陳雪瑩　呂勇

摘要 介紹了跨通道注意轉(zhuǎn)移研究中常用的實(shí)驗(yàn)范式，回顧了包括通道特異性資源說、通道上系統(tǒng)、分離聯(lián)系說等關(guān)于跨通道注意轉(zhuǎn)移的理論解釋，總結(jié)了跨通道注意轉(zhuǎn)移的影響因素和神經(jīng)機(jī)制，梳理了該領(lǐng)域的研究存在的問題，并對(duì)未來走向進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞 選擇性注意，注意轉(zhuǎn)移，跨通道注意。

分類號(hào) B842.3

一個(gè)人坐在房間里，從門外進(jìn)來的人會(huì)很容易吸引其注意。這是因?yàn)樗烙腥丝赡軓拈T外進(jìn)來，因而將注意力集中在門的位置而不是窗的位置上。此即基于空間的選擇性注意（Ericksen&Hoff-man，1973；Posner，1980），它指注意選擇的是空間的特定位置，此時(shí)注意的作用是易化出現(xiàn)在該位置上的物體的加工。倘若此時(shí)窗戶外又傳來說話聲，此人又會(huì)將注意轉(zhuǎn)移到窗戶的位置，并仔細(xì)傾聽。在此過程中，既發(fā)生了空間位置的注意轉(zhuǎn)移（門一窗），又發(fā)生了感覺通道的注意轉(zhuǎn)移（視覺-聽覺），此即注意的跨通道轉(zhuǎn)移（Lukas，Philipp，&Koch，2010；Wright&Ward，2008）。注意的跨通道轉(zhuǎn)移現(xiàn)象在日常生活中很常見，例如開車的時(shí)候聽見后面的喇叭聲，司機(jī)就會(huì)將視線轉(zhuǎn)向后視鏡看是否有人超車。對(duì)跨通道注意轉(zhuǎn)移的研究有助于更全面地了解選擇性注意的機(jī)制，這也是當(dāng)前注意研究的熱點(diǎn)之一（Petersen&Posner，2012；Wri曲t&Ward，2008）。

1.研究跨通道注意轉(zhuǎn)移的兩種范式

1.1線索-目標(biāo)范式

研究跨通道注意轉(zhuǎn)移最常用的范式是線索-目標(biāo)范式。最初Posner（1980）采用此范式來研究注意定向，要求被試對(duì)目標(biāo)刺激進(jìn)行反應(yīng)，在目標(biāo)呈現(xiàn)之前會(huì)有提示線索，告訴被試目標(biāo)最有可能出現(xiàn)的位置。線索分為內(nèi)源性線索和外源性線索。內(nèi)源性線索是象征性的，通常是呈現(xiàn)在中心位置的箭頭，箭頭的方向代表目標(biāo)出現(xiàn)的位置。外源性線索是具體的（如橫線，突出的方塊，閃光等），通常直接出現(xiàn)在目標(biāo)即將出現(xiàn)的位置上，而非固定在屏幕中央。許多研究將線索和目標(biāo)采用不同的通道呈現(xiàn)，來探討空間注意的跨通道轉(zhuǎn)移，刺激通道包括視覺、聽覺、觸覺以及本體覺等（Eimer&van Velzen，2002；Green&McDonald，2006；Jackson，Miall，&Balslev，2010；McDonald，Teder-Salejarvi，Heraldez，&Hillyard，2001；Spence&Driver，1996，1997）。隨著研究的深入，這種范式出現(xiàn)了許多變式。

