張 闊 何立媛 趙 瑩 王敬欣

獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰在注意控制過(guò)程中的優(yōu)化和分離：眼動(dòng)研究

張 闊何立媛趙 瑩王敬欣

(南開(kāi)大學(xué)周恩來(lái)政府管理學(xué)院社會(huì)心理學(xué)系, 天津 300071) (天津師范大學(xué)心理與行為研究院, 天津 300074)

通過(guò)兩個(gè)眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)考察金錢(qián)獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰引起的動(dòng)機(jī)對(duì)個(gè)體在不同空間線(xiàn)索條件下注意控制加工的影響。實(shí)驗(yàn)1采用朝向/反向眼跳范式, 被試通過(guò)內(nèi)源性線(xiàn)索提供心理準(zhǔn)備的情況下做出簡(jiǎn)單的朝向眼跳以及需要抑制優(yōu)勢(shì)反應(yīng)的反向眼跳。結(jié)果發(fā)現(xiàn), 相比無(wú)獎(jiǎng)懲條件, 獎(jiǎng)勵(lì)條件下朝向眼跳任務(wù)的正確率更高, 懲罰條件下反向眼跳任務(wù)的正確率更高; 兩種眼跳任務(wù)中有獎(jiǎng)懲條件下的眼跳峰速度均比無(wú)獎(jiǎng)懲條件高。實(shí)驗(yàn)2采用Go/No-go任務(wù), 進(jìn)一步探討了由副中央凹加工外源性邊緣線(xiàn)索從而不能提供充分心理準(zhǔn)備的情況下獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰對(duì)注意控制的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn), 獎(jiǎng)勵(lì)條件下Go反應(yīng)的眼跳潛伏期更短, 懲罰條件下No-go反應(yīng)正確率更高, 眼跳峰速度在兩種條件下均比無(wú)獎(jiǎng)懲條件高。以上結(jié)果表明, 獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰均能夠促進(jìn)個(gè)體的注意控制, 但二者的加工過(guò)程是分離的, 獎(jiǎng)勵(lì)能夠改善趨近行為, 懲罰則能夠顯著促進(jìn)抑制控制行為, 且獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰在注意控制加工過(guò)程中具有不同的作用模式, 獎(jiǎng)勵(lì)能夠更早喚醒注意控制系統(tǒng)從而更快地促進(jìn)行為的發(fā)生與執(zhí)行, 懲罰則能夠通過(guò)調(diào)節(jié)注意資源促進(jìn)以目標(biāo)為導(dǎo)向的行為中對(duì)優(yōu)勢(shì)反應(yīng)的抑制。

注意控制; 獎(jiǎng)勵(lì); 懲罰; 動(dòng)機(jī); 眼跳

1 引言

注意控制(Attention Control)是指?jìng)€(gè)體為了完成任務(wù)要求的目標(biāo), 對(duì)優(yōu)勢(shì)反應(yīng)、習(xí)慣性行為或無(wú)關(guān)行為進(jìn)行抑制, 并調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)男袨橐詽M(mǎn)足復(fù)雜任務(wù)的要求從而適應(yīng)不斷變化的環(huán)境, 是執(zhí)行功能的核心成分(Diamond, 2013; Herrera, Speranza, Hampshire, & Bekinschtein, 2014)。研究發(fā)現(xiàn), 沖動(dòng)、ADHD、OCD以及藥物成癮等特殊群體都存在注意控制減弱這一核心特征(Aarts et al., 2015; Chambers, Garavan, & Bellgrove, 2009; Masui & Nomura, 2011; Pekny, Izawa, & Shadmehr, 2015)。因此, 實(shí)現(xiàn)對(duì)注意控制的優(yōu)化調(diào)節(jié)不僅有利于個(gè)體進(jìn)行高效的學(xué)習(xí)和適應(yīng)環(huán)境, 也有助于心理障礙個(gè)體的干預(yù)和治療(Becker et al., 2013)。近年來(lái), 獎(jiǎng)懲動(dòng)機(jī)與注意的關(guān)系在決策和認(rèn)知控制研究領(lǐng)域引起了越來(lái)越多的關(guān)注, 已有不少研究者對(duì)獎(jiǎng)勵(lì)在執(zhí)行控制過(guò)程中的調(diào)節(jié)作用進(jìn)行了考察(van Steenbergen, Band, & Hommel, 2012; Braem, Hickey, Duthoo, & Notebaert, 2014; Bucker, Silvis, Donk, & Theeuwes, 2015; 紀(jì)麗燕, 陳寧軒, 丁錦紅, 魏萍, 2015)。最近, 也有研究者開(kāi)始嘗試探索獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰這兩種不同的動(dòng)機(jī)如何作用于認(rèn)知調(diào)控中的檢測(cè)和控制過(guò)程, 以期來(lái)厘清獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰、預(yù)測(cè)和反饋等信息對(duì)個(gè)體注意控制的影響, 但相關(guān)研究還很少, 結(jié)果也不一致。當(dāng)前比較統(tǒng)一的發(fā)現(xiàn)僅在于, 相比無(wú)預(yù)期動(dòng)機(jī)條件, 獎(jiǎng)懲(特別是獎(jiǎng)勵(lì)條件)能夠?qū)ψ⒁饪刂葡到y(tǒng)產(chǎn)生調(diào)控(Kubanek, Snyder, & Abrams, 2015; Kilpel?inen, & Theeuwes, 2016 )。

研究發(fā)現(xiàn), 動(dòng)機(jī)系統(tǒng)在評(píng)價(jià)情境的危險(xiǎn)性和自身行為傾向的適當(dāng)性中起到重要作用(張曉雯, 禤宇明, 傅小蘭, 2012), 而獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰需通過(guò)激發(fā)個(gè)體的動(dòng)機(jī)才能對(duì)行為進(jìn)行調(diào)節(jié), 因此, 要了解獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰如何影響個(gè)體的行為并進(jìn)一步探索其調(diào)節(jié)注意控制的過(guò)程, 需要首先明確動(dòng)機(jī)如何作用于抑制控制加工。Gray (1987)提出的強(qiáng)化敏感理論(Reinforcement Sensitivity Theory, RST)認(rèn)為, 個(gè)體內(nèi)部存在兩種動(dòng)機(jī)系統(tǒng)：行為趨近系統(tǒng)(Behavior Approach System, BAS)和行為抑制系統(tǒng)(Behavior Inhibition System, BIS)。相關(guān)研究也一致發(fā)現(xiàn), 行為趨近系統(tǒng)對(duì)獎(jiǎng)勵(lì)刺激敏感, 激活后引發(fā)趨近行為, 而行為抑制系統(tǒng)則對(duì)懲罰刺激敏感, 激活后引發(fā)抑制行為(Gray, 1987; de Pascalis, 2014; Heym, Kantini, Checkley, & Cassaday, 2015; 谷莉, 白學(xué)軍, 王芹, 2015)。由此可見(jiàn), 獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰所引發(fā)的動(dòng)機(jī)是不同的。近期又有不少研究提出, 獎(jiǎng)賞預(yù)期作為一種正強(qiáng)化動(dòng)機(jī)可以?xún)?yōu)化注意資源, 提高自上而下的注意控制, 有效調(diào)節(jié)注意分配(Chelazzi, Perlato, Santandrea, & Libera, 2013; 紀(jì)麗燕 et al., 2015)。Pessoa等在大量研究的基礎(chǔ)上提出了雙競(jìng)爭(zhēng)模型(Dual Competition Model), 認(rèn)為動(dòng)機(jī)會(huì)重新分配執(zhí)行功能所獲得的注意資源, 以保證潛在獎(jiǎng)賞的最大化(Pessoa, 2009)。由于注意資源是有限的, 同時(shí)進(jìn)行的加工會(huì)共用有限資源, 因此, 動(dòng)機(jī)對(duì)注意資源的重新分配不僅影響到與獎(jiǎng)勵(lì)行為直接相關(guān)的加工, 也會(huì)影響到與其共用資源的加工。在Padmala的一項(xiàng)研究中, 要求被試完成停止信號(hào)任務(wù), 其中只在無(wú)停止信號(hào)任務(wù)上的表現(xiàn)(正確率和速度)會(huì)得到獎(jiǎng)賞, 結(jié)果導(dǎo)致停止信號(hào)任務(wù)上的反應(yīng)時(shí)延長(zhǎng), 被試的抑制行為受到了獎(jiǎng)賞的損害(Padmala & Pessoa, 2010)。另有研究者也發(fā)現(xiàn)了一致的結(jié)果, 認(rèn)為被試為了最大化獎(jiǎng)勵(lì)而增強(qiáng)了對(duì)無(wú)停止信號(hào)刺激的注意, 優(yōu)先分配資源給了能獲得獎(jiǎng)賞的加工過(guò)程, 從而使得停止信號(hào)任務(wù)上的注意資源減少(Chelazzi et. al, 2013)。另外, 雙競(jìng)爭(zhēng)模型還進(jìn)一步提出, 獎(jiǎng)賞會(huì)增強(qiáng)個(gè)體的注意控制, 影響外源性(Engelmann & Pessoa, 2007)和內(nèi)源性任務(wù)(Engelmann, Damaraju, Padmala, & Pessoa, 2009)中注意的定位與再定位。最近的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn), 在三個(gè)停止信號(hào)任務(wù)中, 獎(jiǎng)賞能夠通過(guò)增強(qiáng)對(duì)相關(guān)信號(hào)的監(jiān)測(cè)來(lái)提升認(rèn)知控制, 使個(gè)體更高效地解決控制沖突, 其中注意資源的分配可以調(diào)節(jié)相關(guān)信號(hào)的監(jiān)測(cè)速度(王宴慶, 陳安濤, 胡學(xué)平, 尹首航, 2019)。來(lái)自fMRI的研究結(jié)果也顯示, 隨著獎(jiǎng)賞水平的提高, 被試覺(jué)察的敏感性會(huì)隨之提高, 相應(yīng)的視皮層區(qū)域的活動(dòng)也隨之增強(qiáng)(Eliana et al., 2014; Hauser, Iannaccone, Walitza, Brandeis, & Brem, 2015)。

