劉曉樂 王愛君 張 明

（蘇州大學心理學系，蘇州 215123）

視覺返回抑制效應的影響因素

劉曉樂 王愛君 張 明

（蘇州大學心理學系，蘇州 215123）

回顧了視覺空間注意定向／重定向的相關研究，針對影響視覺返回抑制效應的因素進行了綜述，主要包括靶子屬性、線索屬性、時間因素、中央線索類型以及實驗過程中的其他因素等。未來的研究應當圍繞內(nèi)外源性注意對返回抑制的影響、更加具有生態(tài)效度的三維空間以及結合多種研究技術手段等方面開展。

注意定向／重定向；返回抑制；影響因素

1 引言

注意在視覺空間中分布規(guī)律的研究主要為基于位置注意的空間分布，其中包括聚光燈模型［1］、變焦鏡頭模型［2］和空間梯度模型［3-5］。 基于位置的注意理論認為，注意分布是以特定的空間位置或區(qū)域為基礎，被試根據(jù)任務要求，注意焦點可以像聚光燈一樣移動，注意范圍可以像變焦鏡頭一樣進行縮放以及注意在焦點處集中程度最高，并向四周逐漸擴散［6］。Posner將注意類比為聚光燈的視覺定向理論，系統(tǒng)地闡述了二維平面上不同注意定向方式對視覺加工的影響。結果發(fā)現(xiàn)，當時間間隔大于300ms時，被試對呈現(xiàn)在線索化位置上的目標反應較慢，產(chǎn)生了抑制效應，這種抑制效應被稱為返回抑制（inhibition of return， IOR）［7］。 即當目標出現(xiàn)在先前提示過的位置時，視覺注意則需定向到此位置；而當目標出現(xiàn)在先前未提示過的位置時，視覺注意則需將從先前提示的位置脫離，而重新定向到先前未提示過的位置。自Posner提出IOR效應以來已三十余年，眾多研究者采用注意定向的范式展開了大量IOR的研究［8-13］?？v觀以往研究發(fā)現(xiàn)，多種因素會影響IOR的產(chǎn)生，其中包括靶子屬性、線索屬性、時間因素、中央線索類型以及實驗過程中的其他因素等。

2 靶子屬性

2．1 靶子的數(shù)量

在視覺定向范式的變式中，存在多于兩個出現(xiàn)在屏幕上的情況。這種操作是為了探討注意效應是否會擴散到線索化位置的附近。注意效應的梯度理論表明，注意并不是嚴格地限制在線索化位置，同時也可以擴散到其附近的位置［14］。然而，也應該意識到大量潛在的目標位置會減弱IOR的量［15］。當平衡同時呈現(xiàn)的線索矩陣致使被試注意的焦點位于注視點位置時，結果發(fā)現(xiàn)，IOR 的量減?。?6］或者消失［17］。

2．2 靶子的預測性

當實驗中只有一個時間間隔 （stimulus onset asynchrony，SOA）的時候，通常提示線索對于目標出現(xiàn)的時刻具有時間上的預測。也就是說，提示線索除了起到空間注意定向的作用外，還可被用來預測目標出現(xiàn)的時刻。如果SOA只有一個，那么時間上的有效預測性為100%。如果SOA有兩個，那么在短SOA條件下目標出現(xiàn)的概率則為50%，但是一旦目標并未出現(xiàn)在短的SOA條件時，在長時間條件下的概率增加為100%。一項研究通過操縱目標的時間可預測性發(fā)現(xiàn)，在探測任務中，IOR并不受時間可預測性的調(diào)控［18］，而在辨別任務中，IOR受時間可預測性所調(diào)控［19］。特別是在辨別任務中，如果線索并不能預測目標出現(xiàn)的時刻，那么將不會出現(xiàn)IOR效應。如果線索可以預測目標出現(xiàn)的時刻，則會觀察到顯著的IOR效應。

