视觉空间注意研究中的N2pc成分述评

N2pc与空间选择性注意密切相关, 反映了一种对当前任务相关刺激的注意分配过程。N2pc自我特性的研究主要涉及理论解释、测量方法、源定位以及影响因素等方面, 而其实验范式主要有视觉搜索和视觉短时记忆搜索两种范式。以N2pc为指标的研究主要分为与视觉空间注意相关的基础性研究和应用性扩展研究。今后N2pc的研究应该在不断深入细化自身特性研究、做好基础性研究的同时, 更多的向应用性扩展研究拓展。     

工作记忆表征精度加工需求对注意引导的影响

采用注意捕获范式, 通过行为和事件相关脑电位(ERP)实验, 探讨工作记忆表征精度加工需求对注意引导的影响, 行为结果发现, 在低精度加工需求条件下, 只有一个工作记忆表征引导注意, 且处于高激活状态的工作记忆表征产生的注意捕获大于低激活状态; 而在高精度加工需求条件下, 有两个工作记忆表征引导注意, 且处于高、低激活状态的工作记忆表征产生的注意捕获没有差异。ERP结果显示, 高精度加工需求条件下诱发的NSW和LPC大于低精度加工需求条件; 在高精度加工需求条件下, 干扰项与记忆项匹配比不匹配时, 诱发更大的N2和更小的N2pc, 而在低精度加工需求条件下, 干扰项与记忆项匹配和不匹配时诱发的N2、N2pc没有差异。研究表明, 工作记忆表征精度加工需求影响注意引导的机制可能是高精度加工需求下, 工作记忆表征消耗的认知资源增加, 搜索目标获得的资源减少, 干扰项捕获的注意增加。     

基于记忆的注意捕获和注意抑制效应：ERP证据

采用工作记忆与视觉搜索双任务范式, 通过操作匹配试次出现概率来诱发不同水平的认知控制动机, 考察了基于记忆的注意引导过程的时程特点。结果：记忆匹配刺激首先诱发了N2pc成分, 随后诱发了与抑制过程相关的差异正波。并且, 认知控制动机水平越高, N2pc波幅越小、潜伏期越短; 抑制性差异正波波幅越大。结论：基于记忆的注意引导过程包括早期的注意捕获和后期的注意抑制两个阶段; 其效应量和时程受到认知控制动机水平的调节。     

奖赏性线索启动和调控视觉搜索额顶网络的神经机制

近期关于奖赏性信息与视觉搜索任务的交互作用研究体现在两个层面, 其一是施加外部奖赏能够影响被试的视觉搜索反应时和正确率, 其二是搜索目标本身具有奖赏特性也能够影响行为反应。但是, 奖赏性信息对负责视觉搜索的额顶注意网络的动态启动和调控作用仍不清楚。本研究结合Posner空间预提示范式和视觉搜索范式, 采用快速事件相关功能磁共振成像技术, 分别操纵线索提示阶段的线索奖赏属性(奖赏性vs.非奖赏性)和线索空间注意属性(有效提示目标位置vs.无效提示目标位置), 并操纵目标搜索阶段的目标属性(奖赏性vs.非奖赏性), 探讨以下两个核心问题：(1)在线索提示阶段, 奖赏性线索产生的自上而下注意准备信号的神经基础, 以及该神经基础与传统的空间注意准备信号的异同; (2)在目标搜索阶段, 奖赏性线索对负责视觉搜索的额顶注意网络产生的启动和调控作用, 重点考察对正确的奖赏性信息的定向过程和对错误的奖赏性信息的重新定向过程。     

奖赏预期调节局部注意干扰效应

局部注意干扰效应(Localized attentional interference, LAI)是指在视觉搜索任务中同时搜索在空间上分离的两个目标时, 或者目标周围存在一个无关奇异项时, 这两个关键刺激相距较近时产生的干扰现象。本实验采用视觉搜索范式, 探讨了奖赏预期对局部注意干扰效应的影响。实验1采用双目标搜索任务, 要求被试判断搜索画面中两个奇异项刺激的形状是否相同。结果显示奖赏条件和无奖赏条件都表现出显著的距离主效应, 随着目标间距离增大, 被试的正确率提高, 反应时下降。同时, 在远距离时, 奖赏条件下的正确率高于无奖赏条件, 而在近距离时, 奖赏条件下的正确率反而低于无奖赏条件, 即, 奖赏条件下局部注意干扰效应反而增大。高动机状态增强了两个目标的表征, 反而不利于解决局部注意干扰效应。实验2采用单目标搜索任务, 要求被试判断特定目标的方位并忽略另一无关奇异项刺激。与实验1不同的是, 实验2仅在无奖赏条件下观察到显著的距离主效应, 即被试行为表现在远距离时更好; 而在奖赏条件下, 被试在近距离和远距离的表现一样好, 即没有局部注意干扰效应。这说明在奖赏预期条件, 个体可以有效抑制分心物刺激的干扰, 将注意集中于目标刺激的加工, 从而对局部注意干扰效应产生调节。整个研究表明, 奖赏整体上能够提高对任务相关刺激的表征, 并抑制任务无关刺激, 虽然这并不总是能够提高任务表现。     

