导　　师： 周曙

学科专业： J0204

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 南方医科大学

摘　　要： 目的具有突出性或行为相关性的视觉刺激更能吸引我们的注意,关于刺激物突出性和行为相关性因素在注意捕获中的作用一直存在这样的争论。以Theeuwes等人为代表,提出刺激驱动注意捕获(stimulus-driven capture)理论,认为最初的信息选择是基于纯粹的自底向上的刺激物突出性；以Folk等人为代表,提出条件注意捕获(contingent attentional capture)理论,认为注意捕获是有条件的,只有当刺激物与当前目标具有共同特征时才会捕获注意。然而,这两种观点依赖不同的实验范式且并没有将突出性和行为相关性因素同时进行操控。既往功能神经影像研究也存在争议,早期功能磁共振研究结果提示突出性刺激无论有无行为相关性均能激活腹侧注意网络(ventral attentional network, VAN),但其后的大量研究发现,具有行为相关性的刺激才能激活VAN。然而,这些实验并未将刺激物突出性和行为相关性因素进行彻底地分离。既往事件相关电位(event-related potentials, ERP)在注意捕获方面的研究多关注少数导联的个别成分如N2pc等,缺乏从网络(空间)角度的探讨。因此,对于突出性和行为相关性信息在视觉注意网络中加工的神经相关及其作用时机仍有待澄清。本研究利用事件相关电位时空模式的高时间分辨率和一定的空间分辨率进一步澄清客体突出性和行为相关性信息在视觉注意网络中的神经加工机制。为了能彻底分离这两个因素,我们采用Eriksen侧伴刺激(flanker)范式,在侧伴刺激项中呈现有无颜色突出性或有无行为相关性的分心物,而行为相关性又进一步分为易化性与抑制性两类。这样就能通过分心物的突出性或行为相关性与中间靶刺激项的交互效应来探讨二者在注意选择过程中的作用。方法和对象20名在校本科生和硕士生(女生12名)自愿参与本实验,年龄范围为20-27(22.95±2.16)岁,均为右利手,身体健康,无神经及精神系统疾病,(矫正)视力正常,无色盲色弱。均知情同意参加实验并领取一定报酬。刺激材料为由三个刺激项并排组成的侧伴刺激图片,背景为黑色(RGB:0,0,0; HSL:160,0,0)。中间靶刺激项为“＜”或“＞”或“X”,位于显示屏中央,颜色均为灰色(RGB:192,192,192; HSL:160,0,181),呈现比例各占1/3。伴随中间刺激项的左右(距离中间刺激项视角2.86。)两个分心物同时都为“＜”或“＞”或“X”或“H”,其颜色1/2为与靶相同的灰色、1/2为红色(RGB:255,0,0; HSL:0,240,120).三字符区域大小10cmX4cm,视角5.7。。因红色分心物对比大多数为灰色的刺激项显得更为突出,我们将红色分心物定义为突出,灰色分心物定义为不突出：因中间靶刺激项中的“＜”和“＞”需要被试进行按键反应,“X”则不需要反应,我们将伴随项中的“＜”和“＞”定义为易化性相关,“X”定义为抑制性相关,而将从未出现在靶刺激项中的“H”定义为无关。根据靶反应性及分心物的特征将各刺激图片分为12种类型。被试在安静及较暗环境下取舒适坐位,与显示屏间隔1.0m(屏幕刷新频率75Hz)。6种需要按键的刺激类型分别包含160张图片,6种不需要按键的刺激类型分别包含80张图片。各图片随机顺序呈现200ms,刺激间隔1000ms。要求被试对中间刺激项做出尽快尽准按键反应,“＜”按左键,“＞”按右键,“X”不需要按键。系统同时记录其反应时间及正误率。在正式记录前让被试进行10min按键训练来熟悉任务。实施分为10个阶段,各阶段呈现图片144张。各阶段之间安排30s闭眼休息,正式实验耗时33min。采用本实验室开发的ERP系统和北京新拓公司的19通道(FP1, FP2, F3, F4, C3, C4, P3, P4,O1,O2, F7, F8, T3, T4, T5, T6, Fz, Cz, Pz)脑电放大器。记录电极按国际10-20标准导联系统安装,连接双侧耳垂为参考,接地电极置于前额正中。滤波通频带为[0.5,100]Hz,头皮与电极间阻抗＜5kΩ。自动拒绝伪差阈值设为70μV,并进一步目测手工排除眼动和肌电。EEG片段时间窗取为图片出现前-100ms至呈现后1000ms,分类叠加EEG片段获得ERP。各条件下参与ERP叠加的EEG片段不少于30个。行为数据(反应时和正确率)采用SPSS13.0软件进行2(分心物突出性：有、无)×3(分心物行为相关性：易化、抑制、无关)两因素重复测量方差分析。其中,水平数为3的因素自由度使用Greenhouse-Geissor校正。ERP数据利用系统统计软件包进行2(靶反应性：反应、不反应)×2(分心物突出性：有、无)×3(分心物行为相关性：易化、抑制、无关)三因素重复测量方差分析。为了进一步区分分心物易化和抑制效应,对分心物行为相关性因素三水平进行两两三因素重复测量方差分析。