獎勵和懲罰在注意控制過程中的優(yōu)化和分離：眼動研究

/獎勵和懲罰在注意控制過程中的優(yōu)化和分離：眼動研究【摘要】通過兩個眼動實驗考察金錢獎勵和懲罰引起的動機對個體在不同空間線索條件下注意控制加工的影響。實驗1采用朝向/反向眼跳范式，被試通過內源性線索提供心理準備的情況下做出簡單的朝向眼跳以及需要抑制優(yōu)勢反應的反向眼跳。結果發(fā)現(xiàn)，相比無獎懲條件，獎勵條件下朝向眼跳任務的正確率更高，懲罰條件下反向眼跳任務的正確率更高；兩種眼跳任務中有獎懲條件下的眼跳峰速度均比無獎懲條件高。實驗2采用Go/No-go任務，進一步探討了由副中央凹加工外源性邊緣線索從而不能提供充分心理準備的情況下獎勵和懲罰對注意控制的影響。結果發(fā)現(xiàn)，獎勵條件下Go反應的眼跳潛伏期更短，懲罰條件下No-go反應正確率更高，眼跳峰速度在兩種條件下均比無獎懲條件高。以上結果表明，獎勵和懲罰均能夠促進個體的注意控制，但二者的加工過程是分離的，獎勵能夠改善趨近行為，懲罰則能夠顯著促進抑制控制行為，且獎勵和懲罰在注意控制加工過程中具有不同的作用模式，獎勵能夠更早喚醒注意控制系統(tǒng)從而更快地促進行為的發(fā)生與執(zhí)行，懲罰則能夠通過調節(jié)注意資源促進以目標為導向的行為中對優(yōu)勢反應的抑制。 1引言 注意控制(AttentionControl)是指個體為了完成任務要求的目標，對優(yōu)勢反應、習慣性行為或無關行為進行抑制，并調節(jié)適當?shù)男袨橐詽M足復雜任務的要求從而適應不斷變化的環(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、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(Aartsetal.，2015；Chambers，Garavan，&Bellgrove，2009；Masui&Nomura，2011；Pekny，Izawa，&Shadmehr，2015)。因此，實現(xiàn)對注意控制的優(yōu)化調節(jié)不僅有利于個體進行高效的學習和適應環(huán)境，也有助于心理障礙個體的干預和治療(Beckeretal.，2013)。近年來，獎懲動機與注意的關系在決策和認知控制研究領域引起了越來越多的關注，已有不少研究者對獎勵在執(zhí)行控制過程中的調節(jié)作用進行了考察(vanSteenbergen，Band，&Hommel，2012；Braem，Hickey，Duthoo，&Notebaert，2014；Bucker，Silvis，Donk，&Theeuwes，2015；紀麗燕，陳寧軒，丁錦紅，魏萍，2015)。最近，也有研究者開始嘗試探索獎勵和懲罰這兩種不同的動機如何作用于認知調控中的檢測和控制過程，以期來厘清獎勵和懲罰、預測和反饋等信息對個體注意控制的影響，但相關研究還很少，結果也不一致。當前比較統(tǒng)一的發(fā)現(xiàn)僅在于，相比無預期動機條件，獎懲(特別是獎勵條件)能夠對注意控制系統(tǒng)產生調控(Kubanek，Snyder，&Abrams，2015；Kilpelinen，&Theeuwes，2016)。 研究發(fā)現(xiàn)，動機系統(tǒng)在評價情境的危險性和自身行為傾向的適當性中起到重要作用(張曉雯，禤宇明，傅小蘭，2012)，而獎勵和懲罰需通過激發(fā)個體的動機才能對行為進行調節(jié)，因此，要了解獎勵和懲罰如何影響個體的行為并進一步探索其調節(jié)注意控制的過程，需要首先明確動機如何作用于抑制控制加工。Gray(1987)提出的強化敏感理論(ReinforcementSensitivityTheory，RST)認為，個體內部存在兩種動機系統(tǒng)：行為趨近系統(tǒng)(BehaviorApproachSystem，BAS)和行為抑制系統(tǒng)(BehaviorInhibitionSystem，BIS)。相關研究也一致發(fā)現(xiàn)，行為趨近系統(tǒng)對獎勵刺激敏感，激活后引發(fā)趨近行為，而行為抑制系統(tǒng)則對懲罰刺激敏感，激活后引發(fā)抑制行為(Gray，1987；dePascalis，2014；Heym，Kantini，Checkley，&Cassaday，2015；谷莉，白學軍，王芹，2015)。由此可見，獎勵和懲罰所引發(fā)的動機是不同的。