吳彥文 游旭群 李海霞

(1天水師范學(xué)院心理系, 天水 741001) (2陜西師范大學(xué)心理學(xué)院, 西安 710062)

1 引言

雙任務(wù)操作是指被試同時(shí)或繼時(shí)操作兩種快速的反應(yīng)時(shí)任務(wù), 當(dāng)這兩個(gè)任務(wù)呈現(xiàn)的起點(diǎn)時(shí)間間隔不同步(Stimulus onset asynchrony, 簡(jiǎn)稱SOA)時(shí),通常發(fā)現(xiàn)隨著SOA的縮短, 任務(wù)1 (簡(jiǎn)稱T1)和任務(wù)2 (簡(jiǎn)稱T2)在加工時(shí)間上有較高重疊時(shí), T2的反應(yīng)時(shí)(簡(jiǎn)稱RT2)會(huì)顯著延遲(Pashler, 1994a, 1994b)。SOA縮短導(dǎo)致 RT2延遲的現(xiàn)象即心理不應(yīng)期(Psychological refractory period, 簡(jiǎn)稱 PRP)效應(yīng)(Pashler, 1994b; Pashler, Harris, & Nuechterlein,2008)。

1931年Telford首次運(yùn)用PRP范式揭示了雙任務(wù)的干擾現(xiàn)象。他發(fā)現(xiàn)在較長(zhǎng)的SOA條件下, 被試有足夠的時(shí)間首先完成對(duì) T1的反應(yīng)選擇(response selection)后再進(jìn)行T2的反應(yīng)選擇時(shí), 對(duì)T2的反應(yīng)并不受T1加工的干擾。若SOA較短, 當(dāng)T1正在進(jìn)行反應(yīng)選擇加工時(shí) T2 也隨即出現(xiàn), 由于 T1暫時(shí)占據(jù)了單通道瓶頸加工器(single-channel bottleneck processor), T2的反應(yīng)選擇必須等待T1完成其反應(yīng)選擇加工后才能進(jìn)入容量有限的瓶頸加工器。SOA越短, T2到達(dá)的越快, T1和T2的重疊程度越高, T2等待 T1完成瓶頸加工的時(shí)間越長(zhǎng),任何延長(zhǎng)T1加工的因素就越容易延長(zhǎng)RT2。

在總結(jié)前人研究的基礎(chǔ)上, Pashler提出了反應(yīng)選擇瓶頸(response-selection bottleneck, 簡(jiǎn)稱RSB)模型。該模型認(rèn)為, 任何一個(gè)任務(wù)的加工過程由 3個(gè)獨(dú)立的階段組成(如圖 1所示)：瓶頸前階段(A),主要負(fù)責(zé)刺激識(shí)別和特征提取; 瓶頸階段(B, 中樞加工器), 主要負(fù)責(zé)反應(yīng)選擇; 瓶頸后階段(C), 主要負(fù)責(zé)反應(yīng)執(zhí)行和動(dòng)作調(diào)整。A和C兩個(gè)階段允許多個(gè)刺激同時(shí)輸入, 也能和另一任務(wù)的瓶頸階段并行進(jìn)行加工。但中樞加工器一次只能加工一個(gè)任務(wù),當(dāng)T1正在進(jìn)行中樞加工時(shí), T2的反應(yīng)選擇必須等待T1釋放中樞瓶頸后才能進(jìn)入中樞加工器, PRP效應(yīng)是由于 T1的反應(yīng)選擇導(dǎo)致 T2受到中樞瓶頸(central bottleneck)限制機(jī)制的制約(Pashler, 1994a,1994b)。

根據(jù)其理論基礎(chǔ), RSB模型對(duì)RT1(T1的反應(yīng)時(shí))和 RT2作出了預(yù)測(cè)：在 RT1上, 無論 SOA和T2難度如何變化, RT1始終不受SOA長(zhǎng)短和T2難度變化的影響(Case A和Case B)。但RT2和RT1顯著不同, 在長(zhǎng)SOA條件下(Case A), 無論是較簡(jiǎn)單的T2還是較難的T2, 如果T1已經(jīng)完成了反應(yīng)選擇加工后再進(jìn)行T2的反應(yīng)選擇加工, 那么T2的反應(yīng)選擇不會(huì)因 T1占據(jù)中樞瓶頸而延遲, 因此RT2值為A、B和C三個(gè)獨(dú)立階段加工時(shí)間的總和。但在短SOA條件下(Case B), 當(dāng)T1占據(jù)中樞瓶頸時(shí), T2的反應(yīng)選擇必須等待T1完成瓶頸加工, 中樞瓶頸被釋放后才可進(jìn)行。SOA越短, T2等待T1完成瓶頸加工的時(shí)間越長(zhǎng)。RT2值為等待瓶頸的“認(rèn)知延遲(PRP效應(yīng))”時(shí)間和T2加工過程之和。同樣, T2的難度也不影響RT2值的大小, 因?yàn)閺?fù)雜的、難度大的 T2可以充分利用等待瓶頸釋放的時(shí)間來完成其知覺加工(瓶頸測(cè)試原理 3,Pashler, 1994a), 因此較難和較簡(jiǎn)單條件下的RT2基本相等。

圖1 RSB模型的加工過程示意圖

Tombu和Jolicoeur (2003)在總結(jié)了Pashler的RSB模型的基礎(chǔ)上, 再綜合 Kahneman (1973, 見Meyer & Kieras, 1997)一般能量共享模型(general capacity sharing model)以及 Navon和 Miller (2002)多資源模型(multiple types of resources model)加工思想的基礎(chǔ)上提出了中樞資源共享模型(central capacity sharing model, 簡(jiǎn)稱CCS模型, 如圖2所示), 該模型同樣認(rèn)為一個(gè)任務(wù)的加工過程有刺激識(shí)別、反應(yīng)選擇和反應(yīng)執(zhí)行三個(gè)階段。但和 RSB模型不同, 該模型認(rèn)為中樞加工器是一個(gè)并行加工器, 兩個(gè)任務(wù)的反應(yīng)選擇可以并行進(jìn)行, 但有限的注意資源必須按照任務(wù)的需求在兩個(gè)任務(wù)間進(jìn)行共享(sharing)。當(dāng)有限的注意資源被兩個(gè)或多個(gè)任務(wù)共享時(shí), 兩個(gè)或多個(gè)任務(wù)的加工速度都會(huì)減慢。

圖2 CCS模型加工過程示意圖

在其模型的基礎(chǔ)上, Tombu和Jolicoeur (2003)列舉了6種T1和T2在反應(yīng)選擇階段可能重疊或不重疊的特例。但圖2中的Case C和D兩種特例基本上概括了絕大多數(shù)PRP效應(yīng)的加工過程。

在長(zhǎng)SOA條件下(Case C), T1反應(yīng)選擇加工的開始和結(jié)束均先于T2的反應(yīng)選擇加工, T1和T2的加工過程等同于 RSB模型對(duì)雙任務(wù)加工的預(yù)測(cè)。但在短SOA條件下(Case D), 只要T1和T2的反應(yīng)選擇發(fā)生重疊, 中樞瓶頸會(huì)自動(dòng)根據(jù)任務(wù)需求把注意資源按一定的比例分配到兩個(gè)任務(wù)中去, 若 T2的反應(yīng)選擇占據(jù)了部分注意資源, 那么可供 T1進(jìn)行反應(yīng)選擇的注意資源量會(huì)相應(yīng)減少, 將導(dǎo)致 T1的反應(yīng)選擇過程延長(zhǎng), RT1隨即延長(zhǎng)。在相同的SOA條件下, T2知覺加工時(shí)間越長(zhǎng)將推遲T2和T1反應(yīng)選擇重疊的時(shí)間, T1將有充裕的注意資源進(jìn)行其反應(yīng)選擇, 從而縮短RT1, 但延長(zhǎng)T1的其他任何加工階段將會(huì)延長(zhǎng)RT1。