19通道ERP对应的F值经插值获得统计参数映像(statistical parametric mapping, SPM),称为SPM(F)。其中,水平数为3的因素显著阈值采用保守的自由度减半方式调整。显著性水平为0.050。结果一、行为绩效反应时：突出性与行为相关性交互效应显著：F(1.85,35.21)=13.015,P=0.000。分心物突出条件下,行为相关性简单效应显著：F(1.68,31.99)=40.479, P=0.000。LSD检验3相关性间两两比较差异显著(P=0.000),无关组(392.29±37.28ms)分别显著短于抑制组(401.77±34.77ms)短于易化组(411.91±40.39ms)。分心物不突出条件下,行为相关性简单效应显著：F(1.39,26.38)=157.511, P=0.000。LSD检验3相关性间两两比较差异显著(P=0.000),无关组(390.12±36.88ms)分别显著短于抑制组(403.71±36.58ms)短于易化组(420.42±38.58ms)。在同一行为相关性条件下,比较分心物突出性导致的差异,仅易化组显著：t(19)=-4.858,P=0.000；抑制组(t(19)=-1.959,P=0.065)和无关组(t(19)=1.698,P=0.106)均不显著。正确率：行为相关性主效应显著：F(1.08,20.54)=15.388, P=0.001。LSD检验3相关性间两两比较,抑制组与无关组之间差异不显著(P=0.157),余两组间均差异显著(P=0.001),易化组(92.97±1.29%)分别显著低于抑制组(97.30±0.41%)与无关组(97.69±0.40%)。突出性与行为相关性交互效应(F(1.95,37.10)=0.871,P=0.427)和突出性主效应(F(1,19)=3.833,P=0.065)均不显著。二、ERP及其SPM在2(靶反应性：反应、不反应)×2(分心物突出性：有、无)×3(分心物行为相关性：易化、抑制、无关)条件下,靶反应性主效应出现在枕区(125-150ms),额顶区(150-200ms),双侧颞枕区(200-250ms),额顶枕区(250-350ms),颞顶枕区(350-600ms)。分心物突出性主效应出现在右枕区(100-125ms),双侧顶区(125-150ms),双侧额顶颞区(150-200ms),双侧额顶区和枕区(200-300ms),右侧额顶颞区(300-400ms),中央顶区(400-450ms),双侧顶区(500-600ms)。分心物行为相关性主效应出现在枕区(150-200ms),右额区和枕区(200-300ms),广泛颞顶枕区(300-600ms)。靶反应性与分心物突出性交互效应出现在枕区、右侧枕颞区(100-175ms),双侧颞顶区(175-200ms),中央额顶区(200-350ms)。靶反应性与分心物行为相关性交互效应出现在双侧额顶枕区(200-350ms),左侧颞顶枕区(450-600ms)。分心物突出性与分心物行为相关性交互效应出现在中央顶区(250-300ms)。分心物行为相关性三水平间两两比较下,易化与抑制组对比,行为相关性主效应出现在额区(150-175ms),枕区(175-200ms),右额和枕区(200-300ms),广泛额顶颞枕区(300-600ms)；易化与无关组对比,行为相关性主效应出现在中央顶枕区(100-150ms),双侧顶枕区(150-200ms),右额和枕区(200-300ms),广泛额顶颞枕区(300-600ms)；抑制与无关组对比,行为相关性主效应出现在枕区(150-200ms),双侧额区(350-400ms)。结论本研究的行为学结果支持条件注意捕获理论,即单纯突出性分心物不能捕获注意,只有在具备行为相关性时才能捕获注意。基于本研究ERP的SPM时空模式可将视觉注意网络激活时程划分为五个阶段：视知觉早期阶段、视知觉晚期阶段、评估阶段、执行阶段及反应后阶段。本研究的ERP时空模式结果提示虽然突出性分心物没有产生行为分心效应,但其在视知觉加工阶段仍然难以抑制,可早期出现视觉区效应并进入腹侧注意网络及其他注意网络,并且其神经效应可持续至反应后阶段,提示自底向上机制的长久性。但在反应执行阶段晚期(400ms之后),缺乏顶枕颞区效应,提示自顶向下机制对知觉信息维持的重要性。另一方面,行为相关性分心物能产生行为分心效应,但既往缺乏对其发生时机及神经相关方面的研究。本研究结果提示行为相关性分心信息在视知觉早期受抑制,提示自顶向下机制的参与,但视知觉晚期仍可进入视觉区。在执行阶段的300-350ms,出现在顶枕区的分心物行为相关性与靶反应性交互效应提示两类来源的(分心物与靶)行为相关性信息形成资源冲突,这可能是行为注意捕获效应产生的神经相关。

关 键 词： 注意捕获 注意网络 突出性 行为相关性 事件相关电位

分 类 号： [B842]

领　　域： [哲学宗教] [哲学宗教]