在有些研究中，線索提示的是目標(biāo)出現(xiàn)的位置。例如，在一項(xiàng)研究中，實(shí)驗(yàn)條件分成注意視覺和注意聽覺條件。線索為指向左或右的箭頭，視覺目標(biāo)為M字母，聽覺目標(biāo)為高音。被試的任務(wù)是只對(duì)出現(xiàn)在線索位置的目標(biāo)作反應(yīng)（Eimer&Schruger，1998）。又如在Green等（2006）的研究中，實(shí)驗(yàn)1采用視覺線索一聽覺目標(biāo)任務(wù)，視覺線索由朝上和朝下的兩個(gè)箭頭，呈現(xiàn)在屏幕中央，分別提示目標(biāo)在左邊或右邊，分為紅色和綠色，告知被試只需注意其中一種顏色（綠色或紅色）箭頭的提示。聽覺目標(biāo)為兩種聲音，聲音中有靜音，當(dāng)聽覺目標(biāo)出現(xiàn)，根據(jù)靜音時(shí)間的長(zhǎng)短不同判斷兩種聲音。另外，被試還要對(duì)探測(cè)刺激（第三種聲音，占目標(biāo)刺激的1/3）作反應(yīng)，若探測(cè)刺激和線索提示的位置一致，則按鍵，若不一致，則不需要按鍵。設(shè)置探測(cè)刺激的目的是確保被試注意的是線索提示的位置。實(shí)驗(yàn)2用聽覺刺激作為線索，視覺刺激為目標(biāo)。聽覺線索由左右兩個(gè)揚(yáng)聲器同時(shí)呈現(xiàn)，讓被試感覺聲音是從屏幕中央發(fā)出。不同頻率的聲音代表不同的提示方向。視覺目標(biāo)是豎條，任務(wù)是判斷其長(zhǎng)短。目標(biāo)刺激中有1/3用作為探測(cè)刺激的灰色圓形取代。在這個(gè)研究中，無論是視覺線索還是聽覺線索，都在屏幕中央呈現(xiàn)，屬于內(nèi)源性線索。

在另外一些研究中，線索提示的是目標(biāo)出現(xiàn)的通道。如有研究采用視覺線索提示目標(biāo)通道，呈現(xiàn)在屏幕中央的線索包括黃燈和綠燈，分別提示目標(biāo)通過視覺或聽覺呈現(xiàn)。視覺目標(biāo)為紅燈，聽覺目標(biāo)為白噪音，目標(biāo)呈現(xiàn)在屏幕的四周（左上，右上，左下，右下）（Hugenschmidt，Peiffer，McCoy，Hayasaka，&Laurienti，2009）。另有研究采用視覺和觸覺來呈現(xiàn)刺激（Miles，Brown，&Poliakoff，2011），線索在手背上呈現(xiàn)，并使手處于視線中央，線索有觸覺刺激和視覺刺激，提示目標(biāo)可能出現(xiàn)的通道。目標(biāo)呈現(xiàn)在食指和小指上，被試用腳踏板作反應(yīng)，判斷刺激的左右。

還有的研究中線索同時(shí)提示目標(biāo)的位置和通道信息。如有研究采用聽覺刺激作為線索，線索包括笛音和琴音（表示目標(biāo)的通道），高音和低音（表示目標(biāo)的位置），四種聲音兩兩組合構(gòu)成四種線索（高長(zhǎng)笛音，低長(zhǎng)笛音，高木琴音，低木琴音），被試只對(duì)線索提示的位置和空間皆有效的目標(biāo)作反應(yīng)（Eimer&van Velzen，2002）o

1.2通道提示任務(wù)

在該任務(wù)中，通過提示使被試把注意集中在特定通道上。提示的設(shè)置與線索一目標(biāo)范式不同。在線索一目標(biāo)范式中，每一個(gè)trial內(nèi)都會(huì)出現(xiàn)線索提示，而在通道提示任務(wù)中，提示偶爾出現(xiàn)，目的是讓被試將注意保持或轉(zhuǎn)移到某個(gè)通道上，這種任務(wù)不涉及空問注意。Townsend等（2006）的研究采用fMRI技術(shù)比較了在注意集中條件和注意轉(zhuǎn)移條件下大腦活動(dòng)的差異。實(shí)驗(yàn)分為兩種條件，一種是注意集中條件，另一種是注意轉(zhuǎn)移條件。集中條件下，被試將注意集中在某一通道（視覺或聽覺），而忽略轉(zhuǎn)移線索和另一通道的刺激。在轉(zhuǎn)移條件下，被試根據(jù)提示線索將注意從視覺轉(zhuǎn)移到聽覺或者從聽覺轉(zhuǎn)移到視覺。轉(zhuǎn)移條件的提示線索雙通道同時(shí)呈現(xiàn)，分別為單詞look/hear和提示音look/hear。被試的任務(wù)是對(duì)目標(biāo)刺激（概率20%）作反應(yīng)。視覺和聽覺隨機(jī)呈現(xiàn)，兩種條件下刺激的呈現(xiàn)方式相同。在Shomstein和Yantis（2004）的研究中加人了分心物，將刺激分為目標(biāo)刺激和分心刺激，由16個(gè)字母組成。聽覺通道的目標(biāo)字母由男聲讀出，雙耳同時(shí)呈現(xiàn)。兩個(gè)分心字母在兩耳分別呈現(xiàn)，由女聲讀出。視覺通道的目標(biāo)刺激呈現(xiàn)在屏幕中央，四個(gè)分心字母呈現(xiàn)在目標(biāo)字母四周，上下左右各一個(gè)。通道轉(zhuǎn)移的提示線索為數(shù)字2和4，在兩種通道中皆做為目標(biāo)刺激呈現(xiàn)，2表示將注意保持在當(dāng)前的通道中，4表示將注意轉(zhuǎn)移到另一個(gè)通道中。被試的任務(wù)是當(dāng)注意通道中出現(xiàn)線索2或4就按鍵，在非注意通道中出現(xiàn)則不作反應(yīng)。

