【摘要】：我們生活環(huán)境中很多活動(dòng)具有節(jié)律性,如談話、音樂(lè)等。節(jié)律可以定義為多個(gè)間隔時(shí)間的有序組合。利用節(jié)律時(shí)間信息形成的時(shí)間期待稱為節(jié)律時(shí)間期待(rhythmic temporal expectation)。動(dòng)態(tài)注意理論認(rèn)為節(jié)律時(shí)間期待的形成過(guò)程是自動(dòng)化,無(wú)需意志努力,不受注意控制的影響。節(jié)律時(shí)間信息之所以能夠?qū)?lái)事件出現(xiàn)時(shí)間進(jìn)行預(yù)期,是由于事件之間的時(shí)間一致性,以及內(nèi)部注意資源與環(huán)境中節(jié)律信息同步振蕩的結(jié)果。該理論模型又稱為振蕩器模型,包括兩個(gè)重要的成分:振蕩器(oscillator)和注意能量脈沖(attentional energy pulse)。這兩個(gè)成分使得注意資源在時(shí)間上的分布并非均勻,而是以振蕩的形式展開(kāi),因此在不同的時(shí)間點(diǎn),注意資源有高有底。振蕩器振蕩周期和相位能夠根據(jù)外部環(huán)境中刺激的時(shí)間結(jié)構(gòu)進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整,逐漸地改變其自身振蕩周期和相位從而使得注意脈沖的峰值(即注意資源最多的時(shí)間點(diǎn))與刺激出現(xiàn)時(shí)間趨近。換言之,振蕩器的適應(yīng)過(guò)程使得注意脈沖與外部刺激出現(xiàn)時(shí)間同步,最終注意資源分布變得集中,這個(gè)過(guò)程也稱為內(nèi)外偶聯(lián)。如果條件允許,振蕩器會(huì)持續(xù)適應(yīng)直至注意脈沖峰值與所期待的刺激出現(xiàn)時(shí)間匹配�；陔娚韺W(xué)研究的振蕩選擇假說(shuō)也為動(dòng)態(tài)注意理論提供了支持。低頻神經(jīng)振蕩強(qiáng)度的變化與神經(jīng)興奮波動(dòng)強(qiáng)度有關(guān)。根據(jù)外部刺激節(jié)律,低頻神經(jīng)振蕩實(shí)時(shí)的調(diào)整其振蕩周期和相位,從而與外部刺激產(chǎn)生同步。這種神經(jīng)振蕩攜帶注意資源,通過(guò)相位和周期的調(diào)整,會(huì)使得相位集中。神經(jīng)振蕩反映了時(shí)間上達(dá)到興奮同步的神經(jīng)元的數(shù)量,反過(guò)來(lái),神經(jīng)元群興奮同步的程度與內(nèi)外偶聯(lián)的程度有關(guān),并且依賴于環(huán)境中刺激的時(shí)間規(guī)律性程度。外部刺激序列節(jié)律性越強(qiáng),內(nèi)外偶聯(lián)的準(zhǔn)確性越高,注意資源越集中。持續(xù)地神經(jīng)振蕩內(nèi)外偶聯(lián)是大腦產(chǎn)生時(shí)間期待,促進(jìn)積極感知的內(nèi)在機(jī)制。而感覺(jué)輸入的時(shí)間規(guī)律性導(dǎo)致了時(shí)間期待的產(chǎn)生,使事件出現(xiàn)時(shí)間可以被預(yù)測(cè)。雖然這兩種理論模型得到了眾多研究的支持,但是存在兩個(gè)問(wèn)題:第一,節(jié)律序列中刺激之間的間隔時(shí)間多在1s以下;第二,由于聽(tīng)覺(jué)通道相比于視覺(jué)通道加工時(shí)間信息更具有優(yōu)勢(shì),研究多采用的是聽(tīng)覺(jué)材料。時(shí)間認(rèn)知分段綜合模型強(qiáng)調(diào)人們對(duì)時(shí)間的認(rèn)知具有分段性,不同時(shí)間長(zhǎng)度的時(shí)距表征涉及不同的過(guò)程,均受到多種因素的影響,例如刺激的物理特征、通道特性、認(rèn)知因素或人格特征等等。