2．3 靶子的概率

在一些實驗中可能會采用多種目標類型，其中一種目標類型可能比其他目標類型出現(xiàn)地更為頻繁。研究發(fā)現(xiàn)，目標出現(xiàn)的概率也可調(diào)控線索化效應。無預測性線索下觀察到的外源性易化效應在常出現(xiàn)目標與不常出現(xiàn)目標的條件下是類似的，而預測性線索下觀察到的內(nèi)源性注意效應僅僅出現(xiàn)在常出現(xiàn)的目標條件下［20］。IOR效應與內(nèi)源性注意效應一樣，在常出現(xiàn)的目標條件下觀察到了更大的效應量［21］。 Lupiánez等的空間線索化研究采用了外周無預測性的線索發(fā)現(xiàn)，常出現(xiàn)的目標與不常出現(xiàn)的目標具有等量但是不同的效應，常出現(xiàn)的目標產(chǎn)生的是IOR效應，而不常出現(xiàn)的目標產(chǎn)生的是促進效應［22］。

3 線索屬性

3．1 線索的數(shù)量

有研究發(fā)現(xiàn)，當平衡同時呈現(xiàn)的線索矩陣致使被試注意的焦點位于注視點位置時，IOR的量減小或者消失。理論上認為，為了使得搜索效率更加有效，IOR包括一個記憶成分，這個記憶成分能夠保持注意過的位置。同樣地，IOR會出現(xiàn)在一些連續(xù)線索化的位置上［23］。例如，Danziger等人使用了一個包含5個外周占位符的視覺矩陣，5個占位符中會有3個連續(xù)呈現(xiàn)在外周線索的位置。結果發(fā)現(xiàn)，每個線索化的位置都出現(xiàn)了IOR，但是最后線索化的位置上IOR的量更大。此外，如果目標呈現(xiàn)之前相繼地呈現(xiàn)一些外周線索，那么在相同的空間位置上IOR的量會隨著先前線索的數(shù)量而增加［24］。

3．2 線索的特征

外周突然呈現(xiàn)刺激和突然轉換刺激在大多數(shù)情況下是引發(fā)注意最大效應的方法［25］。而顏色線索在大多數(shù)情況下不會捕獲注意，因為注意捕獲是與任務需求有關的［26］，線索的顏色只有在任務的目標與顏色有關時才會捕獲注意，但這個觀點仍然存在爭議［27］。而對于外周線索的呈現(xiàn)和消失而言，使用呈現(xiàn)和消失線索時，短的SOA下易化效應沒有不同。但是在呈現(xiàn)線索，在目標出現(xiàn)之前線索又消失的條件下，IOR效應大于呈現(xiàn)線索，沒有在目標呈現(xiàn)之前消失線索的條件，也大于消失線索的條件［1，28］。 與消失線索相比，呈現(xiàn)線索在基于客體的效應中線索效應更大［29］。

4 時間因素

4．1 時間間隔

時間間隔是指從線索出現(xiàn)時到靶子呈現(xiàn)前的時間，對SOA的操作被認為是對線索化效應產(chǎn)生的較為關鍵的因素。如Klein和Pontefract的研究就錯誤地認為辨別任務不能夠產(chǎn)生IOR，而實質(zhì)上是因為他們的實驗中沒有設置恰當?shù)腟OA［20］。當使用空間預測的中央符號線索時，被試有足夠的時間加工線索的信息，并且根據(jù)線索的信息定向注意才會產(chǎn)生易化效應。加工線索和定向注意的時間取決于線索的類型。加工箭頭線索需要300ms左右，而加工顏色線索并且根據(jù)顏色的意義進行內(nèi)源性注意的定向需要600ms。因此，如果使用符號線索就需要不同的SOA，以確保被試有足夠的時間去定向注意。當使用外周無預測的線索時，SOA的操縱決定了產(chǎn)生易化效應還是IOR效應?？偟膩碚f，在短的SOA（80～300ms）下產(chǎn)生易化效應，這同時也依賴于當前的任務類型［30］。然而，當SOA長于300ms時通常觀察到的是IOR效應。SOA的使用可以決定辨別任務中的線索效應，但不決定檢測任務中的線索效應［31］。如，當在辨別任務中區(qū)組的試次中同時有三種SOA（100ms、500ms、900ms）， 結 果 發(fā) 現(xiàn) ， 在 長 的 SOA（900ms）下觀察到了IOR效應。但是當短的SOA試次的比例增加時，IOR效應都增大。相反，當增加長SOA 的比例時，易化效應減?。?9，31］。 與范圍比較大的SOA相比，范圍比較小的SOA會延遲IOR的出現(xiàn)［32］。