2.跨通道注意轉(zhuǎn)移的理論解釋

目前對(duì)空間注意的跨通道轉(zhuǎn)移的理論解釋主要包括：通道特異注意資源說，通道上系統(tǒng)說，分離一聯(lián)系假說和相互作用說。

通道特異性注意資源說（modality-specific attentional resources account）認(rèn)為大腦中的視覺、聽覺和觸覺注意系統(tǒng)是相對(duì)獨(dú)立的，因此人們能將他們的視覺注意轉(zhuǎn)到某個(gè)位置上，同時(shí)也能將聽覺或觸覺注意轉(zhuǎn)到其他位置上，各個(gè)通道間獨(dú)立進(jìn)行表征（Spence，2010；Woods，Alho，&Algazi，1992）（如圖1所示）。Woods等（1992）的研究發(fā)現(xiàn)，跨通道注意信息的加工有特定的皮層區(qū)域，當(dāng)注意視覺通道，跨通道信息的加工主要影響頂葉，而當(dāng)注意聽覺通道，跨通道信息主要影響額中央?yún)^(qū)。

根據(jù)通道上系統(tǒng)說（supramodal attentional systern）的觀點(diǎn)，跨通道注意的轉(zhuǎn)移受到一個(gè)共同的多重感覺表征的注意機(jī)制的調(diào)節(jié)（Eimer&vanVelzen，2002；Farah，Wong，Monheit，&Mo～ow，1989；McDonald，et al，2001；Wright&Ward，2008）（如圖2所示）。根據(jù)這一觀點(diǎn)，某一通道的線索激活了多重感覺表征，引發(fā)了通道上某空間位置注意通道的開啟，如果另一個(gè)通道的目標(biāo)刺激也出現(xiàn)在相同的空問位置上，則注意通道已經(jīng)做好了準(zhǔn)備，目標(biāo)刺激能夠立即進(jìn)行注意加工，其加工速度要比沒有線索的情況下要快。并且通道上系統(tǒng)在空間上分配注意，而不管注意的是哪個(gè)通道。

分離聯(lián)系說（separate-but-linked）認(rèn)為視覺、聽覺和觸覺問注意轉(zhuǎn)移的過程并不是完全獨(dú)立的，在信息加工的早期階段，不同通道的注意系統(tǒng)可能是分離的，但這些通道問又存在一種聯(lián)系，有一個(gè)既分離又聯(lián)合的加工機(jī)制來調(diào)節(jié)不同通道間的注意轉(zhuǎn)移（Eimer&SchrSger，1998；McDonald&Ward，2000；Spence&Driver，1996）（如圖3所示）。有研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于聽覺目標(biāo)，當(dāng)注意通道為聽覺時(shí)，其空間注意效應(yīng)顯著，表現(xiàn)為有效trial引發(fā)的事件相關(guān)腦電位（event-related potentials，ERPs）成分大于無效trial，當(dāng)注意通道為視覺時(shí)，其空間注意效應(yīng)不顯著。而對(duì)于視覺目標(biāo)，當(dāng)注意通道為聽覺和注意通道為視覺時(shí)，空間注意效應(yīng)都顯著，即有效trial的ERPs顯著大于無效trial（Eimer&Schrsger，1998）。如果注意轉(zhuǎn)移是通道上系統(tǒng)控制，則不同通道間的空間效應(yīng)應(yīng)該是相同的，不論當(dāng)前通道是否相關(guān)，而根據(jù)分離聯(lián)系說的觀點(diǎn)，則不同通道間的空間效應(yīng)是不對(duì)稱的（Eimer&van Velzen，2002）。