因此,節(jié)律時(shí)間期待是否僅僅只是自動(dòng)化的過(guò)程還需要對(duì)不同感覺(jué)通道,不同長(zhǎng)度間隔時(shí)間構(gòu)成的節(jié)律時(shí)間期待進(jìn)行考察。時(shí)間知覺(jué)的研究常常涉及“知覺(jué)到的現(xiàn)在”的內(nèi)涵,包括“知覺(jué)到的現(xiàn)在”的上限。多數(shù)研究?jī)H僅限于5秒內(nèi)的持續(xù)性知覺(jué),在該時(shí)間范圍內(nèi)信息被整合為一個(gè)整體進(jìn)行加工。因此,其主要特征包括持續(xù)性和整體性。然而,這些研究多是針對(duì)單個(gè)時(shí)距,而節(jié)律時(shí)間信息可以理解為多個(gè)時(shí)距信息的規(guī)律性組合。要想研究注意控制對(duì)節(jié)律時(shí)間期待的影響,首先要求確定在何種間隔時(shí)間形成的節(jié)律時(shí)間信息下,能夠形成時(shí)間期待。視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)在加工時(shí)間信息方面具有差異。聽(tīng)覺(jué)通道擅長(zhǎng)加工時(shí)間信息,而視覺(jué)通道擅長(zhǎng)加工空間和運(yùn)動(dòng)信息。因此,研究一和研究二分別從聽(tīng)覺(jué)和視覺(jué)通道,考察不同間隔時(shí)間形成的節(jié)律信息,是否均能夠形成時(shí)間期待,并考察在視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)通道之間是否存在通道效應(yīng)。由于反應(yīng)時(shí)是被試成績(jī)的整體反應(yīng),即包括了早期知覺(jué)階段,也包括運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)備過(guò)程。因此,研究三我們同時(shí)采用反應(yīng)時(shí)和ERP成分為因變量指標(biāo),考察注意控制對(duì)不同節(jié)律速度下形成的時(shí)間期待的影響。聽(tīng)覺(jué)在對(duì)節(jié)律的識(shí)別和記憶方面要優(yōu)于視覺(jué),而視覺(jué)更擅長(zhǎng)加工運(yùn)動(dòng)和空間信息,而以往研究常常將出現(xiàn)在固定位置的閃光構(gòu)成的視覺(jué)節(jié)律與聽(tīng)覺(jué)節(jié)律進(jìn)行對(duì)比,這種對(duì)比是不對(duì)等的。因此,在研究四中視覺(jué)材料以運(yùn)動(dòng)形式呈現(xiàn),考察運(yùn)動(dòng)信息對(duì)節(jié)律時(shí)間期待的作用,并進(jìn)一步探討了注意控制對(duì)這種時(shí)間期待效應(yīng)的影響。研究一和研究二發(fā)現(xiàn),無(wú)論是在聽(tīng)覺(jué)還是視覺(jué)通道,以2500ms及以下的間隔時(shí)間形成節(jié)律序列,均能夠形成節(jié)律時(shí)間期待。并且,研究還發(fā)現(xiàn),通過(guò)操作節(jié)律序列結(jié)束與目標(biāo)出現(xiàn)之間的間隔時(shí)間(先期時(shí)間,foreperiod)確定節(jié)律時(shí)間期待效應(yīng)的范式容易受到時(shí)間流逝這一時(shí)間信息的影響。被試的反應(yīng)是節(jié)律時(shí)間期待和先期時(shí)間效應(yīng)共同作用的結(jié)果。通過(guò)改變節(jié)律序列中刺激的數(shù)量,來(lái)增加目標(biāo)出現(xiàn)時(shí)間出現(xiàn)的不確定,能夠進(jìn)一步減弱節(jié)律時(shí)間信息的作用。但是,這種減弱在視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)通道中具有不同的表現(xiàn)。