綜上不難發(fā)現(xiàn), 當(dāng)前對(duì)動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)注意控制的研究多集中于獎(jiǎng)勵(lì)這一獲益(Gain)方面, 對(duì)于懲罰這一類(lèi)基于損失(Loss)方面的研究仍十分匱乏(Spear, 2011; Schmitt, Ferdinand, & Kray, 2015)。雖然在行為經(jīng)濟(jì)學(xué)研究領(lǐng)域早已有關(guān)于損失比獲益更敏感的著名理論提出(Tversky & Kahneman, 1992), 但是, 當(dāng)前關(guān)于懲罰如何影響個(gè)體注意控制的研究還是非常少見(jiàn), 僅有的少數(shù)實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果也很不一致。由于動(dòng)機(jī)并非是單一結(jié)構(gòu), 而是由多個(gè)成分構(gòu)成的連續(xù)系統(tǒng), 包括趨向獎(jiǎng)勵(lì)、回避損失和逃避懲罰等, 因此, 獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰也可能具有不同的加工模式。一部分研究發(fā)現(xiàn), 獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰均會(huì)降低抑制控制行為的錯(cuò)誤率, 且兩者的影響是對(duì)稱(chēng)的, 不存在顯著差異(Masui & Nomura, 2011; 谷莉等, 2015); 但也有一些研究發(fā)現(xiàn), 僅有懲罰能夠增強(qiáng)個(gè)體的抑制控制能力(Jazbec et al., 2006)。另外, 還有研究發(fā)現(xiàn), 獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰與不同的行為狀態(tài)相關(guān), 受到不同神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié), 獎(jiǎng)勵(lì)預(yù)期會(huì)使注意范圍增大, 趨向搜索新異刺激(Berridge, Robinson, & Aldridge, 2009); 而懲罰預(yù)期則使注意范圍變窄, 與回避反應(yīng)的神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)(Ross, Lanyon, Viswanathan, Manoach, & Barton, 2011; Murty, Labar, & Adcock, 2016)。

之所以存在以上不一致的結(jié)果, 有可能獎(jiǎng)懲動(dòng)機(jī)引發(fā)注意控制過(guò)程中受到了注意資源分配的調(diào)節(jié)。事實(shí)上, 關(guān)于獎(jiǎng)懲動(dòng)機(jī)如何作用于選擇性注意加工的研究中, 已有研究者嘗試使用不同的范式和研究工具分別以靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物和人類(lèi)進(jìn)行了一些基礎(chǔ)性的探索, 但結(jié)論尚不清晰, 且多集中于探討?yīng)勝p線(xiàn)索的作用模式。例如, Peck, Jangraw, Suzuki, Efem和Gottlieb (2009)對(duì)猴子進(jìn)行的眼跳研究發(fā)現(xiàn), 當(dāng)目標(biāo)與之前的獎(jiǎng)賞線(xiàn)索出現(xiàn)在同一位置時(shí), 猴子的眼跳更加有效, 由此提出獎(jiǎng)賞能夠調(diào)節(jié)空間注意和視覺(jué)選擇, 而與執(zhí)行反應(yīng)的效價(jià)無(wú)關(guān)。隨后, Ross等(2011)通過(guò)使用朝向和反向眼跳任務(wù)對(duì)獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰在人類(lèi)的視覺(jué)注意選擇及行為執(zhí)行中的作用進(jìn)行了研究。Ross等的研究目的之一是為了考察獎(jiǎng)賞調(diào)節(jié)人類(lèi)的視覺(jué)選擇是否與猴子有相同的模式, 另外也為了進(jìn)一步考察是否在需要更多注意資源的反眼跳任務(wù)下獎(jiǎng)懲線(xiàn)索效應(yīng)會(huì)更大, 且該效應(yīng)是否會(huì)受到刺激位置的影響從而表現(xiàn)出空間注意選擇的返回抑制效應(yīng)(IOR)。結(jié)果發(fā)現(xiàn), 獎(jiǎng)懲動(dòng)機(jī)線(xiàn)索均使反應(yīng)時(shí)減少, 且獎(jiǎng)勵(lì)比懲罰更顯著; 更為重要的是, 在獎(jiǎng)懲線(xiàn)索位置呈現(xiàn)靶子時(shí)出現(xiàn)了返回抑制效應(yīng), 但與猴子的眼跳模式不同的是, 獎(jiǎng)懲線(xiàn)索效價(jià)未影響朝向眼跳, 且反向眼跳中的返回抑制效應(yīng)反倒有一些增加而非減少。該研究認(rèn)為, 人類(lèi)表現(xiàn)出的獎(jiǎng)賞效應(yīng)不同于猴子, 不是基于視覺(jué)選擇而是基于行動(dòng)效價(jià)的。人類(lèi)的眼跳系統(tǒng)既包括對(duì)多個(gè)位置同時(shí)進(jìn)行反應(yīng)的能力, 也包括對(duì)于是否包含獎(jiǎng)懲結(jié)果的位置進(jìn)行靈活性調(diào)整的能力, 且在需要更多注意資源的反眼跳任務(wù)中表現(xiàn)更為顯著。另外, 還有研究者使用眼動(dòng)追蹤技術(shù)記錄了被試對(duì)有金錢(qián)懲罰線(xiàn)索的區(qū)域進(jìn)行視覺(jué)搜索的眼跳模式, 分別對(duì)受罰前、受罰中和受罰后三個(gè)連續(xù)階段進(jìn)行了分析, 結(jié)果發(fā)現(xiàn), 與無(wú)懲罰區(qū)域的任務(wù)表現(xiàn)相比, 懲罰顯著影響到被試的眼動(dòng)行為, 表現(xiàn)為有懲罰區(qū)的眼跳比率顯著減小, 潛伏期明顯增長(zhǎng), 說(shuō)明個(gè)體能夠在認(rèn)知控制過(guò)程中靈活地分配注意資源引導(dǎo)眼動(dòng)行為去回避懲罰從而趨向有獎(jiǎng)賞的環(huán)境(Kilpel?inen et al., 2016)。最近, 有研究者采用系列停止信號(hào)任務(wù)對(duì)獎(jiǎng)賞動(dòng)機(jī)影響認(rèn)知控制的加工過(guò)程進(jìn)行了研究, 結(jié)果發(fā)現(xiàn), 獎(jiǎng)賞能通過(guò)注意資源分配來(lái)增強(qiáng)相關(guān)信號(hào)的監(jiān)測(cè), 更早地啟動(dòng)、實(shí)施抑制反應(yīng), 從而有效提升認(rèn)知控制效率(王宴慶等, 2019)。但是, 懲罰在影響認(rèn)知控制的過(guò)程中是否和獎(jiǎng)賞動(dòng)機(jī)具有相同的作用模式呢？已有的相關(guān)研究中尚未涉及。

