各种注意瓶颈现象
视觉拥挤
练习也不是万能的。在同时进行两个乃至多个任务的过程中,由于认知资源是有限的,不可避免地会出现多个刺激争夺注意资源而造成认知加工的瓶颈现象。两个空间上过于接近的刺激会争夺注意资源,从而影响人对它们的知觉效率;同样,两个在时间上过于接近的刺激也会因争夺注意资源而影响知觉效率。
视觉拥挤就是空间上过于接近的刺激相互争夺注意资源的表现。所谓视觉拥挤(visual crowding),指的是人无法清楚地识别那些堆挤成一团的刺激或物体(Whitney&Levi,2011)。当你注视着图2-8中的“+”时,会觉得左下角的那个五角星清楚可辨,但是难以看清与之对称的右下角那个被其他4个图形包围着的同样大小的五角星。
而要看清楚右下角的五角星,必须直接注视它才能做到。这也说明,视觉拥挤主要发生在周边视知觉中。而且,从图2-8来看,被其他刺激紧密包围的刺激往往最不容易获得注意资源。但是,人对拥挤在一起的刺激绝非视而不见,换言之,视觉拥挤能影响人对刺激的辨认,却不影响对刺激的检测。

图2-8 视觉拥挤
心理不应期
心理不应期和注意瞬脱现象都是时间上过于接近的刺激相互争夺注意资源的表现。韦尔福德(Welford,1952)首先提出了“心理不应期”(psychological refractory period,简称PRP)这一术语;帕什利(Pashler,1993,1994)在总结自己和其他学者的实验室研究的基础上详细讨论了这个问题。
设想一个被试同时进行两项认知任务,一项是听觉任务,一项是视觉任务。听觉任务要求被试辨别音调,即有一高一低两个音调,向被试呈现其中一个音,要求被试报告听到的是高音还是低音。视觉任务要求被试分辨字母,即向被试显示不同的字母,要求被试辨别并根据不同的字母按下不同的键。听觉任务呈现的刺激(S1)和视觉任务呈现的刺激(S2)之间的时间间隔是可以系统变化的(见图2-9)。实验中要记录被试的反应时和准确率。

图2-9 心理不应期实验范式
(来源:Pashler,1993)
在S1和S2之间的间隔比较长的情况下,上述两项任务实际上是相互错开的,被试能够很好地完成。而随着时间间隔逐渐缩短,两项任务之间的重叠成分越来越多,这时,完成第一项任务所用的时间没有变化,而完成第二项任务所用的时间就变得越来越长。这说明,被试完成第一项任务的过程中,有的阶段是不能同时处理第二项任务的,这种不能共享资源的认知阶段正是加工中的瓶颈。第二项任务正是因为得不到同时处理而造成反应时间上的延迟,这就是心理不应期的由来。
那么,加工中的瓶颈究竟发生在哪个阶段呢?大致有三种看法。图2-10体现了这些看法。
看法(A):瓶颈出现在知觉阶段。两个任务都有感觉阶段、知觉阶段、反应选择阶段和反应产生阶段,其中知觉阶段不能同时进行。当第一项任务进入知觉之后,第二项任务可以继续其感觉加工;但是在第一项任务完成知觉加工之前,第二项任务不能进入知觉加工。最后,第一项任务进入反应选择阶段和反应产生阶段,这不影响第二项任务同时进行的知觉加工。

