识别。另外，对面孔识别的注意瞬断现象的证实，排除了认为面孔没有出现干扰现象仅仅是因为面孔具有一个独特的低级别特征的可能性。比如，如果呈现低空间频率信息和结构信息的刺激可能会使他们不易受到掩蔽——虽然实验5出现了这样的结论。而实验六通过证实面孔的识别仍然可能出现注意瞬断干扰，推翻了这种假设。

9 实验六：

9.1 方法：

9.1.1 被试

被试是来自俄勒冈州大学的8名学生。年龄在18到30岁间。视力正常或者矫正视力正常。参加实验的被试都能得到课程学分。

9.1.2 过程：

每个被试分别参加实验条件和控制条件下的30个测试中的6个部分。刺激条件的呈现顺序在被试间是平均分配的。在每个实验的最开始都设置了一个练习部分。

9.1.3 刺激呈现：

实验任务大致跟实验2类似，只是在刺激呈现的几何位置和T1的选择上做了些改变，具体表现在：（1）标识T1潜在位置的两点在定点的正上方或下方视角4度。（2）随机选取三张女性面孔作为T1，跟T2大小相同（视角宽4度高5.5度）。（3）T2的面孔的选用跟实验2相同。潜在的位置设置在定点的左右方，即图片中央距离定点视角6度左右的位置。（4）选取了4个SOA点（0ms、235ms、706ms、1176ms）。

9.2 结果及讨论：

目标T1识别的正确率均值为76%。T2识别的正确率用图表10呈现（以组别和SOA为自变量，T2正确率为因变量）。它清楚地显示了一个长时程的注意瞬断干扰现象。实验组的正确率大大的低于控制组的，而差距随着SOA的增长而缩小。另外，两者的正确率随着SOA的增加都有所提高。对被试、组别和SOA作两因素方差分析，显示出组别的主效应（F[1,7]=50.4,p<.01）和SOA的主效应（F[3,21]=79.0,p<.01）显著以及组别与SOA的交互作用显著（F[3,21]=5.6,p<.01）。在实验六中，T1、T2的面孔识别任务出现了注意瞬断干扰现象，这与多通道理论观点是相符合的。由于对T1的加工占用了所有的加工路径，从而影响了对T2的加工。另外，实验六的结果也表明，之前实验中所用的面孔在对加工过程中如果能得到相互间有效的遮蔽也是能够产生注意瞬断干扰现象的。

10 实验7

大量实验都把研究的焦点放在了高水平的面孔特征加工阶段（Gauthier te al.,1998;Tanaka & Gauthier,1997）。那么，被试对刺激的知觉特征加工有可能是面孔对AB干扰存在阻抗的原因。那么，对于AB干扰的阻抗是由于对新异刺激的识别加工基于的是结构信息的原因吗？我们在实验7将运用Greebles(Tanaka & Gauthier,1997)探索这个问题。Greebles之前常被用于对新异种类刺激的知觉特征加工的研究实验中。当给予被试充足的识别Greebles的经验时，伴随这些刺激所产生的行为可反映典型的面孔知觉特征。例如，相对于新的局部结构轮廓部分，经过Greebles训练的被试在识别已经学习过的局部结构轮廓部分表现得更快。当Greebles专家观看这些刺激时，他们的“梭状回面孔区”得到了激活；这些下颞叶皮质区的活动一直在研究中被认为是知觉特征加工的标志（Tarr & Gauthier,2000）。这些结果都表明Greebles具有知觉特征中所必须的结构信息。因而，运用这些刺激来考察非受训的被试可以探究出面孔识别中没有出现AB干扰现象是否是由于选择了需要特征加工进行识别的刺激而发生的偶然现象。

10.1方法

10.1.1被试

8位被试是来自于当地社区的志愿者，年龄在18到30岁之间，视力正常或矫正视力正常。按小时付费。

10.1.2过程

每个被试分别参加实验条件下和控制条件下的30个测验的6个部分。条件的顺序在被试中是均衡的。每个实验的最开始设置了一个练习部分。

10.1.3刺激呈现

实验的操作过程基本与实验二相同，除了：用三种Greebles刺激替换了面孔刺激。所有的GreeblesT2刺激和掩蔽刺激在图11中呈现。Greebles刺激将被随机的掩蔽刺激所掩蔽。观察数据将从六个不同的SOAs（118, 294, 400, 506, 600, and 706 ms）条件下进行收集。每个目标的呈现时间为94ms，以便于保持在控制条件下的70%的正确率。为了帮助被试对Greebles的识别学习，我们把练习阶段的目标呈现时间增至141ms。

10.2 结果与讨论

目标一的正确报告率为97%。T2的正确率以条件和SOA作为自变量的函数形式呈现于图12。由图12可看出，在实验条件下并没有明显的削弱现象出现。条件和SOA的被试间两因素方差分析也没有表现出条件的主效应（F[1,7]=.03,p=.87）.但条件和SOA表现出了显著的交互作用（F[5,35]=3.4,p<.015）.配对t检验证实在实验条件下，当SOA=118ms时，出现了明显的削弱现象（t(7)=2.3,p=.06）。除此之外，实验条件下的其他SOA上都未呈现削弱现象。另外，SOA也呈现出了显著的主效应，随着SOA的增加，正确率也呈现上升趋势（F[5，35]=14.2,p<.01）。实验7中早期的干扰恢复现象与在相同的T1数字，但字母刺激作为T2的识别过程中呈现出的长时间的削弱现象形成了鲜明的对比。

实验7中的干扰现象的短时效可能是因为被试充分利用了Greebles刺激的结构信息。这些结构线索能够引导出对Greebles刺激的识别，即使是在T1数字任务占用了一定的特征加工资源的前提下。但是，这项结论依赖于两个重要的假设：一是掩蔽刺激能够对Greebles进行充分的掩蔽。二是确定对这些Greebles的识别对我们检测中央资源的竞争是有必要的。在实验8中，我们将用面孔来替换T1刺激，Greebles仍然作为T2刺激，从而来检验以上的假设。如果Greebles的识别是由于进入了结构加工通道而获得了维持，那么当用面孔替换了T1刺激以后，AB干扰现象将能够在实验8中被观测到。因为T1面孔会占用Greebles识别加工时所有可利用的加工通道。但是，若实验7中Greebles的识别被维持是因为不充分的掩蔽或者是因为他们不需要重要的加工资源，那么实验8将不会呈现出AB干扰现象。

质疑注意瞬断中央瓶颈理论的证据（1）
质疑注意瞬断中央瓶颈理论的证据（3）

原文来源：
Evidence against a central bottleneck during the attentional blink:
Multiple channels for configural and featural processing
Cognitive Psychology 48 (2004) 95–126
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