在聽(tīng)覺(jué)通道中隨著目標(biāo)出現(xiàn)時(shí)間確定性的增加,節(jié)律時(shí)間信息的作用越來(lái)越大。而在視覺(jué)通道中,被試的反應(yīng)更容易受到先期時(shí)間效應(yīng)的影響。此外,研究結(jié)果表明,采用將節(jié)律定義為等時(shí)間的、具有嚴(yán)格周期性的刺激序列,并且與刺激間間隔時(shí)間隨機(jī)變化的序列進(jìn)行比較來(lái)確定節(jié)律時(shí)間期待,這種范式更加具有穩(wěn)定性。研究三發(fā)現(xiàn),當(dāng)以反應(yīng)時(shí)為因變量指標(biāo)時(shí),無(wú)論是在聽(tīng)覺(jué)通道還是視覺(jué)通道中,以ISI 700ms和ISI 1500ms間隔時(shí)間形成的節(jié)律信息,其形成的節(jié)律時(shí)間期待效應(yīng)不受記憶負(fù)荷的影響,而以ISI 2500ms間隔時(shí)間形成的節(jié)律信息,形成的節(jié)律時(shí)間期待受到記憶負(fù)荷的影響。在高負(fù)荷條件下,節(jié)律序列和隨機(jī)序列之間,被試的成績(jī)沒(méi)有差異。這表明節(jié)律時(shí)間期待效應(yīng)可能具有分段性,2500ms以下間隔時(shí)間形成節(jié)律時(shí)間期待更加的自動(dòng)化,而2500ms或以上間隔時(shí)間形成的節(jié)律時(shí)間期待效應(yīng)受到認(rèn)知控制的影響。以ERP成分N1和P3為因變量指標(biāo)時(shí),發(fā)現(xiàn)在聽(tīng)覺(jué)通道中,ISI 700ms和ISI 1500ms間隔時(shí)間形成節(jié)律時(shí)間期待不受注意控制的影響,而ISI 2500ms時(shí)記憶負(fù)荷影響了節(jié)律時(shí)間期待效應(yīng),表現(xiàn)為N1電位在高負(fù)荷和低負(fù)荷條件下,平均波幅沒(méi)有差異。P3成分在所有的條件下均沒(méi)有表現(xiàn)出顯著地差異。而在視覺(jué)通道中,僅僅在ISI 700ms間隔時(shí)間形成的節(jié)律時(shí)間期待效應(yīng)誘發(fā)了N1成分。而ISI 1500ms和ISI 2500ms間隔時(shí)間形成的節(jié)律時(shí)間期待未誘發(fā)明顯的N1成分。以上結(jié)果表明視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)加工節(jié)律時(shí)間信息存在通道差異。研究四發(fā)現(xiàn),運(yùn)動(dòng)信息能夠明顯地促進(jìn)視覺(jué)節(jié)律時(shí)間期待效應(yīng)。但是,在ISI-1500ms和ISI-2500ms條件下,這種促進(jìn)效應(yīng)需要被試主動(dòng)地去從運(yùn)動(dòng)信息中提取出節(jié)律信息。當(dāng)要求被試同時(shí)完成一項(xiàng)工作記憶任務(wù)時(shí),時(shí)間期待效應(yīng)消失。這說(shuō)明對(duì)視覺(jué)節(jié)律時(shí)間期待更加需要注意資源的參與。通過(guò)以上研究,本文系統(tǒng)地探討了注意控制對(duì)節(jié)律時(shí)間期待效應(yīng)的影響。研究表明,節(jié)律時(shí)間期待效應(yīng)受到節(jié)律速度(即序列中刺激間的間隔時(shí)間)的影響,且表現(xiàn)出了通道差異。在以ISI 2500ms間隔時(shí)間形成的節(jié)律,其形成的節(jié)律時(shí)間期待受到注意控制的影響。而當(dāng)視覺(jué)信息以運(yùn)動(dòng)形式表現(xiàn)出來(lái)時(shí),ISI 1500ms及其以上間隔時(shí)間形成的節(jié)律時(shí)間期待效應(yīng)受到注意控制的影響。本研究采用的認(rèn)知負(fù)荷任務(wù)是僅僅包含記憶保持和回憶過(guò)程的工作記憶任務(wù),未來(lái)研究還需要采用包含不同過(guò)程的記憶任務(wù)或知覺(jué)負(fù)荷任務(wù)來(lái)進(jìn)一步考察注意控制對(duì)節(jié)律時(shí)間期待的影響。
