韓明秀 賈世偉

(山東師范大學心理學院, 濟南 250358)

1 引言

日常生活中, 個體不僅需要根據(jù)設定的目標監(jiān)控自己的行為, 還需要根據(jù)檢測到的錯誤信息優(yōu)化將來的行為, 以更好地適應環(huán)境。許多研究發(fā)現(xiàn), 在意識到的錯誤后會出現(xiàn)相應的行為調(diào)節(jié),而沒有意識到的錯誤后則較少出現(xiàn)行為調(diào)整(Endrass, Reuter, & Kathmann, 2007; Klein et al.,2007; Nieuwenhuis, Ridderinkhof, Blom, Band, &Kok, 2001; Wessel, Danielmeier, & Ullsperger,2011), 可見意識到錯誤是個體學習和優(yōu)化行為的前提。其中, 意識到和沒有意識到錯誤分別是指有意識和無意識水平下的錯誤加工。還有研究表明, 錯誤加工還有除有意識和無意識水平以外的其他意識水平的加工(Boldt & Yeung, 2015; Navarro-Cebrian, Knight, & Kayser, 2013; Scheffers & Coles,2000)。例如, 當個體不確定自己的反應是否正確時, 處于這種意識水平下的錯誤加工, 則與有意識和無意識水平下的錯誤加工不同(Navarro- Cebrian et al., 2013; Scheffers & Coles, 2000)。研究者在探究這些不同的錯誤加工時, 通常采用錯誤報告范式(Nieuwenhuis et al., 2001; Steinhauser & Yeung,2012; Rabbitt, 1968, 2002), 即讓被試在試次結束后用按鍵報告是否明確意識到了錯誤(Steinhauser &Yeung, 2012; Ullsperger, Harsay, Wessel, & Ridderinkhof,2010)。不同的錯誤報告范式對報告方式的操作不同, 相應的錯誤加工的意識水平分類也會不同,進而分析不同意識水平下的錯誤加工。

事件相關電位(Event-related brain potential,ERP)研究發(fā)現(xiàn), 有兩個 ERP成分與錯誤加工相關：錯誤(相關)負波和錯誤正波。錯誤相關負波(error-related negativity, ERN, Gehring, Goss, Coles,Meyer, & Donchin, 1993)或錯誤負波(error negativity,Ne, Falkenstein, Hohnsbein, Hoormann, & Blanke,1991)是指在選擇反應時任務中, 被試做出錯誤反應后出現(xiàn)的負向偏轉的 ERP成分, 其峰值在50~100 ms左右, 是伴隨著錯誤反應的特定 ERP成分(劉春雷, 張慶林, 2009; 蔣軍, 陳安濤, 2010)。而錯誤正波(error positivity, Pe)是在錯誤反應后200~600 ms出現(xiàn)的慢波, 是緊隨 Ne峰后的正偏轉ERP成分。

錯誤加工的意識水平是否會對Ne和Pe產(chǎn)生影響, 很多文獻對此進行了研究。然而研究中對意識水平的劃分方法不同, 其結果也不相同。還有研究者發(fā)現(xiàn), 注意可能會對錯誤加工的意識水平產(chǎn)生影響, 并會通過Ne和Pe的幅值變化表現(xiàn)出來。只是注意與意識水平以及Ne、Pe的作用關系, 目前還沒有得出定論。近年來研究者們雖然就不同意識水平下的錯誤加工進行了大量的電生理研究, 但是對意識水平對錯誤加工的影響仍未達成共識。下面根據(jù)意識水平分類, 對相關文獻進行分類回顧。

2 意識水平的分類

錯誤報告范式(Rabbitt, 1968, 2002)可以對錯誤加工的意識水平進行分類。實驗中的應用形式通常是, 要求被試在執(zhí)行任務時, 一旦意識到反應錯誤就立即按鍵報告, 或者是在每一試次結束后都通過按鍵進行正確性評估。研究者根據(jù)被試的報告, 將不同意識水平的反應分類, 再具體研究不同條件下的錯誤加工。研究中錯誤報告的形式不同, 反應加工的意識水平分類也會不同。我們根據(jù)其對意識水平的劃分, 將研究分為兩大類：二元意識水平研究和多元意識水平研究。在文中為了簡便, 我們將兩類研究簡稱為二元意識研究和多元意識研究。

2.1 二元意識研究的意識水平分類

二元意識研究的意識水平劃分通常采用兩種錯誤報告形式。第一種形式是要求被試只在意識到反應錯誤后按鍵報告(Hester, Foxe, Molholm,Shpaner, & Garavan, 2005; Hughes & Yeung, 2011;Nieuwenhuis et al., 2001; Shalgi, Barkan, & Deouell,2009; Wessel et al., 2011), 例如, Nieuwenhuis等人(2001)在反向眼跳任務中, 要求被試向目標刺激的水平鏡像方向掃視, 若被試意識到反應錯誤,則立即按空格鍵表明。他們將掃視錯誤且按鍵表明的反應定義為有意識錯誤; 掃視錯誤但沒按鍵的是無意識錯誤; 掃視正確且沒按鍵的為正確反應; 掃視正確卻按鍵表明的為虛報反應。

