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Current Biology眼动研究: 经验驱动型注意力的分离成分

我们的注意力常受当下任务目标(目标导向的注意力),刺激的突显特征(刺激驱动的注意力)以及选择经验(selection history)的影响。选择经验包括奖赏性学习,厌恶强化,重复朝向行为等。与目标导向,刺激驱动的注意力类型相比,选择经验经常被视为一个整体。研究人员发现选择经验可导致不同朝向行为,表明选择经验基于两种不同学习加工类型对注意力产生影响。在该研究当中,被试需要完成反眼跳任务,即在成功将注视点转移到可能呈现不同颜色的目标的对侧方向时获得奖赏。结果发现这一训练会促使被试偏向于将注意力放到训练当中被要求位置的对侧方向上去,表明关联学习增强了个体对奖赏线索的关注。另一方面,要求被试不断将视线远离目标会导致被试偏向于重复这一行为,即使是在与当下任务目标产生冲突时,结果仍然如此。该研究挑战了既往观点:选择经验反映了学习依赖优先的共同机制,与此相反,学习经验通过不同途径影响朝向行为。该研究同样直接证明了基于价值的注意力具有趋近的特点,即具有视觉突显性,而这可能会限制注意偏向校正技术的效果。该研究发表在Current Biology杂志。

方法

被试及设备

30名被试参与到实验1,其中男性14名,平均年龄为21.618-26岁)。此外,另有30名被试参与到实验2,其中男性15名,平均年龄为23.618-33岁)。所有被试视力或矫正视力正常。采用Eye Link1000-plus记录眼动数据。实验在一间光线偏暗的房间里进行,被试距离显示器的距离为70cm,通过支撑架使头部位置保持固定。

实验1的训练阶段

如图1所示,每个试次包括一个“+”注视点,一个刺激以及一个奖赏反馈。+”注视点在被持续注视超过500ms后,会自动消失,而这标志着一个试次的正式开始。刺激为一个彩色的正方形图案,最长可持续呈现800ms,但在这过程中若探测到被试以超过8.2度的速度将视线转向左侧或右侧时,图案则提前消失。奖赏反馈呈现1500ms,显示被试在当下试次中所获得的金钱数额,以及获得的累计金钱数额。若被试以超过8.2度的速度将视线转向正方形图案时,在反馈界面则显示“错误”。若未探测到被试以超过8.2度的速度将视线转向左侧或右侧时,则在反馈界面上显示“太慢了”。在刺激和反馈之间插入持续时间为1000ms的空白屏。相邻两个试次间隔1000ms

被试被要求以最快的速度将视线转向彩色正方形所在位置的对侧方向,并且被告知对于一些正确的反应还可以得到一些奖赏。在一个block中,两种颜色会在trial中以相同的频率呈现,并且在左右侧的呈现频率也相同。所有试次的呈现次序随机打乱。当目标以红色显示时,成功将视线转移到目标对侧方向可获得15c的奖赏(高奖赏颜色)。然而当目标的为绿色时,成功将视线转移到目标对侧方向则不会得到任何奖赏(无奖赏颜色)。实验过程中不会将这些奖赏规则明确告知被试。

实验2的训练阶段

如图1所示,训练阶段和实验1基本相同,但不同之处在于没有金钱奖赏,并且刺激的一种颜色比另一种呈现频率明显要高。高频目标颜色在一个run90%的试次中呈现,而低频目标颜色则只在余下10%的试次中呈现。正确的反应不会得到任何反馈,错误的情况则会在反馈界面中显示“错误”,反应太慢的情况则会在反馈界面中显示“太慢”。被试在第一天完成7run80个试次,在第2-4天,每天完成8run。在第5天先完成2run的训练,然后进入测试阶段。

实验12的测试阶段

如图1所示,在测试阶段,刺激包括一个正方形和一个圆,分别位于“+”注视点两侧,且两个图形距离“+”注视点的距离相等。这些图案的大小和间隔与训练阶段保持一致。被试被要求注视圆形图案,且不用关注其颜色是什么。这些形状包括红,绿和蓝色,且同一种颜色不会在同一个界面中同时呈现。并且每种颜色在一个run中作为目标和分心刺激的频率相等。所有配对颜色所出现的位置都进行了平衡处理。所有试次的呈现次序随机打乱。如果在1000ms内,若被试以超过8.2度的速度将视线转向圆形图案时,则记为反应正确。如果探测到被试在1000ms内以超过8.2度的速度将视线转向正方形(分心刺激)时,则记为错误,且不给予任何奖赏。如果未探测到被试在1000ms内将视线转向目标时,则给予“错过”的反馈。每个试次结束时会有一个1000ms的空屏。被试共完成3run96个刺激。

1 每个实验阶段的时间进程和事件

结果

对于实验1,在训练阶段,随着任务的不断进行,在需要将注意力转移到高价值目标对侧方向时,被试的速度显著变快,准确率也显著提升,如图2所示。

2 在实验12的训练阶段,不同条件下的反应时和错误率

在紧随着训练阶段的测试阶段中,相比目标是以之前代表非高价值目标颜色的条件,当目标以之前代表高价值的颜色进行呈现时,被试的速度会显著更快,准确率得到边缘水平上的提升,如图34所示。

3 在实验12的测试阶段中,对目标和分心刺激颜色的选择经验对反应时和错误率的影响

4 在实验12的测试阶段中,所有不同颜色配对条件的反应时和错误率

对于实验2,在训练阶段,随着练习天数的不断增加,无论是对于以高频还是低频呈现的刺激,在需要将视线转移到目标对侧方向时,被试的速度显著变快,准确率也显著提升,如图2所示。

在第5天的测试阶段中,相比目标的颜色之前从未出现过的条件,当目标以之前代表高频率颜色进行呈现时,被试的速度会有变慢的趋势,且错误率会显著增加;然而,相比分心刺激的颜色之前从未出现过的条件,分析刺激以之前代表高频率颜色进行呈现时,被试的速度会显著变慢,且错误率会显著增加,如图34所示。

小结

驱动型注意的不同成分及相应功能进行区分有利于从新的视角审视注意偏向与临床疾病的关系。例如,在该研究中发现的关联学习成分反映了一种视觉吸引,其具有趋近的特点。这可能反映了奖赏刺激具有突显性特征,以及在成瘾加工中扮演重要作用。该研究也从新的视角解释了为什么注意偏向矫正技术(即当被试成功不看某一刺激时便给予相应奖赏)效果比较有限。不过对于学习机制中所呈现出的分离现象具体仍有待探索,一种可能的原因是奖赏关联学习使个体将注意力集中到了奖赏相关线索,但非奖赏的选择经验只是影响到了眼动控制系统,使被试形成了习惯性的朝向反应。

一句话总结:若想让人不再关注某些东西,不要天真地认为只要在每次ta没有去注意这些东西时给ta个奖励,搞个强化,对方后面就会真的不care了。Naive!因为这顶多算暂时“压抑”了而已,到时这些东西再度出现,那双小眼睛发的光甚至比之前更亮!该研究实验设计简单,但角度十分新颖,希望我们的解读能够给广大做眼动研究的朋友们带来启发。

原文:

Dissociable Components of Experience-Driven Attention

H Kim, BA Anderson - Current Biology, 2019 - Elsevier

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