质疑注意瞬断中央瓶颈理论的证据（3）

11月 22, 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.

11 实验8

11.1方法

11.1.1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。

11.1.2 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。

11.1.3 刺激的呈现

实验的操作程序与实验六大致相同，除了：选取六个SOAs（ 0，235ms，353 ms，470 ms，706 ms，1176 ms）来收集实验数据。在T2的位置呈现Greeble的刺激。这些刺激被掩蔽刺激所掩蔽，该掩蔽刺激与实验7中所用的相同。在每个实验的练习部分中，Greeble的呈现时间为141ms。而在正式实验中，Greeble的呈现时间为94ms。

11.2 结果与讨论

目标一的正确报告率为80%。T2的正确率以条件与SOA作为自变量所形成的函数呈现于图13。正如图13示，相对于控制条件，实验条件下的正确率出现了一个长时间的削弱现象。条件和SOA的被试间两因素方差分析显现出了条件的显著主效应(F[1,7]= 44.8,p <.01),同时在实验条件下的正确率（54%）要低于在控制条件下的（73%）。同样SOA的主效应(F[5,35] =9.8, p <.01)以及它与条件间的交互作用(F[5,35]=2.8, p <.05)也表现出了显著性;随着SOA的增加，在实验与控制条件下的正确率表现出集中的趋势。这些现象都表明在实验7中未出现明显的AB干扰现象不能由于对Greeble掩蔽的不充分或是Greeble识别任务的简单性。所以，我们假设在实验8中观察到AB干扰现象是因为面孔识别任务占用了对T2Greeble识别起重要作用的结构加工通道。当然，这种解释方法引出了另一个清晰地假设，即若将Greebles放在T1位置的话，对T2面孔刺激的识别也将会出现AB干扰。实验9将验证这一假设。同时，实验9也可用来证实并不是只有面孔刺激才能阻抗AB干扰现象的出现。

12 实验9

12.1 方法

12.1.1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。

12.1.2 过程

除了把刺激的呈现顺序颠倒外，实验中所有的操作程序与实验八相同。

12.2 结果与讨论

目标一的正确报告率为71%，T2的正确率以条件与SOA作为自变量而形成的函数呈现于图14。如图14所示， T1位置上的Greebles对于随后的面孔识别产生了持久的AB干扰。条件和SOA的被试间两因素方差分析显示：条件的主效应明显（F[1,7]=14.1,p<.01）,且实验条件（77%）下的正确率低于控制条件（90%）下的。同样SOA的主效应明显（F[5,35]=6.4,p<.01），条件和SOA的交互作用明显（F[5,35]=2.5,p=.05），且随着SOA的增加，实验与控制条件下的正确率表现出集中的趋势。面孔识别的AB干扰并不需要与其他的面孔刺激竞争资源，相反，我们认为基于在T1与T2位置上刺激加工的重叠部分，我们便可以预测干扰现象。

13. 一般性讨论

13.1 关于AB干扰的多通道解释

注意瞬断已在广泛任务条件下被证实，并且，所用的各类别刺激基本都呈现了可信的AB效应的证据。然后，我们的研究结果却表明AB干扰可能并不是视知觉中央加工瓶颈的产物。在一系列实验中我们发现对数字T1识别的加工负载能够对字母T2的识别加工产生AB干扰，但却不能对面孔T2识别加工产生影响。这项结论与先前的研究结论——AB干扰是物体间为争夺视知觉加工的单一通道资源时发生竞争所致——不一致。因此，我们提出假设，认为面孔的识别可能进行的是多通道加工。所谓多通道，即加工特征信息的通道和加工结构信息的通道。这种假设能够预测：当T1加工占据了识别第二个任务目标所需的通道时，AB干扰现象就会出现。同时它也能解释对于数字T1，面孔T2没有出现干扰现象的原因，即对数字的识别加工仅占用的是特征加工通道，在AB期间，面孔仍能通过结构通道进行加工进而被正确识别。

从这方面来讲，相较而言，对于AB效应的单通道加工观点就很难解释清楚数字T1的识别能使字母T2产生AB干扰的同时，却对面孔T2识别不起作用的现象。同时，这些结论也让人开始质疑那些主张AB是由于所有刺激竞争单一加工通道的模型。比如，Chun和Potter(1995)的两阶段模型。这个模型指出，对目标任务的加工包括两个连续的不同阶段。第一阶段拥有相对自由的容量空间，但若不进行进一步加工，则空间中所储存的表象将会被快速遗忘或者被下一个刺激表象所覆盖（Giesbrecht &DiCollo，1998）。加工的第二阶段属于后知觉加工阶段，具有容量限制。该阶段将项目的表象整合入可持久保存的模式中，使其能够引导之后的行为反应。而AB干扰的产生是由于T2不能进入第二阶段加工所致。两阶段模型是注意瞬断产生的最一般解释（e.g.,Duncan et al ,1994;Jolicoeur,1999）。其他解释也基本都认为注意瞬断的产生是因为在加工的后知觉阶段对重要资源的竞争所致。通过视觉单一通道的资源可能使第二阶段的加工无法完成。另外，他们也认为任何能引起下一个视觉刺激产生AB干扰的T1项目同时也能对其他类别刺激的识别产生干扰。因此，对于能够引起字母识别长时AB效应的T1任务却对面孔识别没有干扰影响的现象向单通道观点提出了挑战。