三维空间中外源性注意启动效应的ERP研究

采用行为测量与ERP分析相结合的范式,以视差分离方式和线索提示有效性为自变量,考察三维空间中外源性注意定向的启动效应及其脑电机制.结果发现:短SOA下,无论是3D还是2D,非预测性边缘位置线索对后续辨认任务均发生了启动效应;3D空间中,边缘位置线索提示诱发了注意的自动定向,注意从一个深度面转移到另一深度面需要耗费一定时间;3D空间中,经典注意提示效应在ERP上表现为有效提示下P1、N1、N2等早成分的增强,跨深度空间启动效应主要应由N1的增强效应加以解释.     

正常老化对视觉早期注意的影响——来自ERP的证据

选择性注意能够作用于视觉信息加工的不同阶段。各个注意阶段均受到老化过程的影响, 其中注意早期阶段的老化研究对于理解认知老化的发生机制有重要意义。本文系统地梳理了刺激前的注意预期阶段以及刺激后200 ms内的早期感知注意阶段的正常老年人和青年人ERP比较研究, 以探讨正常老化对视觉早期注意的影响。现有证据表明, 相对于青年人, 正常老年人：(1)多个早期ERP注意效应(包括注意预期ADAN, 早期空间注意N1, 以及特征注意SP和SN)在潜伏期上都存在显著延迟; (2)在振幅上, 不同ERP注意效应的老化表现存在差异：某些ERP成分(包括注意预期EDAN, 以及早期空间注意P1)的注意效应没有明显减弱, 而某些ERP成分(包括注意预期alpha, 早期空间注意N1, 以及特征注意SN)的注意效应受到老化调控; (3)一些注意效应(包括特征注意SP成分, 以及客体注意P1和N1成分)的目标增强机制保留, 而干扰抑制机制缺损。目前已有研究在老化对注意效应振幅的调控上还存在不一致, 这可能与研究的信噪比、任务难度、注意机制分离以及老年人的个体差异有关。未来研究应考虑这些因素以更好地探究正常老化对视觉早期注意的影响。     

多目标追踪的神经机制

多目标追踪任务是研究动态场景中视觉注意加工机制常用的范式。自1998年开始对多目标追踪神经机制的影像学研究以来, 研究者采用ERP和fMRI等技术对多目标注意追踪所涉及的神经电生理活动和脑功能区激活方面开展了大量研究。ERP研究发现, 追踪过程持续的ERP脑电成分如N2pc、CDA的波幅与注意追踪负荷有关, 并且出现在目标与非目标上的探测刺激诱发的脑电成分如N1、P1波幅的差异可反映注意资源的分配, 具体为目标在追踪过程中得到了激活, 而非目标受到了抑制。fMRI研究比较一致地发现了顶叶(包括前顶内沟、后顶内沟、顶上小叶)、背外侧额叶皮层等在注意追踪中的强烈激活。其中顶内沟主要与注意负荷有关, 顶内沟的活动水平直接决定了观察者注意追踪的行为表现。而顶上小叶可能更多的负责注意转移。背外侧额叶皮层可能负责追踪时的感觉运动预测过程。     

固定位置区域提示下视觉注意范围等级的ERP研究

研究视觉空间注意中注意范围的脑内时程的动态变化。被试为 14名青年人 ,使用固定位置的、3种不同直径的线圈作为注意范围的区域性提示 ,祛除空间定位因素的影响 ,记录反应时和事件相关电位 (ERP)数据。结果显示 :提示范围由小到中等时 ,反应时延长 ,而由中等到大范围时 ,反应时缩短 ;提示物和靶刺激诱发ERP的早成分 (N1、P1)不受提示范围大小的调节 ,而其P2、N2的波幅与潜伏期均明显受到提示范围大小的影响。这些结果说明 :①视觉注意诱发的P1、N1成分 ,主要与空间定位信息的加工相关 ;②提示物诱发的P2、N2成分与注意范围相关 ;③在视觉信息加工过程中 ,空间位置的信息要早于其它信息被加工 ,支持视觉信息串行加工观点     

早期ERP效应与视觉注意空间等级的脑调节机制

通过事件相关电位(ERP)记录研究注意的空间等级的脑内时程动态变化。视觉搜索任务的目标受不同大小提示范围的启动。提示范围增大时,识别目标的反应时延长,P1波幅增大而N1波幅减小,该效应在短间隔条件下尤为明显。P1增大反映了促进目标识别时,适当注意范围的空间等级变化需要额外的运算资源。而N1波幅减小则可能扩散了空间注意倾斜。研究结果提供了以下电生理学证据：注意空间等级的改变调节了早期视皮层的神经活动,并激活了视觉搜索中至少2个时间重叠的ERP成分。     

