朱樹青 翟 昱 賈世偉

反饋評估的局部背景依賴效應(yīng)：ERP研究

朱樹青 翟 昱 賈世偉

(山東師范大學心理學院, 濟南 250014)

人腦對反饋的評估依賴于其所處背景。但是只能依賴整體背景(整個組塊的結(jié)果范圍), 還是可以依賴局部背景(單個試次的結(jié)果范圍)進行評估, 目前并不清楚。本研究通過獲益/損失線索操縱所在試次的反饋背景, 探討反饋評估僅依賴整體背景, 還是可延伸到局部水平。25名被試參與實驗。結(jié)果發(fā)現(xiàn), 背景試次間變化時, 在獲益背景下, ￥0 (負反饋)比+ ￥4 (正反饋)引發(fā)更負的FRN (feedback-related negativity); 在損失背景下, ? ￥4 (負反饋)比￥0 (正反饋)引發(fā)更負的FRN。這一結(jié)果說明反饋評估以某線索背景中可能的結(jié)果為參考對象, FRN的背景依賴可以延伸到局部水平。結(jié)合前人研究, 推測任務(wù)類型和反饋真實性會調(diào)節(jié)背景依賴水平。在含真實反饋的主動性任務(wù)中, FRN的背景依賴效應(yīng)可延伸至局部水平。

反饋評估; 反饋相關(guān)負波(FRN); 整體背景依賴效應(yīng); 局部背景依賴效應(yīng)

1 前言

人們常常根據(jù)外部反饋信息來矯正自己的錯誤行為。外部反饋既可以在短時間內(nèi)幫助人們覺察錯誤, 及時補救, 又可以在較長時間內(nèi)幫助人們區(qū)分獎懲, 強化適應(yīng)性行為。因此, 研究者們一直關(guān)注人腦是如何評估外部反饋的。反饋評估(feedback evaluation), 或稱為結(jié)果評價, 是行為監(jiān)控(performance monitoring)過程的一部分, 主要通過比較預期與實際結(jié)果來判斷結(jié)果的好壞、得失等(Ullsperger, Danielmeier, & Jocham, 2014)。反饋評估有助于人們優(yōu)化自己的行為方式和策略, 以便更快適應(yīng)環(huán)境(Holroyd & Coles, 2002)。反饋評估在行為上通常表現(xiàn)為簡單選擇反應(yīng)任務(wù)中的錯誤后減慢(Wang et al., 2015), 或時間估計任務(wù)中, 錯誤后時間估計調(diào)整量的增大(向玲, 王寶璽, 張慶林, 2012)。反饋評估的腦電(ERP)研究發(fā)現(xiàn), 反饋相關(guān)負波(feedback-related negativity, FRN)可以作為神經(jīng)生理指標, 用以考察反饋評估的神經(jīng)機制(李丹陽, 李鵬, 李紅, 2018; Sambrook & Goslin, 2015; Walsh & Anderson, 2012)。

FRN是一個分布于前額中部的負向偏轉(zhuǎn)腦電成分, 最初發(fā)現(xiàn)于正確反饋和錯誤反饋所引發(fā)腦電波的差異(Miltner, Braun, & Coles, 1997)。這一差異出現(xiàn)于反饋后200~400 ms, 而波峰出現(xiàn)于250 ms左右(Gehring & Willoughby, 2002)。相對于有利結(jié)果, 不利結(jié)果, 如錯誤反饋、金錢損失會誘發(fā)更負的FRN (效價效應(yīng)), 這一現(xiàn)象被稱為好/壞二元分類評估(good/bad binary evaluation) (Gehring & Willoughby, 2002; Hajcak, Moser, Holroyd, & Simons, 2006; Holroyd, Hajcak, & Larsen, 2006; Yeung & Sanfey, 2004)。FRN的效價效應(yīng)符合強化學習理論(reinforcement learning theory) (Holroyd & Coles, 2002)。最近有研究者認為, 正、負反饋誘發(fā)的腦電波的差異是正反饋誘發(fā)的獎賞正波(reward positivity, RewP) (Proudfit, 2015)導致的, 而不是因為負反饋誘發(fā)的負腦電成分。獎賞正波通常是FRN差異波(即負反饋引發(fā)的腦電成分減去正反饋引發(fā)的腦電成分)或采用主成分分析技術(shù)得到的, 而由于正、負反饋之后, 通常都會出現(xiàn)負偏向成分, 根據(jù)直觀結(jié)果以及前人研究(Sambrook & Goslin, 2015; Walsh & Anderson, 2012), 本研究也把正負反饋誘發(fā)的腦電成分稱作FRN。