4．2 線索與靶子的時間關系

當使用空間無預測性的外周線索時，如果線索和目標在時間上有重疊，并且目標一直呈現(xiàn)直到反應消失，那么產(chǎn)生的易化效應會更大，線索和目標在時間上的重疊是在檢測任務中產(chǎn)生易化效應的條件之一，而當線索和目標在時間上沒有重疊時觀察到的更可能是IOR［28］。此外，目標的持續(xù)時間同樣會調(diào)節(jié)IOR的出現(xiàn)，特別是在檢測和反應不反應任務中。但是在辨別任務中，目標的持續(xù)時間對IOR并沒有影響。Taylor和Donnelly同樣發(fā)現(xiàn)，在目標—目標辨別任務中IOR效應取決于線索特征和目標特征的交互作用。他們發(fā)現(xiàn)當線索和目標在特征和方向上一致時，不會產(chǎn)生IOR，但是當線索和目標部分匹配時會產(chǎn)生 IOR［33］。

5 任務類型

5．1 探測任務和定位任務

空間定向的第一個研究中使用的是行為檢測任務，即當被試檢測到目標時就立即進行按鍵反應，當沒有檢測到目標時就不需要反應［34］。在空間無預測外周線索中使用檢測任務時，IOR效應很大，在相對比較短的 SOA（300ms 左右）下就能觀察到［9］，甚至更短的SOA下也能夠觀察得到［35］。線索具有反向預測時，在長的SOA下仍然能夠觀察到IOR效應，這可能是IOR和對目標出現(xiàn)在未線索化位置的預期同時產(chǎn)生的［36，37］。 在定位任務（目標出現(xiàn)在左邊按一個鍵，目標出現(xiàn)在右邊按另外一個鍵）中也觀察到了類似的結果，在相對比較短的SOA就觀察到了IOR效應［38］。

5．2 辨別任務和反應—不反應任務

當使用空間無預測的外周線索時，短的SOA下，辨別任務的IOR比檢測任務中的IOR量大。而且，IOR在更長的SOA下產(chǎn)生。如在字母辨別任務中，IOR 出現(xiàn)在了 700ms［30］。在一些需要知覺方面的辨別任務中，即使SOA達到了1000ms，也沒有觀察到IOR效應［39］。當線索對目標具有空間預測性時，在長的SOA下，線索效應減少了，可能是因為IOR中和了預期效應［36，37］。在反應—不反應任務中，結果和辨別任務的相似，與檢測任務相比，該任務的易化效應比較大，且IOR在更長的SOA（700ms）下產(chǎn)生［40］。

5．3 指示任務和到達任務

在指示任務中，呈現(xiàn)目標時要求被試指向一個給定的位置。Fischer等在檢測和定位任務中采用了指向反應任務。在檢測任務中，不管目標出現(xiàn)在哪個位置，只要出現(xiàn)目標，被試都要移到相同的外周反應位置。在定位任務中，要求被試對目標的位置做一個肢體上的移動。當外周線索對空間位置沒有預測作用時，在這兩種情況下都觀察到了IOR效應，但是在指示檢測任務中IOR大于在指示定位任務中的［41］。在另一個范式中，要求被試對給定的目標進行眼睛或者手的移動。Sheliga等要求被試對視覺命令刺激做出水平或者垂直掃視。視覺命令刺激的位置與需要掃視的位置是正交的關系。在呈現(xiàn)刺激之前，會先對該位置進行線索化，并且告訴被試在眼睛不動的情況下對線索化位置進行注意。實驗結果表明，內(nèi)源性注意的分配可使掃視從視覺刺激的位置脫離開。在線索—目標范式中要求一只手做出抓夠反應，當線索—目標的時間間隔很短時（200ms），手的路徑朝向線索，在長的SOA （600ms）時，觀察到了很大的IOR效應，但是在運動成分中沒有觀察到抑制效應［42］。

6 中央線索類型

6．1 箭頭線索

當操縱內(nèi)源性定向時，箭頭線索使用最為廣泛，因為假定箭頭線索能夠象征性地將注意定向到線索所指示的位置。但這個假定最終還是被推翻了，因為許多研究證明即使箭頭線索對目標的位置沒有空間預測性，但是箭頭線索仍然能夠把注意定向到線索所指示的位置［43］。這種類型的刺激現(xiàn)在被認為能夠?qū)⒆⒁庾詣拥鼗蛲庠葱缘匚街甘镜奈恢?。研究發(fā)現(xiàn)，中央箭頭線索下沒有觀察到IOR效應。