第二種形式是要求被試在任務的每一試次結束后都用按鍵評估反應正確性(Endrass, Franke, &Kathmann, 2005; Klein et al., 2007), 例如, 2007年,Klein等人同樣采用反向眼跳任務, 只是他們要求被試在每一試次結束后, 都要判斷自己的反應是否正確, 例如正確按右鍵, 錯誤按左鍵。處理數(shù)據(jù)時, 再根據(jù)被試的按鍵報告將反應劃分為錯誤且按左鍵的有意識錯誤反應、錯誤卻按右鍵的無意識錯誤反應、正確且按右鍵的正確反應, 正確并按左鍵的虛報反應。

反應分類中的有意識和無意識錯誤的神經(jīng)加工, 對應著有意識和無意識兩種水平的錯誤加工。這兩種錯誤報告形式都是將錯誤加工的意識水平分為有意識和無意識兩種水平, 因此我們將相應的研究統(tǒng)稱為二元意識研究。

2.2 多元意識研究的意識水平分類

多元意識研究通常采用錯誤報告范式的另外兩類變式, 以分離出除有意識和無意識以外的其他意識水平。第一種形式是被試報告時, 在每一試次結束后都進行正確性評估, 但評估時有正確、錯誤和不確定反應三種選擇(Endrass et al.,2007; Endrass, Klawohn, Preuss, & Kathmann, 2012;Hewig, Coles, Trippe, Hecht, & Miltner, 2011; Navarro-Cebrian et al., 2013), 例如, Hewig等人(2011)報告的數(shù)字輸入任務(digit entering task)研究。他們先給被試呈現(xiàn)一個五位數(shù), 要求被試記住并在自定義框中輸入這個五位數(shù)。第一個數(shù)字輸入后, 呈現(xiàn)的五位數(shù)立刻消失。五位數(shù)輸入完畢后, 呈現(xiàn)三點評估量表(正確按R鍵、錯誤按F鍵、不確定按B鍵), 讓被試用按鍵評估反應的正確性。相比于二元意識研究的反應條件分類, Hewig等人的研究則多了不確定反應條件, 其加工的意識水平不同于有意識和無意識水平。

另一種形式是被試同樣在每一試次結束后都做按鍵報告, 但其報告的形式是進行信心水平評估(Boldt & Yeung, 2015; Shalgi & Deouell, 2012)。例如, Boldt和 Yeung (2015)的研究, 先在屏幕上呈現(xiàn)兩個方框, 方框中分別含有45和55個圓點, 讓被試在1520 ms內(nèi)判斷哪個方框中圓點多。被試做出反應后, 屏幕上呈現(xiàn)一個六點評估量表(錯誤、很可能錯誤、可能錯誤、可能正確、很可能正確、正確), 要求被試評估自己對反應的信心水平, 然后選擇出與其最相符的選項。這兩種評估方式本質(zhì)上都是將錯誤意識分為有意識水平、無意識水平以及處于有意識與無意識之間的意識水平。在前一種報告范式中, 不確定反應產(chǎn)生的原因有刺激加工失敗、注意波動、刺激識別信息不足等多種原因, 因此可能包含多種意識水平下的加工過程。而后面的信心程度評定報告中, 介于確定錯誤和確定正確之間也存在多個信心水平,因此也對應著多個意識水平的加工。所以, 為了方便, 在文中我們將這兩類研究統(tǒng)稱為多元意識研究。

3 意識水平與錯誤加工

3.1 二元意識水平研究

許多研究者將錯誤加工分為有意識和無意識水平, 分別進行探究并得出了較一致的結論：有意識和無意識水平下錯誤加工誘發(fā)的Ne幅值相似, 相較于無意識水平, 有意識水平下的Pe幅值較大, 即Ne系統(tǒng)的激活獨立于意識水平的變化,而Pe幅值變化受其調(diào)節(jié)。Nieuwenhuis等人(2001)的研究, 得出了與上述結論完全一致的結果。他們提出反向眼跳任務會產(chǎn)生較多意識到和意識不到的錯誤掃視, 并可以結合錯誤報告范式, 讓被試在意識到錯誤反應后, 用按鍵來區(qū)分有意識和無意識錯誤。因此, 他們認為此范式適合研究錯誤的不同意識水平加工, 并率先將反向眼跳任務應用到此類研究中。反向眼跳任務的具體形式是,在屏幕的一側視野呈現(xiàn)目標刺激, 要求被試在目標刺激呈現(xiàn)時用眼睛掃視對側屏幕。任務執(zhí)行中若被試意識到自己的掃視方向錯誤, 則按空格鍵表明。他們將掃視方向錯誤且按鍵表明的條件定義為有意識錯誤, 掃視方向錯誤但沒按鍵表明的條件定義為無意識錯誤。結果發(fā)現(xiàn), 不論被試是否意識到錯誤, 錯誤掃視后都會產(chǎn)生很大幅值的Ne, 而Pe僅在有意識錯誤后呈現(xiàn)較大幅值。因此,他們提出Ne和Pe是錯誤加工不同階段的神經(jīng)指標。Ne反映的是獨立于意識的錯誤加工早期階段,與錯誤檢測有關。Pe反映了錯誤加工的后期過程,與錯誤反應的意識水平有關。Endrass等人(2005)的掃視抑制任務(saccade countermanding task)研究也得出了與 Nieuwenhuis等人一致的結果。在實驗范式上, 他們與Nieuwenhuis等人不同, 采用了另一種錯誤報告形式, 讓被試在每一試次結束后都做正確性評估(正確反應按R鍵, 錯誤反應按F 鍵)。Dhar, Wiersema和 Pourtois (2011)以及 Hughes和 Yeung (2011)分別采用 Go/NoGo和 Flanker任務進行研究, 其結果也與上述研究完全一致。不同的報告范式和實驗任務以及一致的實驗結果,驗證了這一結論的穩(wěn)定性, 表明這一結論可以在一定程度上解釋Ne、Pe與意識水平的關系。此外,Shalgi等人(2009)用聽覺形式的 Go/NoGo任務進行研究, 也得出了上述結果, 說明該結果還具有跨通道的一致性。