從兩個(gè)模型的理論基礎(chǔ)來看, 爭(zhēng)論主要集中在以下兩個(gè)方面：(1) 中樞反應(yīng)選擇階段能否同時(shí)處理多個(gè)刺激; (2) RT1是否受SOA長(zhǎng)短以及T2難度與復(fù)雜度變化的影響。目前兩個(gè)模型都得到了大量實(shí)驗(yàn)證據(jù)的支持, Pashler等人所作的一系列研究均發(fā)現(xiàn) RT1獨(dú)立于 SOA和 T2難度變化(Pashler &Johnston, 1989; Pashler, 1994b; Pashler et al., 2008),因而結(jié)論支持 T1和 T2的反應(yīng)選擇為系列加工方式。近年來有更多的研究發(fā)現(xiàn)RT1顯著隨SOA長(zhǎng)短和不同難度T2的變化而變化(Tombu & Jolicoeur,2002, 2003, 2005; Lehle & Hübner, 2009; Miller,Ulrich, & Rolke, 2009; Pannebakker et al., 2011; Piai& Roelofs, 2013; Lien, Croswaite, & Ruthruff, 2011;吳彥文, 游旭群, 2007)。Watter和Logan (2006)指出, RT1受SOA和不同難度T2的影響表明T1在進(jìn)行中樞反應(yīng)選擇加工時(shí) T2也進(jìn)入了中樞加工器,T1和T2的反應(yīng)選擇并行得到了有效的加工。

到目前為止, 在絕大多數(shù) PRP效應(yīng)的研究中,對(duì) T2主要采用較簡(jiǎn)單的刺激分類任務(wù) (如箭頭朝上還是朝下, 圖形的顏色是綠色還是紅色等), 但對(duì)于較復(fù)雜的需要進(jìn)行語義加工的T2材料還尚未涉及。另外由于RSB模型關(guān)于RT1不受 SOA和T2難度影響這一預(yù)測(cè)的強(qiáng)影響力, 以往絕大多數(shù)研究者常把關(guān)注點(diǎn)放在T1對(duì)T2各階段加工的影響上(Pashler & Johnston, 1989; Pashler, 1994b; Pashler et al., 2008), 近年來一些研究報(bào)告開始考察SOA和 T2難度是否同樣對(duì) T1各加工階段產(chǎn)生影響(Tombu & Jolicoeur, 2002, 2003, 2005; Miller et al.,2009; Pannebakker et al., 2011; Piai & Roelofs,2013; Lien et al., 2011; T?llner, Strobach, Schubert,& Müller, 2012), 但鮮有研究關(guān)注T1和T2的相互影響。

針對(duì)瓶頸的位置也存在較多的爭(zhēng)議, 目前大量的證據(jù)顯示PRP效應(yīng)產(chǎn)生于反應(yīng)選擇階段, 瓶頸的調(diào)節(jié)機(jī)制源于中樞神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)性限制(如 RSB模型), 導(dǎo)致兩個(gè)任務(wù)在反應(yīng)選擇水平上必須選擇系列加工方式(Pashler & Johnston, 1989)。即使是認(rèn)為在反應(yīng)選擇階段能實(shí)現(xiàn)注意資源最優(yōu)共享的CCS模型也認(rèn)為干擾產(chǎn)生于兩個(gè)任務(wù)的反應(yīng)選擇階段。也有少量的研究顯示瓶頸可能發(fā)生于兩個(gè)任務(wù)的動(dòng)作執(zhí)行階段, 如De Jong (1993)提出的雙瓶頸模型(dual-bottleneck model)認(rèn)為, 中樞瓶頸(central bottleneck)阻止兩個(gè)任務(wù)的中樞加工平行進(jìn)行, 反應(yīng)觸發(fā)(response initiation)瓶頸阻止兩個(gè)反應(yīng)被相繼觸發(fā)。De Jong (1993)認(rèn)為RT2延遲是由于執(zhí)行 T1的反應(yīng)動(dòng)作導(dǎo)致 T2的反應(yīng)觸發(fā)被延遲。對(duì)于反應(yīng)觸發(fā)瓶頸的驗(yàn)證, T?llner等人 (2012)運(yùn)用單側(cè)化準(zhǔn)備電位(Lateralized readiness potential)發(fā)現(xiàn), 當(dāng) T1產(chǎn)生動(dòng)作執(zhí)行需求時(shí), T2的反應(yīng)選擇和動(dòng)作執(zhí)行被顯著延遲。Ulrich等人(2006)發(fā)現(xiàn), 當(dāng)T1開始其反應(yīng)執(zhí)行動(dòng)作時(shí), RT2同樣被顯著延遲,以上兩項(xiàng)研究都認(rèn)為動(dòng)作執(zhí)行系統(tǒng)也屬于心理不應(yīng)(refractoriness)的一部分。目前對(duì) PRP效應(yīng)的研究成果難以有效整合起來。

為了進(jìn)一步拓展 PRP效應(yīng)受瓶頸機(jī)制限制的范圍, 本研究依然采用標(biāo)準(zhǔn)的PRP范式, 但和傳統(tǒng)PRP方法不同的是, 本研究融合Stroop任務(wù)來探討PRP范式下當(dāng)T1 (高低音辨別)處于中樞加工時(shí), T1和 T2 (Stroop任務(wù))的中樞反應(yīng)選擇能否被同時(shí)執(zhí)行。采用 Stroop任務(wù)主要基于以下兩點(diǎn)考慮：(1)Stroop任務(wù)一直被作為測(cè)量注意資源分配的“金標(biāo)準(zhǔn)” (gold standard, 見Roelofs, 2010)。當(dāng)前Stroop任務(wù)的研究結(jié)果表明, 當(dāng)顏色字的字色與字義兩個(gè)維度沖突時(shí), 對(duì)顏色字的顏色命名被顯著延遲(Brown, Gore, & Carr, 2002; Appelbaum, Boehler,Won, Davis, & Woldorff, 2012), 以Stroop任務(wù)為材料除了能進(jìn)一步拓展 PRP效應(yīng)受瓶頸機(jī)制限制的已知范圍外, 還能更好地揭示雙任務(wù)加工中注意力資源分配的特征。(2) 在PRP范式中, 常常采用具有難度級(jí)差的T2, 以考察T2的難度效應(yīng)是否對(duì)T1產(chǎn)生相應(yīng)的影響。Stroop任務(wù)的特定屬性表明它在控制任務(wù)難度上有獨(dú)特的效果。大量的Stroop效應(yīng)研究表明, 無論采用何種實(shí)驗(yàn)形式, 當(dāng)字色與字義兩個(gè)維度沖突時(shí)相比兩個(gè)維度一致時(shí)被試表現(xiàn)出非常穩(wěn)定的認(rèn)知沖突, 用Stroop任務(wù)來控制T2的難度級(jí)差具有更好的穩(wěn)定性。

2 實(shí)驗(yàn)一 注意力資源強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)與雙任務(wù)干擾