图2-10 加工瓶颈的位置
(来源:Pashler,1993)
看法(B):瓶颈出现在反应选择阶段。第一项任务和第二项任务的刺激可以同时进行感知觉加工,而当第一项任务进入反应选择阶段时,第二项任务可以继续其感知觉加工,但是不能进行随后的反应选择。直到第一项任务进入反应产生阶段,第二项任务才能继续进行反应选择。(https://www.daowen.com)
看法(C):瓶颈出现在反应产生阶段。两个任务前几个阶段可以同时进行,但当第一项任务进入反应产生阶段时,第二项任务不能产生反应;而且在第一项任务的反应结束后,第二项任务的反应还要经过一个“不应期”才能产生。
帕什利等人的工作支持的是看法B。这个看法同样是当年韦尔福德提出来的。不过,帕什利等人还发现,从记忆中提取信息也会成为加工的瓶颈。
注意瞬脱和双通道理论研究
注意瞬脱(attentional blink)与心理不应期有着密切关系。对于注意瞬脱的研究可以看作是心理不应期研究的深入。
注意瞬脱指的是,在快速连续地呈现两个目标刺激的情况下,第一个目标刺激出现后的数百毫秒的时间内,人无法准确地辨别(甚至检测)出第二个目标刺激。不同的刺激都可以产生注意瞬脱现象,包括字母、数字、单词、几何图形和颜色等。
关于注意瞬脱的理论也以考虑资源有限性居多。例如,有人认为注意瞬脱是因为工作记忆缺乏足够的加工容量使得目标刺激没有建立起可以长期保持的痕迹;也有人认为注意瞬脱是因为加工容量不足以同时将两个客体的表征维持在能够引导外部行为(反应)的状态;还有人认为注意瞬脱是因为早期知觉分析的输出在进入视觉短时记忆时得到不同的权重,由于权重的总和是有限的,后期进入的刺激将得不到足够的权重而不能报告出来。
但是,奥等人(Awh,Serences,Laurey,Dhaliwal,Jagt&Dassonville,2004)的进一步研究发现,在快速连续地呈现两个目标刺激的情况下,并不都产生注意瞬脱现象。这是一个系列实验研究,以字母、数字、人脸等作为刺激。在第一个目标刺激(T1)作短时间呈现后,出现一个掩蔽刺激,接着,在间隔不同的时间(刺激激发异步间距,stimulus onset asynchrony,简称SOA)后,呈现第二个目标刺激(T2),短时间后同样加以掩蔽。实验步骤见图2-11,图中数字“3”是T1,人脸是T2。被试分成两组,实验组被试要求按键报告看到的两个目标刺激,控制组被试只要求报告第二个目标刺激。比较两组的结果就可以判断有没有发生注意瞬脱现象。

图2-11 注意瞬脱实验中采用的呈现技术
(来源:Awh,Serences,Laurey,Dhaliwal,Jagt&Dassonville,2004)
实验1以数字为T1,以字母为T2。结果显示出显著的注意瞬脱效应。实验2仍以数字为T1,但是以人脸为T2。结果发现,注意瞬脱效应却消失了。两个实验的结果见图2-12,其中(a)图为实验1的结果,(b)图为实验2的结果。
在用实验3排除了实验1中的实验组分配了更多的资源给T1,实验2的控制组也可能产生注意瞬脱效应,以及人脸识别的熟练效应等因素之后,奥等人将实验2中的T1和T2交换,即用人脸做T1,用数字做T2,进行实验4,结果发现,注意瞬脱效应又出现了,见图2-12(c)。实验5进一步排除了人脸的掩蔽刺激因素对实验结果的可能影响。
对于实验2和实验4恰好相反的结果,奥等人提出了双通道理论。他们认为,对于数字的辨别只需通过以特征加工为基础的系统(特征通道),而对人脸的辨别既需要特征系统,又需要一个以完形加工为特征的系统(完形通道)。在实验2中,被试先进行数字辨别,只需要特征通道,另一个完形通道就可以用来同时加工紧接着出现的人脸,因而没有出现注意瞬脱;而在实验4中,情况正好反过来,先进行的人脸辨别同时占用了特征通道和完形通道,紧接着出现的数字将得不到任何加工,直到人脸辨别完成,这样就出现了注意瞬脱现象。
为了进一步检验双通道理论,实验6采用人脸做T1和T2。根据上述理论,由于T1占用了两个通道,可以推断应该产生注意瞬脱。实验结果确实如此。

图2-12 注意瞬脱实验的结果和材料
(来源:Awh,Serences,Laurey,Dhaliwal,Jagt&Dassonville,2004)
为了排除人脸认知的熟悉性效应,奥等人用一种新的实验材料来代替人脸,这种被称为“Greeble”的人工材料见图2-12(d)。接着,他们又分别进行了T1=数字/T2=Greeble的实验7,T1=人脸/T2=Greeble的实验8,以及T1=Greeble/T2=人脸的实验9。根据双通道理论,实验7应该没有注意瞬脱,实验8和实验9应该有注意瞬脱。实验结果与理论推断基本吻合。这样,双通道理论得到了近乎完满的验证。