綜上, 雖然懲罰如何作用于認(rèn)知控制的過(guò)程迄今尚未厘清, 但其對(duì)注意控制加工的影響應(yīng)該與獎(jiǎng)賞一樣重要。特別重要的是, 二者在作用于抑制控制加工的過(guò)程中可能受注意資源的調(diào)節(jié)從而表現(xiàn)出不同的加工模式。那么, 當(dāng)獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰動(dòng)機(jī)同時(shí)存在, 且認(rèn)知加工過(guò)程既包括自上而下的內(nèi)源性注意又包括自下而上的外源性注意時(shí), 兩種動(dòng)機(jī)預(yù)期是如何分配執(zhí)行功能所獲得的注意資源呢？懲罰是否與獎(jiǎng)勵(lì)一樣調(diào)節(jié)著注意控制的不同加工階段？當(dāng)注意控制中的抑制加工過(guò)程占用較多注意資源時(shí)獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰引發(fā)的行為模式是否不同？以往的文獻(xiàn)中針對(duì)這些問(wèn)題的研究還極少見(jiàn)。另外, 成功完成抑制控制行為需要個(gè)體首先要抑制自動(dòng)的、習(xí)慣性的反應(yīng), 隨后產(chǎn)生符合目標(biāo)的自主反應(yīng), 因此抑制控制行為包含兩個(gè)過(guò)程：抑制和發(fā)起自主行為。雖然已有研究發(fā)現(xiàn)獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰會(huì)影響個(gè)體的抑制控制行為, 但獎(jiǎng)懲對(duì)抑制自動(dòng)反應(yīng)以及發(fā)起自主行為過(guò)程的影響分別是怎樣的？目前還未有研究涉及。鑒于此, 本研究采用金錢(qián)獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰的反眼跳范式(實(shí)驗(yàn)1)和基于眼跳的Go/No-go任務(wù)(實(shí)驗(yàn)2)對(duì)兩種動(dòng)機(jī)如何影響注意控制的具體過(guò)程進(jìn)行深入探討。反眼跳范式是近年來(lái)研究者采用較多的考察個(gè)體抑制控制加工過(guò)程的有效范式。該范式包含朝向眼跳和反向眼跳任務(wù), 朝向眼跳要求被試在目標(biāo)出現(xiàn)后眼動(dòng)朝向目標(biāo)所在位置, 屬自主性的簡(jiǎn)單眼跳; 反向眼跳則要求被試目標(biāo)出現(xiàn)后注視與目標(biāo)方向相反、距離相等的鏡像位置, 需要使用較強(qiáng)的心理努力抑制住反射性朝向眼跳的優(yōu)勢(shì)反應(yīng)然后做出正確的眼跳, 該任務(wù)可以通過(guò)分析多個(gè)指標(biāo)來(lái)充分考察被試抑制控制加工過(guò)程的整體狀況(Munoz & Everling, 2004; Dafoe, Armstrong, & Munoz, 2007)。

在基于眼跳的Go/No-go任務(wù)中, Go任務(wù)要求被試眼睛追隨出現(xiàn)的目標(biāo)刺激, 類(lèi)似于朝向眼跳過(guò)程; No-go任務(wù)則需要被試抑制自動(dòng)反應(yīng)并維持對(duì)中央注視點(diǎn)的注視(Machado & Rafal, 2000; Sommer & Wurtz, 2001), 這一過(guò)程與反眼跳任務(wù)中的眼跳抑制相似, 但不像反眼跳任務(wù)中還包括發(fā)起正確眼跳的過(guò)程。本研究即采用伴隨獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰動(dòng)機(jī)線(xiàn)索的反眼跳范式和Go/No-go任務(wù), 來(lái)探討?yīng)剟?lì)和懲罰對(duì)個(gè)體注意控制加工過(guò)程的影響。同時(shí), 為提高被試對(duì)獎(jiǎng)懲的敏感性和期待性, 減少實(shí)驗(yàn)過(guò)程中被試對(duì)相同金額存在不同感受的影響, 采用分?jǐn)?shù)反饋來(lái)代替直接的金錢(qián)反饋, 最后換取相應(yīng)數(shù)量金錢(qián)的獎(jiǎng)懲方式。

依據(jù)強(qiáng)化敏感理論和雙競(jìng)爭(zhēng)模型以及已有的研究發(fā)現(xiàn)(Ross et al., 2011; Murty et al., 2016), 我們預(yù)期, 獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰引發(fā)的動(dòng)機(jī)會(huì)優(yōu)化注意資源將其分配到與目標(biāo)相關(guān)的加工中去, 因此相比無(wú)獎(jiǎng)懲控制條件, 獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰均會(huì)改善被試注意控制加工的行為表現(xiàn); 但是, 獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰會(huì)激活不同的動(dòng)機(jī)系統(tǒng), 表現(xiàn)出對(duì)抑制控制的不同調(diào)節(jié)過(guò)程。當(dāng)獎(jiǎng)懲混合呈現(xiàn)時(shí), 不同動(dòng)機(jī)系統(tǒng)之間會(huì)相互作用, 因此當(dāng)獎(jiǎng)懲動(dòng)機(jī)線(xiàn)索作用于注意控制的不同準(zhǔn)備狀態(tài)時(shí), 對(duì)抑制行為產(chǎn)生的影響也會(huì)存在差異。具體表現(xiàn)為, 當(dāng)對(duì)具有充分準(zhǔn)備狀態(tài)的基于自上而下線(xiàn)索的優(yōu)勢(shì)反應(yīng)進(jìn)行抑制時(shí), 兩種動(dòng)機(jī)線(xiàn)索能夠引發(fā)充分的注意資源分配, 出現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化和調(diào)節(jié); 而對(duì)基于無(wú)準(zhǔn)備且需要付出更多心理努力的自下而上線(xiàn)索驅(qū)動(dòng)的優(yōu)勢(shì)反應(yīng)進(jìn)行抑制時(shí), 則出現(xiàn)資源分配困難, 因而雖然獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰依然可能促進(jìn)行為產(chǎn)生, 但較多的心理努力將會(huì)使獎(jiǎng)勵(lì)的趨向性逐漸減弱; 由于懲罰比獎(jiǎng)勵(lì)更敏感且容易被喚醒, 則會(huì)因占有更多注意資源從而在回避行為反應(yīng)中作用依然明顯。

2 實(shí)驗(yàn)1：獎(jiǎng)懲與反眼跳任務(wù)中的注意控制

2.1 被試

本科生和研究生共24名被試參加了實(shí)驗(yàn), 均為右利手, 無(wú)軀體疾病及精神障礙, 視力或矯正視力1.0以上, 無(wú)色盲色弱。由2名經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的評(píng)定員用漢密爾頓焦慮量表對(duì)他們施測(cè)并獨(dú)立評(píng)分, 入選被試的評(píng)分都在6分以下(無(wú)焦慮癥狀)。剔除2名眼跳正確率過(guò)低的被試數(shù)據(jù), 得到有效被試22名, 其中男性8人, 女性14人, 年齡分布為22.72 ± 2.97歲。實(shí)驗(yàn)完成后, 所有被試都會(huì)獲得與其所獲得分?jǐn)?shù)相應(yīng)的金錢(qián)報(bào)酬。

2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用2(任務(wù)：朝向眼跳、反向眼跳) × 3(效價(jià)：獎(jiǎng)勵(lì)、懲罰、無(wú)獎(jiǎng)懲)被試內(nèi)設(shè)計(jì)。

2.3 實(shí)驗(yàn)程序

對(duì)被試進(jìn)行單獨(dú)施測(cè), 實(shí)驗(yàn)步驟如下：

(1)被試進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室熟悉環(huán)境之后, 坐在儀器前, 戴好頭盔, 將下巴放在下頜托上, 此時(shí)告知被試在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中保持頭盡量不動(dòng)。(2)用PPT呈現(xiàn)并講解獎(jiǎng)勵(lì)方法、指導(dǎo)語(yǔ)及實(shí)驗(yàn)流程, 確保被試?yán)斫狻?3)進(jìn)行五點(diǎn)校準(zhǔn), 校準(zhǔn)成功后, 開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)分為練習(xí)和正式實(shí)驗(yàn)兩部分。練習(xí)結(jié)束且被試完全熟悉整個(gè)實(shí)驗(yàn)流程后, 正式實(shí)驗(yàn)開(kāi)始。

實(shí)驗(yàn)共包括144個(gè)試次, 每個(gè)被試需要進(jìn)行24次練習(xí)后開(kāi)始正式試驗(yàn)。每個(gè)試次分別包含三個(gè)階段(如流程圖1)：(1)線(xiàn)索階段, 首先在屏幕中心隨機(jī)呈現(xiàn)6個(gè)線(xiàn)索中的一個(gè)(白色或者灰色的“＋”、“–”、“O”, 1.5°×1.5°視角), 線(xiàn)索提示眼跳類(lèi)型(白色為朝向眼跳, 灰色為反向眼跳)和獎(jiǎng)懲類(lèi)型(“＋”代表獎(jiǎng)勵(lì)、“–”代表懲罰、“O”代表無(wú)獎(jiǎng)懲), 呈現(xiàn)時(shí)間在1250 ms至1750 ms之間隨機(jī)。(2)反應(yīng)階段, 線(xiàn)索消失后, 目標(biāo)刺激(一個(gè)白色方塊, 0.7°×0.7°視角)會(huì)隨機(jī)出現(xiàn)在兩個(gè)可能的位置(左側(cè)5.7°, 右側(cè)5.7°)之一, 呈現(xiàn)1000 ms。在朝向眼跳任務(wù)中, 要求被試在目標(biāo)出現(xiàn)后盡快注視目標(biāo)所在位置; 而在反向眼跳任務(wù)中, 則要求被試在目標(biāo)出現(xiàn)后不要去注視它, 而是盡快注視目標(biāo)的鏡像位置, 即與目標(biāo)距屏幕中心方向相反、距離相等的位置。成功完成一次眼跳需要在刺激呈現(xiàn)之后的500 ms內(nèi)將注視點(diǎn)落在以正確點(diǎn)為圓心, 130像素為半徑的圓范圍之內(nèi)(一般確定500 ms為基準(zhǔn)是為了保證被試又快又準(zhǔn)地做出眼跳反應(yīng), 若大于500 ms說(shuō)明被試雖然做出了正確眼跳, 但期間可能發(fā)生了眨眼或微調(diào), 因此也被記錄為錯(cuò)誤眼跳)。(3)反饋階段, 刺激消失后會(huì)在正確位置呈現(xiàn)反饋信息(綠色的“+5”, “–0”、“+0”代表反應(yīng)正確的得分; 紅色的“+0”, “–5”、“–0”代表反應(yīng)錯(cuò)誤的得分, 都為1.5°×1.5°視角, 數(shù)字代表該試次所得分值), 呈現(xiàn)時(shí)間為1000 ms。