6．2 注視線索

眼睛構成的注視線索至少以兩種方式成為一種特殊的刺激。首先，注視的結構給我們提供了實際上強有力的信號去追隨另一個人的目光；其次，我們可能已經(jīng)進化了專門的神經(jīng)機制去加工眼睛，這使得眼睛在沒有任何空間預測信息時也能夠引發(fā)注意［43］。但是，最近的研究表明，箭頭和注視刺激能夠像其他非對稱刺激一樣引發(fā)注意［44，45］。不對稱刺激引起的注意定向已經(jīng)足夠自動地產(chǎn)生了，即使被試并沒有意識到線索—目標之前的關系［45］。因此，符號線索必須要呈對稱性才能產(chǎn)生純的內(nèi)源性定向效應［46］。盡管在中央箭頭線索下沒有觀察到IOR效應，但是在特定的條件下，中央預測性注視線索能夠產(chǎn)生IOR。而注視線索能夠產(chǎn)生IOR的特定條件為，必須要呈現(xiàn)一個注視線索或者干擾事件 （例如，線索返回）。研究表明，將面孔的視線返回到中央且在目標出現(xiàn)之前將面孔刺激消失［43］，在這些條件中，SOA必須達到2400ms才能觀察到IOR，在SOA為1200ms時不會觀察到線索效應［47］。這種由注視引起的IOR與由外周線索引起的IOR形成了鮮明的對比，在外周線索中，IOR通常在線索呈現(xiàn)之后的300～400ms左右 （依賴于當前的任務）就能觀察到，并且能持續(xù)1000ms［30］。

7 其他因素

7．1 注意類型

在線索—目標范式和目標-目標范式中，可以要求被試注視著注視點或者將眼睛移動到外周線索或者目標的位置。移動眼睛或者不移動眼睛對線索效應有很大的影響。Taylor和Klein操縱了線索類型（中央和外周）和目標類型（中央和外周）。實驗中要求被試對線索進行反應或者不反應或者進行按鍵反應和掃視反應。對目標也進行按鍵或者掃視反應。結果發(fā)現(xiàn)，當對線索或者目標都不移動眼睛時，只在被試對外周目標進行按鍵反應的條件下產(chǎn)生了IOR效應。相反，當允許被試對線索和／或者目標進行眼睛的移動時，對外周和中央箭頭目標的按鍵和掃視反應的條件下都產(chǎn)生了IOR效應［48］。當要求被試對外周線索進行掃視，然后在目標出現(xiàn)之前返回到中央的條件，在檢測任務中會觀察到IOR效應，但是在辨別任務中沒有觀察到IOR效應，原因是可能產(chǎn)生了速度與正確率的平衡，即與線索化位置相比，非線索化的位置反應更快但是正確率更低［49］。

7．2 探測刺激

探測任務中最經(jīng)常使用探測試次，因為通過探測試次可以看出被試在實驗過程中是否按照指導語的要求認真完成實驗。而辨別任務中探測任務不需要設置探測刺激，因為在辨別任務中可以用正確率驗證被試的行為表現(xiàn)。但是，在使用外周線索的條件下，探測試次的數(shù)量會調(diào)節(jié)線索效應。特別是在探測任務中，高比例的探測試次 （25%vs．5%）會減少IOR效應［50］，盡管在辨別任務中沒必要使用探測試次，但這也是一個值得考慮的問題［51］。

7．3 西蒙效應

在一些辨別任務或者定位任務的實驗中會要求被試用左右手進行按鍵反應，那么就要考慮到當刺激的空間位置與任務本身無關時，被試對出現(xiàn)在中央注視點右側的刺激用右手反應，以及對出現(xiàn)在中央注視點左側的刺激用左手反應要更快，這種效應被稱為“西蒙效應”［52，53］。 因為目標隨機出現(xiàn)在注視點的左側或者右側，因此構成了一半的試次為 “一致”試次，而另一半試次為“不一致”試次，所以西蒙效應不會對實驗結果產(chǎn)生顯著的影響。然而，IOR被認為是增大了西蒙效應，即在線索化位置上的沖突效應大于非線索化位置［54］。