盡管大多數(shù)二元意識水平的 ERP研究證實,Ne的誘發(fā)獨立于意識, Pe的幅值變化受意識水平的調(diào)節(jié), 但是并沒有在 fMRI研究中得到一致的支持。Hester等人(2005)報告了將 Go/No-go任務與錯誤意識任務相結合的 fMRI研究。結果發(fā)現(xiàn),相比于無意識錯誤加工, 有意識錯誤加工在雙邊前額葉和頂葉腦區(qū)激活更大, 且無論錯誤加工是否被意識到, 前扣帶回(anterior cingulate cortex,ACC)的激活都會因此而增強。已有研究表明 Ne主要產(chǎn)生于 ACC (Debener et al., 2005; Niki &Watanabe, 1979; O'Connell et al., 2007; Turken & Swick,2008; van Boxtel, van der Molen, & Jennings, 2005),頂上葉 (superior parietal cortex)是產(chǎn)生Pe的可能區(qū)域(van Veen & Carter, 2002)。這為上述關于Ne和 Pe的 ERP研究結果(Endrass et al., 2005;Nieuwenhuis et al., 2001)提供了支持。然而, Klein等人(2007)的反向眼跳任務的fMRI研究發(fā)現(xiàn), 有意識錯誤加工會使前下腦島 (anterior inferior insula)激活度增強, 這與Hester等人(2005)的研究結果出現(xiàn)了分歧。但是兩種意識水平的錯誤加工都會激活扣帶區(qū)喙部(rostral anterior cingulate cortex, rACC)的結果, 與 Hester等人(2005)的結果基本一致。Hester, Nestor和Garavan (2009)對吸毒者的fMRI研究表明ACC和右腦島對錯誤意識水平敏感, 這雖然為Klein等人(2007)關于前下腦島的結論提供了支持, 但其關于ACC的結論卻與先前兩個fMRI研究的結果產(chǎn)生了沖突。不過, Hester等人(2009)的研究結果僅適用于吸毒者組, 在健康被試身上并沒有得到完全一致的結論, 因此還需要進一步的實驗證實。

3.2 多元意識水平研究

多元意識水平研究證明不確定反應加工的意識水平不同于有意識和無意識水平。與被試對反應的信心水平相對應, 有無意識水平之間還存在多個不同的錯誤加工意識水平。研究結論一致表明, 被試對錯誤的意識水平越高, Pe的幅值越增大。對于Ne與意識水平的關系研究者們產(chǎn)生了爭議, 有些研究表明個體的意識水平不影響 Ne幅值, 而有些研究者認為 Ne與 Pe相似, 幅值大小與意識水平呈正相關, 下面加以介紹。

3.2.1 正確、不確定、錯誤反應報告方式的研究

有研究者將錯誤加工劃分為有意識、無意識以及與不確定反應對應的意識水平進行研究。Endrass等人(2007)和 Endrass等人(2012)的研究,雖然將不確定反應從反應中分離出來, 但是他們并沒有明確指出對其操作的作用, 并且在數(shù)據(jù)分析時也沒有作進一步分析。但可以確定的是, 不確定反應的分離會使結果更加精確。此外,Endrass等人(2007)的研究將Pe分為前期、中期、后期三個階段, 再具體分析不同意識水平對Pe不同階段幅值的影響。結果顯示, 有意識與無意識水平下, 錯誤加工誘發(fā)的Ne幅值無顯著差異, 意識水平只調(diào)節(jié)Pe后期的幅值, 呈現(xiàn)了意識水平與Pe的精確作用關系。Endrass等人(2012)使用ERP技術結合主成分分析法(principal component analysis,PCA)進行了研究。相比于上述研究, Endrass等人(2012)所用的實驗范式和數(shù)據(jù)分析方法不同, 但所得結果依然與前面研究一致, Ne不受錯誤加工意識水平的調(diào)節(jié), Pe的幅值與意識水平共變。