近期又有不少研究提出，獎賞預期作為一種正強化動機可以優(yōu)化注意資源，提高自上而下的注意控制，有效調節(jié)注意分配(Chelazzi，Perlato，Santandrea，&Libera，2013；紀麗燕etal.，2015)。Pessoa等在大量研究的基礎上提出了雙競爭模型(DualCompetitionModel)，認為動機會重新分配執(zhí)行功能所獲得的注意資源，以保證潛在獎賞的最大化(Pessoa，2009)。由于注意資源是有限的，同時進行的加工會共用有限資源，因此，動機對注意資源的重新分配不僅影響到與獎勵行為直接相關的加工，也會影響到與其共用資源的加工。在Padmala的一項研究中，要求被試完成停止信號任務，其中只在無停止信號任務上的表現(xiàn)(正確率和速度)會得到獎賞，結果導致停止信號任務上的反應時延長，被試的抑制行為受到了獎賞的損害(Padmala&Pessoa，2010)。另有研究者也發(fā)現(xiàn)了一致的結果，認為被試為了最大化獎勵而增強了對無停止信號刺激的注意，優(yōu)先分配資源給了能獲得獎賞的加工過程，從而使得停止信號任務上的注意資源減少(Chelazzietal.，2013)。另外，雙競爭模型還進一步提出，獎賞會增強個體的注意控制，影響外源性(Engelmann&Pessoa，2007)和內源性任務(Engelmann，Damaraju，Padmala，&Pessoa，2009)中注意的定位與再定位。最近的一項研究發(fā)現(xiàn)，在三個停止信號任務中，獎賞能夠通過增強對相關信號的監(jiān)測來提升認知控制，使個體更高效地解決控制沖突，其中注意資源的分配可以調節(jié)相關信號的監(jiān)測速度(王宴慶，陳安濤，胡學平，尹首航，2019)。來自fMRI的研究結果也顯示，隨著獎賞水平的提高，被試覺察的敏感性會隨之提高，相應的視皮層區(qū)域的活動也隨之增強(Elianaetal.，2014；Hauser，Iannaccone，Walitza，Brandeis，&Brem，2015)。 綜上不難發(fā)現(xiàn)，當前對動機調節(jié)注意控制的研究多集中于獎勵這一獲益(Gain)方面，對于懲罰這一類基于損失(Loss)方面的研究仍十分匱乏(Spear，2011；Schmitt，F(xiàn)erdinand，&Kray，2015)。雖然在行為經濟學研究領域早已有關于損失比獲益更敏感的著名理論提出(Tversky&Kahneman，1992)，但是，當前關于懲罰如何影響個體注意控制的研究還是非常少見，僅有的少數(shù)實驗研究結果也很不一致。由于動機并非是單一結構，而是由多個成分構成的連續(xù)系統(tǒng)，包括趨向獎勵、回避損失和逃避懲罰等，因此，獎勵和懲罰也可能具有不同的加工模式。一部分研究發(fā)現(xiàn)，獎勵和懲罰均會降低抑制控制行為的錯誤率，且兩者的影響是對稱的，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)，僅有懲罰能夠增強個體的抑制控制能力(Jazbecetal.，2006)。另外，還有研究發(fā)現(xiàn)，獎勵和懲罰與不同的行為狀態(tài)相關，受到不同神經系統(tǒng)的調節(jié)，獎勵預期會使注意范圍增大，趨向搜索新異刺激(Berridge，Robinson，&Aldridge，2009)；而懲罰預期則使注意范圍變窄，與回避反應的神經系統(tǒng)相關(Ross，Lanyon，Viswanathan，Manoach，&Barton，2011；Murty，Labar，&Adcock，2016)。 之所以存在以上不一致的結果，有可能獎懲動機引發(fā)注意控制過程中受到了注意資源分配的調節(jié)。事實上，關于獎懲動機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類動物和人類進行了一些基礎性的探索，但結論尚不清晰，且多集中于探討獎賞線索的作用模式。例如，Peck，Jangraw，Suzuki，Efem和Gottlieb(2009)對猴子進行的眼跳研究發(fā)現(xiàn)，當目標與之前的獎賞線索出現(xiàn)在同一位置時，猴子的眼跳更加有效，由此提出獎賞能夠調節(jié)空間注意和視覺選擇，而與執(zhí)行反應的效價無關。隨后，Ross等(2011)通過使用朝向和反向眼跳任務對獎勵和懲罰在人類的視覺注意選擇及行為執(zhí)行中的作用進行了研究。Ross等的研究目的之一是為了考察獎賞調節(jié)人類的視覺選擇是否與猴子有相同的模式，另外也為了進一步考察是否在需要更多注意資源的反眼跳任務下獎懲線索效應會更大，且該效應是否會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(IOR)。