2.4 實(shí)驗(yàn)儀器

實(shí)驗(yàn)采用由加拿大SR Research公司開(kāi)發(fā)的EyeLinkⅡ型頭盔式眼動(dòng)儀, 采樣頻率為500 Hz。實(shí)驗(yàn)材料由戴爾19英寸純平顯示器呈現(xiàn), 顯示器的刷新率為150 Hz, 分辨率為1024像素×768像素。顯示器與被試眼睛之間的距離為75 cm。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中, 被試雙眼注視屏幕, 只記錄其右眼的眼動(dòng)軌跡。

圖1 實(shí)驗(yàn)流程

注：圖中的反饋階段所呈現(xiàn)出的反饋信息是反向眼跳反應(yīng)正確和錯(cuò)誤的試次舉例

2.5 結(jié)果與分析

首先, 根據(jù)以下標(biāo)準(zhǔn)(Jazbec et al., 2006)對(duì)無(wú)效數(shù)據(jù)進(jìn)行刪除：(1)首次眼跳落在屏幕之外; (2)沒(méi)有眼動(dòng)記錄、目標(biāo)屏出現(xiàn)在一次眨眼期間的試次; (3)為了減少其他類(lèi)型眼跳的混入, 刪除眼跳幅度小于3°的眼跳數(shù)據(jù); (4)眼跳持續(xù)時(shí)間小于25 ms或大于100 ms的數(shù)據(jù); (5)首次眼跳潛伏期低于或等于80 ms及等于或高于700 ms; (6)把500~700 ms間的眼跳潛伏期計(jì)為錯(cuò)誤眼跳潛伏期, 但數(shù)據(jù)不被刪除。總共刪除的數(shù)據(jù)占全部數(shù)據(jù)的7.66%。

(1) 首次眼跳正確率：目標(biāo)屏出現(xiàn)后, 被試所做的第一次正確眼跳次數(shù)占第一次眼跳總次數(shù)的百分比, 它能夠反映出朝向和反向眼跳的總體狀況, 是眼跳范式中最敏感的指標(biāo)。反向眼跳正確率反映抑制加工的能力, 正確率越高說(shuō)明抑制控制能力越強(qiáng)(Derakshan, Ansari, Hansard, Shoker, & Eysenck, 2009)。

采用2(任務(wù)類(lèi)型：朝向眼跳、反向眼跳) × 3(效價(jià)：獎(jiǎng)勵(lì)、懲罰、無(wú)獎(jiǎng)懲)的重復(fù)測(cè)量方差分析(下同), 對(duì)被試的首次眼跳正確率數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。結(jié)果顯示, 任務(wù)主效應(yīng)顯著,(1, 21) = 97.00,= 0.82,< 0.001; 效價(jià)主效應(yīng)顯著,(2, 42) = 4.74,= 0.18,= 0.014; 兩因素的交互作用顯著,(2, 42) = 3.27,= 0.14,= 0.048。對(duì)任務(wù)類(lèi)型和效價(jià)的交互作用進(jìn)行簡(jiǎn)單效應(yīng)分析發(fā)現(xiàn)：朝向眼跳任務(wù)上, 效價(jià)的簡(jiǎn)單效應(yīng)顯著,(2, 42) = 4.12,= 0.023。均值比較的結(jié)果顯示, 獎(jiǎng)勵(lì)條件下的正確率顯著高于無(wú)獎(jiǎng)懲條件下的,= 0.006; 而懲罰與無(wú)獎(jiǎng)懲(= 0.995)、獎(jiǎng)勵(lì)與懲罰條件下(= 0.137)的正確率差異均不顯著。反向眼跳任務(wù)上, 效價(jià)的簡(jiǎn)單效應(yīng)也顯著,(2, 42) = 3.80,= 0.031。均值比較的結(jié)果表明, 懲罰條件下的眼跳正確率顯著高于無(wú)獎(jiǎng)懲條件,= 0.017, 而懲罰與獎(jiǎng)勵(lì)(= 0.108)、獎(jiǎng)勵(lì)與無(wú)獎(jiǎng)懲條件下(= 0.321)的正確率差異均不顯著。見(jiàn)圖2(A)。

(2) 首次眼跳潛伏期：指從目標(biāo)屏出現(xiàn)開(kāi)始, 到被試做出第一次眼跳之間的反應(yīng)時(shí)間。正確朝向眼跳潛伏期反映被試執(zhí)行眼跳的時(shí)間, 正確反向眼跳潛伏期反映抑制優(yōu)勢(shì)反應(yīng)的效率, 潛伏期越短, 說(shuō)明抑制控制的效率越高(Munoz & Everling, 2004; Jazbec et al., 2006)。

對(duì)首次正確眼跳潛伏期的方差分析結(jié)果顯示, 任務(wù)主效應(yīng)顯著：(1, 21) = 70.35,< 0.001,= 0.79, 朝向眼跳潛伏期顯著小于反向眼跳潛伏期; 效價(jià)主效應(yīng)不顯著,(2, 42) = 2.16,= 0.128, 交互作用也不顯著,(2, 42) = 1.27,= 0.292。

(3) 首次眼跳峰速度：目標(biāo)屏出現(xiàn)后, 被試所做的第一次眼跳的速率峰值。該指標(biāo)是考察映射到特定神經(jīng)功能的認(rèn)知控制過(guò)程更為精確的指標(biāo), 反映出注意控制對(duì)行為的執(zhí)行所進(jìn)行的調(diào)節(jié)。正確反向眼跳峰速度越高說(shuō)明抑制控制過(guò)程效率越高(Jazbec et al., 2006)。

對(duì)首次正確眼跳峰速度的方差分析發(fā)現(xiàn), 任務(wù)主效應(yīng)不顯著,(1, 21) = 0.01,= 0.941, 朝向眼跳峰速度與反向眼跳峰速度無(wú)顯著差異; 效價(jià)主效應(yīng)顯著,(2, 42) = 5.67,= 0.007,= 0.21。事后檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn), 獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰條件下的眼跳峰速度都顯著高于無(wú)獎(jiǎng)懲條件,= 0.015,= 0.006; 獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰間的差異不顯著,= 0.995; 效價(jià)與任務(wù)類(lèi)型的交互作用也不顯著,(2, 42) = 0.11,= 0.898。見(jiàn)圖2(B)。

2.6 小結(jié)