7．4 指導語

當使用空間預測的中央符號線索時，在指導語中告訴被試線索提供的信息很重要。如果沒有指導語的提示，一些被試在實驗過程中將不會產(chǎn)生IOR效應［55］。而且，在外周線索的條件下，通常也會告訴被試線索的空間預測性。但是一些研究表明，外周線索效應不會受指導語或者被試在實驗之后報告線索—目標之前關系的影響［56］。例如，無論是否告訴被試空間預測外周線索的預測性，IOR效應都是相似的。被試有沒有報告出線索—目標關系也沒有影響［55，57］。但是也有研究說明對線索預測性使用策略的確會影響線索效應［58］。因此，對線索的預測性應該給出明確的指導語，以便消除在空間注意定向過程中使用策略所帶來的不可控制的因素。此外，告訴被試是否需要快速反應，還是正確反應，或者是既快又準的反應也很重要。在實驗中，通常是讓被試既快又準地進行按鍵反應，盡管一些研究只對反應時感興趣，或者只對正確率感興趣。

8 未來研究展望

盡管自Posner提出IOR以來，研究者們展開了大量的研究，但仍然存在一些值得關注且需要明確的研究問題。

首先，內(nèi)源性與外源性注意對IOR效應的影響。以往研究對于線索預測性的使用比較混亂，一些研究者使用不具有預測性的中央符號線索，認為無預測性的中央符號線索引發(fā)的是內(nèi)源性注意。另一些研究者采用具有反向預測性的外周線索，認為反向預測性的外周線索引發(fā)的是內(nèi)源性注意。一些研究則認為無預測的中央線索產(chǎn)生的注意效應與無預測的外周線索產(chǎn)生的注意效應一樣，均會在線索化的位置產(chǎn)生快速的促進效應，因而是外源性注意［59］；另一些研究認為無預測的中央線索產(chǎn)生的注意效應與預測的中央線索產(chǎn)生的注意效應一樣，不能產(chǎn)生IOR且都是中央線索，因此是內(nèi)源性注意［60］；還有一些研究認為無預測的中央線索產(chǎn)生的注意效應與外周無預測線索產(chǎn)生的注意效應相似，也與中央預測的符號線索產(chǎn)生的注意效應相似，因此是外源性定向和內(nèi)源性定向相混合的效應［61］。所以，這些混合線索（無預測性的中央符號線索、具有預測性的外周線索）到底是內(nèi)源性注意還是外源性注意，以及對IOR產(chǎn)生的影響仍需要明確。

其次，三維空間深度位置上的IOR效應。我們生活在一個三維的真實世界里，每天接觸的物體也是具有不同深度平面的三維客體。因此，從進化學角度來看，視覺系統(tǒng)能夠有效地將注意定位到不同深度位置上的客體上［62］。然而，目前關于視覺空間注意的理論模型和研究基本都是基于二維平面的［4，63］。所以，注意是如何在大腦重構出的深度位置之間進行定向的，以及三維空間深度位置上是否存在IOR效應都是需要關注的問題［10-12］。

此外，今后的研究中還需要將眼動技術、計算建模、腦成像以及臨床病人的研究相結合，對視覺空間注意定向／重定向過程中的IOR機制進行更深入和立體的研究，以豐富人們對注意定向／重定向過程中IOR機制的理解，從而更好地優(yōu)化視覺搜索效率。

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Abstract：This paper reviewed the studies of visual spatial attentional orientation／reorientation， and summarized the factors that influence the effect of visual inhibition of return， including target properties， cue properties， temporal factors， types of central cue and other factors．It is suggested that the future research should be based on the effects of internal and external attention on the inhibition of return，the three-dimensional space with more ecological validity and the combination of various research techniques．

Key words：attentional orientation／reorientation； inhibition of return； influence factor

Influence Factors of the Visual Inhibition of Return

Liu Xiaole， Wang Aijun， Zhang Ming
（Department of Psychology， Soochow University， Suzhou 215123）

國家自然科學基金項目（31371025）、中國博士后面上項目（2017M611888）、江蘇省高校哲學社會科學基金（2017SJB1344）

張明，男，教授，博士生導師。 Email：psyzm@suda．edu．cn