結果發(fā)現(xiàn)，獎懲動機線索均使反應時減少，且獎勵比懲罰更顯著；更為重要的是，在獎懲線索位置呈現(xiàn)靶子時出現(xiàn)了返回抑制效應，但與猴子的眼跳模式不同的是，獎懲線索效價未影響朝向眼跳，且反向眼跳中的返回抑制效應反倒有一些增加而非減少。該研究認為，人類表現(xiàn)出的獎賞效應不同于猴子，不是基于視覺選擇而是基于行動效價的。人類的眼跳系統(tǒng)既包括對多個位置同時進行反應的能力，也包括對于是否包含獎懲結果的位置進行靈活性調整的能力，且在需要更多注意資源的反眼跳任務中表現(xiàn)更為顯著。另外，還有研究者使用眼動追蹤技術記錄了被試對有金錢懲罰線索的區(qū)域進行視覺搜索的眼跳模式，分別對受罰前、受罰中和受罰后三個連續(xù)階段進行了分析，結果發(fā)現(xiàn)，與無懲罰區(qū)域的任務表現(xiàn)相比，懲罰顯著影響到被試的眼動行為，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，說明個體能夠在認知控制過程中靈活地分配注意資源引導眼動行為去回避懲罰從而趨向有獎賞的環(huán)境(Kilpelinenetal.，2016)。最近，有研究者采用系列停止信號任務對獎賞動機影響認知控制的加工過程進行了研究，結果發(fā)現(xiàn)，獎賞能通過注意資源分配來增強相關信號的監(jiān)測，更早地啟動、實施抑制反應，從而有效提升認知控制效率(王宴慶等，2019)。但是，懲罰在影響認知控制的過程中是否和獎賞動機具有相同的作用模式呢？已有的相關研究中尚未涉及。 綜上，雖然懲罰如何作用于認知控制的過程迄今尚未厘清，但其對注意控制加工的影響應該與獎賞一樣重要。特別重要的是，二者在作用于抑制控制加工的過程中可能受注意資源的調節(jié)從而表現(xiàn)出不同的加工模式。那么，當獎勵和懲罰動機同時存在，且認知加工過程既包括自上而下的內源性注意又包括自下而上的外源性注意時，兩種動機預期是如何分配執(zhí)行功能所獲得的注意資源呢？懲罰是否與獎勵一樣調節(jié)著注意控制的不同加工階段？當注意控制中的抑制加工過程占用較多注意資源時獎勵和懲罰引發(fā)的行為模式是否不同？以往的文獻中針對這些問題的研究還極少見。另外，成功完成抑制控制行為需要個體首先要抑制自動的、習慣性的反應，隨后產生符合目標的自主反應，因此抑制控制行為包含兩個過程：抑制和發(fā)起自主行為。雖然已有研究發(fā)現(xiàn)獎勵和懲罰會影響個體的抑制控制行為，但獎懲對抑制自動反應以及發(fā)起自主行為過程的影響分別是怎樣的？目前還未有研究涉及。鑒于此，本研究采用金錢獎勵和懲罰的反眼跳范式(實驗1)和基于眼跳的Go/No-go任務(實驗2)對兩種動機如何影響注意控制的具體過程進行深入探討。反眼跳范式是近年來研究者采用較多的考察個體抑制控制加工過程的有效范式。該范式包含朝向眼跳和反向眼跳任務，朝向眼跳要求被試在目標出現(xiàn)后眼動朝向目標所在位置，屬自主性的簡單眼跳；反向眼跳則要求被試目標出現(xiàn)后注視與目標方向相反、距離相等的鏡像位置，需要使用較強的心理努力抑制住反射性朝向眼跳的優(yōu)勢反應然后做出正確的眼跳，該任務可以通過分析多個指標來充分考察被試抑制控制加工過程的整體狀況(Munoz&Everling，2004；Dafoe，Armstrong，&Munoz，2007)。 在基于眼跳的Go/No-go任務中，Go任務要求被試眼睛追隨出現(xiàn)的目標刺激，類似于朝向眼跳過程；No-go任務則需要被試抑制自動反應并維持對中央注視點的注視(Machado&Rafal，2000；Sommer&Wurtz，2001)，這一過程與反眼跳任務中的眼跳抑制相似，但不像反眼跳任務中還包括發(fā)起正確眼跳的過程。本研究即采用伴隨獎勵和懲罰動機線索的反眼跳范式和Go/No-go任務，來探討獎勵和懲罰對個體注意控制加工過程的影響。同時，為提高被試對獎懲的敏感性和期待性，減少實驗過程中被試對相同金額存在不同感受的影響，采用分數(shù)反饋來代替直接的金錢反饋，最后換取相應數(shù)量金錢的獎懲方式。 依據(jù)強化敏感理論和雙競爭模型以及已有的研究發(fā)現(xiàn)(Rossetal.，2011；Murtyetal.