還有研究者具體分析了不確定反應所對應的意識水平下的錯誤加工, 并證明不確定反應所對應的加工意識水平, 不同于有意識和無意識水平。2011年, Hewig等人明確提出不確定反應是一種特殊的意識水平, 這是二元意識研究中無法測量的。他們將其作為研究的創(chuàng)新之處, 對錯誤加工中的Pe和Ne進行了研究。結果發(fā)現(xiàn), 有意識水平下錯誤加工誘發(fā)的 Ne幅值較大, 不確定反應誘發(fā)的幅值次之, 而無意識水平的錯誤加工(實際反應錯誤而被識別為正確反應的加工過程)誘發(fā)的幅值較小, 且兩兩相比差異顯著。Pe幅值的變化與 Endrass等人(2007)的結果相似, 前期 Pe成分不受意識水平的調(diào)節(jié), 后期成分在錯誤意識水平上呈現(xiàn)出顯著變化。有意識錯誤誘發(fā)的Pe幅值最大, 不確定反應誘發(fā)的幅值次之, 無意識錯誤誘發(fā)的幅值最小。Hewig等人的研究不僅表明Ne和 Pe都受意識水平的調(diào)節(jié), 且一定程度上證明了不確定反應的加工意識水平, 不同于有意識和無意識水平。不過Pe的統(tǒng)計結果顯示, 有意識錯誤有大于無意識錯誤的趨勢, 但是差異不顯著。Hewig等人關于Ne的結果也與前面研究不一致。

Navarro-Cebrian等人(2013)更具體地指出刺激加工失敗會引起不確定反應, 進而引發(fā)高水平?jīng)_突, 產(chǎn)生較大幅值的Ne。如果研究中沒有分離出不確定反應, 當不確定反應被歸類為無意識錯誤時, 會增加無意識錯誤的平均Ne幅值。尤其是無意識錯誤的數(shù)量較少, 不確定反應混在其中會對Ne幅值產(chǎn)生很大影響。因此, 沒有將不確定反應分離出來的 ERP結果, 不能準確解釋 Ne與意識水平的關系。他們的研究結果表明, 有意識錯誤反應誘發(fā)的Ne和Pe幅值都顯著大于無意識錯誤反應所誘發(fā)的幅值, 不確定反應與有意識錯誤誘發(fā)的 Ne和 Pe幅值無顯著差異。結果支持了Hewig等人的觀點, Ne與Pe都受錯誤意識水平的調(diào)節(jié), 并一致證明了不確定反應與無意識錯誤的加工意識水平不同。

3.2.2 信心水平評估方式的研究

信心水平與意識密切相關, 因此有許多研究使用了信心水平評估的方式對不同意識水平的錯誤加工展開了研究。Scheffers和Coles (2000)提出錯誤意識水平與行為正確性評估有關。信心水平評估是讓被試評估自己對反應的信心水平, 以此測量被試對行為正確性的評估。Fleming, Huijgen和 Dolan (2012)的研究也表明個體能夠根據(jù)自己的行為做最相符的信心水平判斷。信心水平評估的研究認為錯誤意識水平的變化是一個連續(xù)的過程, 在這個過程中錯誤信息慢慢積累, 達到某個閾限時就會觸發(fā)錯誤意識的產(chǎn)生(Steinhauser &Yeung, 2012), 此時錯誤信息的積累量, 就對應著個體對反應正確性的信心水平, 也對應著一種意識水平下的錯誤加工。Scheffers和 Coles (2000)提出, 識別刺激時, 信息不足會導致對反應正確性的不確定。這種不確定處于監(jiān)控系統(tǒng)以及知覺意識的一定水平, 因此相應的 Ne幅值也會處于正確和錯誤反應誘發(fā)的Ne幅值之間。他們采用五點評估量表, 并通過 Eriksen flanker任務對此進行了研究。結果發(fā)現(xiàn), 不同信心水平條件下, 被試所產(chǎn)生的Ne幅值不同。當錯誤反應被判斷為不知道、不確定錯誤或確定錯誤時, 誘發(fā)的Ne幅值依次遞增, 且統(tǒng)計水平上差異顯著。當正確反應被判斷為不知道、不確定正確或確定正確時, 所誘發(fā)的Ne幅值依次遞減, 統(tǒng)計水平上也差異顯著。他們的結果不僅支持 Ne受意識水平調(diào)節(jié)的觀點(Hewig et al., 2011; Navarro-Cebrian et al., 2013),也證明了個體對反應的信心水平不同, 錯誤加工的意識水平也不同。Boldt和Yeung (2015)報告了他們簡單選擇任務與多元意識范式相結合的研究。實驗結果顯示從確定反應錯誤、很可能錯誤、可能錯誤到可能正確、很可能正確、確定正確, Pe的幅值遞減, 這表明Pe是錯誤意識水平的神經(jīng)指標, 也從Pe的角度證明, 錯誤加工的意識水平隨著信心水平的變化而變化。Shalgi和Deouell (2012)的錯誤報告沒有使用信心水平量表, 而是采用了更貼近現(xiàn)實生活的賭博范式, 以此測量被試對反應的信心水平。任務中, 被試在每一試次結束后,都要評估反應的正確性(例如, 反應正確選擇 Yes,反應錯誤選擇 No), 然后再對剛才的評估下賭注(例如, 確信評估正確下高賭注, 對評估不確定下中等賭注, 確信評估錯誤下低賭注), 通過賭注的高低評估被試對反應的信心水平。結果發(fā)現(xiàn), Ne和Pe都對意識水平的變化敏感。