已有研究表明, 漢字的形、音、義具有無意識(shí)自動(dòng)激活的特征(張積家, 陸愛桃, 2010)。按照CCS模型的假設(shè), 當(dāng)SOA較短時(shí), 兩個(gè)任務(wù)的中樞反應(yīng)選擇會(huì)快速重疊, T2和T1將會(huì)對(duì)有限的注意資源進(jìn)行激烈的競(jìng)爭(zhēng), 只要 T2獲得少量的注意資源,RT1會(huì)被延遲, SOA越短, RT1應(yīng)該越長(zhǎng)。同樣, 在T2的 Stroop任務(wù)中, 字色和字義在沖突條件下對(duì)注意資源競(jìng)爭(zhēng)的激烈程度要遠(yuǎn)高于二者一致條件下對(duì)注意資源的競(jìng)爭(zhēng)。假如T1和T2可以共享有限的注意資源, 那么在沖突條件下T2將從T1上分享更多的注意資源, 因此, T2在字色和字義沖突條件下的RT1應(yīng)長(zhǎng)于一致條件下的RT1。但是按照RSB模型的假設(shè), 無論SOA和T2難度如何變化都不會(huì)對(duì) RT1產(chǎn)生顯著的影響。本研究一方面驗(yàn)證 RSB模型和 CCS模型的核心假設(shè), 另一方面為當(dāng)代認(rèn)知心理學(xué)研究中的并行加工和系列加工問題提供進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。

2.1 研究方法

2.1.1 被試

本科生49名, 男20名, 女29名。視力或矯正視力正常, 無色盲或色弱患者, 聽力正常, 沒有參加過類似的實(shí)驗(yàn)。

2.1.2 實(shí)驗(yàn)材料與儀器

本實(shí)驗(yàn)在聯(lián)想奔Ⅳ計(jì)算機(jī)上完成, 所有刺激均呈現(xiàn)在 17英寸純平顯示器中央, 顯示器分辨率為1024×768, 刷新頻率為75 Hz。聽覺材料為持續(xù)150 ms的低音和高音, 頻率分別為300 Hz和1000 Hz,位速1144 Kbps, 音頻采樣大小16位, 音頻采樣級(jí)別44 kHz, 立體聲。實(shí)驗(yàn)前要求被試認(rèn)真傾聽并能夠非常清晰地辨別出兩種聲音的差異才能參加實(shí)驗(yàn)。視覺刺激由 3個(gè)顏色字(紅、綠、藍(lán), 簡(jiǎn)稱“色字”)和 3種顏色(紅色、綠色、藍(lán)色, 簡(jiǎn)稱“字色”)相互組合構(gòu)成, 字符大小均為56×54像素。3種顏色的色調(diào)、飽和度和亮度分別為：紅色：0、240和120; 綠色：80、240和120; 藍(lán)色：160、240和120。字色與字義的條件匹配有：匹配一致共3種,紅字–紅色、綠字–綠色、藍(lán)字–藍(lán)色; 匹配沖突共6種, 如紅字用綠色或藍(lán)色書寫?？紤]到匹配一致和沖突條件下的平衡因素, 匹配一致在每種處理?xiàng)l件下重復(fù)呈現(xiàn)2次。為了消除高音和低音可能存在的差異, 所有刺激組合在高音和低音條件下出現(xiàn)的概率相同。因此, 每種實(shí)驗(yàn)處理?xiàng)l件下有12 (條件匹配) × 6 (SOA) × 2 (高音、低音) = 144 次刺激組合,重復(fù)呈現(xiàn)4次, 正式實(shí)驗(yàn)總次數(shù)為576次。所有色字均呈現(xiàn)在白色背景上。

2.1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

為了檢驗(yàn)T2對(duì)T1的影響, T1和T2均采用2條件匹配(字色與字義一致、沖突) × 6 SOA (50 ms、100 ms、200 ms、300 ms、500 ms、800 ms)被試內(nèi)設(shè)計(jì)。因變量為被試的反應(yīng)時(shí)和正確率。

2.1.4 實(shí)驗(yàn)程序

實(shí)驗(yàn)程序用E-prime 1.1軟件編制。每次實(shí)驗(yàn)開始時(shí)在屏幕中央呈現(xiàn)注視點(diǎn)“＋”500 ms, 接著出現(xiàn)500 ms的空屏, 空屏結(jié)束后出現(xiàn)聲音刺激, 呈現(xiàn)時(shí)間為 150 ms, 視覺刺激從聲音呈現(xiàn)后 50 ms、100 ms、200 ms、300 ms、500 ms或 800 ms出現(xiàn), 時(shí)間為200 ms, 視覺刺激消失后為2300 ms的空屏等待被試作出反應(yīng), 被試作出反應(yīng)后呈現(xiàn)1000 ms的空屏。對(duì) T1要求被試聽到低音用左手中指按“Z”鍵, 聽到高音用左手食指按“X”鍵。對(duì)T2要求被試忽略字義只對(duì)字色作出反應(yīng), 紅色用右手食指按右側(cè)小鍵盤“1”鍵, 綠色用右手中指按“2”鍵, 藍(lán)色用右手無名指按“3”鍵。告知被試兩個(gè)任務(wù)都非常重要, 對(duì)兩個(gè)任務(wù)都做快而準(zhǔn)確的反應(yīng), 但對(duì) T2作出反應(yīng)之前必須先完成對(duì)T1的反應(yīng)。當(dāng)聲音刺激或視覺刺激在2500 ms (視覺刺激控制時(shí)間為視覺呈現(xiàn) 200 ms＋空屏等待2300 ms)內(nèi)沒有作出反應(yīng)時(shí), 該次實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)時(shí)數(shù)據(jù)不被記錄, 算作一次錯(cuò)誤反應(yīng)。正式實(shí)驗(yàn)前被試先進(jìn)行50次實(shí)驗(yàn)練習(xí), 熟練掌握實(shí)驗(yàn)對(duì)左手和右手的按鍵反應(yīng)要求, 只有練習(xí)正確率達(dá)到90%以上才能進(jìn)入正式實(shí)驗(yàn)。正式實(shí)驗(yàn)每呈現(xiàn)50次刺激休息一次, 共休息11次, 休息時(shí)間由自己確定, 整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程約持續(xù)60 min。

2.2 結(jié)果

對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析前, 剔除4名T1或T2正確率低于80%或?qū)1沒有作反應(yīng)的被試, 剔除2.5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差以外的反應(yīng)時(shí)數(shù)據(jù)。由于T1和T2的平均正確率均在93%以上, 故對(duì)正確率不再做進(jìn)一步的處理和分析, 各處理?xiàng)l件下的 RT1和 RT2結(jié)果如表1和表2所示。

2.2.1 聲音任務(wù)

按照RSB模型, T1的難度和復(fù)雜度使其中樞和中樞前階段延長(zhǎng)1 ms, RT1和RT2將相應(yīng)延長(zhǎng)1 ms。那么本研究中的高音和低音這兩種不同的音調(diào)辨別任務(wù)在刺激難度上存在顯著的差異嗎？為了驗(yàn)證這種可能性, 事先對(duì)高音和低音條件下的數(shù)據(jù)進(jìn)行配對(duì)t檢驗(yàn), 結(jié)果發(fā)現(xiàn)二者的差異不顯著,

t

(44)= 1.51,

p

>0.05, 說明兩種不同的音調(diào)辨別任務(wù)在刺激難度上無顯著的差別, 假如RT1隨T2和SOA組合條件的變化而變化, 那么這個(gè)變化不是 T1本身的難度差異造成的, 原因只能來自于T2和SOA組合產(chǎn)生的難度和復(fù)雜度的變化。因此, 對(duì)RT1的數(shù)據(jù)同樣以條件匹配和SOA為組內(nèi)變量進(jìn)行2×6的重復(fù)測(cè)量多元方差分析。