，2016)，我們預期，獎勵和懲罰引發(fā)的動機會優(yōu)化注意資源將其分配到與目標相關的加工中去，因此相比無獎懲控制條件，獎勵和懲罰均會改善被試注意控制加工的行為表現(xiàn)；但是，獎勵和懲罰會激活不同的動機系統(tǒng)，表現(xiàn)出對抑制控制的不同調節(jié)過程。當獎懲混合呈現(xiàn)時，不同動機系統(tǒng)之間會相互作用，因此當獎懲動機線索作用于注意控制的不同準備狀態(tài)時，對抑制行為產生的影響也會存在差異。具體表現(xiàn)為，當對具有充分準備狀態(tài)的基于自上而下線索的優(yōu)勢反應進行抑制時，兩種動機線索能夠引發(fā)充分的注意資源分配，出現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化和調節(jié)；而對基于無準備且需要付出更多心理努力的自下而上線索驅動的優(yōu)勢反應進行抑制時，則出現(xiàn)資源分配困難，因而雖然獎勵和懲罰依然可能促進行為產生，但較多的心理努力將會使獎勵的趨向性逐漸減弱；由于懲罰比獎勵更敏感且容易被喚醒，則會因占有更多注意資源從而在回避行為反應中作用依然明顯。 2實驗1：獎懲與反眼跳任務中的注意控制 2.1被試 本科生和研究生共24名被試參加了實驗，均為右利手，無軀體疾病及精神障礙，視力或矯正視力1.0以上，無色盲色弱。由2名經過訓練的評定員用漢密爾頓焦慮量表對他們施測并獨立評分，入選被試的評分都在6分以下(無焦慮癥狀)。剔除2名眼跳正確率過低的被試數(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。實驗完成后，所有被試都會獲得與其所獲得分數(shù)相應的金錢報酬。 2.2實驗設計 采用2(任務：朝向眼跳、反向眼跳)×3(效價：獎勵、懲罰、無獎懲)被試內設計。 2.3實驗程序 對被試進行單獨施測，實驗步驟如下： (1)被試進入實驗室熟悉環(huán)境之后，坐在儀器前，戴好頭盔，將下巴放在下頜托上，此時告知被試在實驗過程中保持頭盡量不動。(2)用PPT呈現(xiàn)并講解獎勵方法、指導語及實驗流程，確保被試理解。(3)進行五點校準，校準成功后，開始實驗。實驗分為練習和正式實驗兩部分。練習結束且被試完全熟悉整個實驗流程后，正式實驗開始。 實驗共包括144個試次，每個被試需要進行24次練習后開始正式試驗。每個試次分別包含三個階段(如流程圖1)：(1)線索階段，首先在屏幕中心隨機呈現(xiàn)6個線索中的一個(白色或者灰色的“+”、“-”、“O”，1.5°×1.5°視角)，線索提示眼跳類型(白色為朝向眼跳，灰色為反向眼跳)和獎懲類型(“+”代表獎勵、“-”代表懲罰、“O”代表無獎懲)，呈現(xiàn)時間在1250ms至1750ms之間隨機。(2)反應階段，線索消失后，目標刺激(一個白色方塊，0.7°×0.7°視角)會隨機出現(xiàn)在兩個可能的位置(左側5.7°，右側5.7°)之一，呈現(xiàn)1000ms。在朝向眼跳任務中，要求被試在目標出現(xiàn)后盡快注視目標所在位置；而在反向眼跳任務中，則要求被試在目標出現(xiàn)后不要去注視它，而是盡快注視目標的鏡像位置，即與目標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500ms內將注視點落在以正確點為圓心，130像素為半徑的圓范圍之內(一般確定500ms為基準是為了保證被試又快又準地做出眼跳反應，若大于500ms說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，因此也被記錄為錯誤眼跳)。(3)反饋階段，刺激消失后會在正確位置呈現(xiàn)反饋信息(綠色的“+5”，“-0”、“+0”代表反應正確的得分；紅色的“+0”，“-5”、“-0”代表反應錯誤的得分，都為1.5°×1.5°視角，數(shù)字代表該試次所得分值)，呈現(xiàn)時間為1000ms。 2.4實驗儀器 圖1實驗流程 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正確和錯誤的試次舉例。 實驗采用由加拿大SRResearch公司開發(fā)的EyeLinkⅡ型頭盔式眼動儀，采樣頻率為500Hz。實驗材料由戴爾19英寸純平顯示器呈現(xiàn)，顯示器的刷新率為150Hz，分辨率為1024像素×768像素。顯示器與被試眼睛之間的距離為75cm。在實驗過程中，被試雙眼注視屏幕，只記錄其右眼的眼動軌跡。 2.5結果與分析 首先，根據(jù)以下標準(Jazbecetal.