相互作用說（interaetivity thesis）認(rèn)為在空間注意控制中，通道上系統(tǒng)和通道特異系統(tǒng)相互作用（BaneIjee，Snyder，Molholm，&Foxe，201l；Fscker，H～tting，Gondan，&RSder，2010；Santangelo，F(xiàn)agioli，&Macaluso，2010；Sosa，Teder-Salejarvi，&McCourt，2010；Spence，2010）（如圖4）。在Bane巧ee等（2011）的研究中，讓被試先完成聽覺空間任務(wù)，再完成視覺空間任務(wù)，考察被試的振蕩al—pha波（8-15Hz），結(jié)果發(fā)現(xiàn)在聽覺空間任務(wù)和視覺空間任務(wù)中都出現(xiàn)了頂枕Mpha波，支持通道上說。但是在較晚的時(shí)間窗口內(nèi)，兩任務(wù)的alpha波的地形圖有差異，表明通道特異機(jī)制的作用。因此研究者認(rèn)為在空間注意控制中，通道上系統(tǒng)和通道特異系統(tǒng)交互發(fā)揮作用。

3.跨通道注意轉(zhuǎn)移的影響因素

3.1對(duì)線索的注意程度

在一般的線索一目標(biāo)任務(wù)中，線索對(duì)目標(biāo)有提示作用，并且在實(shí)驗(yàn)前都會(huì)告知被試應(yīng)認(rèn)真注意線索信息。而當(dāng)告知被試當(dāng)線索和目標(biāo)沒有任何關(guān)系時(shí)，被試不關(guān)注線索信息，則線索對(duì)目標(biāo)的影響會(huì)因線索與目標(biāo)間隔時(shí)間長(zhǎng)短（stimulus onset asynchrony，SOA）的不同而不同。在視覺-聽覺注意轉(zhuǎn)移中，有研究采用線索-目標(biāo)任務(wù)，但告知被試線索與目標(biāo)沒有任何關(guān)系，以降低對(duì)目標(biāo)的預(yù)期性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在SOA為150ms時(shí)出現(xiàn)了線索通道效應(yīng)（當(dāng)線索和目標(biāo)在同一通道呈現(xiàn)時(shí)反應(yīng)加快），在SOA為600ms時(shí)沒有出現(xiàn)線索通道效應(yīng)，而在SOA為1000ms時(shí)，出現(xiàn)了類似返回抑制效應(yīng)，表明在短時(shí)間內(nèi)無關(guān)線索的通道信息會(huì)自動(dòng)捕獲個(gè)體的注意（Turatto，Galfano，&Umilta，2002）。在另一項(xiàng)聽覺一觸覺注意轉(zhuǎn)移研究中，當(dāng)SOA為150ms和600ms時(shí)，也出現(xiàn)了線索通道效應(yīng)，而在SOA為1000ms時(shí)，沒有出現(xiàn)線索通道效應(yīng)（Turatto，Gafano，Bridgeman，&Umilta，2004）。有研究讓被試對(duì)線索中的“gap”線索（即觸覺刺激或視覺刺激中有停頓）作反應(yīng)，增強(qiáng)被試對(duì)線索的關(guān)注，結(jié)果發(fā)現(xiàn)對(duì)同通道目標(biāo)的反應(yīng)反而慢于跨通道目標(biāo)，這可能是因?yàn)椤癵ap”線索和任務(wù)無關(guān)，被試對(duì)任務(wù)無關(guān)刺激作反應(yīng)反而分散了對(duì)目標(biāo)的注意使得線索的通道信息沒有促進(jìn)作用（Miles et al，2011）。這些研究表明被試對(duì)線索的注意程度可以通過指導(dǎo)語進(jìn)行控制，并且SOA也會(huì)和線索的注意程度產(chǎn)生交互作用，從而影響跨通道注意轉(zhuǎn)移。