反饋評估相關(guān)ERP研究中, 一個研究者們感興趣的問題是人腦是如何判斷好壞的呢？在不同實驗背景下, 人腦對同一事件的價值評估是否相同呢？針對這些問題, 研究者們進行了相關(guān)研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn), 人在進行反饋評估時, 對同一事件的好壞界定是以該結(jié)果與同處一個背景下的其他結(jié)果相比較得出的相對價值(relative value)為判斷標準, 因此FRN的好/壞二元評估是以背景依賴為基礎(chǔ)實現(xiàn)的(Holroyd, Larsen, & Cohen, 2004; Kujawa, Smith, Luhmann, & Hajcak, 2013; Osinsky, Walter, & Hewig, 2014)。

Holroyd等人于2004年考察背景(context)對FRN波幅的影響, 首次探究反饋評估是遵循背景依賴還是背景獨立這一問題。如果人在不同實驗背景對某個反饋刺激的價值判斷相同, 則其評估不受背景影響, 即背景獨立; 如果人在不同實驗背景, 對某個反饋刺激的價值評估是根據(jù)其在具體背景的相對價值來判斷, 則其評估受到背景影響, 即背景依賴(Holroyd et al., 2004)。

Holroyd等人(2004)向被試呈現(xiàn)兩個背景：“Win”背景, 被試可能獲得一個大數(shù)額(+ +)、小數(shù)額(+)或者零金額(0)的金錢; “Lose”背景, 被試可能損失一個大數(shù)額(? ?)、小數(shù)額(?)或者零金額(0)的金錢?！癢in”背景和“Lose”背景采用組塊間變化(block by block)的呈現(xiàn)方式。結(jié)果發(fā)現(xiàn), 兩種背景中相對更壞的結(jié)果引發(fā)的FRN都顯著負于相對更好的結(jié)果。另外, 分析了被試對零金額的評估結(jié)果。零金額是“Win”背景中的最差結(jié)果, 也是“Lose”背景中的最好結(jié)果, 這是“0”的相對價值; 而其絕對價值都是“0”。結(jié)果發(fā)現(xiàn)“Win” 0比“Lose” 0引發(fā)更負的FRN。以上結(jié)果說明反饋評估是背景依賴的。Holroyd等人(2004)認為人判斷行為表現(xiàn)好壞是根據(jù)期望水平, 而不是結(jié)果本身的客觀價值(objective value)。Nieuwenhuis, Yeung, Holroyd, Schurger和Cohen (2004)也提出背景是通過影響人對結(jié)果的主觀價值(subjective value)形成來影響FRN波幅的; Nieuwenhuis等人(2005)發(fā)現(xiàn)獎賞相關(guān)腦區(qū), 如伏隔核、杏仁核也存在背景依賴效應(yīng)。向玲、王寶璽、張慶林和袁弘(2008)發(fā)現(xiàn)FRN反映的是以賭注為基點的相對價值, 且比投注稍大或稍小的反饋無顯著差異, 故研究者提出參照是以賭注為基點的區(qū)間而非一個點。

背景因素是如何影響結(jié)果評估過程的？Osinsky等人(2014)發(fā)現(xiàn)未選擇選項結(jié)果是人們評估所選選項結(jié)果的重要背景因素。人們在評估所選選項結(jié)果時, 以未選選項結(jié)果為參照, 確定所選選項結(jié)果的相對價值, 相對更壞的結(jié)果引發(fā)了更負的FRN。而關(guān)于背景是如何發(fā)揮作用的, Osinsky等人認為人腦中存在一個內(nèi)部參照系統(tǒng), 通過不斷結(jié)合分析反饋和環(huán)境信息, 對結(jié)果形成預期, 而早期評估通過期望來判斷好壞。這一系統(tǒng)與Holroyd和Coles (2002)所提出的強化學習系統(tǒng)在概念上、功能上和結(jié)構(gòu)上高度重疊, 都與對結(jié)果的預期高度相關(guān)。

Kujawa等人于2013年對背景依賴進行進一步探究, 提出FRN的背景依賴效應(yīng)只能是整體(global)背景依賴, 還是可以發(fā)生在局部(local)背景水平這一問題。整體背景依賴指以同一組塊(block)內(nèi)所有可能結(jié)果為參照的背景依賴模式; 局部背景依賴是指以單個試次的所有可能結(jié)果為參照的背景依賴模式。以整體背景為參照, 參照標準不用時時變化, 相對固定和容易。而以單個試次的背景為參照, 需要在每個試次評估時提取本試次的背景, 參照標準時時變化, 更靈活但是難度也較大。