Steinhauser, Maier和 Hübner (2008)提出, 反應選擇執(zhí)行過程中, 多種可能反應同時進行證據(jù)積累, 當某種反應的證據(jù)積累達到標準時則被選擇執(zhí)行, 如果在任務中給被試設置不同的反應時間期限(deadline), 則系統(tǒng)執(zhí)行反應的標準也會不同。Steinhauser和Yeung (2012)提出, 錯誤意識的產(chǎn)生也是相似的過程。錯誤加工時, 錯誤發(fā)生的證據(jù)慢慢積累, 達到某個標準便會觸發(fā)錯誤意識產(chǎn)生。在亮度辨別任務中, Steinhauser和Yeung分別通過強調(diào)速度(較短的反應時間限制)與正確率(較長的反應時間限制)控制錯誤意識產(chǎn)生的標準,并將實驗分為高速度壓力(較短反應時間期限, 觸發(fā)錯誤意識的標準較低)和低速度壓力(強調(diào)正確率, 即較長反應時間期限, 觸發(fā)錯誤意識產(chǎn)生的標準較高 )兩對照組。他們假設低速度壓力不僅會提高反應標準, 而且還會減弱錯誤檢測能力,為錯誤發(fā)生提供更少的證據(jù), 因而 Pe的幅值更小。實驗結果證實了他們的假設, 低速度壓力組的Pe幅值更小, 高速度壓力組的Pe幅值更大, 表明了Pe幅值的與錯誤意識的水平變化有關。雖然Steinhauser和Yeung的研究并沒有采用多元意識范式, 但其依據(jù)的理論本質(zhì)上與多元意識范式相通。它與多元意識范式的區(qū)別在于, 多元意識范式研究采用量表將內(nèi)部的意識水平量化, 得到不同意識水平條件, 進而在此基礎上研究錯誤加工中電生理指標的變化。而Steinhauser和Yeung的研究只是用高速度壓力和低速度壓力兩種實驗條件取代了量表而已。

總之, 多元意識水平研究對于 Ne是否對意識水平變化敏感, 還沒有形成共識, 還需要進一步的研究證實。

3.3 研究結果比較分析

通過回顧相關文獻, 可以看出錯誤加工存在多個不同的加工意識水平。雖然相關 ERP研究,得出了基本一致的結論, 即錯誤加工過程中, Pe的幅值變化受意識水平的調(diào)節(jié)(Endrass et al., 2005;Hester et al., 2005; Klein et al., 2007; Nieuwenhuis et al., 2001; Steinhauser & Yeung, 2012; Navarro-Cebrian et al., 2013), 但是這個結論并沒有得到fMRI研究的證據(jù)支持。對于錯誤加工中, Ne系統(tǒng)是否獨立于意識水平, 兩類研究的結論并不一致。出現(xiàn)上述分歧的原因, 可能有以下幾個方面。

首先, ERP技術和 fMRI技術基于的原理不同。ERP測量的是腦誘發(fā)電位變化, 而fMRI技術測量的是事件所引起的腦血液動力變化。不同的生理指標可能反應了認知活動的不同方面。其次,多元意識與二元意識研究的區(qū)別是, 研究者們考慮到了介于有意識和無意識之間的意識水平。這種狀態(tài)可能是由于刺激加工失敗(Navarro-Cebrian et al., 2013), 或刺激識別信息不足(Scheffers & Coles,2000), 或錯誤證據(jù)積累不足(Steinhauser & Coles,2012), 或者是被試部分意識到錯誤, 但不完全確定錯誤的發(fā)生(Shalgi & Deouell, 2012)而產(chǎn)生的。多元范式的研究已證明, 這些因素觸發(fā)大腦產(chǎn)生的意識水平, 高于無意識水平, 而低于有意識水平。因此, 這種意識水平下的錯誤加工所誘發(fā)的ERP成分, 不能解釋有意識或無意識的錯誤加工。再者, 在僅報告錯誤反應的二元意識范式研究中, 有的被試指出, 他們能意識到錯誤, 但有時候沒時間報告(Ullsperger et al., 2010), 這會使部分有意識錯誤混在無意識錯誤中, 增大無意識錯誤誘發(fā)的Ne幅值, 引起誤差。此外, 雖然多元意識范式對反應加工的分類更精細, 相應的, 得出的結果可能也更精確。但需要注意的是, 這些研究的數(shù)據(jù)分析方法還存在差異, 例如 Nieuwenhuis等人(2001)、Endrass等人(2007)在分析數(shù)據(jù)時, 比較的是 Ne、Pe的差異波, 即錯誤與正確反應的ERP幅值相減所得的差異波, 而Endrass等人(2005)、Hewig等人(2011)比較的是Ne、Pe的平均幅值, 這也可能導致結果不同。