表1 不同SOA條件下聲音任務(wù)的反應(yīng)時(shí)(ms)及標(biāo)準(zhǔn)差

表2 不同SOA條件下視覺任務(wù)的反應(yīng)時(shí)(ms)及標(biāo)準(zhǔn)差

對(duì)RT1的方差分析發(fā)現(xiàn), 條件匹配的主效應(yīng)顯著,

F

(1,44) = 8.67,

p

<0.01, 當(dāng)T2在字色和字義一致時(shí)RT1 (1007 ms)更快, 當(dāng)T2在字色和字義沖突時(shí)RT1 (1021 ms)顯著變慢; SOA的主效應(yīng)非常顯著,

F

(5,220) = 15.84,

p

<0.001, SOA在50 ms、100 ms、200 ms、300 ms、500 ms和 800 ms時(shí)的 RT1分別為 993 ms、981 ms、982 ms、999 ms、1036 ms和1093 ms。進(jìn)一步的配對(duì)比較發(fā)現(xiàn), SOA在50 ms、100 ms和200 ms三種條件下的RT1兩兩差異均不顯著(

p

>0.05), SOA在300 ms條件下的RT1除了和SOA在50 ms與100 ms條件下的差異不顯著外, 和其他三種 SOA條件下的 RT1兩兩差異均顯著(

p

<0.05), SOA在500 ms和800 ms兩種條件下的RT1與其他所有SOA條件下的RT1兩兩差異均顯著(

p

<0.01)?？傮w上出現(xiàn)隨著SOA的延長(zhǎng), RT1延長(zhǎng)的趨勢(shì)。條件匹配和 SOA的交互作用不顯著,

F

(5,220) = 0.50,

p

>0.05。

2.2.2 視覺任務(wù)

對(duì)RT2的方差分析發(fā)現(xiàn), 條件匹配的主效應(yīng)非常顯著,

F

(1,44) = 142.29,

p

<0.001, 一致條件下的RT2 (936 ms)顯著快于沖突條件下的 RT2 (1015 ms); SOA的主效應(yīng)非常顯著,

F

(5,220) = 289.09,

p

<0.001, 隨著SOA的縮短, RT2線性延長(zhǎng), SOA在50 ms、100 ms、200 ms、300 ms、500 ms和 800 ms條件下的RT2分別為1149 ms、1092 ms、1006 ms、946 ms、863 ms、780 ms。進(jìn)一步的配對(duì)比較發(fā)現(xiàn),兩兩差異均達(dá)到了非常顯著的水平(

p

<0.001)。條件匹配和 SOA的交互作用不顯著,

F

(5,220) = 1.07,

p

>0.05。

2.2.3 聲音任務(wù)和視覺任務(wù)的相互關(guān)系

為了進(jìn)一步檢驗(yàn)T1和T2的加工是否產(chǎn)生相互影響, 對(duì)RT1和RT2的數(shù)據(jù)作進(jìn)一步的處理和分析,圖3為各SOA條件下RT1和RT2的交互效應(yīng)圖。方差分析結(jié)果表明, RT1和RT2的交互作用非常顯著,

F

(5,220) = 320.66,

p

<0.001。進(jìn)一步的簡(jiǎn)單效應(yīng)分析發(fā)現(xiàn), SOA在200 ms條件下的RT1和RT2差異不顯著, 其余5種SOA條件下的RT1和RT2差異均達(dá)到了顯著或非常顯著的水平, 分別為：50 ms:

F

(1,44) = 60.77,

p

<0.001; 100 ms:

F

(1,44) = 27.87,

p

<0.001; 300 ms:

F

(1,44) = 6.81,

p

<0.05; 500 ms:

F

(1,44) = 44.17,

p

<0.001; 800 ms:

F

(1,44) = 65.39,

p

<0.001, 表明 T1和 T2之間產(chǎn)生了實(shí)質(zhì)性的相互影響。

圖3 實(shí)驗(yàn)一 T1和T2的交互效應(yīng)圖

2.3 討論

在RT2上出現(xiàn)隨著SOA的縮短RT2線性延長(zhǎng),PRP效應(yīng)非常顯著的現(xiàn)象, 說明 T1的反應(yīng)選擇對(duì)T2的加工產(chǎn)生了非常顯著的影響, 即使字色和字義一致條件下依然存在。條件匹配的主效應(yīng)顯著,出現(xiàn)一致條件下的 Stroop促進(jìn)效應(yīng)和沖突條件下的Stroop干擾效應(yīng), 說明字義被無意識(shí)激活后和當(dāng)前的顏色任務(wù)產(chǎn)生相互影響。在RT1上, 條件匹配和SOA的主效應(yīng)同樣顯著, 說明不同長(zhǎng)短的SOA和不同難度的T2對(duì)T1的加工產(chǎn)生了顯著的影響。T1和T2的交互作用非常顯著, 說明T1和T2的加工相互影響、相互制約, 該結(jié)果并不支持RSB模型的假設(shè)。但本研究卻發(fā)現(xiàn)RT1隨著SOA的延長(zhǎng)而延長(zhǎng), 隨著 SOA的縮短而縮短, 這一點(diǎn)用CCS模型也無法作出合理的解釋。

3 實(shí)驗(yàn)二 注意力資源弱競(jìng)爭(zhēng)與雙任務(wù)干擾

實(shí)驗(yàn)一結(jié)果證實(shí)在中樞階段T1和T2的反應(yīng)選擇能夠同時(shí)得到加工。目前解釋Stroop效應(yīng)的自動(dòng)化加工理論認(rèn)為, 字義屬于自動(dòng)化加工過程, 無需人的意識(shí)控制; 而字色屬于控制性加工過程, 需要人有意識(shí)地進(jìn)行控制, 字義的激活速度要比字色的激活速度快100 ms～200 ms (Roelofs, 2010), 字義的自動(dòng)激活除了在T2上產(chǎn)生了非常顯著的Stroop效應(yīng)外, 在T1上也存在當(dāng)T2的字色和字義一致時(shí)RT1更快, 當(dāng)T2的字色和字義沖突時(shí)RT1顯著變慢的類似Stroop效應(yīng), 說明當(dāng)T2的難度較大時(shí)T2確實(shí)從T1上分享了更多的注意資源, T2和T1對(duì)有限的注意資源展開了激烈的競(jìng)爭(zhēng)。若實(shí)驗(yàn)要求被試忽略字色, 那么對(duì)具有控制性加工特征的字色的激活將會(huì)大幅減弱, 這是否將有效避免字色和字義兩個(gè)維度對(duì)有限注意資源的競(jìng)爭(zhēng), 從而減弱 T2從 T1上搶奪有限的注意資源, 從而減弱或消除雙任務(wù)的相互干擾？基于以上假設(shè), 實(shí)驗(yàn)二重在考察被試在忽略字色, T2兩個(gè)維度對(duì)注意資源弱競(jìng)爭(zhēng)或無競(jìng)爭(zhēng)條件下, T1和T2的中樞反應(yīng)選擇能否同時(shí)得到加工以及 RT1是否不受 SOA和T2變化的影響。

3.1 研究方法

3.1.1 被試

本科生52名, 男19名, 女33名。視力或矯正視力正常, 無色盲或色弱患者, 聽力正常, 沒有參加過類似的實(shí)驗(yàn)。

3.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

T1和T2均采用2條件匹配(字色與字義一致、沖突) × 6 SOA (50 ms、100 ms、200 ms、300 ms、500 ms、800 ms)被試內(nèi)設(shè)計(jì)。因變量同實(shí)驗(yàn)一。

3.1.3 實(shí)驗(yàn)材料與儀器

同實(shí)驗(yàn)一。

3.1.4 實(shí)驗(yàn)程序

實(shí)驗(yàn)程序基本同實(shí)驗(yàn)一。不同之處在于：對(duì)T2要求被試忽略字色只對(duì)字義作出反應(yīng), 看到“紅”字用右手食指按右側(cè)小鍵盤“1”鍵, “綠”字用右手中指按“2”鍵, “藍(lán)”字用右手無名指按“3”鍵。