，2006)對無效數(shù)據(jù)進行刪除：(1)首次眼跳落在屏幕之外；(2)沒有眼動記錄、目標屏出現(xiàn)在一次眨眼期間的試次；(3)為了減少其他類型眼跳的混入，刪除眼跳幅度小于3°的眼跳數(shù)據(jù)；(4)眼跳持續(xù)時間小于25ms或大于100ms的數(shù)據(jù)；(5)首次眼跳潛伏期低于或等于80ms及等于或高于700ms；(6)把500～700ms間的眼跳潛伏期計為錯誤眼跳潛伏期，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。反向眼跳正確率反映抑制加工的能力，正確率越高說明抑制控制能力越強(Derakshan，Ansari，Hansard，Shoker，&Eysenck，2009)。 采用2(任務類型：朝向眼跳、反向眼跳)×3(效價：獎勵、懲罰、無獎懲)的重復測量方差分析(下同)，對被試的首次眼跳正確率數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計。結果顯示，任務主效應顯著，F(xiàn)(1，21)=97.00，η[2]p=0.82，p＜0.001；效價主效應顯著，F(xiàn)(2，42)=4.74，η[2]p=0.18，p=0.014；兩因素的交互作用顯著，F(xiàn)(2，42)=3.27，η[2]p=0.14，p=0.048。對任務類型和效價的交互作用進行簡單效應分析發(fā)現(xiàn)：朝向眼跳任務上，效價的簡單效應顯著，F(xiàn)(2，42)=4.12，p=0.023。均值比較的結果顯示，獎勵條件下的正確率顯著高于無獎懲條件下的，p=0.006；而懲罰與無獎懲(p=0.995)、獎勵與懲罰條件下(p=0.137)的正確率差異均不顯著。反向眼跳任務上，效價的簡單效應也顯著，F(xiàn)(2，42)=3.80，p=0.031。均值比較的結果表明，懲罰條件下的眼跳正確率顯著高于無獎懲條件，p=0.017，而懲罰與獎勵(p=0.108)、獎勵與無獎懲條件下(p=0.321)的正確率差異均不顯著。見圖2(A)。 (2)首次眼跳潛伏期：指從目標屏出現(xiàn)開始，到被試做出第一次眼跳之間的反應時間。正確朝向眼跳潛伏期反映被試執(zhí)行眼跳的時間，正確反向眼跳潛伏期反映抑制優(yōu)勢反應的效率，潛伏期越短，說明抑制控制的效率越高(Munoz&Everling，2004；Jazbecetal.，2006)。 對首次正確眼跳潛伏期的方差分析結果顯示，任務主效應顯著：F(1，21)=70.35，p＜0.001，η[2]p=0.79，朝向眼跳潛伏期顯著小于反向眼跳潛伏期；效價主效應不顯著，F(xiàn)(2，42)=2.16，p=0.128，交互作用也不顯著，F(xiàn)(2，42)=1.27，p=0.292。 (3)首次眼跳峰速度：目標屏出現(xiàn)后，被試所做的第一次眼跳的速率峰值。該指標是考察映射到特定神經功能的認知控制過程更為精確的指標，反映出注意控制對行為的執(zhí)行所進行的調節(jié)。正確反向眼跳峰速度越高說明抑制控制過程效率越高(Jazbecetal.，2006)。 對首次正確眼跳峰速度的方差分析發(fā)現(xiàn)，任務主效應不顯著，F(xiàn)(1，21)=0.01，p=0.941，朝向眼跳峰速度與反向眼跳峰速度無顯著差異；效價主效應顯著，F(xiàn)(2，42)=5.67，p=0.007，η[2]p=0.21。事后檢驗發(fā)現(xiàn)，獎勵和懲罰條件下的眼跳峰速度都顯著高于無獎懲條件，p=0.015，p=0.006；獎勵和懲罰間的差異不顯著，p=0.995；效價與任務類型的交互作用也不顯著，F(xiàn)(2，42)=0.11，p=0.898。見圖2(B)。 圖2獎懲條件下眼跳實驗結果(A區(qū)為首次眼跳正確率，B區(qū)為首次正確眼跳峰速度) 2.6小結 實驗1的結果與我們的預期基本一致。在混合了獎懲兩種動機線索的眼跳任務中，獎勵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；獎懲兩種條件下的首次正確眼跳潛伏期無顯著差異，在伴有獎懲動機線索的注意控制過程中，獎勵和懲罰對于行為的產生存在不同的影響，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。該實驗結果說明，獎勵能夠促進趨近行為，而懲罰能夠改善抑制控制行為，同時獎勵和懲罰均能夠促進趨近行為和抑制控制行為的執(zhí)行。