總而言之, 對于不同意識水平下錯誤加工的相關ERP成分, 還需進一步進行深入全面的研究,以揭開錯誤加工的全貌。

4 錯誤意識水平與注意

注意作為認知過程的重要組成部分, 在錯誤加工過程中占有重要地位(Xiao et al., 2015)。Maier,di Pellegrino和Steinhauser (2012)的研究表明Ne與錯誤意義有關, 更具有意義的錯誤會誘發(fā)更大幅值的Ne, 從而證實了動機因素對錯誤加工的影響, 已有研究表明錯誤意識水平與動機有關(Harsay, Spaan, Wijnen, & Ridderinkhof, 2012; Pailing& Segalowitz, 2004)。而早在1994年Douglas和Don就指出動機加工需要注意機制的參與。動機與錯誤意識水平有關, 而注意與動機有關, 那么注意與錯誤意識水平是否也相關。

Hester等人(2005)提出, 在復雜任務的執(zhí)行過程中, 個體對特定任務規(guī)則的注意是波動的,因此對任務規(guī)則的注意瞬脫會導致對錯誤的有意識察覺失敗。Simons (2010)又指出, 焦慮會影響個體的注意, 并且可能會減弱個體的錯誤意識水平?？梢? 注意與錯誤意識存在密切關系。創(chuàng)傷性腦損傷患者(traumatic brain injury, M/S TBI)一般會受到持續(xù)性注意困難(McAvinue, O’Keefe,Mcmackin, & Roberston, 2005)以及意識受損的困擾, 如錯誤意識水平減弱(Dockree & Robertson, 2011),且意識受損與持續(xù)性注意困難密切相關(McAvinue et al., 2005)。Logan, Hill和 Larson (2015)采用錯誤意識任務(error awareness task, EAT,修訂版Stroop go/no-go task), 并將創(chuàng)傷性腦損傷患者與健康被試分為實驗組和控制組, 研究了錯誤意識水平與注意的關系。研究發(fā)現(xiàn)在整個實驗過程中,TBI患者的持續(xù)性錯誤意識水平下降, 而控制組的錯誤意識水平會上升, 這似乎為注意與錯誤意識水平相關的觀點提供了實驗證據(jù)。然而, 他們還發(fā)現(xiàn), 兩組被試的實驗數(shù)據(jù)中, 有意識錯誤誘發(fā)的Pe幅值顯著大于無意識錯誤誘發(fā)的幅值, 而兩組被試間的 Pe幅值并無顯著差異。這顯然與Pe受錯誤意識水平調(diào)節(jié)的觀點有了爭議。Xiao等人(2015)提出, 心理疲勞會減弱注意力。他們也將被試分為實驗組和控制組兩組。實驗組在執(zhí)行四選擇反應時任務前, 先做 1小時的精神運動警覺測試(psychomotor vigilance test, PVT), 以增強心理疲勞水平, 減弱注意力; 控制組保持正常注意力狀態(tài), 只執(zhí)行四選擇反應時任務。研究結果發(fā)現(xiàn)持續(xù)注意狀態(tài)與 Ne幅值呈顯著負相關(持續(xù)注意水平越高, Ne負偏轉越負), 支持了 Ne受錯誤意識水平調(diào)節(jié)的觀點, 也為注意與錯誤意識水平變化提供了證據(jù)。然而, 他們還發(fā)現(xiàn)Pe幅值不受持續(xù)注意狀態(tài)影響, 這與 Logan等人(2015)的結果一致。

從上述研究可見, 注意在錯誤加工過程中有重要作用, 與錯誤意識水平密切相關。持續(xù)注意力的降低, 會減小Ne成分的幅值。但是, 注意與錯誤意識的作用關系都沒有得到 Pe成分的變化的支持。研究者認為, 可能注意與Pe都分別只影響意識水平的特定方面(Logan et al., 2015), 不是直接作用關系。到底注意與錯誤意識水平存在什么作用關系, 還需進一步深入研究, 尋找?guī)追N矛盾觀點背后的原因。

5 總結與展望

近十多年的相關研究證明, 錯誤加工存在多個不同的加工意識水平。相關的ERP研究一致證明, 錯誤加工過程中, Pe幅值變化與錯誤加工意識水平的變化有關, 但是沒有得到 fMRI研究結果的支持。大多數(shù)二元意識研究一致支持Ne成分獨立于意識的觀點, 但是當把有意識和無意識之間的意識水平分離出來時, 二元和多元意識水平的研究結果出現(xiàn)了爭議。研究者從注意的角度探究了意識水平與錯誤加工, 發(fā)現(xiàn)注意力與錯誤意識水平密切相關。注意力的降低減小Ne的幅值。但是, 研究發(fā)現(xiàn)Pe與意識水平共變, 卻不受注意力的影響。注意是新的研究視角, 所得出的結果是否穩(wěn)定, 有待進一步研究證實。這些年關于不同意識水平下錯誤加工的研究已有很多, 其中所用的研究范式也很多, 雖然收獲頗多, 但是爭議不斷的結果也應引起我們的深思。對于今后的研究, 本文提出幾點建議：

第一, 關于錯誤加工的不同意識水平相關研究, 如 ERP和 fMRI研究已有很多。將來可以將兩者結合, 來描述不同意識水平下錯誤加工的動態(tài)過程。另外, 最近發(fā)展成熟的近紅外光成像技術, 尤其是快信號技術Event-related optical signal(EROS, Gratton & Fabiani, 2001; Tse et al., 2007),同時具有相對較高的時間和空間分辨率, 也可以用來揭示不同意識水平下錯誤加工的動態(tài)過程。