自上而下的目标调节奖赏联结干扰子的注意定向和脱离

近年来传统的注意控制理论已经无法解释部分注意控制现象,有研究者提出将奖赏联结/价值驱动的注意捕获作为一种新的注意引导源。奖赏联结的注意捕获是否会受到自上而下的目标定势的调节已成为该领域一个重要的理论问题。研究采用空间线索范式的变式,探讨了奖赏联结干扰子与目标的相关性对奖赏联结注意捕获中的定向和脱离的调节作用。研究结果发现:当学习阶段习得的奖赏联结干扰子在测验阶段与目标相关时(实验1),有奖干扰子相对于无奖干扰子具有优先的注意定向和延迟脱离;而学习阶段习得的奖赏联结干扰子在测验阶段与目标无关时(实验2),有奖干扰子和无奖干扰子在注意定向和脱离方面均无显著差异。由此可见,奖赏联结的注意捕获并不是完全自动化的,自上而下的目标定势能够调节其注意定向和脱离的成分,支持奖赏联结的注意捕获与自上而下的目标定势交互引导视觉注意的观点。     

不同搜索情境下老化对自上而下注意加工的影响

在视觉搜索过程中,老年人是否可以在不同情境下调节自上而下和自下而上的加工水平尚不明确。为了探讨老化对认知灵活性的影响,研究采用空间线索范式,通过比较有效线索和无效线索来考察对线索的注意加工水平（注意捕获、注意抑制）,通过比较目标相关和目标无关线索的注意加工水平来考察自上而下和自下而上的作用,通过改变分心物一致性来调控不同的目标凸显情境。结果发现,年轻组在目标非凸显时的空间线索效应高于目标凸显时,表明年轻人会依据目标凸显性调整自上而下的加工水平;但老年组却没有产生这种差异,其更依赖自上而下的加工,注意系统会对目标相关的线索进行注意捕获,对目标无关的线索进行注意抑制。结果表明,随着年龄的增长,认知控制的灵活性下降,表现出对自上而下加工较多的依赖;此外,老年人依然保留着注意捕获和注意抑制的能力,这对认知老化中抑制能力受损的观点提出了挑战。     

视觉工作记忆中非语义编码信息对注意捕获的影响:来自ERPs的证据

为了探讨视觉工作记忆中非语义编码信息对注意捕获的调节以及这种调节作用发生的阶段,本研究采用视觉搜索范式,以二维抽象对称图形为材料,被试为17名大学生,利用事件相关电位技术,研究不同视觉工作记忆内容影响注意捕获的电生理机制。结果发现:(1)无效信息条件(同侧,对侧)下的反应时显著长于中性条件;(2)同侧无效信息条件下的N2pc波幅显著增大,两侧无效信息条件下的P300波幅大于中性条件。结果表明,在注意加工的中期阶段,与视觉工作记忆中非语义编码项目特征相同的干扰刺激在视觉搜索过程中获得了注意资源竞争优势,干扰个体对靶刺激的注意捕获,且该效应持续至注意的晚期加工阶段。     

无空间线索化下视觉注意空间等级的ERP研究

采用事件相关电位技术考察无空间线索化下视觉注意资源的在不同空间等级的分布情况。在“预警信号-目标探测”范式下,目标刺激随机出现在直径视角为3.2°、6.4°以及9.6°的三个空间等级圆上。反应时结果显示：随着注意空间直径视角增大,对目标刺激的探测速度逐渐下降。脑电结果显示：三种条件下目标刺激诱发的早期N1和晚期P3成分产生了不同程度分离,主要表现为两成分的波幅随着注意空间视角增大而减小。这说明个体在无空间线索化下自动地对不同空间等级进行有选择性的资源分配。     

暴力犯罪者对负性情绪信息注意偏向的ERP研究

采用视觉搜索范式,探讨了暴力犯罪者对情绪刺激（愤怒面孔与高兴面孔）的注意偏向特点。行为数据显示,相比非暴力组,暴力组对愤怒面孔的反应要显著快于高兴面孔,初步验证了暴力犯罪者对负性情绪信息存在注意偏向。ERP数据进一步表明,当目标刺激为愤怒面孔时,暴力组N2pc的潜伏期要显著小于非暴力组,说明暴力犯罪者对愤怒面孔的觉察早于高兴面孔,对负性情绪刺激更为敏感。由于N2pc的波幅不存在显著差异,差异主要表现在反应时和潜伏期,说明暴力犯能够更快的觉察到负性情绪面孔,但并没有对其投入更多的注意资源,出现回避模式,表明暴力犯对负性情绪信息的加工是一种警觉—回避模式。     