其实，这并不是AB干扰第一次被发现获得了消弱或者消失。早在1997年Shapiro et al曾发现在AB期间，对个人名字的识别并不会出现典型的干扰现象。但这一现象并没有让人质疑单通道观点，因而普遍都认为个人的名字，相对于其他单词较易被加工。Shapiro和他同事在报告中指出，个人名字可能得益于较低的激活门槛，从而使它们能够在较少的资源条件下获得有效率地检测。因此，个人名字与其他单词在竞争共同资源时，前者可能仍然能够通过负担较小的加工负载而在AB期间被知觉到。与此相比较而言，我们的实验却提出了4个相对独立的证据显示相对于字母识别，需要更多的加工负载的面孔识别仍然没有出现AB干扰现象：首先，实验1和实验2的字母与面孔的呈现时间是一致的，（T1的加工负载也相同，）但控制组中对面孔的正确识别却低于字母组。接着，实验3中，我们以被试内为基础，通过设置不同类别刺激的呈现时间来使面孔和字母识别的正确率一致。该过程与实验1和实验2相同，且表明了面孔需要更多的呈现时间来达到与字母相同的正确率。然后，在实验5中，我们用其他面孔来作为掩蔽物，使正确率降低了27%(相对于实验2)。但仍未观察面孔的AB干扰现象。最后，通过实验4我们发现，面孔T1的识别能够引起数字T2识别的注意瞬断，这表明了面孔识别的确占据了AB加工中的重要负载资源。综上所述，可看出面孔未出现AB干扰时由于加工负载的性质，而不是数量不同而导致的。具体来说，是因为面孔可能由于能够通过不受T1数字任务影响的结构加工通道进行加工，从而在AB期间仍然能够获得成功的识别的原因。

13.2 结论范围的探讨

诚然，我们并认为说面孔在任何时候都能阻抗双任务干扰，或者说认为这些结论能证明面孔在注意任务中能总是不受干扰影响。但，这些数据却能对当前的解释AB效应关键原因的专门化后知觉加工模型提出质疑，并迫使其作出一定的修正。实验中我们发现加工的知觉阶段会随着注意空间的不同而改变，进而使AB加工的轨迹也不同。空间注意对早期阶段视觉分析的性质产生影响，而AB效应则在目标刺激表象完全形成后发挥效用。Vogel et al（1998）通过在AB范式中测量ERPs证实了这个观点。他们发现在AB期间只有由目标唤起的ERP的某些特殊部分被改变了，如ERP反应的早期知觉阶段的目标识别在此阶段不受到影响，但后期的工作记忆更新却得到了抑制。因而在空间注意的ERP研究中有不同部位影响的记录，并且证实有注意能改变知觉加工过程的结论（Mangun,Hillyard,&Luck,1993）。这里对空间注意和AB效应的对比，是为了强调说在与注意限制相关的两任务中完全不同的知觉加工过程可能是解释干扰的关键因素。这让我们认识到，我们的结论可能被限制在了能够观察到的AB干扰的后知觉干扰模型的框架中了。

这些考虑促使我们用双任务范式代替了更广泛被运用的RSVP程序。正如我们在概述中所提到的，RSVP程序可能会在多方面对T2加工过程产生干扰。因而若采用RSVP程序，则在实验中会面临着很多待考虑的问题，包括干扰刺激的限制范围、T1呈现时间的随机性以及独立刺激变量的运用，如通过颜色来识别目标刺激等。然而，在一些模型里都指出在缺少这些潜在干扰因素的时候，T2加工过程仍然会出现短时间的消弱现象。双阶段模型指出第二阶段的资源会被占用来建立T1的知觉表象，以指导外显行为。因此，在有证据表明RSVP程序中干扰刺激能够影响之后的行为反应（Isaak,Shapiro,&Martin,1999）的同时，当前的模型仍然坚持相信，若目标被同等掩蔽，即使缺少另外的干扰物体仍然能够观察到AB干扰现象。关于这点，我们在之前的概述中也讨论过，并指出之前的模型在解释AB干扰都是在需要满足三个条件的前提下的，即：（1）对T1的加工占用了大量的加工通道，导致下一个刺激无法进行第二阶段的加工。实验1和实验3表明T1数字任务对接下来的字母目标的识别产生了长时效的注意瞬断干扰，同时也证实了前提一。（2）对T2的要求必须是它的加工需要大量的资源空间从而确实能对任务T1的加工负载产生了影响。对此我们已经进行了多方面的考虑，并且证实了面孔识别比字母识别更困难，且面孔识别也能对数字和Greebles引起长时效的注意瞬断干扰。（3）T1、T2都获得了相等的掩蔽（Giesbrecht&DiLollo，1998Grandison,Ghirardelli,&Egeth,1997;Sieffert&DiLollo,1997）。在实验2和实验3中我们所用的掩蔽刺激确实能够抑制视觉的持效性。在实验五中我们通过运用另一组面孔作为面孔刺激的掩蔽刺激从而希望最大限度获得掩蔽效果。这项操作无疑增加了任务的难度，但我们仍然没有观察到AB干扰现象。最后，我们在运用了相同材料的实验6（把面孔作为T1）和实验9（把Greeble作为T1）中观察到了AB干扰现象。这些实验都表明早期的面孔识别的观察结果并不是不充分掩蔽的结果。我们的实验在完全满足以上三个前提的条件下，但实验2、3和5却未出现相应的AB干扰现象。这与单通道观点不一致。这为我们提出第二阶段加工过程的多通道假设提供了依据。