【圖文】：

第一章 文獻(xiàn)綜述律時(shí)間期待是由于振蕩器的周期和相位實(shí)時(shí)調(diào)整從而達(dá)到與外部節(jié)律序列時(shí)間同步，導(dǎo)致個(gè)體期待事件將來(lái)某一時(shí)間出現(xiàn)并做出行為反應(yīng)(Barnes & Jones, 2000; Lawrence & Klein, 2013)。動(dòng)態(tài)注意理論認(rèn)為由于內(nèi)外偶聯(lián)機(jī)制，注意與期待建立了聯(lián)系。簡(jiǎn)言之，時(shí)間期待本質(zhì)上是根據(jù)外部節(jié)律事件的時(shí)間規(guī)律將注意資源分配到將來(lái)的某一時(shí)間，如果事件或活動(dòng)出現(xiàn)在期待時(shí)間，能夠提高加工效率，促進(jìn)任務(wù)成績(jī)(Correa et al., 2006; Correa et al., 2005; Coull, 2004)。

(substantia nigra)釋放的多巴胺(Dopamine)在時(shí)距知覺(jué)中的重要作用。如圖 1 2 所示，在事件開(kāi)始時(shí)，會(huì)引起大腦皮層中放電頻率不同的一組皮層神經(jīng)元(a)立刻同時(shí)放電(b)，同時(shí)黑質(zhì)中釋放的多巴胺。紋狀體(c)中的多棘細(xì)胞同時(shí)受到這兩種信號(hào)的影響，之后神經(jīng)元恢復(fù)各自的放電頻率，多棘細(xì)胞繼續(xù)對(duì)來(lái)自皮層細(xì)胞的神經(jīng)沖動(dòng)進(jìn)行監(jiān)控。當(dāng)計(jì)時(shí)結(jié)束時(shí)，黑質(zhì)會(huì)再次釋放多巴胺改變目標(biāo)時(shí)刻紋狀體激活神經(jīng)元的突觸連接，通過(guò)大腦的其他部分向負(fù)責(zé)覺(jué)得大腦皮層發(fā)出“時(shí)間到”的信號(hào)。由于多巴胺在時(shí)距知覺(jué)中扮演重要作用，那么影響多巴胺分泌水平的疾病和藥物也會(huì)影響時(shí)距知覺(jué)。例如，未經(jīng)治療的帕金森病人，多巴胺水平低于正常人。在多種計(jì)時(shí)任務(wù)中，帕金森病人大腦中任務(wù)誘發(fā)的事件相關(guān)電位(event related potential, ERP)，即關(guān)聯(lián)負(fù)變(contingent negative variation, CNV)明顯減少，甚至消失(Praamstra & Pope, 2007)，，對(duì)節(jié)律的辨別成績(jī)明顯低于常人(Grahn & Brett, 2009; Jones & Jahanshahi, 2014; Te Woerd, Oostenveld,Lange, & Praamstra, 2018)。此外，腦成像的研究也為該模型提供了證據(jù)。Rao, Mayer 和Harrington, (2001)采用 fMRI 技術(shù)，采用時(shí)間比較法，讓被試判斷第二組兩個(gè)聲音的間隔時(shí)間與第一組兩個(gè)聲音的間隔時(shí)間哪一個(gè)更長(zhǎng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)最先被激活的結(jié)構(gòu)是基底核。
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：B842.3

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