3.2 結(jié)果

對(duì)資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析之前, 剔除3名T1或T2正確率低于 80%的被試, 剔除 2.5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差以外的反應(yīng)時(shí)數(shù)據(jù)。由于T1和T2的平均正確率均在94%以上, 同樣對(duì)正確率不再做進(jìn)一步的處理和分析, 各處理?xiàng)l件下的RT1和RT2結(jié)果如表3和表4所示。

3.2.1 聲音任務(wù)

對(duì)高音和低音條件下的RT1數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn), 發(fā)現(xiàn)二者的差異不顯著,

t

(48) = 1.47,

p

>0.05。因此對(duì)RT1的數(shù)據(jù)以條件匹配和SOA為組內(nèi)變量進(jìn)行2×6的重復(fù)測(cè)量多元方差分析。對(duì)RT1的方差分析發(fā)現(xiàn), 條件匹配的主效應(yīng)顯著,

F

(1,48) = 8.77,

p

<0.01, 當(dāng)T2在字色和字義一致時(shí)RT1 (913 ms)更快, 當(dāng)T2在字色和字義沖突時(shí)的RT1 (925 ms)顯著變慢; SOA的主效應(yīng)非常顯著,

F

(5,240) = 14.50,

p

<0.001, SOA在50 ms、100 ms、200 ms、300 ms、500 ms和 800 ms條件下的RT1分別為 896 ms、894 ms、895 ms、896 ms、947 ms和983 ms。進(jìn)一步的配對(duì)比較發(fā)現(xiàn), SOA在50 ms、100 ms、200 ms和300 ms四種條件下的RT1兩兩差異不顯著(

p

>0.05), 但SOA在500 ms和800 ms兩種條件下的 RT1與其他所有 SOA條件下的RT1兩兩差異均顯著 (

p

<0.001)?？傮w上出現(xiàn)隨著SOA的延長(zhǎng), RT1延長(zhǎng)的趨勢(shì)。條件匹配和SOA的交互作用不顯著,

F

(5,240) = 0.80,

p

>0.05。

表3 不同SOA條件下聲音任務(wù)的反應(yīng)時(shí)(ms)及標(biāo)準(zhǔn)差

表4 不同SOA條件下視覺任務(wù)的反應(yīng)時(shí)(ms)及標(biāo)準(zhǔn)差

3.2.2 視覺任務(wù)

對(duì)RT2的方差分析發(fā)現(xiàn), 條件匹配的主效應(yīng)非常顯著,

F

(1,48) = 43.56,

p

<0.001, 一致條件下的RT2 (878 ms)顯著快于沖突條件下的RT2 (908 ms);SOA 的主效應(yīng)非常顯著,

F

(5,240) = 315.49,

p

<0.001, 隨著SOA的縮短, RT2線性延長(zhǎng), SOA在50 ms、100 ms、200 ms、300 ms、500 ms和 800 ms條件下的RT2分別為1063 ms、1013 ms、920 ms、853 ms、789 ms和719 ms。進(jìn)一步的配對(duì)比較發(fā)現(xiàn),兩兩差異均達(dá)到了非常顯著的水平(

p

<0.001)。條件匹配和 SOA的交互作用不顯著,

F

(5,240) = 0.59,

p

>0.05。

3.2.3 聲音任務(wù)和視覺任務(wù)的相互關(guān)系

對(duì)RT1和RT2的數(shù)據(jù)作進(jìn)一步的處理和分析,圖4為各SOA條件下RT1和RT2的交互效應(yīng)圖。方差分析結(jié)果表明, RT1和RT2的交互作用非常顯著,

F

(5,240) = 337.33,

p

<0.001。進(jìn)一步的簡(jiǎn)單效應(yīng)分析發(fā)現(xiàn), 除SOA在200 ms條件下的RT1和RT2差異不顯著外, 其余SOA條件下的RT1和RT2兩兩差異均達(dá)到了顯著或非常顯著的水平, 分別為：50 ms:

F

(1,48) = 115.48,

p

<0.001; 100 ms:

F

(1,48) =65.78,

p

<0.001; 300 ms:

F

(1,48) = 7.29,

p

<0.05; 500 ms:

F

(1,48) = 77.35,

p

<0.001; 800 ms:

F

(1,48) =86.37,

p

<0.001, 表明T1和T2之間產(chǎn)生了實(shí)質(zhì)性的相互影響。

圖4 實(shí)驗(yàn)二 T1和T2的交互效應(yīng)圖

3.3 討論

實(shí)驗(yàn)二同樣發(fā)現(xiàn), 在RT2上存在隨著SOA縮短, RT2線性延長(zhǎng), PRP效應(yīng)非常顯著的現(xiàn)象。條件匹配的主效應(yīng)顯著, 說明字色依然被有效激活。在RT1上SOA和T2的主效應(yīng)均顯著, 說明不同SOA和不同難度T2的變化對(duì)T1的加工產(chǎn)生了顯著的影響。T1和T2的交互作用非常顯著, 說明T1和T2的加工相互影響、相互制約。本研究同樣發(fā)現(xiàn)RT1隨著SOA的延長(zhǎng)而延長(zhǎng), 隨著SOA的縮短而縮短,這一點(diǎn)用CCS模型同樣無法作出合理的解釋。

4 綜合討論

RSB模型基于離散加工階段的假設(shè), 認(rèn)為 T1和T2的反應(yīng)選擇是獨(dú)立的、系列的, 在T1的反應(yīng)選擇完成之前, T2的反應(yīng)選擇無法開始, 因此RSB模型認(rèn)為RT1獨(dú)立于SOA和T2難度的變化。而CCS模型認(rèn)為T1和T2的反應(yīng)選擇能并行進(jìn)行, 二者可以共享有限的中樞注意資源, RT1顯著受SOA和T2難度變化的影響。由于RSB模型的巨大影響力, 以往心理學(xué)家采用PRP范式來考察人類對(duì)重疊任務(wù)的認(rèn)知加工時(shí), 經(jīng)常把注意力放在T1對(duì)T2所產(chǎn)生的影響上, 往往忽略了T2對(duì)T1是否產(chǎn)生相應(yīng)的影響。Tombu和Jolicoeur (2003)指出, 對(duì)PRP效應(yīng)的分析必須考慮T1的反應(yīng)模式。本研究不僅關(guān)注T1對(duì)T2各加工階段的實(shí)質(zhì)性影響, 同時(shí)還關(guān)注SOA和T2難度級(jí)差對(duì)T1各加工階段的間接影響以及在不同SOA條件下T1和T2的動(dòng)態(tài)變化關(guān)系,以全面了解PRP效應(yīng)的特征。

在T1上, 兩個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果均發(fā)現(xiàn)RT1隨著SOA的縮短而變快, 隨著SOA的延長(zhǎng)而延遲, 這一結(jié)果和RSB模型的預(yù)測(cè)相矛盾。按照RSB模型的假設(shè),T1的中樞瓶頸階段(B)和T2非瓶頸階段(A或C) 的加工能夠并行進(jìn)行, 若T2對(duì)T1產(chǎn)生干擾, 那么干擾只能來自于T1和T2的中樞反應(yīng)選擇發(fā)生重合,T2對(duì)T1的干擾來自于T2的中樞反應(yīng)選擇階段。另外, 兩個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果均發(fā)現(xiàn)了T1和T2間存在顯著的交互效應(yīng), 這些結(jié)果用 RSB模型都無法作出合理的解釋。