實(shí)驗(yàn)1的結(jié)果與我們的預(yù)期基本一致。在混合了獎(jiǎng)懲兩種動(dòng)機(jī)線(xiàn)索的眼跳任務(wù)中, 獎(jiǎng)勵(lì)顯著提高了被試朝向眼跳的正確率, 懲罰則顯著提高了反向眼跳的正確率; 獎(jiǎng)懲兩種條件下的首次正確眼跳潛伏期無(wú)顯著差異, 在伴有獎(jiǎng)懲動(dòng)機(jī)線(xiàn)索的注意控制過(guò)程中, 獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰對(duì)于行為的產(chǎn)生存在不同的影響, 且朝向眼跳和反向眼跳的峰速度在這兩種條件下均得到顯著提高。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明, 獎(jiǎng)勵(lì)能夠促進(jìn)趨近行為, 而懲罰能夠改善抑制控制行為, 同時(shí)獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰均能夠促進(jìn)趨近行為和抑制控制行為的執(zhí)行。根據(jù)強(qiáng)化敏感理論(Gray, 1987), 個(gè)體內(nèi)部的行為趨近系統(tǒng)對(duì)獎(jiǎng)勵(lì)的敏感使被試在朝向眼跳任務(wù)上的成績(jī)顯著優(yōu)于懲罰和控制條件; 而行為抑制系統(tǒng)則因?qū)土P敏感從而在隨后的反向眼跳任務(wù)中表現(xiàn)出比獎(jiǎng)勵(lì)和控制條件更好的成績(jī)。另外, 在眼跳潛伏期上沒(méi)有表現(xiàn)出效價(jià)的差異可能是因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)中獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰線(xiàn)索混合呈現(xiàn), 使被試采用了更為謹(jǐn)慎的策略, 出現(xiàn)了一個(gè)權(quán)衡, 但眼跳峰速度上表現(xiàn)出的獎(jiǎng)懲顯著高于控制條件的結(jié)果, 說(shuō)明獎(jiǎng)懲動(dòng)機(jī)在注意控制過(guò)程中起到了優(yōu)化和調(diào)節(jié)作用。另外, 本實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了懲罰對(duì)抑制控制的明顯促進(jìn), 但這種促進(jìn)并沒(méi)有發(fā)生在獎(jiǎng)勵(lì)動(dòng)機(jī)上, 這是非常值得關(guān)注的。Kubanek等(2015)通過(guò)視聽(tīng)刺激伴隨不同級(jí)別的獎(jiǎng)懲動(dòng)機(jī)任務(wù)發(fā)現(xiàn), 獎(jiǎng)勵(lì)促進(jìn)了對(duì)前一刺激的重復(fù)效應(yīng), 而懲罰強(qiáng)化了對(duì)前一刺激的回避效應(yīng)。但不同級(jí)別的獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰在行為調(diào)節(jié)上表現(xiàn)出明顯的不同步, 獎(jiǎng)勵(lì)促進(jìn)行為的重復(fù)效應(yīng)隨級(jí)別加權(quán), 而懲罰的回避效應(yīng)卻保持恒定, 出現(xiàn)了兩種動(dòng)機(jī)在加工上的分離。本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果在一定程度上支持了該實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn), 說(shuō)明獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰兩種動(dòng)機(jī)都能調(diào)節(jié)和優(yōu)化注意控制, 但兩者的加工過(guò)程是不同的。

圖2 獎(jiǎng)懲條件下眼跳實(shí)驗(yàn)結(jié)果 (A區(qū)為首次眼跳正確率; B區(qū)為首次正確眼跳峰速度)

然而, 鑒于本實(shí)驗(yàn)中獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰的動(dòng)機(jī)和眼跳線(xiàn)索均呈現(xiàn)在優(yōu)勢(shì)反應(yīng)刺激之前, 這種自上而下的內(nèi)源性線(xiàn)索能夠?yàn)楸辉嚨淖⒁饪刂萍庸ぬ峁┮欢ǖ男睦頊?zhǔn)備, 可較為充分地優(yōu)化和調(diào)節(jié)隨后的抑制控制行為, 并表現(xiàn)出分離。但是, 獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰的這種調(diào)節(jié)和分離在動(dòng)機(jī)性線(xiàn)索獨(dú)立出現(xiàn), 自下而上的任務(wù)線(xiàn)索引導(dǎo)外源性注意目標(biāo)時(shí)是否還能保持優(yōu)化且出現(xiàn)分離呢？本實(shí)驗(yàn)所發(fā)現(xiàn)的懲罰促進(jìn)優(yōu)勢(shì)反應(yīng)抑制行為成績(jī)的特異性在無(wú)充分心理準(zhǔn)備的刺激呈現(xiàn)時(shí)能否依然保持恒定？實(shí)驗(yàn)二將通過(guò)記錄被試完成金錢(qián)獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰的Go/No-go任務(wù)時(shí)的眼動(dòng)軌跡來(lái)探討這一問(wèn)題。

3 實(shí)驗(yàn)2：獎(jiǎng)懲與Go/No-go任務(wù)中的注意控制

3.1 被試

為控制被試個(gè)體差異對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響, 進(jìn)一步探索實(shí)驗(yàn)1尚未厘清的問(wèn)題, 實(shí)驗(yàn)2采用了參與過(guò)實(shí)驗(yàn)1的22名有效被試。考慮到兩個(gè)眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)都是考察注意加工過(guò)程, 連續(xù)進(jìn)行會(huì)使被試疲勞影響到實(shí)驗(yàn)結(jié)果, 因此實(shí)驗(yàn)2是在實(shí)驗(yàn)1完成一周后進(jìn)行的。

3.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

本實(shí)驗(yàn)采用單因素(獎(jiǎng)懲條件：獎(jiǎng)勵(lì)、懲罰、無(wú)獎(jiǎng)懲)的被試內(nèi)設(shè)計(jì)。

3.3 實(shí)驗(yàn)程序

實(shí)驗(yàn)中每個(gè)試次分為三個(gè)階段, 流程(如圖3)如下：(1)線(xiàn)索階段, 首先在屏幕中心隨機(jī)呈現(xiàn)三個(gè)線(xiàn)索中的一個(gè)(白色的“＋”、“–”、“O”, 1.5°×1.5°視角), 線(xiàn)索提示獎(jiǎng)懲類(lèi)型(“＋”代表獎(jiǎng)勵(lì)、“–”代表懲罰、“O”代表無(wú)獎(jiǎng)懲), 呈現(xiàn)時(shí)間隨機(jī)(在1250 ms至1750 ms之間)。(2)反應(yīng)階段, 線(xiàn)索消失后, 目標(biāo)刺激(黃色或者藍(lán)色的小方塊, 0.7°×0.7°視角) 隨機(jī)出現(xiàn)在兩個(gè)可能的位置之一(左側(cè)5.7°, 右側(cè)5.7°), 呈現(xiàn)1000 ms。顏色指示反應(yīng)類(lèi)型(如黃色代表朝向眼跳的Go任務(wù), 藍(lán)色代表No-go任務(wù)的注視)。在Go任務(wù)中, 要求被試在發(fā)覺(jué)目標(biāo)出現(xiàn)后, 先用眼睛的余光觀察目標(biāo)的顏色, 判斷出目標(biāo)是黃色后盡快注視目標(biāo)所在位置。而在No-go任務(wù)中, 則要求被試在判斷出目標(biāo)是藍(lán)色后, 繼續(xù)注視中間, 直到目標(biāo)消失。為保證不同顏色的刺激不會(huì)對(duì)認(rèn)知控制產(chǎn)生影響, 在實(shí)驗(yàn)中不同顏色所對(duì)應(yīng)的指示反應(yīng)類(lèi)型在被試間進(jìn)行了平衡。(3)反饋階段, 刺激消失后會(huì)在正確位置呈現(xiàn)反饋信息(綠色的“+5”、“?0”、“+0”代表反應(yīng)正確, 紅色的“+0”、“?5”、“?0”代表反應(yīng)錯(cuò)誤, 都為1.5°×1.5°視角), 呈現(xiàn)1000 ms。

每個(gè)被試需要進(jìn)行24次練習(xí)和144次正式試驗(yàn)。被試成功完成一次眼跳需要在刺激呈現(xiàn)之后將注視點(diǎn)落在以正確點(diǎn)為圓心, 95像素為半徑的圓范圍之內(nèi)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后, 根據(jù)被試所得分?jǐn)?shù)給予被試相應(yīng)的金錢(qián)獎(jiǎng)勵(lì), 最低5元, 最高20元。

3.4 實(shí)驗(yàn)儀器

同實(shí)驗(yàn)1。

3.5 結(jié)果與分析

刪除標(biāo)準(zhǔn)同實(shí)驗(yàn)1, 總共刪除的數(shù)據(jù)占全部數(shù)據(jù)的7.17%。

3.5.1 首次反應(yīng)正確率

對(duì)被試的首次Go反應(yīng)和No-go反應(yīng)正確率進(jìn)行單因素重復(fù)測(cè)量方差分析, 結(jié)果顯示(見(jiàn)圖4A)：

(1) Go眼跳正確率：獎(jiǎng)懲條件主效應(yīng)不顯著,(1, 42) = 0.72,= 0.03,= 0.495。

(2) No-go反應(yīng)正確率(反映抑制優(yōu)勢(shì)反應(yīng)的能力, 正確率越高, 抑制能力越強(qiáng))：效價(jià)主效應(yīng)顯著,(2, 42) = 3.55,= 0.15,= 0.038。事后檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn), 懲罰條件下的正確率顯著高于無(wú)獎(jiǎng)懲條件下的正確率,= 0.035, 而懲罰與獎(jiǎng)勵(lì)(= 0.266)、獎(jiǎng)勵(lì)與無(wú)獎(jiǎng)懲條件下的正確率差異均不顯著(= 0.072)。

3.5.2 首次正確眼跳潛伏期和峰速度

由于No-go任務(wù)要求被試抑制住優(yōu)勢(shì)反應(yīng)的眼跳, 而正確反應(yīng)下不會(huì)發(fā)生眼跳, 因此只對(duì)被試首次正確Go反應(yīng)的眼跳潛伏期、峰速度進(jìn)行單因素方差分析, 結(jié)果顯示：