注意控制定势和线索类型在注意捕获中的作用

采用前线索范式, 通过3个实验考察了注意控制定势和线索类型在注意捕获中的作用。实验1要求被试搜索颜色奇异项目标或突现目标, 涉及较弱的注意控制定势, 结果表明, 突现线索在作为匹配线索和不匹配线索时都能捕获注意, 而颜色奇异项线索只有在作为匹配线索时才能捕获注意。实验2要求被试搜索具体特征的红色或白色目标, 使被试建立较强的特征搜索定势, 结果表明, 颜色奇异项线索和突现线索在作为匹配线索时都能捕获注意, 但是在不匹配条件下, 颜色奇异项线索被抑制了, 而突现线索不能捕获注意; 实验3采取go/no-go范式, 要求被试对红色目标进行反应, 对白色目标进行抑制, 并通过设置不同的线索-目标时间间隔来进一步考察注意捕获的机制, 结果表明, 在600 ms间隔下, no-go突现线索被抑制, 而对于go颜色奇异项线索来说, 随着时间间隔的增加, 注意捕获效应减少。结果与相倚捕获假说和抑制独立捕获假说不符, 支持注意转移假说：自上而下的注意控制定势通过把注意从和目标不匹配的特征位置转移发挥作用; 颜色奇异项线索和突现线索的注意捕获机制相同, 但是突现线索相对于颜色奇异项线索来说, 在与目标不匹配的条件下, 更容易捕获注意, 更难被抑制。     

位置提示下视觉注意范围的调控机制

研究视觉空间注意中不同注意范围引起脑内加工时程的动态变化。使用固定位置的、三种不同直径的线圈作为注意范围的位置性提示,祛除空间定位因素的影响,记录反应时和事件相关电位（ERP）数据。结果显示：在同等注意范围时,随着刺激位置远离视野中心,反应时延长,靶刺激诱发的P1、N1不受刺激位置的影响,而其前部N2的波幅明显受到刺激位置的影响;在靶刺激位置相同时,随着注意范围的扩大,反应时缩短,靶刺激诱发的P1、N1不受提示范围大小的影响,而其前部P2的波幅明显受到注意范围的影响。结果说明：①视觉注意范围信息加工与靶刺激诱发的P2成分相关;②视觉注意诱发的P1、N1成分,主要与注意方位相关,而与注意范围大小无关;③注意范围变化引起注意集中度的调节是在一定范围内进行的。     

跨感觉通道任务中刺激驱动注意捕获的不对称性

通过两个实验探讨了来自不同感觉通道或不同空间方位的奇异刺激在视听搜索范式中的注意捕获。实验一使用定位任务探讨刺激驱动注意捕获中跨通道效应且及其不对称性, 结果发现, 当靶子在听觉通道时, 只有来自听觉同侧空间方位的奇异刺激成功的捕获了注意; 而来自视觉同侧空间和异侧空间的奇异刺激并没有捕获注意。实验二使用检测任务进一步探讨刺激驱动的注意捕获中的跨通道效应且具有不对称性, 结果发现, 来自同侧和异侧的听觉奇异刺激均捕获了注意, 但是视觉奇异刺激却不能捕获注意。研究表明, 视听搜索范式中的奇异刺激的注意捕获具有不对称性, 且存在着一种超感觉通道的注意资源。     

暴力电子游戏玩家对攻击性图片注意偏向的ERP研究

本研究采用游戏使用习惯问卷筛选暴力电子游戏玩家和对照组被试各24名,利用线索探测范式,探讨了暴力电子游戏玩家对攻击性图片的注意偏向机制。结果发现：（1）与对照组相比,暴力电子游戏玩家对攻击性图片线索下探测目标诱发的P1潜伏期提前;（2）暴力电子游戏玩家表现出特定的脑电模式：N1潜伏期延长,P2波幅减小,P300波幅降低;（3）线索的有效性效应表现在早期ERP成分（P1）中。结果表明,暴力电子游戏玩家对攻击性图片表现出注意偏向,其脑电模式揭示暴力电子游戏对玩家的认知功能有消极影响。     

内源性注意定向对立体视觉加工影响机制的ERP研究

本研究采用行为测量与ERP分析相结合的范式,以视差分离方式、线索提示有效性为自变量,考察三维空间中内源性注意定向对立体视觉加工的影响及其脑电机制。结果发现：无论是短SOA还是长SOA,3D空间中预测性中央符号线索对后续辨认任务均产生了启动效应,且启动效应量不随SOA延长而变化。短SOA下,经典提示效应和跨深度提示效应均表现为有效提示下的N1波幅大于无效提示条件;长SOA下,线索提示效应则表现出了无效提示条件诱发较大N1波幅的趋势。