但按照 CCS模型的假設(shè), 當(dāng)有限的注意資源被分配到兩個(gè)任務(wù)上時(shí), 由于兩個(gè)任務(wù)可用的注意資源量都相應(yīng)減少, RT1和RT2都會(huì)隨著SOA的縮短而延長(zhǎng)。但本研究發(fā)現(xiàn)在短 SOA條件下的 RT1更快, 而長(zhǎng)SOA條件下的RT1顯著變慢, 這一點(diǎn)用RSB模型和CCS模型關(guān)于瓶頸只產(chǎn)生于反應(yīng)選擇階段的假設(shè)無法作出合理的解釋, 但該結(jié)果支持反應(yīng)觸發(fā)瓶頸(De Jong, 1993)以及反應(yīng)執(zhí)行屬于瓶頸加工的一部分的觀點(diǎn)(Ulrich et al., 2006; T?llner et al., 2012), 該結(jié)果說明 T1的動(dòng)作執(zhí)行仍然受到類似瓶頸機(jī)制的制約(理由見修正模型重疊情境三)。綜合數(shù)據(jù)結(jié)果, 本研究認(rèn)為, 反應(yīng)選擇屬于主瓶頸,反應(yīng)執(zhí)行屬于次瓶頸, 二者的認(rèn)知加工都需要占用注意資源, 但反應(yīng)選擇需要更多的注意資源才能保證任務(wù)的正常進(jìn)行, 而反應(yīng)執(zhí)行需要較少的注意資源就能完成。CCS模型之所以不能解釋本研究結(jié)果,主要原因在于 CCS模型沒有考慮到反應(yīng)執(zhí)行仍然屬于瓶頸加工的一部分, 圖5為本研究對(duì)CCS模型的修正圖。

圖5 CCS模型修正圖

根據(jù)修正的模型圖, 本研究認(rèn)為, 在重疊的任務(wù)情境中, T1和T2在反應(yīng)選擇和反應(yīng)執(zhí)行階段仍然采用注意資源共享的并行加工方式, 但分配到兩個(gè)任務(wù)上的注意資源總量是固定的、有限的(總量為1), 為了提高雙任務(wù)的操作效率, T1和T2對(duì)資源的共享遵循速度和效益權(quán)衡的原則, T1和T2在不同的加工階段有以下4種重疊情境：

(1)重疊情境一：T1的知覺加工和部分反應(yīng)選擇與T2的知覺加工重疊, 主要適合于圖5中Case E以及本研究中SOA為50 ms等很短SOA條件下的重疊情境。在該情境下, 由于 T1的知覺加工屬于非瓶頸加工階段(由于本研究沒有操縱對(duì)不同難度 T2的知覺識(shí)別加工, 無法對(duì)該階段的加工進(jìn)行精確檢測(cè), 所以仍然認(rèn)為該階段為非瓶頸階段), T1和 T2的知覺加工雖然共享有限的注意資源, 但二者的加工速度都接近單任務(wù)條件下的速度。當(dāng) T1完成知覺加工開始反應(yīng)選擇加工時(shí), T1的反應(yīng)選擇仍占有100%的注意資源, T1反應(yīng)選擇加工的速度仍然接近單任務(wù)條件下的加工速度。

(2)重疊情境二：T1的反應(yīng)選擇與T2的反應(yīng)選擇重疊, 主要適合于圖 5中 Case E以及本研究中SOA為100 ms和200 ms等較短SOA條件下的重疊情境。在該情境下, T1正在進(jìn)行其反應(yīng)選擇但還沒有完成其反應(yīng)選擇加工時(shí), T2也進(jìn)入中樞加工器開始其反應(yīng)選擇, 這時(shí)由于注意資源的總量有限,二者的反應(yīng)選擇對(duì)有限的注意資源展開激烈的競(jìng)爭(zhēng)。為了避免中樞加工器的超負(fù)荷, 被試會(huì)策略性的把趨近100%的注意資源優(yōu)先分配到T1上供其完成反應(yīng)選擇, 但在調(diào)整注意資源的過程中有效分配到 T1上的注意資源量會(huì)相應(yīng)減少(如從 100%減少到90%), T1的加工速度相比占有趨近100%注意資源時(shí)的加工速度開始變慢, RT1出現(xiàn)少量的延遲。T2由于得到的注意資源量非常少(如10%), T2的反應(yīng)選擇進(jìn)展非常緩慢, RT2顯著延遲。但在稍長(zhǎng)的SOA條件下(如300 ms或更長(zhǎng)), T1與T2的反應(yīng)選擇重疊越來越少, T1占有絕大部分注意資源量的時(shí)間越少, T2可得到的注意資源量越多, RT2越快。

(3)重疊情境三：T1的反應(yīng)執(zhí)行與T2的反應(yīng)選擇重疊, 主要適合于圖5中的Case E以及本研究中SOA為500 ms和800 ms等較長(zhǎng)SOA條件下的重疊情境。在該情境下, T1占有趨近100%的注意資源量完成其反應(yīng)選擇后T2才進(jìn)入中樞加工器開始其反應(yīng)選擇。這時(shí) T1開始反應(yīng)執(zhí)行, 由于反應(yīng)選擇屬于主瓶頸, 被試會(huì)策略性地把絕大部分甚至100%的注意資源分配到T2上, RT2迅速加快。而T1用于其反應(yīng)執(zhí)行的注意資源量非常少, RT1顯著延遲, T2的反應(yīng)選擇持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng), RT1越長(zhǎng)。這就是本研究中兩個(gè)實(shí)驗(yàn)均發(fā)現(xiàn)RT1隨著SOA的延長(zhǎng)而延長(zhǎng), 隨著SOA的縮短而縮短的主要原因。從這個(gè)意義上講, 兩個(gè)任務(wù)的反應(yīng)執(zhí)行階段確實(shí)并非無需注意監(jiān)控的非瓶頸加工階段, 對(duì)T1和T2的反應(yīng)執(zhí)行加工同樣需要分配較多的注意資源量且在人的意識(shí)控制條件下才能有效完成。中樞加工器對(duì)注意資源的調(diào)節(jié)和支配不僅存在于反應(yīng)選擇階段,在反應(yīng)執(zhí)行甚至在整個(gè)認(rèn)知加工過程中都可能存在, 這一點(diǎn)支持De Jong (1993)、Ulrich等人(2006)和 T?llner等人(2012)關(guān)于反應(yīng)執(zhí)行屬于瓶頸加工的觀點(diǎn)。當(dāng)兩個(gè)任務(wù)的反應(yīng)選擇和反應(yīng)執(zhí)行重疊后,被試似乎會(huì)依據(jù)任務(wù)是否超出認(rèn)知加工負(fù)荷的極限而策略性地調(diào)整注意資源的分配方案, 在認(rèn)知加工模式上也會(huì)根據(jù)認(rèn)知加工負(fù)荷的極限與可得到的注意資源的多少策略性地采用序列加工或并行加工模式。

隨著 T2完成反應(yīng)選擇開始其反應(yīng)執(zhí)行時(shí), T1的反應(yīng)執(zhí)行和 T2的反應(yīng)執(zhí)行重疊, 由于二者都為次瓶頸加工階段, T1和T2的反應(yīng)執(zhí)行能夠均分注意資源, 二者對(duì)反應(yīng)的動(dòng)作執(zhí)行速度都會(huì)減慢。但當(dāng)T1的反應(yīng)執(zhí)行完成后, T2的反應(yīng)執(zhí)行速度接近單任務(wù)條件下的加工速度。