(1) Go反應(yīng)的眼跳潛伏期：效價(jià)主效應(yīng)顯著,(2, 42) = 5.87,= 0.22,= 0.006。事后檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn), 獎(jiǎng)勵(lì)條件下的潛伏期顯著小于懲罰條件下的,= 0.008, 而懲罰與無(wú)獎(jiǎng)懲(= 0.299)、獎(jiǎng)勵(lì)與無(wú)獎(jiǎng)懲條件下(= 0.298)的潛伏期差異均不顯著。見(jiàn)圖4(B)。

(2) Go反應(yīng)的眼跳峰速度：效價(jià)主效應(yīng)顯著,(2, 42) = 8.46,= 0.29,= 0.001。事后檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn), 獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰條件下的峰速度均顯著高于無(wú)獎(jiǎng)懲條件下的,= 0.004,= 0.013; 而獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰條件下的峰速度無(wú)顯著差異,= 0.995。結(jié)果與實(shí)驗(yàn)1中朝向眼跳任務(wù)的峰速度表現(xiàn)一致。

3.6 小結(jié)

實(shí)驗(yàn)2的結(jié)果與預(yù)期一致, 相對(duì)于獎(jiǎng)勵(lì)和無(wú)獎(jiǎng)懲條件, 懲罰顯著促進(jìn)了被試No-go反應(yīng)的正確率; 同時(shí), Go任務(wù)的眼跳潛伏期在獎(jiǎng)勵(lì)條件下比懲罰條件下顯著較短, 眼跳峰速度則在獎(jiǎng)懲條件下均顯著高于無(wú)獎(jiǎng)懲條件。另外, Go反應(yīng)的正確率沒(méi)有出現(xiàn)效價(jià)的主效應(yīng), 這是由于與反射性眼跳一致的Go反應(yīng)非常簡(jiǎn)單, 被試在有、無(wú)獎(jiǎng)懲條件下的正確率都很高, 因此沒(méi)有表現(xiàn)出差異; 但Go反應(yīng)的眼跳潛伏期上, 則發(fā)現(xiàn)獎(jiǎng)勵(lì)減少了眼跳所需要的時(shí)間, 也正說(shuō)明在被試不需要花費(fèi)更多注意資源的外源性注意所引導(dǎo)的眼跳行為中, 獎(jiǎng)勵(lì)促進(jìn)了行為的執(zhí)行, 這與我們的預(yù)期是一致的?？傊? 在No-go反應(yīng)的正確率上, 本實(shí)驗(yàn)得到了與實(shí)驗(yàn)1中反眼跳任務(wù)相似的結(jié)果, 反映出懲罰對(duì)抑制優(yōu)勢(shì)反應(yīng)行為的促進(jìn)作用, 而Go任務(wù)的眼跳峰速度也表現(xiàn)出與實(shí)驗(yàn)1中朝向眼跳任務(wù)相同的模式。以上結(jié)果說(shuō)明金錢(qián)獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰促進(jìn)了被試在Go和No-go任務(wù)中的表現(xiàn), 且二者對(duì)外源性線(xiàn)索引導(dǎo)的注意控制的調(diào)節(jié)作用也出現(xiàn)了加工上的分離, 表現(xiàn)為懲罰對(duì)抑制控制加工的優(yōu)化更為明顯。

圖3 實(shí)驗(yàn)流程(以獎(jiǎng)勵(lì)線(xiàn)索為例)

注：每個(gè)試次開(kāi)始時(shí), 被試在線(xiàn)索階段可以看到“+”、“?”和“O”三種線(xiàn)索中的任意一個(gè)(分別表示獎(jiǎng)勵(lì)、懲罰和無(wú)獎(jiǎng)懲)。流程圖左側(cè)呈現(xiàn)的是獎(jiǎng)勵(lì)條件下Go任務(wù)的正確反應(yīng)示例; 右側(cè)呈現(xiàn)的是獎(jiǎng)勵(lì)條件下No-go任務(wù)的錯(cuò)誤反應(yīng)示例。

圖4 Go/No-go任務(wù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果(A區(qū)為反應(yīng)正確率, B區(qū)為正確Go反應(yīng)的眼跳潛伏期)

4 總討論

本研究探討了金錢(qián)獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰所引起的動(dòng)機(jī)對(duì)個(gè)體注意控制加工的影響過(guò)程。結(jié)果顯示, 相比無(wú)獎(jiǎng)懲條件, 獎(jiǎng)懲動(dòng)機(jī)均會(huì)改善行為的產(chǎn)生, 其中金錢(qián)懲罰能夠優(yōu)化被試的抑制控制表現(xiàn), 獎(jiǎng)勵(lì)則對(duì)趨向性行為有更顯著的促進(jìn)作用。另外, 兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果都表明, 獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰均影響到注意資源的分配, 但二者的加工過(guò)程會(huì)出現(xiàn)分離, 獎(jiǎng)勵(lì)在注意控制的早期階段即被監(jiān)測(cè)到從而促進(jìn)行為的執(zhí)行, 懲罰則對(duì)促進(jìn)抑制優(yōu)勢(shì)反應(yīng)的行為更加明顯。

4.1 獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰對(duì)注意的優(yōu)化和分離

朝向眼跳是外在的、以視覺(jué)為導(dǎo)向的反射性行為, 是趨向性的; 反向眼跳則是內(nèi)源性的, 需要個(gè)體主動(dòng)抑制反射性行為, 屬于回避性行為。本研究中, 被試的朝向眼跳正確率在獎(jiǎng)勵(lì)條件下顯著高于無(wú)獎(jiǎng)懲條件, 表明獎(jiǎng)勵(lì)促進(jìn)了被試的趨向性行為, 這一結(jié)果與我們的預(yù)期及以往的研究是一致的(Jazbec et al., 2006)。例如, Geier和Luna (2012)在獎(jiǎng)勵(lì)反向眼跳(Reward AS Task)任務(wù)中發(fā)現(xiàn), 獎(jiǎng)勵(lì)條件下的成績(jī)顯著高于無(wú)獎(jiǎng)勵(lì)條件, 且獎(jiǎng)勵(lì)激活了支持注意控制的動(dòng)眼神經(jīng)通路(Oculomotor Circuitry)。同時(shí), 當(dāng)前研究還發(fā)現(xiàn)被試在懲罰條件下的反向眼跳正確率顯著高于無(wú)獎(jiǎng)懲條件, 說(shuō)明懲罰促進(jìn)了抑制控制行為。以上結(jié)果符合強(qiáng)化敏感性理論, 即行為抑制系統(tǒng)受到懲罰動(dòng)機(jī)的激活, 會(huì)促進(jìn)抑制行為; 行為趨近系統(tǒng)受到獎(jiǎng)勵(lì)動(dòng)機(jī)的激活, 有利于趨近行為。另外, 本研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn), 反映眼跳執(zhí)行的眼跳峰速度在獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰條件下都得到了顯著的提升, 即獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰均促進(jìn)了選擇性注意的執(zhí)行。這一結(jié)果也符合基于強(qiáng)化敏感理論提出的“三喚醒系統(tǒng)模型” (Three-Arousal Model) (Arnett & Newman, 2000), 該模型增加了一個(gè)非特異性喚醒系統(tǒng)(Non-Specific Arousal System, NAS), 進(jìn)一步提出行為抑制和趨近系統(tǒng)的激活都會(huì)引發(fā)非特異性系統(tǒng)的喚醒, 使得當(dāng)前行為的速度和強(qiáng)度得到提升。本研究的結(jié)果也支持該模型, 說(shuō)明獎(jiǎng)懲動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)著注意控制過(guò)程, 獎(jiǎng)勵(lì)促進(jìn)了趨向行為, 懲罰則改善了回避性行為。

