视觉空间注意研究中的N2pc成分述评

N2pc与空间选择性注意密切相关,反映了一种对当前任务相关刺激的注意分配过程。N2pc自我特性的研究主要涉及理论解释、测量方法、源定位以及影响因素等方面,而其实验范式主要有视觉搜索和视觉短时记忆搜索两种范式。以N2pc为指标的研究主要分为与视觉空间注意相关的基础性研究和应用性扩展研究。今后N2pc的研究应该在不断深入细化自身特性研究、做好基础性研究的同时,更多的向应用性扩展研究拓展。

基于N2pc成分的视觉空间注意功能老化机制

视觉空间注意是人的一种基本认知功能,对老年人的生活有重要影响。N2pc作为一种与注意选择相关的ERP成分,可以反映注意资源在空间上的分配,是研究视觉空间注意的一个良好指标。本文对此前基于N2pc成分的注意功能老化研究进行了综述。前人研究主要采用视觉搜索范式与空间线索范式。采用视觉搜索范式的研究发现,当目标周围有干扰子时,目标诱发的N2pc在老年人中振幅减小,潜伏期延迟,同时在行为上老年人与年轻人相比,正确率更低,反应时更长;当目标周围无干扰子时,目标诱发的N2pc振幅老年人与年轻人相当或比年轻人更大,老年人的正确率与年轻人无显著差异。采用空间线索范式的研究发现,与目标无相同特征的线索奇异子(singleton cue)不会诱发N2pc,与目标有相同特征的线索奇异子诱发的N2pc未表现出年龄差异,差异体现在一种反映抑制的ERP成分—Pd上(年轻人有Pd而老年人没有),此时老年人在行为上表现出比年轻人更强的空间线索效应。这些研究共同说明,视觉空间注意功能的老化是一个复杂的过程,涉及到搜索目标时注意分配速度的减慢,对干扰子抑制能力的下降以及基于特征的注意捕获能力的良好保持。

社交焦虑者对面孔表情存在持续性注意偏向:来自N2pc的证据

目的:探讨社交焦虑者在Early-N2pc(180ms—250ms)、Late-N2pc(250ms—300ms)和SPCN(350ms—500ms)三个阶段对面孔表情加工的注意偏向。方法:采用3(表情:愤怒、恐惧、快乐)^(*)3(成分:Early-N2pc、Late-N2pc、SPCN)^(*)2(组别:社交焦虑组、健康组)的实验设计,测量被试的N2pc幅值。结果:(1)社交焦虑组和健康组均在Late-N2pc阶段达到幅值峰值,但是社交焦虑组的幅值峰值持续至SPCN阶段,而健康组的幅值峰值在SPCN阶段显著下降,这种N2pc在晚期阶段的时间进程变化特点不受表情类型影响。(2)在较早阶段(Early-N2pc),仅恐惧表情诱发个体产生了较大的N2pc幅值,表明人脑对威胁性信息的快速加工可能具有表情特异性。结论:社交焦虑个体可能通过调节对环境刺激加工后期阶段的注意资源分配来影响注意加工过程。

暴力犯罪者对负性情绪信息注意偏向的ERP研究

采用2(组别:暴力组和非暴力组)×3(目标刺激类型:中性面孔、愤怒面孔和高兴面孔)的混合实验设计,探讨了暴力犯罪者对负性情绪刺激的注意偏向特点。行为数据显示,相比非暴力组,暴力组对愤怒面孔的反应要显著快于高兴面孔,初步验证了暴力犯罪者对负性情绪信息的敏感性。采用jackknife对潜伏期数据分析表明,暴力组对愤怒面孔的N2pc潜伏期要显著早于高兴面孔,而非暴力组对愤怒面孔和高兴面孔的N2pc潜伏期差异不显著,说明暴力犯罪者对愤怒面孔的警觉早于高兴面孔,进一步说明暴力犯对负性情绪信息更为敏感。但波幅分析表明暴力犯对愤怒面孔的N2pc波幅并没有大于高兴面孔的N2pc波幅,即暴力犯对负性情绪信息只存在早期的警觉,之后并没有对负性情绪信息投入更多的注意资源。

自尊对情绪面孔注意偏向的影响

研究表明低自尊个体对负性信息表现出高度的警觉和关注,而高自尊个体相对来说注意积极地方面,但并未表现明显偏向。为了精确记录注意选择神经加工时间进程,进一步从电生理学角度对低自尊个体的负性注意偏向进行探讨,本研究运用事件相关电位(ERP)技术对不同自尊个体在点-探测任务过程中的注意偏向进行研究。实验一以129名在校大学生作为被试,以大学生面孔情绪图片(高兴、悲伤和中性)作为实验材料,结果发现,高低自尊个体之间没有出现注意偏向的差异。实验二以实验一筛选出的30名高低自尊个体作为被试,选择了更具负性情绪唤醒的愤怒图片作为实验材料(高兴、愤怒和中性),行为数据结果发现,两组被试都没有出现注意偏向,相反,无论是在高兴面孔条件下还是在愤怒面孔条件下,低自尊个体的反应时都快于高自尊个体;电生理学数据结果发现,在低自尊个体中,在两种情绪面孔条件下,有效线索的P1峰值显著高于无效线索,而无效线索的N2pc峰值显著高于有效线索。电生理学数据表明,无论是负性的还是正性的情绪性的信息都能引起低自尊个体的更多注意,表明低自尊个体更容易受到情绪性信息的影响。