另一方面，我们也在探索能引起面孔的注意瞬断干扰现象的情况。从而我们发现了至少2点来支持我们的多通道观点的论据。第一，我们在实验6和实验9的预定方案中观察到了AB现象。当T1加工占用了面孔识别所需要的所有加工通道时，那么在AB期间，面孔的识别会被削弱。因此，多通道通道指出在一定范围内的刺激中可以引起面孔的AB效应。第二，如果面孔刺激与其他刺激间只是存在特征上的差别，那么结构加工通道则对面孔识别没有实质作用。如运用相同的T1数字任务，而面孔间只是存在方形区别的情况下，我们实验的试验研究观察到了AB效应。这也与我们的多通道假设是一致的。都可将该现象解释为是由于能够用来识别任务的唯一通道被T1加工占用了所致（即特征加工通道）。最后，实验2和4的结论对比可看出自上而下加工是决定AB干扰能否被观察到的决定性因素。在一个完整的刺激引发的行为反应中，加工通道群被相关的专门化刺激占用并不是起到决定作用。当被试被引导区以来特征策略进行识别刺激加工时，面孔的AB干扰现象仍然可能被观察到。

13.3 自上而下控制的地位

在AB效应中，被试自上而下的加工方式起着重要作用。这在实验2和实验4的结果对比中体现得尤为明显。当SOA为0ms时，两实验的结果是相同的，但在SOA的这个水平对于面孔和数字的识别，实验4中的表现更佳。这可能是实验中刺激位置的改变而引起的，在T1位置上，前90%的测验，实验2中呈现的是数字，而实验4中呈现的是面孔。因此，被试可能在两个实验中都对加工的对象有了一定的准备。很显然的，它们都对双任务干扰造成一定程度的影响。即使观察结果表现出了一致性。这与是否所有视觉刺激都必须运用有意识知觉的专门资源的问题有一定关联性。若被试的注意设置可以决定干扰呈现与否的话，那么AB干扰产生的原因就不能解释为是对于一个专门化的有容量限制加工过程的竞争了。

14. 结论

当前关于中央瓶颈的理论——是否被试的报告行为受到对单一资源通道的竞争的限制——已经广泛地被运用在了其他的双任务范式中。比如，心理不应期范式，让被试对系列呈现的刺激作快速反应，其结论提供了对双任务中损失干扰性质探索的另一个切入点（具体结果可以查看Meyer & Kieras,1997;Pashler,1994）。这也在学术界引发了一场激烈的辩论，即双任务损失是否是由中央加工资源的限制性如反应选择性所导致的。反对这观点的一方指出，对有容量限制的多通道加工资源的竞争观点能更好地解释双任务加工的现象（如Nsbon &Gopher,1979）。该观点认为每一个任务都一定程度上占用了广泛范围内的通道资源。

与多通道观点相一致，Wickens（1980）提出了一系列实验模式来质疑对双任务损失的单通道解释。基于其研究对我们当前实验框架有一定的指导作用，一下将列出相关的2个模式：（1）对难度的不敏感性。即使当并行任务的难度增加，对任务的反应仍然没有削弱的趋势。（2）结构改变效应。当两并行任务结构不同、难度相等的情况下，实验中能观察到明显的干扰现象。对同一通道资源的竞争以及与此相关的任务难度都是引起双任务损失的重要因素。但若只有单通道的话，那么若只改变任务的结构，则不应该对干扰现象的出现产生影响。这些实验模式被提出后，类似多通道的解释也偶有被提及。我们的实验将AB干扰与竞争任务的难度进行了精确的分离。实验1—3中显示，当把T2刺激从字母转换为面孔时，T1、T2的正确报告率都同时存在提高。另一方面，多项结果也表明了面孔识别比字母识别更困难。所以，我们并不能用两任务的识别难度来解释AB效应的全部原因。但字母与面孔的不同加工构象以及刺激各成分的相互掩蔽程度能够预测AB干扰现象。

在AB期间，面孔识别任务并不呈现削弱趋势的发现表明，AB干扰可能并不是视知觉的中央加工瓶颈的范畴。我们提出了AB干扰的多通道加工模式，认为AB效应是由于T1占据了完成T2识别任务的所有通道引起的。诚然，单通道观点在很大范围内的刺激实验中都能观察到与之相符合的实验预期。但任何一个例外都应该引起足够的重视对该相关观点保持质疑。在未来的该方向的研究中，应致力于对一系列目标任务加工的限制性边界条件作出更好的解释。

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（2）

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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