本實(shí)驗(yàn)最為感興趣的發(fā)現(xiàn)是, 當(dāng)獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰混合出現(xiàn)且存在兩種沖突性的認(rèn)知任務(wù), 即在獎(jiǎng)勵(lì)條件下要求個(gè)體做出抑制行為, 懲罰條件下做出趨近行為時(shí), 獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰的影響出現(xiàn)了顯著的變化。具體表現(xiàn)為, 相比無(wú)獎(jiǎng)懲條件, 獎(jiǎng)勵(lì)條件下的反向眼跳正確率以及懲罰條件下的朝向眼跳正確率并沒(méi)有得到顯著提高。根據(jù)強(qiáng)化敏感性理論, 被試在獎(jiǎng)勵(lì)條件下行為趨近系統(tǒng)得到激活, 促進(jìn)的是趨近行為, 可能會(huì)對(duì)抑制行為產(chǎn)生負(fù)面影響。Corr (2001)通過(guò)研究發(fā)現(xiàn), 當(dāng)獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰同時(shí)存在時(shí), 行為趨近和抑制系統(tǒng)之間就會(huì)出現(xiàn)交互作用, 一方的激活會(huì)對(duì)另一方產(chǎn)生抑制。雙競(jìng)爭(zhēng)模型進(jìn)一步提出, 動(dòng)機(jī)會(huì)重新分配執(zhí)行功能所獲得的注意資源, 以保證潛在獎(jiǎng)賞的最大化, 而獎(jiǎng)賞就會(huì)增強(qiáng)個(gè)體的執(zhí)行控制(Pessoa, 2009)。因此, 本研究中被試可能為了能夠得到最多的獎(jiǎng)賞, 在抑制優(yōu)勢(shì)反應(yīng)條件下受動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)從而重新分配資源以避免趨近行為的產(chǎn)生, 利于抑制控制行為的發(fā)出和執(zhí)行, 所以被試的抑制控制行為雖然未得到獎(jiǎng)賞的優(yōu)化調(diào)節(jié), 但也未受到損害。同理, 懲罰引發(fā)抑制系統(tǒng)的激活, 促進(jìn)抑制控制行為, 而且獎(jiǎng)懲混合的情況下也會(huì)降低趨近系統(tǒng)的激活, 不利于個(gè)體的趨近行為, 然而為保證潛在獎(jiǎng)賞最大化, 個(gè)體同樣會(huì)克服抑制系統(tǒng)激活所帶來(lái)的負(fù)面影響, 完成趨近行為。本研究中朝向和反向眼跳以及Go任務(wù)中都顯示出眼跳峰速度在獎(jiǎng)懲條件下比無(wú)獎(jiǎng)懲條件顯著提高, 進(jìn)一步說(shuō)明了獎(jiǎng)懲動(dòng)機(jī)在調(diào)節(jié)注意控制過(guò)程中的這種分離。

4.2 獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰對(duì)注意控制的交互影響

注意控制的過(guò)程包括對(duì)優(yōu)勢(shì)反應(yīng)的抑制和自主行為的產(chǎn)生。本研究中反向眼跳任務(wù)包含了抑制優(yōu)勢(shì)反應(yīng)刺激的朝向眼跳和有意識(shí)地發(fā)生與優(yōu)勢(shì)反應(yīng)刺激相反的眼跳這兩個(gè)階段, 朝向眼跳和Go任務(wù)涉及到外源性注意行為的產(chǎn)生, No-go任務(wù)則僅涉及到對(duì)優(yōu)勢(shì)反應(yīng)刺激的抑制過(guò)程。因此, 利用兩種任務(wù)能夠?qū)⒎聪蜓厶婕暗倪^(guò)程進(jìn)行有效的分離, 來(lái)分別考察獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰對(duì)抑制控制過(guò)程各階段產(chǎn)生的影響, 有利于我們深入了解獎(jiǎng)懲如何作用于注意控制的加工過(guò)程。

實(shí)驗(yàn)1發(fā)現(xiàn), 被試在懲罰條件下的反向眼跳正確率顯著提高, 朝向眼跳在獎(jiǎng)勵(lì)條件下顯著改善, 即懲罰從總體上顯著促進(jìn)了抑制控制行為, 獎(jiǎng)勵(lì)則促進(jìn)了趨近行為的產(chǎn)生。實(shí)驗(yàn)2中, No-go的正確率在懲罰條件下顯著提高, Go反應(yīng)的潛伏期在獎(jiǎng)勵(lì)條件下相比于懲罰條件顯著較短, 但與無(wú)獎(jiǎng)懲條件下不存在顯著差異。以上結(jié)果表明, 抑制控制的兩個(gè)階段——對(duì)優(yōu)勢(shì)反應(yīng)的抑制和行為的產(chǎn)生所受到獎(jiǎng)懲的影響是不同的, 懲罰有利于優(yōu)勢(shì)反應(yīng)抑制, 而行為產(chǎn)生則只受到獎(jiǎng)勵(lì)的促進(jìn)作用, 懲罰的作用在此階段消失。在Hardin等進(jìn)行的一項(xiàng)研究中, 同樣將獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰作為被試內(nèi)因素考察了個(gè)體抑制控制行為的變化, 采用的是反眼跳任務(wù), 但要求被試只做抑制優(yōu)勢(shì)反應(yīng)的反眼跳, 忽略反射性朝向眼跳, 結(jié)果發(fā)現(xiàn), 獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰條件下被試的反向眼跳正確率均顯著高于無(wú)獎(jiǎng)懲條件(Hardin, Schroth, & Ernst, 2007)。另有研究者從發(fā)展的角度研究了青少年在反向眼跳任務(wù)中獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰動(dòng)機(jī)對(duì)認(rèn)知控制過(guò)程的調(diào)節(jié)作用, 結(jié)果也發(fā)現(xiàn)兩種動(dòng)機(jī)呈現(xiàn)不同的加工模式和內(nèi)在機(jī)制(Padmala & Pessoa, 2010; Geier & Luna 2012)。本研究則擴(kuò)展了這些研究的結(jié)果, 進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰在調(diào)節(jié)注意控制的過(guò)程中具有不同的作用模式, 在行為抑制和執(zhí)行過(guò)程中會(huì)發(fā)生交互影響。

4.3 獎(jiǎng)勵(lì)促進(jìn)注意控制的早期加工

獎(jiǎng)勵(lì)通常引發(fā)趨近性行為, 個(gè)體常因受到獎(jiǎng)賞信號(hào)的吸引從而做出沖動(dòng)性的趨近性反應(yīng), 這是具有進(jìn)化意義的(Freeman & Aron, 2016)。實(shí)驗(yàn)1結(jié)果發(fā)現(xiàn), 獎(jiǎng)勵(lì)會(huì)提高朝向眼跳的正確率; 實(shí)驗(yàn)2中, 雖然Go反應(yīng)的正確率沒(méi)有表現(xiàn)出效價(jià)的主效應(yīng), 這是由于與反射性眼跳一致的Go反應(yīng)非常簡(jiǎn)單, 被試在有、無(wú)獎(jiǎng)懲的條件下的正確率都很高, 因此沒(méi)有表現(xiàn)出差異, 但是, 在Go反應(yīng)的眼跳潛伏期方面, 則發(fā)現(xiàn)獎(jiǎng)勵(lì)顯著減少了眼跳所需要的時(shí)間, 說(shuō)明被試在不需要花費(fèi)更多注意資源的外源性注意所引導(dǎo)的眼跳行為中, 獎(jiǎng)勵(lì)促進(jìn)了行為的執(zhí)行, 這與我們的預(yù)期是一致的。最近, 有研究者采用線(xiàn)索?靶子范式下的眼跳任務(wù), 考察了不同概率及不同程度的獎(jiǎng)勵(lì)對(duì)眼跳準(zhǔn)備的影響, 結(jié)果發(fā)現(xiàn), 當(dāng)獎(jiǎng)勵(lì)結(jié)果確定時(shí)個(gè)體的眼跳準(zhǔn)備潛伏期最短; 當(dāng)獎(jiǎng)勵(lì)結(jié)果不確定而又要求被試必須對(duì)目標(biāo)做出選擇的情況下, 眼跳準(zhǔn)備的潛伏期最長(zhǎng), 說(shuō)明獎(jiǎng)勵(lì)在注意控制過(guò)程中能夠更早地進(jìn)行自動(dòng)化加工, 自下而上和自上而下的因素共同調(diào)節(jié)著獎(jiǎng)賞對(duì)個(gè)體眼跳行為的影響(Wolf, Heuer, Schub?, & Schütz, 2017)。以往亦有研究表明, 個(gè)體在注意控制過(guò)程中能更早地監(jiān)測(cè)到獎(jiǎng)賞信號(hào)的出現(xiàn), 從而相比無(wú)獎(jiǎng)勵(lì)條件能更快地促進(jìn)以目標(biāo)為導(dǎo)向的行為(Anderson, Laurent, & Yantis, 2011)。

4.4 懲罰促進(jìn)抑制控制的加工

本研究的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都發(fā)現(xiàn), 雖然獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰都提高了注意控制行為的執(zhí)行, 表現(xiàn)為眼跳峰速度在朝向眼跳、反向眼跳和Go反應(yīng)中都較無(wú)獎(jiǎng)懲顯著提高, 但是, 相比獎(jiǎng)勵(lì)對(duì)趨向行為的有利影響, 懲罰對(duì)抑制控制行為的促進(jìn)則更加明顯, 表現(xiàn)為相比獎(jiǎng)勵(lì)和無(wú)獎(jiǎng)懲條件, 實(shí)驗(yàn)1中反向眼跳正確率和實(shí)驗(yàn)2中No-go反應(yīng)中正確率均顯著提高。如前所述, 行為經(jīng)濟(jì)學(xué)研究領(lǐng)域早已有關(guān)于損失比獲益更敏感的著名理論提出(Tversky & Kahneman, 1992), 相關(guān)研究也得出一致結(jié)論, 認(rèn)為不愉快的、負(fù)性的事件和結(jié)果相比愉快、正性的事件和結(jié)果具有更大程度的主觀價(jià)值(Baumeister, Bratslavsky, Finkenauer, & Vohs, 2001)。Kubanek等人(2015)在研究中發(fā)現(xiàn), 獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰在調(diào)節(jié)行為上存在顯著差異, 且懲罰作用更強(qiáng)。本研究中使用的懲罰線(xiàn)索作為一種金錢(qián)損失, 在反向眼跳和No-go反應(yīng)任務(wù)中反應(yīng)正確率都顯著提高, 所得結(jié)果與以往研究是一致的。