第二, 從文中可知, Pe成分的幅值變化對注意與錯誤意識水平的作用關系提出了質(zhì)疑。目前注意與錯誤加工意識水平的相關研究仍較少。尋找Ne受注意的調(diào)節(jié), 而Pe幅值不受影響的原因,可能是未來要解決的一個問題。

第三, 雖然大多數(shù)研究都在關注Ne和Pe與錯誤意識水平的關系, 但這兩個成分都是出現(xiàn)在錯誤發(fā)生以后。而Endrass等人(2005)發(fā)現(xiàn), 在刺激呈現(xiàn)以后, 執(zhí)行反應以前的停止信號相關成分N2(stop-signal N2)與錯誤意識水平有關, 但目前類似研究較少, 可能是未來研究的一個方向。

第四, 有研究表明 Ne與個體的情緒(Hajcak,McDonald, & Simons, 2004)與動機水平(Ganushchak& Schiller, 2008)有關。因此, 情緒與動機水平與錯誤意識水平的關系可能也是一個要解決的問題。

蔣軍, 陳安濤. (2010). 錯誤正波的神經(jīng)發(fā)生源與功能意義解釋.心理科學進展, 18, 569–577.

劉春雷, 張慶林. (2009). 錯誤加工的神經(jīng)機制.心理科學進展, 17, 341–348.

Boldt, A., & Yeung, N. (2015). Shared neural markers of decision confidence and error detection.The Journal of Neuroscience,35, 3478–3484.

Debener, S., Ullsperger, M., Siegel, M., Fiehler, K., von Cramon,D. Y., & Engel, A. K. (2005). Trial-by-trial coupling of concurrent electroencephalogram and functional magnetic resonance imaging identifies the dynamics of performance monitoring.Journal of Neuroscience, 25, 11730–11737.

Dhar, M., Wiersema, J. R., & Pourtois, G. (2011). Cascade of neural events leading from error commission to subsequent awareness revealed using EEG source imaging.PLoS One,6, e19578.

Dockree, P. M., & Robertson, I. H. (2011). Electrophysiological markers of cognitive deficits in traumatic brain injury: A review.International Journal of Psychophysiology, 82,53–60.

Douglas, D., & Don, M. T. (1994). Motivating the focus of attention. In P. M. Niedenthal & S. Kitayama (Eds.),The heart's eye: Emotional influences in perception and attention(pp. 167–196). San Diego, CA, US: Academic Press.

Endrass, T., Franke, C., & Kathmann, N. (2005). Error awareness in a saccade countermanding task.Journal of Psychophysiology, 19, 275–280.

Endrass, T., Reuter, B., & Kathmann, N. (2007). ERP correlates of conscious error recognition: Aware and unaware errors in an antisaccade task.European Journal of Neuroscience,26, 1714–1720.

Endrass, T., Klawohn, J., Preuss, J., & Kathmann, N. (2012).Temporospatial dissociation of Pe subcomponents for perceived and unperceived errors.Frontiers in Human Neuroscience, 6, 178.

Falkenstein, M., Hohnsbein, J., Hoormann, J., & Blanke, L.(1991). Effects of crossmodal divided attention on late ERP components. II. Error processing in choice reaction tasks.Electroencephalography and Clinical Neurophysiology,78, 447?455.

Fleming, S. M., Huijgen, J., & Dolan, R. J. (2012). Prefrontal contributions to metacognition in perceptual decision making.The Journal of Neuroscience, 32, 6117?6125.

Ganushchak, L. Y., & Schiller, N. O. (2008). Motivation and semantic context affect brain error-monitoring activity: An event-related brain potentials study.NeuroImage, 39,395?405.

Gehring, W. J., Goss, B., Coles, M. G. H., Meyer, D. E., &Donchin, E. (1993). A neural system for error detection and compensation.Psychological Science, 4, 385?390.

Gratton, G., & Fabiani, M. (2001). Shedding light on brain function: The event-related optical signal.Trends in Cognitive Sciences, 5(8), 357?363.

Hajcak, G., McDonald, N., & Simons, R. F. (2004). Errorrelated psychophysiology and negative affect.Brain and Cognition, 56, 189–197.

Harsay, H. A., Spaan, M., Wijnen, J. G., & Ridderinkhof, K.R. (2012). Error awareness and salience processing in the oddball task: Shared neural mechanisms.Frontiers in Human Neuroscience, 6, 246.

Hester, R., Foxe, J. J., Molholm, S., Shpaner, M., & Garavan,H. (2005). Neural mechanisms involved in error processing: A comparison of errors made with and without awareness.NeuroImage, 27, 602?608.

Hester, R., Nestor, L., & Garavan, H. (2009). Impaired error awareness and anterior cingulate cortex hypoactivity in chronic cannabis users.Neuropsychopharmacology, 34,2450?2458.

Hewig, J., Coles, M. G. H., Trippe, R. H., Hecht, H., & Miltner,W. H. R. (2011). Dissociation of Pe and ERN/Ne in the conscious recognition of an error.Psychophysiology, 48,1390–1396.