根據(jù)強化敏感理論(Gray，1987)，個體內部的行為趨近系統(tǒng)對獎勵的敏感使被試在朝向眼跳任務上的成績顯著優(yōu)于懲罰和控制條件；而行為抑制系統(tǒng)則因對懲罰敏感從而在隨后的反向眼跳任務中表現(xiàn)出比獎勵和控制條件更好的成績。另外，在眼跳潛伏期上沒有表現(xiàn)出效價的差異可能是因為本實驗中獎勵和懲罰線索混合呈現(xiàn)，使被試采用了更為謹慎的策略，出現(xiàn)了一個權衡，但眼跳峰速度上表現(xiàn)出的獎懲顯著高于控制條件的結果，說明獎懲動機在注意控制過程中起到了優(yōu)化和調節(jié)作用。另外，本實驗中發(fā)現(xiàn)了懲罰對抑制控制的明顯促進，但這種促進并沒有發(fā)生在獎勵動機上，這是非常值得關注的。Kubanek等(2015)通過視聽刺激伴隨不同級別的獎懲動機任務發(fā)現(xiàn)，獎勵促進了對前一刺激的重復效應，而懲罰強化了對前一刺激的回避效應。但不同級別的獎勵和懲罰在行為調節(jié)上表現(xiàn)出明顯的不同步，獎勵促進行為的重復效應隨級別加權，而懲罰的回避效應卻保持恒定，出現(xiàn)了兩種動機在加工上的分離。本實驗的結果在一定程度上支持了該實驗發(fā)現(xiàn)，說明獎勵和懲罰兩種動機都能調節(jié)和優(yōu)化注意控制，但兩者的加工過程是不同的。 然而，鑒于本實驗中獎勵和懲罰的動機和眼跳線索均呈現(xiàn)在優(yōu)勢反應刺激之前，這種自上而下的內源性線索能夠為被試的注意控制加工提供一定的心理準備，可較為充分地優(yōu)化和調節(jié)隨后的抑制控制行為，并表現(xiàn)出分離。但是，獎勵和懲罰的這種調節(jié)和分離在動機性線索獨立出現(xiàn)，自下而上的任務線索引導外源性注意目標時是否還能保持優(yōu)化且出現(xiàn)分離呢？本實驗所發(fā)現(xiàn)的懲罰促進優(yōu)勢反應抑制行為成績的特異性在無充分心理準備的刺激呈現(xiàn)時能否依然保持恒定？實驗二將通過記錄被試完成金錢獎勵和懲罰的Go/No-go任務時的眼動軌跡來探討這一問題。 3實驗2：獎懲與Go/No-go任務中的注意控制 3.1被試 為控制被試個體差異對實驗結果的影響，進一步探索實驗1尚未厘清的問題，實驗2采用了參與過實驗1的22名有效被試。考慮到兩個眼動實驗都是考察注意加工過程，連續(xù)進行會使被試疲勞影響到實驗結果，因此實驗2是在實驗1完成一周后進行的。 3.2實驗設計 本實驗采用單因素(獎懲條件：獎勵、懲罰、無獎懲)的被試內設計。 3.3實驗程序 實驗中每個試次分為三個階段，流程(如圖3)如下：(1)線索階段，首先在屏幕中心隨機呈現(xiàn)三個線索中的一個(白色的“+”、“-”、“O”，1.5°×1.5°視角)，線索提示獎懲類型(“+”代表獎勵、“-”代表懲罰、“O”代表無獎懲)，呈現(xiàn)時間隨機(在1250ms至1750ms之間)。(2)反應階段，線索消失后，目標刺激(黃色或者藍色的小方塊，0.7°×0.7°視角)隨機出現(xiàn)在兩個可能的位置之一(左側5.7°，右側5.7°)，呈現(xiàn)1000ms。顏色指示反應類型(如黃色代表朝向眼跳的Go任務，藍色代表No-go任務的注視)。在Go任務中，要求被試在發(fā)覺目標出現(xiàn)后，先用眼睛的余光觀察目標的顏色，判斷出目標是黃色后盡快注視目標所在位置。而在No-go任務中，則要求被試在判斷出目標是藍色后，繼續(xù)注視中間，直到目標消失。為保證不同顏色的刺激不會對認知控制產生影響，在實驗中不同顏色所對應的指示反應類型在被試間進行了平衡。(3)反饋階段，刺激消失后會在正確位置呈現(xiàn)反饋信息(綠色的“+5”、“-0”、“+0”代表反應正確，紅色的“+0”、“-5”、“-0”代表反應錯誤，都為1.5°×1.5°視角)，呈現(xiàn)1000ms。 每個被試需要進行24次練習和144次正式試驗。被試成功完成一次眼跳需要在刺激呈現(xiàn)之后將注視點落在以正確點為圓心，95像素為半徑的圓范圍之內。實驗結束后，根據(jù)被試所得分數(shù)給予被試相應的金錢獎勵，最低5元，最高20元。 3.4實驗儀器 同實驗1。 3.5結果與分析 刪除標準同實驗1，總共刪除的數(shù)據(jù)占全部數(shù)據(jù)的7.17%。 3.5.1首次反應正確率 對被試的首次Go反應和No-go反應正確率進行單因素重復測量方差分析，結果顯示(見圖4A)： (1)Go眼跳正確率：獎懲條件主效應不顯著，F(xiàn)(1，42)=0.72，η[2]p=0.03，p=0.495。 (2)No-go反應正確率(反映抑制優(yōu)勢反應的能力，正確率越高，抑制能力越強)：效價主效應顯著，F(xiàn)(2，42)=3.55，η[2]p=0.15，p=0.038。