基于记忆的注意捕获和注意抑制效应:ERP证据

采用工作记忆与视觉搜索双任务范式,通过操作匹配试次出现概率来诱发不同水平的认知控制动机,考察了基于记忆的注意引导过程的时程特点。结果:记忆匹配刺激首先诱发了N2pc成分,随后诱发了与抑制过程相关的差异正波。并且,认知控制动机水平越高,N2pc波幅越小、潜伏期越短;抑制性差异正波波幅越大。结论:基于记忆的注意引导过程包括早期的注意捕获和后期的注意抑制两个阶段;其效应量和时程受到认知控制动机水平的调节。

视觉工作记忆中非语义编码信息对注意捕获的影响:来自ERPs的证据

为了探讨视觉工作记忆中非语义编码信息对注意捕获的调节以及这种调节作用发生的阶段,本研究采用视觉搜索范式,以二维抽象对称图形为材料,被试为17名大学生,利用事件相关电位技术,研究不同视觉工作记忆内容影响注意捕获的电生理机制。结果发现:(1)无效信息条件(同侧,对侧)下的反应时显著长于中性条件;(2)同侧无效信息条件下的N2pc波幅显著增大,两侧无效信息条件下的P300波幅大于中性条件。结果表明,在注意加工的中期阶段,与视觉工作记忆中非语义编码项目特征相同的干扰刺激在视觉搜索过程中获得了注意资源竞争优势,干扰个体对靶刺激的注意捕获,且该效应持续至注意的晚期加工阶段。

急性应激损害对威胁刺激的注意解除

急性应激会增强个体对威胁刺激的注意偏向,但急性应激是增强了对威胁刺激的注意定向还是损害了对威胁刺激的注意解除还不清楚。本研究采用社会评估冷压任务和点探测任务,结合事件相关电位技术,考察急性应激对威胁刺激注意偏向影响的认知机制。在进行社会评估冷压任务后,应激组个体的状态焦虑和皮质醇浓度显著升高。在注意偏向中,应激组对威胁刺激的注意解除比控制组更慢,应激组和控制组在对威胁刺激的注意定向上无显著差异。ERP结果上,威胁刺激诱发应激组比控制组产生了更负的SPCN,在N2pc上没有显著差异。应激组和控制组皮质醇增量的差异和N2pc、SPCN的组间差异均有显著正相关。这些结果说明,急性应激增强对威胁刺激的注意偏向是因为其损害个体对威胁刺激的注意解除,这可能是因为急性应激损害了与注意解除相关的额-顶网络的功能所致。

面孔识别中的异族效应及事件相关电位特征

目的:探究同族面孔与异族面孔的识别差异。方法:招募12例维吾尔族和12例汉族在校大学生,采用视觉搜索范式和事件相关电位采集技术,将猴子面孔作为干扰刺激图片(每一试次中干扰刺激图片的数量为3或5),维吾尔族、汉族面孔作为目标刺激图片(每一试次中只有1个目标刺激图片)。对被试在图片数量(4或6)和图片类型(同族或异族)实验条件下的行为反应时、N170及代表注意资源分配量的N2pc波幅进行重复测量方差分析。结果:行为反应时结果显示图片数量和图片类型交互作用有统计学意义(F=8.78,P<0.001),干扰刺激数量的增加延长了异族面孔的识别时间,而同族面孔的识别时间不变;N2pc成分图片类型主效应有统计学意义(F=8.28,P<0.001),同族面孔识别前所诱发的N2pc波幅更大;图片数量和图片类型交互作用有统计学意义(F=8.53,P<0.05),异族面孔识别前的N2pc波幅随干扰刺激数量的增加而增大。结论:本研究提示,与异族面孔相比同族面孔的识别不受干扰刺激数量变化的影响,且个体对同族面孔分配了更多注意资源。

本民族面孔吸引注意:来自ERPs的证据

目的探讨异族面孔还是本民族面孔的种族信息更吸引注意的证据及其机制。方法采用返回抑制试验范式(inhibition of return,IOR),以反映视觉空间注意分配的N2pc为指标,记录和分析20名中国青年被试观看正立和倒立位本民族(中国人)和异族(白人)面孔诱发的事件相关电位(event-related potentials,ERPs)。结果和白人面孔相比,本民族面孔诱发出更为显著的ERPs中的N2pc成分,而这种现象在面孔翻转的时候缺如。结论至少对中国人而言,本民族面孔吸引注意,其机制是基于高水平的整体加工。

高水平花样跳绳运动员工作记忆加工与存储特点——基于行为与ERP的研究

目的探讨高水平花样跳绳运动员工作记忆加工与存储的行为及神经特点。方法选取14名高水平花样跳绳运动员(专家组)和14名普通体育生(新手组),采用变化觉察任务和事件相关电位技术考察两组在2个目标(2T)、2个目标+2个干扰物(2T2D)和4个目标(4T)任务下的行为和脑电指标。结果1)在2T与2T2D任务中,专家组K差值显著小于新手组;在4T任务中,专家K值显著高于新手;2)在2T2D任务下,专家比新手诱发较小的N2pc和CDA波幅;在4T任务下,专家比新手诱发更大的CDA波幅。结论在工作记忆加工阶段,专家表现出更高的注意控制并把注意资源分配在目标项目,而新手容易将注意关注在干扰物上导致记忆容量的下降。在工作记忆存储阶段,专家较新手能够维持存储更多的项目信息,表现出更高的工作记忆容量。这种优势的可能机制与专家顶内沟所诱发的脑神经活动有关。