3.2年齡因素

有研究探討了年輕人和老年人在持續(xù)的視覺和聽覺選擇性注意以及跨通道注意中的差異，任務(wù)采用提示通道任務(wù)，即根據(jù)線索保持注意在某一通道或者轉(zhuǎn)移注意到另一通道，結(jié)果發(fā)現(xiàn)老年人和年輕人的成績(jī)沒有差異，而腦區(qū)的激活程度有差異，在集中注意和轉(zhuǎn)移注意的條件下，老年人的雙側(cè)額葉和頂葉激活程度顯著增大，表明即使在集中注意的條件下，老年人仍然會(huì)將注意轉(zhuǎn)移到不需注意的信息，從而使得與注意控制相關(guān)的腦區(qū)激活程度增加（Townsend et al，2006）。另一項(xiàng)研究也發(fā)現(xiàn)，在線索一目標(biāo)任務(wù)中，老年人和年輕人的跨通道注意加工的表現(xiàn)一樣好（Hugenschmidt et al，2009）。這些研究說明在行為表現(xiàn)上，老年人和年輕人在跨通道注意加工上或許沒有年齡差異，而在腦區(qū)激活狀態(tài)上可能存在差異。關(guān)于年齡對(duì)注意轉(zhuǎn)移的影響尚需要更多的研究。

3.3前一目標(biāo)的影響

在線索一目標(biāo)任務(wù)中，除了線索對(duì)目標(biāo)有顯著作用外，N-1個(gè)trial中的目標(biāo)的通道信息也會(huì)有影響，如果兩者通道相同，則會(huì)產(chǎn)生促進(jìn)作用，如果不同則會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)移代價(jià)，此即通道轉(zhuǎn)移效應(yīng)或通道轉(zhuǎn)換效應(yīng)（modality shift efffect，MSE）（Cohen&Rist，1992；Tollner，Gramann，Muller，&Eimer，2009）。MSE是完全的外源性效應(yīng)，是自動(dòng)化地將注意轉(zhuǎn)到刺激通道上，這在線索一目標(biāo)任務(wù)中可能是一個(gè)混淆因素。在以往的研究中發(fā)現(xiàn)N-1個(gè)trial中目標(biāo)對(duì)N個(gè)trial目標(biāo)的影響比N個(gè)trial中線索對(duì)目標(biāo)的影響更大（Miles et al，2011）。

4.跨通道注意轉(zhuǎn)移的神經(jīng)機(jī)制

在探討通道轉(zhuǎn)移效應(yīng)的腦電研究中，Toellner等人（2009）發(fā)現(xiàn)通道改變伴隨著前部N1波幅的增加，認(rèn)為前部N1的增強(qiáng)反映的是對(duì)通道改變的覺察和對(duì)注意的重新調(diào)整，以更好地覺察目標(biāo)。

Hater等（1991）采用線索-目標(biāo)范式，進(jìn)行視空間研究時(shí)發(fā)現(xiàn)注意定向線索引發(fā)了兩個(gè)ERP成分——早期注意定向負(fù)波（early directing attention negativity，EDAN）（線索后200ms）和晚期注意定向正波（ate directing attention positivity，LDAP）。研究認(rèn)為EDAN反映的是線索提供的空間信息的編碼，是對(duì)線索位置的早期的注意。但后來有研究認(rèn)為EDAN只是反映的是線索的加工，不包括對(duì)線索后信息位置的加工（van Velzen&Eimer，2003）。LDAP一般出現(xiàn)在線索后500-800ms，反映的是對(duì)即將出現(xiàn)信息的預(yù)期的調(diào)節(jié)。另外一些研究發(fā)現(xiàn)由線索位置引發(fā)的前部定向注意負(fù)波（anterior directing attention negativity，ADAN）（線索后300-500ms）出現(xiàn)在頭皮前部對(duì)側(cè)區(qū)域，與大腦前部注意系統(tǒng)中空間注意的執(zhí)行控制有關(guān)（Eimer&vanVelzen，2002；van Velzen&Eimer，2003）。