事后檢驗發(fā)現(xiàn)，懲罰條件下的正確率顯著高于無獎懲條件下的正確率，p=0.035，而懲罰與獎勵(p=0.266)、獎勵與無獎懲條件下的正確率差異均不顯著(p=0.072)。 3.5.2首次正確眼跳潛伏期和峰速度 由于No-go任務要求被試抑制住優(yōu)勢反應的眼跳，而正確反應下不會發(fā)生眼跳，因此只對被試首次正確Go反應的眼跳潛伏期、峰速度進行單因素方差分析，結果顯示： (1)Go反應的眼跳潛伏期：效價主效應顯著，F(xiàn)(2，42)=5.87，η[2]p=0.22，p=0.006。事后檢驗發(fā)現(xiàn)，獎勵條件下的潛伏期顯著小于懲罰條件下的，p=0.008，而懲罰與無獎懲(p=0.299)、獎勵與無獎懲條件下(p=0.298)的潛伏期差異均不顯著。見圖4(B)。 (2)Go反應的眼跳峰速度：效價主效應顯著，F(xiàn)(2，42)=8.46，η[2]p=0.29，p=0.001。事后檢驗發(fā)現(xiàn)，獎勵和懲罰條件下的峰速度均顯著高于無獎懲條件下的，p=0.004，p=0.013；而獎勵和懲罰條件下的峰速度無顯著差異，p=0.995。結果與實驗1中朝向眼跳任務的峰速度表現(xiàn)一致。 3.6小結 實驗2的結果與預期一致，相對于獎勵和無獎懲條件，懲罰顯著促進了被試No-go反應的正確率；同時，Go任務的眼跳潛伏期在獎勵條件下比懲罰條件下顯著較短，眼跳峰速度則在獎懲條件下均顯著高于無獎懲條件。另外，Go反應的正確率沒有出現(xiàn)效價的主效應，這是由于與反射性眼跳一致的Go反應非常簡單，被試在有、無獎懲條件下的正確率都很高，因此沒有表現(xiàn)出差異；但Go反應的眼跳潛伏期上，則發(fā)現(xiàn)獎勵減少了眼跳所需要的時間，也正說明在被試不需要花費更多注意資源的外源性注意所引導的眼跳行為中，獎勵促進了行為的執(zhí)行，這與我們的預期是一致的。總之，在No-go反應的正確率上，本實驗得到了與實驗1中反眼跳任務相似的結果，反映出懲罰對抑制優(yōu)勢反應行為的促進作用，而Go任務的眼跳峰速度也表現(xiàn)出與實驗1中朝向眼跳任務相同的模式。以上結果說明金錢獎勵和懲罰促進了被試在Go和No-go任務中的表現(xiàn)，且二者對外源性線索引導的注意控制的調節(jié)作用也出現(xiàn)了加工上的分離，表現(xiàn)為懲罰對抑制控制加工的優(yōu)化更為明顯。 圖3實驗流程(以獎勵線索為例) 注：每個試次開始時，被試在線索階段可以看到“+”、“-”和“0”三種線索中的任意一個(分別表示獎勵、懲罰和無獎懲)。流程圖左側呈現(xiàn)的是獎勵條件下Go任務的正確反應示例；右側呈現(xiàn)的是獎勵條件下No-go任務的錯誤反應示例。 圖4Go/No-go任務實驗結果(A區(qū)為反應正確率，B區(qū)為正確Go反應的眼跳潛伏期) 4總討論 本研究探討了金錢獎勵和懲罰所引起的動機對個體注意控制加工的影響過程。結果顯示，相比無獎懲條件，獎懲動機均會改善行為的產生，其中金錢懲罰能夠優(yōu)化被試的抑制控制表現(xiàn)，獎勵則對趨向性行為有更顯著的促進作用。另外，兩個實驗的結果都表明，獎勵和懲罰均影響到注意資源的分配，但二者的加工過程會出現(xiàn)分離，獎勵在注意控制的早期階段即被監(jiān)測到從而促進行為的執(zhí)行，懲罰則對促進抑制優(yōu)勢反應的行為更加明顯。 4.1獎勵和懲罰對注意的優(yōu)化和分離 朝向眼跳是外在的、以視覺為導向的反射性行為，是趨向性的；反向眼跳則是內源性的，需要個體主動抑制反射性行為，屬于回避性行為。本研究中，被試的朝向眼跳正確率在獎勵條件下顯著高于無獎懲條件，表明獎勵促進了被試的趨向性行為，這一結果與我們的預期及以往的研究是一致的(Jazbecetal.，2006)。例如，Geier和Luna(2012)在獎勵反向眼跳(RewardASTask)任務中發(fā)現(xiàn)，獎勵條件下的成績顯著高于無獎勵條件，且獎勵激活了支持注意控制的動眼神經通路(OculomotorCircuitry)。同時，當前研究還發(fā)現(xiàn)被試在懲罰條件下的反向眼跳正確率顯著高于無獎懲條件，說明懲罰促進了抑制控制行為。以上結果符合強化敏感性理論，即行為抑制系統(tǒng)受到懲罰動機的激活，會促進抑制行為；行為趨近系統(tǒng)受到獎勵動機的激活，有利于趨近行為。另外，本研究進一步發(fā)現(xiàn)，反映眼跳執(zhí)行的眼跳峰速度在獎勵和懲罰條件下都得到了顯著的提升，即獎勵和懲罰均促進了選擇性注意的執(zhí)行。