(4)重疊情境四：T1的反應(yīng)選擇和T2的知覺加工重疊, 主要適合于圖5中的Case F以及更長(zhǎng)SOA條件下(如1000 ms及以上)的重疊情境。在該情境下, T2的知覺加工對(duì)注意資源的需求量很少, 二者認(rèn)知加工的重疊對(duì)有限的注意資源不會(huì)產(chǎn)生激烈的競(jìng)爭(zhēng), T1將擁有絕大部分甚至100%的注意資源進(jìn)行其反應(yīng)選擇。隨著加工的進(jìn)展, 當(dāng) T1的反應(yīng)執(zhí)行和 T2的反應(yīng)選擇重疊后, 就出現(xiàn)重疊情境三描述的加工過程, 即 T1的反應(yīng)執(zhí)行速度下降, T2的反應(yīng)選擇和部分反應(yīng)執(zhí)行被延遲。

對(duì)于 T2的難度變化對(duì) RT1的影響這一問題,RSB模型假設(shè)RT1始終不會(huì)受T2難度變化的影響,但CCS模型認(rèn)為RT1會(huì)顯著受T2難度變化的影響。本研究?jī)蓚€(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果都發(fā)現(xiàn)當(dāng)T2在字色和字義沖突時(shí)的RT1要顯著慢于一致時(shí)的RT1, 這一點(diǎn)驗(yàn)證了本研究關(guān)于字色和字義在沖突條件下T2從T1上分享了更多的注意資源以及T1和T2的加工可以共享有限的注意資源的假設(shè)。SOA同樣對(duì)T1產(chǎn)生了顯著的影響, 盡管SOA和T2的難度與復(fù)雜度對(duì)T1的影響相對(duì)于T1對(duì)T2的影響來說要小得多, 但這種影響實(shí)質(zhì)性的存在, 這一點(diǎn)完全符合本研究CCS修正模型的預(yù)測(cè)但拒絕RSB模型的假設(shè)。

在 T2上, 兩個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致性地表明, 隨著SOA的縮短, RT2顯著延遲, PRP效應(yīng)十分顯著, 這和前人對(duì)PRP效應(yīng)的研究結(jié)果一致(Pashler, 1994b;Tombu & Joliceor, 2002, 2005; Pashler et al., 2008;Pannebakker et al., 2011), 說明PRP效應(yīng)是人類認(rèn)知加工中的固有限制機(jī)制, 這種限制機(jī)制廣泛存在于人類的認(rèn)知、反應(yīng)選擇以及動(dòng)作執(zhí)行系統(tǒng)中。黃琳和葛列眾(2001)認(rèn)為, 結(jié)構(gòu)限制、信息干擾和資源競(jìng)爭(zhēng)是造成雙任務(wù)操作成績(jī)下降的三個(gè)相互獨(dú)立的因素。結(jié)合本研究結(jié)果, 我們認(rèn)為, 瓶頸的結(jié)構(gòu)限制機(jī)制可能是存在的, 但在雙任務(wù)加工中, 類似瓶頸性質(zhì)的調(diào)節(jié)和制約機(jī)制主要反映了人類對(duì)多重信息加工能力的限制機(jī)制。由于注意資源量的有限性, 當(dāng)兩個(gè)任務(wù)同時(shí)需要進(jìn)行反應(yīng)選擇和反應(yīng)執(zhí)行加工時(shí), 人總是尋求對(duì)有限的注意資源進(jìn)行最優(yōu)的分配和共享, 一個(gè)任務(wù)占用更多的注意資源將導(dǎo)致另一任務(wù)可獲得的注意資源量減少, 注意資源量的多寡直接決定了該任務(wù)的加工效率, 注意資源限制是產(chǎn)生典型PRP行為結(jié)果的主要原因。

對(duì)于認(rèn)知延遲位置, RSB模型認(rèn)為在短的SOA條件下, 當(dāng) T1進(jìn)行反應(yīng)選擇時(shí), T2的反應(yīng)選擇處于暫時(shí)的停頓(delay)狀態(tài), 只有 T1完成其反應(yīng)選擇后 T2才能進(jìn)入瓶頸開始其反應(yīng)選擇, 假如實(shí)驗(yàn)控制使難度較大的T2延長(zhǎng)其知覺加工10 ms, RT2則不會(huì)相應(yīng)地增加 10 ms, 因?yàn)閺?fù)雜的、難度大的T2可以充分利用等待瓶頸釋放的時(shí)間來完成其知覺加工, T2的難度不影響RT2值的大小(圖1, 瓶頸測(cè)試原理3, Pashler, 1994a)。而在長(zhǎng)SOA時(shí), 由于T1已經(jīng)完成了反應(yīng)選擇, T2能順利得到加工, 難度大、知覺加工時(shí)間長(zhǎng)的T2會(huì)產(chǎn)生與其難度相應(yīng)的延遲, 這就是 SOA與 T2難度間的低加交互(underadditive interaction)效應(yīng)。RSB模型最基本的預(yù)測(cè)是 SOA和 T2難度間存在顯著的低加交互效應(yīng)。但本研究?jī)蓚€(gè)實(shí)驗(yàn)均發(fā)現(xiàn)當(dāng)字色和字義一致時(shí)的RT2顯著快于字色和字義沖突時(shí)的RT2, 且SOA和T2難度間不存在交互效應(yīng), 這一點(diǎn)符合RSB模型瓶頸測(cè)試原理4 (Pashler, 1994a)。按照原理4, 如果不同難度的T2與SOA無交互作用, 那么各SOA條件下T1對(duì)T2的延遲正好處于T2的瓶頸或瓶頸后的加工階段, 延遲的時(shí)間正好等于 T2在瓶頸中加工復(fù)雜的反應(yīng)選擇所花費(fèi)的時(shí)間, 二者具有相加效應(yīng)(additive effect)。按照瓶頸測(cè)試原理4, 在本研究中各SOA條件下, 無論T1正在進(jìn)行反應(yīng)選擇還是反應(yīng)執(zhí)行加工, T1對(duì)T2的認(rèn)知延遲主要產(chǎn)生于T2的反應(yīng)選擇或反應(yīng)執(zhí)行階段, T1的反應(yīng)選擇或反應(yīng)執(zhí)行對(duì) T2的反應(yīng)選擇或反應(yīng)執(zhí)行產(chǎn)生延遲,同樣說明在反應(yīng)執(zhí)行階段仍然可能產(chǎn)生類似瓶頸的制約機(jī)制。在短SOA條件下, T1對(duì)T2延遲的始點(diǎn)產(chǎn)生于T1的反應(yīng)選擇階段, 反應(yīng)選擇是主瓶頸,所以在短SOA條件下T1對(duì)T2的延遲更多; 在長(zhǎng)SOA條件下, T1對(duì)T2延遲的始點(diǎn)產(chǎn)生于T1的反應(yīng)執(zhí)行階段, 反應(yīng)執(zhí)行是次瓶頸, 所以長(zhǎng)SOA條件下T1對(duì)T2的延遲較少。同樣, 難度較大的T2由于知覺加工的延長(zhǎng), T1和T2的反應(yīng)選擇重合較晚,二者反應(yīng)選擇的重疊部分較少, T1能更快地進(jìn)入到反應(yīng)執(zhí)行階段, 當(dāng) T2的反應(yīng)選擇占用了大量的注意資源時(shí), T1的反應(yīng)執(zhí)行速度大幅下降, 因此較難T2條件下的 RT1要顯著慢于較簡(jiǎn)單 T2條件下的RT1。

本研究?jī)蓚€(gè)實(shí)驗(yàn)也一致性地發(fā)現(xiàn)了 T1和 T2間顯著的交互作用, 說明 T1和 T2的加工相互影響、相互制約, 這一點(diǎn)有力地說明RSB模型關(guān)于雙任務(wù)加工中只存在 T1對(duì) T2的單向干擾, 不存在T1和T2相互干擾的預(yù)測(cè)是站不住腳的, 同時(shí)也充分證明了本研究修正模型中關(guān)于反應(yīng)選擇和反應(yīng)執(zhí)行都屬于瓶頸階段, 且兩個(gè)瓶頸階段都能同時(shí)處理兩個(gè)或多個(gè)刺激的假設(shè)。