近來(lái)有研究者提出, 損失的這種特異性效應(yīng)可能基于對(duì)注意喚醒水平的暫時(shí)提高, 這種高喚醒水平接下來(lái)又會(huì)影響到目標(biāo)選擇和行為判斷結(jié)果的敏感性(Yechiam & Hochman, 2013)。另有研究者以不同價(jià)值的金錢(qián)代幣為獎(jiǎng)懲線(xiàn)索, 使用聽(tīng)覺(jué)注意任務(wù)考察了這兩種動(dòng)機(jī)線(xiàn)索如何引導(dǎo)行為發(fā)生的過(guò)程, 結(jié)果發(fā)現(xiàn), 獎(jiǎng)勵(lì)引發(fā)了更多的重復(fù)選擇行為, 而懲罰引發(fā)了更多的回避重復(fù)選擇行為, 而且選擇行為顯著受到獎(jiǎng)勵(lì)級(jí)數(shù)的調(diào)節(jié), 相反, 懲罰級(jí)數(shù)卻沒(méi)有影響到被試做出選擇任務(wù)的成績(jī)(Kubanek et al., 2015)。本研究中使用了隨機(jī)呈現(xiàn)的混合獎(jiǎng)懲線(xiàn)索范式, 結(jié)果發(fā)現(xiàn)在有準(zhǔn)備的內(nèi)源性(實(shí)驗(yàn)1)和無(wú)準(zhǔn)備的外源性獎(jiǎng)懲線(xiàn)索(實(shí)驗(yàn)2)引發(fā)注意控制行為的過(guò)程中, 懲罰條件都顯著促進(jìn)了抑制控制, 這與以上兩項(xiàng)研究的發(fā)現(xiàn)是基本一致的, 并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步擴(kuò)展了以往研究的結(jié)果, 即懲罰在抑制控制的過(guò)程中并不受來(lái)自?xún)?nèi)源性或外源性注意線(xiàn)索的影響, 在抑制優(yōu)勢(shì)反應(yīng)的過(guò)程中顯示出明顯的促進(jìn)作用。這與Yechiam等的損失注意喚醒假說(shuō)也相符, 即懲罰對(duì)個(gè)體而言作為一種損失使喚醒水平瞬間提高, 從而引發(fā)行為的快速轉(zhuǎn)變。由于損失能夠?qū)C(jī)體產(chǎn)生傷害, 因此注意控制中有可能存在一種針對(duì)損失而產(chǎn)生交替行為的特定機(jī)制, 使個(gè)體在同時(shí)伴有獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰兩種預(yù)期的雙選擇任務(wù)中, 針對(duì)懲罰能夠保持快速的覺(jué)醒和行為的轉(zhuǎn)換(Yechiam & Hochman, 2013)。另外值得注意的是, 通過(guò)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn), 當(dāng)前國(guó)外雖然已有嘗試使用腦電技術(shù)來(lái)研究獎(jiǎng)懲動(dòng)機(jī)對(duì)個(gè)體決策過(guò)程中不同作用模式的研究, 但至今僅觀察到這兩種動(dòng)機(jī)對(duì)不同的行為反應(yīng)階段(如延遲階段或反饋階段)出現(xiàn)的分離。不同動(dòng)機(jī)對(duì)注意過(guò)程影響的腦機(jī)制研究仍然多集中在獎(jiǎng)賞層面, 僅有的極少數(shù)針對(duì)懲罰動(dòng)機(jī)加工的研究則剛剛開(kāi)始。眼動(dòng)技術(shù)作為行為數(shù)據(jù)采集的高級(jí)工具, 能夠彌補(bǔ)腦電數(shù)據(jù)采集過(guò)程中動(dòng)眼及自主控制眼跳從而產(chǎn)生過(guò)多噪音的不足, 可以自然靈活地對(duì)考察選擇性注意過(guò)程中抑制加工任務(wù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和采集, 且能夠針對(duì)興趣區(qū)中最早發(fā)生的首次眼跳潛伏期進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)算和分析。鑒于此, 未來(lái)的研究可進(jìn)一步采用眼動(dòng)及腦電或fMRI技術(shù)相結(jié)合來(lái)深入考察獎(jiǎng)懲動(dòng)機(jī)影響個(gè)體注意控制過(guò)程所依賴(lài)的神經(jīng)機(jī)制。

綜上, 我們通過(guò)朝向/反向眼跳范式和Go/No-go任務(wù)兩個(gè)眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)考察了獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰兩種動(dòng)機(jī)對(duì)個(gè)體的注意控制過(guò)程的調(diào)節(jié)作用。結(jié)果發(fā)現(xiàn), 雖然獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰相比無(wú)獎(jiǎng)懲都促進(jìn)了行為的執(zhí)行, 但兩者對(duì)注意控制的優(yōu)化過(guò)程具有不同的作用模式, 出現(xiàn)了加工上的分離, 獎(jiǎng)勵(lì)促進(jìn)了個(gè)體趨向性行為, 而懲罰則優(yōu)化了抑制控制行為; 獎(jiǎng)懲對(duì)抑制控制的過(guò)程也會(huì)產(chǎn)生不同的影響, 懲罰主要作用于優(yōu)勢(shì)反應(yīng)抑制階段, 而獎(jiǎng)勵(lì)主要作用于行為執(zhí)行階段。其中, 在對(duì)優(yōu)勢(shì)反應(yīng)進(jìn)行抑制的過(guò)程中, 懲罰對(duì)任務(wù)成績(jī)的有利影響突出且一直保持穩(wěn)定。這些發(fā)現(xiàn)支持并拓展了動(dòng)機(jī)的強(qiáng)化敏感理論和“雙競(jìng)爭(zhēng)”模型, 以及關(guān)于獲益和損失的注意喚醒模型, 并凸顯了懲罰對(duì)個(gè)體抑制行為的重要影響。當(dāng)然, 這種影響也可能會(huì)受到文化、年齡差異等因素的影響, 因此, 未來(lái)研究除了可以進(jìn)一步使用認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的技術(shù)來(lái)考察懲罰影響注意控制的腦機(jī)制外, 還可以從文化差異以及年齡發(fā)展等角度出發(fā)對(duì)懲罰動(dòng)機(jī)和個(gè)體行為的關(guān)系進(jìn)行探索。

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Optimization and asymmetry effects of reward and punishment on control attention: Evidence from eye movements

ZHANG Kuo; HE Liyuan; ZHAO Ying; WANG Jingxin

(Department of Social Psychology, Zhou Enlai School of Government, Nankai University, Tianjin 300071, China) (Academy of Psychology and Behavior, Tianjin Normal University, Tianjin 300074, China)

A wealth of research shows that positive and negative reinforcement critically influence behavior. While it is well established that rewards and penalties can strongly influence mechanisms of executive control, it is unclear whether these two factors exert symmetric or qualitatively distinct behavioral effects. In the current research, we conducted two eye-movement experiments to investigate the influence of monetary reward or punishment on attentional control. We employed these cues in Pro/Anti-saccade tasks in Experiment 1 and Go/No-go tasks in Experiment 2. Crucially, we investigated how either a reward (also referred to as “gain”) or penalty (also referred to as “l(fā)oss”) influenced inhibitory control in the following trial.

In Experiment 1, participants were instructed to produce simple pro-saccades or more difficult anti-saccades, in conditions in which they received a reward for correct responses or a punishment for incorrect responses or either a reward or punishment. The results showed that, while the accuracy of the pro-saccades was facilitated by reward, the accuracy of the anti-saccades was facilitated by punishment. And the velocity of pro-saccades and anti-saccades were significantly improved by both reward and punishment. In Experiment 2, we further adopted the Go/No-go tasks to explore how reward and punishment affect attentional control via exogenous parafoveal visual cues. This showed essentially the same pattern of effects as Experiment 1. For the Go task, saccade latency significantly decreased when rewards were given relative to punishment or no motivation conditions. And for the No-go task, accuracy increased more in the punishment condition compared to the reward or no motivation conditions. An increase in saccade velocity was observed in the no motivation condition, similarly to in Experiment 1.

In sum, the overall results suggest that both reward and punishment can facilitate the oculomotor control, although the findings reveal a striking asymmetry in the effects of the reward and punishment on behavior. Specifically, positive reinforcement appears to improve approach behaviors, while punishment influences inhibitory behavior. These findings suggest that the two forms of reinforcement are distinct in their influence on behavior.

control attention; reward; punishment; motivation; saccade

2018-06-13

* 國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(81771823)。

王敬欣, E-mail: wjxpsy@126.com

B842

10.3724/SP.J.1041.2019.01207