Hughes, G., & Yeung, N. (2011). Dissociable correlates of response conflict and error awareness in error-related brain activity.Neuropsychologia, 49, 405–415.

Klein, T. A., Endrass, T., Kathmann, N., Neumann, J., von Cramon, D. Y., & Ullsperger, M. (2007). Neural correlates of error awareness.NeuroImage, 34, 1774?1781.

Logan, D. M., Hill, K. R., & Larson, M. J. (2015). Cognitive control of conscious error awareness: Error awareness and error positivity (Pe) amplitude in moderate-to-severe traumatic brain injury (TBI).Frontiers in Human Neuroscience, 9, 397.

Maier, M. E., di Pellegrino, G., & Steinhauser, M. (2012).Enhanced error-related negativity on flanker errors: Error expectancy or error significance?.Psychophysiology, 49,899–908.

McAvinue, L., O’Keefe, F., Mcmackin, D., & Roberston, I. H.(2005). Impaired sustained attention and error awareness in traumatic brain injury: Implications for insight.Neuropsychological Rehabilitation, 15, 569–587.

Navarro-Cebrian, A., Knight, R. T., & Kayser, A. S. (2013).Error-monitoring and post-error compensations: Dissociation between perceptual failures and motor errors with and without awareness.The Journal of Neuroscience, 33,12375–12383.

Nieuwenhuis, S., Ridderinkhof, K. R., Blom, J., Band, G. P.,& Kok, A. (2001). Error-related brain potentials are differentially related to awareness of response errors:Evidence from an antisaccade task.Psychophysiology, 38,752–760.

Niki, H., & Watanabe, M. (1979). Prefrontal and cingulate unit activity during timing behavior in the monkey.Brain Research, 171, 213–224.

O'Connell, R. G., Dockree, P. M., Bellgrove, M. A., Kelly, S.P., Hester, R., Garavan, H.,... Foxe, J. J. (2007). The role of cingulate cortex in the detection of errors with and without awareness: A high-density electrical mapping study.European Journal of Neuroscience, 25, 2571?2579.

Pailing, P. E., & Segalowitz, S. J. (2004). The error-related negativity as a state and trait measure: Motivation, personality,and ERPs in response to errors.Psychophysiology, 41,84?95.

Rabbitt, P. M. (1968). Three kinds of error-signalling responses in a serial choice task.Quarterly Journal of Experimental Psychology, 20, 179–188.

Rabbitt, P. (2002). Consciousness is slower than you think.The Quarterly Journal of Experimental Psychology Section A: Human Experimental Psychology, 55, 1081?1092.

Scheffers, M. K., & Coles, M. G. H. (2000). Performance monitoring in a confusing world: Error-related brain activity, judgments of response accuracy, and types of errors.Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance, 26, 141–151.

Shalgi, S., Barkan, I., & Deouell, L. Y. (2009). On the positive side of error processing: Error-awareness positivity revisited.European Journal of Neuroscience, 29, 1522–1532.

Shalgi, S., & Deouell, L. Y. (2012). Is any awareness necessary for an Ne?.Frontiers in Human Neuroscience, 6, 124.

Simons, R. F. (2010). The way of our errors: Theme and variations.Psychophysiology, 47, 1–14.

Steinhauser, M., Maier, M., & Hübner, R. (2008). Modeling behavioral measures of error detection in choice tasks:Response monitoring versus conflict monitoring.Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance, 34, 158–176.

Steinhauser, M., & Yeung, N. (2012). Error awareness as evidence accumulation: Effects of speed-accuracy trade-off on error signaling.Frontiers in Human Neuroscience, 6,240.

Tse, C. Y., Lee, C. L., Sullivan, J., Garnsey, S. M., Dell, G. S.,Fabiani, M., & Gratton, G. (2007). Imaging cortical dynamics of language processing with the event-related optical signal.Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 104, 17157–17162.

Turken, A. U., & Swick, D. (2008). The effect of orbitofrontal lesions on the error-related negativity.Neuroscience Letters, 441(1), 7–10.

Ullsperger, M., Harsay, H. A., Wessel, J. R., & Ridderinkhof,K. R. (2010). Conscious perception of errors and its relation to the anterior insula.Brain Structure and Function, 214, 629–643.

van Boxtel, G. J. M., van der Molen, M. W., & Jennings, J. R.(2005). Differential involvement of the anterior cingulate cortex in performance monitoring during a stop-signal task.Journal of Psychophysiology, 19, 1?10.

van Veen, V., & Carter, C. S. (2002). The timing of actionmonitoring processes in the anterior cingulate cortex.Journal of Cognitive Neuroscience, 14, 593?602.

Wessel, J. R., Danielmeier, C., & Ullsperger, M. (2011). Error awareness revisited: Accumulation of multimodal evidence from central and autonomic nervous systems.Journal of Cognitive Neuroscience, 23, 3021–3036.

Xiao, Y., Ma, F., Lv, Y. X., Cai, G., Teng, P., Xu, F. G., &Chen, S. G. (2015). Sustained attention is associated with error processing impairment: Evidence from mental fatigue study in four-choice reaction time task.PLoS One,10(3),e0117837.