本研究?jī)H僅檢測(cè)了在重疊的雙任務(wù)加工中, 兩個(gè)任務(wù)在中樞反應(yīng)選擇和反應(yīng)執(zhí)行階段的相互干擾效應(yīng), 進(jìn)一步的研究重在探討兩個(gè)任務(wù)的知覺加工階段是否同樣需要占用較多的注意資源, 即 T2的知覺加工是否對(duì)T1各階段的加工產(chǎn)生顯著的影響, 以全面揭示雙任務(wù)干擾的實(shí)質(zhì)。本研究的實(shí)驗(yàn)證據(jù)對(duì)于理解人類自身加工能力的有限性具有非常重要的實(shí)際價(jià)值, 因?yàn)樵诋?dāng)前人機(jī)系統(tǒng)中對(duì)機(jī)器的設(shè)計(jì)主要依賴于人類操作能力的水平, 更好地理解人類認(rèn)知和操作能力的限制機(jī)制, 在機(jī)器和程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)中充分利用人工智能具有的強(qiáng)大記憶力、信息的快速搜索和準(zhǔn)確的執(zhí)行能力來輔助人類認(rèn)知加工和操作能力的不足, 以最大限度地提高人類在復(fù)雜認(rèn)知和決策任務(wù)中的工作效率。

5 結(jié)論

(1)在重疊的雙任務(wù)情境中, T1的中樞加工導(dǎo)致在T2上出現(xiàn)顯著的PRP效應(yīng), T2的中樞反應(yīng)選擇對(duì)T1的反應(yīng)選擇和反應(yīng)執(zhí)行加工同樣產(chǎn)生顯著的影響。SOA以及T2的難度與復(fù)雜度實(shí)質(zhì)性地影響了T1的反應(yīng)選擇和反應(yīng)執(zhí)行加工。

(2)當(dāng)兩個(gè)任務(wù)同時(shí)需要進(jìn)行中樞反應(yīng)選擇加工時(shí), 一個(gè)任務(wù)占用更多的注意資源將導(dǎo)致另一任務(wù)獲得較少的注意資源, 注意資源量的多寡直接決定了該任務(wù)的加工效率。

(3)兩個(gè)任務(wù)的加工相互影響、相互制約, 這種制約機(jī)制不僅僅存在于中樞反應(yīng)選擇階段, 在反應(yīng)執(zhí)行階段仍然存在。

Appelbaum, L. G., Boehler, C. N., Won, R., Davis, L., &Woldorff, M. G. (2012). Strategic allocation of attention reduces temporally predictable stimulus conflict.

Journal of Cognitive Neuroscience, 24

, 1834–1848.Brown, T. L., Gore, C. L., & Carr, T. H. (2002). Visual attention and word recognition in Stroop color naming: Is word recognition “automatic”?.

Journal of Experimental Psychology: General, 131

, 220–240.De Jong, R. (1993). Multiple bottlenecks in overlapping task performance.

Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance, 19

, 965–980.Huang, L., & Ge, L. Z. (2001). Research on the effects of structure limitation and information interference on dual-task performance.

Acta Psychologica Sinica, 33

,127–131.[黃琳, 葛列眾. (2001). 結(jié)構(gòu)限制和信息干擾對(duì)雙重作業(yè)績(jī)效的影響.

心理學(xué)報(bào), 33

, 127–131.]Lehle, C., & Hübner, R. (2009). Strategic capacity sharing between two tasks: Evidence from tasks with the same and with different task sets.

Psychological Research, 73

,707–726.Lien, M. C., Croswaite, K., & Ruthruff, E. (2011). Controlling spatial attention without central attentional resources:Evidence from event-related potentials.

Visual Cognition

,

19

, 37–78.Meyer, D. E., & Kieras, D. E. (1997). A computational theory of executive cognitive processes and multiple-task performance: Part I. Basic mechanisms.

Psychological review

,

104

, 3–65.Miller, J., Ulrich, R., & Rolke, B. (2009). On the optimality of serial and parallel processing in the psychological refractory period paradigm: Effects of the distribution of stimulus onset asynchronies.

Cognitive Psychology, 58

,273–310.Navon, D., & Miller, J. (2002). Queuing or sharing? A critical evaluation of the single-bottleneck notion.

Cognitive Psychology, 44

, 193–251.Pannebakker, M. M., Jolicoeur, P., Van Dam, W. O., Band, G. P.H., Ridderinkhof, K. R., & Hommel, B. (2011). Mental rotation impairs attention shifting and short-term memory encoding: Neurophysiological evidence against the response-selection bottleneck model of dual-task performance.

Neuropsychologia, 49

, 2985–2993.Pashler, H. (1994a). Dual-task interference in simple tasks:data and theory.

Psychological Bulletin, 116

, 220–244.Pashler, H. (1994b). Graded capacity-sharing in dual-task interference?.

Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance, 20

, 330–342.Pashler, H., & Johnston, J. C. (1989).Chronometric evidence for central postponement in temporally overlapping tasks.

Quarterly Journal of Experimental Psychology, 41

, 19–45.Pashler, H., Harris, C. R., & Nuechterlein, K. H. (2008). Does the central bottleneck encompass voluntary selection of hedonically-based choices?.

Experimental Psychology, 55

,313–321.Piai, V., & Roelofs, A. (2013). Working memory capacity and dual-task interference in picture naming.

Acta Psychologica,142

, 332–342.Roelofs, A. (2010). Attention and facilitation: converging information versus inadvertent reading in Stroop task performance.

Journal of Experimental Psychology:Learning, Memory and Cognition, 36

, 411–422.T?llner, T., Strobach, T., Torsten, S. T., & Müller, H. J. (2012).The effect of task order predictability in audio-visual dual task performance: Just a central capacity limitation?.

Frontiers in Integrative Neuroscience, 6

, 75–87.Tombu, M., & Jolicoeur, P. (2002). All-or-none bottleneck versus capacity sharing accounts of the psychological refractory period phenomenon.

Psychological Research, 66

,274–286.Tombu, M., & Jolicoeur, P. (2003). A central capacity sharing model of dual-task performance.

Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance, 29

, 3–18.Tombu, M., & Jolicoeur, P. (2005). Testing the predictions of the central capacity sharing model.

Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance, 31

,790–802.Ulrich, R., Fernandez, S. R., Jentzsch, I., Rolke, B., Schr?ter,H., & Leuthold, H. (2006). Motor limitations in dual-task processing under ballistic movement conditions.

Psychological Science, 17

, 788–793.Watter, S., & Logan, G. D. (2006). Parallel response selection in dual-task situations.

Perception & Psychophysics, 68

,254–277.Wu, Y. W., & You, X. Q. (2007). The parallel process of mental rotation in dual-task situation.

Acta PsychologicaSinica, 39

, 785–794.[吳彥文, 游旭群. (2007). 雙任務(wù)情境下心理旋轉(zhuǎn)的并行加工機(jī)制.

心理學(xué)報(bào), 39

, 785–794.]Zhang, J. J., & Lu, A. T. (2010). The automatic activation of phonology and orthography in semantic processing of act pictures.

Studies of Psychology and Behavior, 8

, 1–6.[張積家, 陸愛桃. (2010). 動(dòng)作圖片語義加工中語音與字形的自動(dòng)激活.

心理與行為研究, 8

, 1–6.]