Holroyd等人(2004)研究中的“Win”和“Lose”背景為組塊間變化, 因此該背景依賴效應(yīng)可以認為是整體水平的。Kujawa等人(2013)采用添加線索的簡單賭博任務(wù), 線索為試次間變化(trial by trial)呈現(xiàn)。其中, 半綠半白色圓環(huán)線索表示被試處于獲益試次, 50%可能獲益(綠色上箭頭), 50%可能不獲益(“0”); 半紅半白色圓環(huán)線索表示被試處于損失試次, 50%可能損失(紅色下箭頭), 50%可能不損失(“0”)。結(jié)果發(fā)現(xiàn), 獲益背景下, 零獲益比獲益反饋引發(fā)更負的FRN; 損失背景下, 零損失與損失反饋所引發(fā)的FRN無顯著差異。跨線索比較發(fā)現(xiàn), 零獲益、零損失和損失反饋無顯著差異, 零損失和損失反饋顯著負于獲益反饋。這一結(jié)果表明線索并未起作用, 人在進行結(jié)果評估時以整個組塊所有可能結(jié)果為參照, 而非以現(xiàn)有線索背景下的本試次可能的結(jié)果為參照。因此該結(jié)果也支持背景依賴為整體水平, 而不是局部水平。然而, Angus等人(2017)同樣采用添加線索和試次間變化的任務(wù), 卻發(fā)現(xiàn)無論獲益背景或損失背景下, 該背景下相對壞比相對好的反饋引發(fā)更負的FRN。這表明線索是起作用的, 每種線索在本試次中形成相應(yīng)背景, 人在評估結(jié)果時, 僅以所在試次的可能結(jié)果為參照, 該結(jié)果支持背景依賴為局部水平。因此, 局部水平的背景是否能影響結(jié)果評估, 結(jié)論還不統(tǒng)一。當人在進行結(jié)果評估時, 背景依賴效應(yīng)是只能在整體水平上發(fā)揮作用, 還是可以延伸到局部水平即本研究所關(guān)注的問題。

為了探究該問題, 本研究改進了Kujawa等人(2013)的研究, 采用添加獎勵線索的時間估計任務(wù)(估計1秒時間) (Mars, De Bruijn, Hulstijn, Miltner, & Coles, 2004; Miltner et al., 1997; 向玲等, 2012)。首先由每個試次開始時的線索決定所在試次為獲益或損失背景, 然后根據(jù)被試時間估計的準確與否給予正確反饋或錯誤反饋, 最后通過分析反饋呈現(xiàn)后FRN來檢驗FRN背景依賴效應(yīng)出現(xiàn)于整體水平還是出現(xiàn)于局部水平。數(shù)據(jù)處理參照Kujawa等人(2013)的研究。相對于Kujawa等人(2013)的研究, 本研究有兩個改進：第一個是采用主動任務(wù)且反饋為真實反饋。Kujawa等人(2013)的研究中采用的簡單賭博任務(wù), 反饋為偽隨機反饋。主動任務(wù)和真實反饋, 有利于提高被試的動機, 可以促進針對每個試次的精細加工; 第二個是增加試次數(shù), 每個實驗條件設(shè)置80試次。Kujawa等人(2013)的研究中每個條件20個試次。試次太少可能造成被試沒有完全掌握線索的意義。通過增加試次, 可以促進被試對線索的加工, 改善對局部背景的使用。

如圖1所示, 如果為局部背景依賴, 則每個試次中相對壞的結(jié)果比相對好的結(jié)果會引發(fā)更負的FRN, 也就是說, 獲益背景中零反饋比獲益反饋引發(fā)更負的FRN, 而損失背景中損失反饋比零反饋引發(fā)更負的FRN, 并且獲益?零反饋比損失?零反饋引發(fā)更負的FRN (Angus et al., 2017)。如果為整體背景依賴, 則結(jié)果與Kujawa等人(2013)的結(jié)果類似, 以所有可能的結(jié)果為參照, 相對壞的結(jié)果(損失反饋和零反饋)比相對好的結(jié)果(獲益反饋)引發(fā)更負的FRN, 無論所在試次線索如何(Kujawa et al., 2013)。

圖1 背景依賴情況示意圖。如果結(jié)果評估采取整體依賴模式, 結(jié)果如左圖所示, 被試以所有可能的結(jié)果為參照, 相對壞的結(jié)果比相對好的結(jié)果