除了視覺定向線索引發(fā)了ADAN和LDAP，有研究（Eimer&van Velzen，2002；van Velzen&Eimet，2003）還發(fā)現(xiàn)聽覺目標(biāo)和觸覺目標(biāo)的定向線索也能引起ADAN和LDAP，因此研究者認(rèn)為ADAN反映的是前額皮層的通道上加工，LDAP反映的是后頂葉的通道上加工，包括空間上的注意轉(zhuǎn)移（Eimet&van Velzen，2002；van Velzen&Eimer，2003）。但其他的研究結(jié)果對(duì)ADAN的解釋并沒有達(dá)成一致。有研究采用線索一目標(biāo)范式發(fā)現(xiàn)ADAN在單通道的聽覺目標(biāo)任務(wù)中和跨通道的聽覺線索一視覺目標(biāo)任務(wù)中并沒有出現(xiàn)，研究者認(rèn)為ADAN并沒有反映通道上的注意控制。而LDAP在兩種任務(wù)中都有出現(xiàn)，因此頂葉LDAP反映的是通道上加工對(duì)注意轉(zhuǎn)移的調(diào)節(jié)控制（Green&McDonald，2006；Green，Teder-Salejarvi，&McDonald，2005）。

Posner和Petersen（1990）將注意系統(tǒng)分為三個(gè)部分：警覺、定向和執(zhí)行控制。定向網(wǎng)絡(luò)是指對(duì)感覺信息輸入的選擇，包括通道的選擇和空間位置的選擇。后部頂葉和額葉都和注意定向有關(guān)（Petersen&Posner，2012）。在跨通道注意轉(zhuǎn)移的flVlRI研究中發(fā)現(xiàn)，后頂葉（posterior parital）和上前額皮層（superior prefrontal cortices）在視覺一聽覺轉(zhuǎn)移初期就得到激活（Shomstein&Yantis，2004）。視覺和觸覺的空間注意的研究采用視覺線索-觸覺目標(biāo)任務(wù)，無論哪個(gè)通道，都發(fā)現(xiàn)頂內(nèi)溝和上額皮層激活，表明這些腦區(qū)和空間注意的通道上網(wǎng)絡(luò)有關(guān)（Macaluso，F(xiàn)rith，&Driver，2002）。有研究發(fā)現(xiàn)頂葉產(chǎn)生的alpha波和跨通道注意分配有關(guān)（Baneriee et al，2011）。這些研究表明頂葉和額葉在空間注意的跨通道轉(zhuǎn)移中起重要作用。

5.問題與展望

關(guān)于注意轉(zhuǎn)移的機(jī)制，目前還存在爭(zhēng)議。主要集中在通道上系統(tǒng)假說還是分離聯(lián)系說。也有研究提出通道上系統(tǒng)和通道特異系統(tǒng)相互作用于注意的跨通道轉(zhuǎn)移，但關(guān)于兩個(gè)系統(tǒng)的相互作用是如何怎么實(shí)現(xiàn)的，是否有時(shí)間的先后順序以及作用大小之分，尚需要進(jìn)一步研究。

從任務(wù)上來看，在常用的線索-目標(biāo)任務(wù)中，當(dāng)用外源性線索提示目標(biāo)位置，然后呈現(xiàn)跨通道目標(biāo)時(shí)，從線索到目標(biāo)之間，個(gè)體既產(chǎn)生了跨通道的注意轉(zhuǎn)移，又產(chǎn)生了空間注意轉(zhuǎn)移，這兩種轉(zhuǎn)移過程是否有時(shí)間上的差異，在目前研究中關(guān)注得較少。另外，前-trial中的目標(biāo)通道信息對(duì)后-trial中的目標(biāo)反應(yīng)產(chǎn)生的影響與線索對(duì)目標(biāo)產(chǎn)生的影響是否會(huì)混淆，如何將其區(qū)分開來也有待于進(jìn)一步研究。

目前大多數(shù)研究采用的是青年人被試，在個(gè)體畢生發(fā)展階段，跨通道注意轉(zhuǎn)移隨著年齡變化呈現(xiàn)什么樣的特點(diǎn)？腦損傷病人，注意缺陷障礙患者與正常人在跨通道注意轉(zhuǎn)移中是否有差異？其差異的本質(zhì)是什么？這些目前還不是很清楚，今后的研究可以從不同年齡階段、不同被試群體等來對(duì)跨通道注意轉(zhuǎn)移做更深入的研究。