[眼动文章] 用眼动技术从整合效应中分离定向偏差

陕西师范大学心理学院 王旭东

1 研究背景

在注意的研究领域中，什么情况下我们的注意在回到先前关注过的区域时会受到促进或抑制？这个问题来自于两个研究的结果，让我们从最简单的目标识别任务中说起。在目标识别任务中，如图1：

被试简单的对刺激的出现进行反应，在一系列刺激中，当后一个与前一个的位置相同时，对后一个刺激的反应就会变慢，相反，如果后一个与前一个的位置不同时，反应则会变快。

然而，当刺激的维度增加时，实验结果则会发生改变。在特征识别任务中，被试将看到两种不同类型的刺激，任务是分辨这两种刺激，并对其做出正确的判断。刺激还有一个变量是位置，但是属于反应无关变量。结果发现，当刺激的位置和对应反应都与之前一致时，被试的反应就会变快；相反，当刺激位置不变，但是对应反应发生改变时，被试的反应就会变慢。

研究者提出了“事件编码理论”。事件编码理论指出，先前刺激所具有两个属性——位置和反应，我们的认知系统会将这两个属性“绑定”在一起形成一个“事件文件”，并存储在内隐情景记忆当中。当后面的目标出现时，其具有的两个属性会尝试调用之前的“事件文件”，当完全一致时，则可以成功调用先前的反应，即促进；当完全改变时，则可以产生新的“事件文件”，也可促进反应；但是当只有某一个属性重复，另一个改变时，调用过程就会受阻，迫使我们产生新的反应，因此产生了认知消耗。这个实验结果也因此成为整合效应，即认知消耗/促进都来自于将现有刺激的属性整合进先前获得的经验知识。

然而，这种解释存在着一定的问题。返回抑制属于整合效应的上位概念，因为整合效应的实验设计来自于简单的目标检测任务，理论上在特征识别任务中也应观察到返回抑制，而实验结果则没有这种证据，我们也不能因此断定这个任务中不存在返回抑制过程。并且在之前的众多研究结果中也没有表明在特征识别任务中存在返回抑制。因此在本研究中，研究者就采用了眼动和行为实验结合方式来分离这两种现象。采用这种方法有这样几个理由：1）眼动过程与行为反应彼此分离，因此它并不包含特征识别过程；2）整合效应在行为上可以完全覆盖返回抑制。他们的实验假设就是：眼动反应时是返回抑制的证据，而行为反应时是整合效应的证据。

2 研究方法

在实验1中，如下图所示：

他们呈现给被试在屏幕中心水平排列的三个方框，首先呈现注视点，当被试视线中心落在注视点上后，在其左或右的一个方框内出现刺激“X”或“+”，被试先把视线转移到刺激上，在根据其特征进行判断，按键后，中心的方格内出现返回线索，提醒被试把视线重新转移回中心，之后会有1s的刺激间隔，最后出现第二个目标，被试仍然需要先移动视线，再进行按键。研究者为了保证眼动只反映返回抑制，他们增加了刺激的一个属性——大小，大的刺激可以使被试视线还在中心时就能看清目标，但仍然需要先移动视线再进行反应，而小的刺激则必须移动视线后才能分辨目标的特征。SRT（Saccadic reaction times）和MRT（Manual reaction times）都测量的是刺激到反应之间的时间差。

3 研究结果

结果一如他们所期望的：在SRTs数据中，目标位置发生重复时，被试转移视线的时间就会延长，这是典型的返回抑制现象。在呈现小的目标时，被试转移视线的速度会加快，因为他们无法直接分辨小目标的特征，这也反映了人们对视觉环境的探索过程。并且，无论在大或小的刺激中，目标位置的重复都会导致更慢的反应。但是有一点，那就是当目标位置重复时，目标特征发生改变时，眼动变慢。这一点是研究人员没有预料到的。

MRTs数据中，目标特征与之前一致时，反应变快；对大的目标反应更快，因为我们在移动眼睛之前就可以进行加工；当刺激位置和特征同时改变或重复时，反应都会变快。这些结果就是标准的整合效应。

虽然数据结果大致符合研究者的预期，但是存在目标特征对其的微弱影响，这就迫使他们去重复他们的结果。在重复的基础上，他们还想知道，是否其他突出的刺激属性也会有这样的结果，所以他们加入了一个新的变量——刺激的颜色，但被试并不需要对颜色进行判断。实验2的其他部分与之前一致。

结果发现，在SRTs中，目标位置和目标大小的影响与实验1一致，是稳定的。但是当目标特征不变时，目标位置不变导致了更慢的反应，这与实验1的结果相反，研究人员认为这是正确率/反应时权衡的结果，并不可靠。颜色对其没有影响。在MRTs中，目标特征、目标颜色不变时，反应更快。当目标特征、位置、颜色三个属性都发生改变或重复时，反应时是最短的。这些都是标准的整合效应，说明被试确实可以通过调用和新建“事件文件”来促进反应。

总的来说，实验发现，即使是在特征识别任务中也存在返回抑制，只不过它被整合效应完全覆盖了，也说明了行为反应包含了对目标的判断，而眼动只负责捕捉目标，它们二者是各自独立工作的。尽管返回抑制确实可以“抑制”我们重新关注之前的区域，但是一旦当我们把注意重新聚焦到之前的目标上，从中提取信息就会变得容易。在同种条件下，眼动的反应变慢，行为的反应变快。

感悟：这是一篇基础类型的研究，实验设计十分简单，但是整体来看，研究小而巧。研究者将多年以来的一个争论不断的问题通过精准地操纵和控制变量在一个实验中解决。在数据分析方面，也没有使用所谓复杂的高级统计，仅仅通过对SRT和MRT进行方差分析就得到了效应量很高的结果。在我们以后进行研究的过程中，应该学习这种用尽可能简单的方法来解决更大的问题，而不是用各种复杂的手段来解决一个小的问题，不能本末倒置。事实上，所谓的技术永远是为问题服务，而这些技术都是建立在理论和行为结果基础之上的，如果一个实验设计足够精巧，即使没有通过复杂的技术，也能够得出漂亮的结论。

参考文献

Hilchey, M. D. ,Rajsic, J. , Huffman, G. , Klein, R. M. , & Pratt, J. (2018). Dissociating orienting biases from integration effects with eye movements. Psychological Science, 29(3):328-339