這一結果也符合基于強化敏感理論提出的“三喚醒系統(tǒng)模型”(Three-ArousalModel)(Arnett&Newman，2000)，該模型增加了一個非特異性喚醒系統(tǒng)(Non-SpecificArousalSystem，NAS)，進一步提出行為抑制和趨近系統(tǒng)的激活都會引發(fā)非特異性系統(tǒng)的喚醒，使得當前行為的速度和強度得到提升。本研究的結果也支持該模型，說明獎懲動機調節(jié)著注意控制過程，獎勵促進了趨向行為，懲罰則改善了回避性行為。 本實驗最為感興趣的發(fā)現(xiàn)是，當獎勵和懲罰混合出現(xiàn)且存在兩種沖突性的認知任務，即在獎勵條件下要求個體做出抑制行為，懲罰條件下做出趨近行為時，獎勵和懲罰的影響出現(xiàn)了顯著的變化。具體表現(xiàn)為，相比無獎懲條件，獎勵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有得到顯著提高。根據(jù)強化敏感性理論，被試在獎勵條件下行為趨近系統(tǒng)得到激活，促進的是趨近行為，可能會對抑制行為產生負面影響。Corr(2001)通過研究發(fā)現(xiàn)，當獎勵和懲罰同時存在時，行為趨近和抑制系統(tǒng)之間就會出現(xiàn)交互作用，一方的激活會對另一方產生抑制。雙競爭模型進一步提出，動機會重新分配執(zhí)行功能所獲得的注意資源，以保證潛在獎賞的最大化，而獎賞就會增強個體的執(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賞，在抑制優(yōu)勢反應條件下受動機調節(jié)從而重新分配資源以避免趨近行為的產生，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賞的優(yōu)化調節(jié)，但也未受到損害。同理，懲罰引發(fā)抑制系統(tǒng)的激活，促進抑制控制行為，而且獎懲混合的情況下也會降低趨近系統(tǒng)的激活，不利于個體的趨近行為，然而為保證潛在獎賞最大化，個體同樣會克服抑制系統(tǒng)激活所帶來的負面影響，完成趨近行為。本研究中朝向和反向眼跳以及Go任務中都顯示出眼跳峰速度在獎懲條件下比無獎懲條件顯著提高，進一步說明了獎懲動機在調節(jié)注意控制過程中的這種分離。 4.2獎勵和懲罰對注意控制的交互影響 注意控制的過程包括對優(yōu)勢反應的抑制和自主行為的產生。本研究中反向眼跳任務包含了抑制優(yōu)勢反應刺激的朝向眼跳和有意識地發(fā)生與優(yōu)勢反應刺激相反的眼跳這兩個階段，朝向眼跳和Go任務涉及到外源性注意行為的產生，No-go任務則僅涉及到對優(yōu)勢反應刺激的抑制過程。因此，利用兩種任務能夠將反向眼跳所涉及的過程進行有效的分離，來分別考察獎勵和懲罰對抑制控制過程各階段產生的影響，有利于我們深入了解獎懲如何作用于注意控制的加工過程。 實驗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，朝向眼跳在獎勵條件下顯著改善，即懲罰從總體上顯著促進了抑制控制行為，獎勵則促進了趨近行為的產生。實驗2中，No-go的正確率在懲罰條件下顯著提高，Go反應的潛伏期在獎勵條件下相比于懲罰條件顯著較短，但與無獎懲條件下不存在顯著差異。以上結果表明，抑制控制的兩個階段——對優(yōu)勢反應的抑制和行為的產生所受到獎懲的影響是不同的，懲罰有利于優(yōu)勢反應抑制，而行為產生則只受到獎勵的促進作用，懲罰的作用在此階段消失。在Hardin等進行的一項研究中，同樣將獎勵和懲罰作為被試內因素考察了個體抑制控制行為的變化，采用的是反眼跳任務，但要求被試只做抑制優(yōu)勢反應的反眼跳，忽略反射性朝向眼跳，結果發(fā)現(xiàn)，獎勵和懲罰條件下被試的反向眼跳正確率均顯著高于無獎懲條件(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中獎勵和懲罰動機對認知控制過程的調節(jié)作用，結果也發(fā)現(xiàn)兩種動機呈現(xiàn)不同的加工模式和內在機制(Padmala&Pessoa，2010；Geier&Luna2012)。本研究則擴展了這些研究的結果，進一步發(fā)現(xiàn)獎勵和懲罰在調節(jié)注意控制的過程中具有不同的作用模式，在行為抑制和執(zhí)行過程中會發(fā)生交互影響。 4.3獎勵促進注意控制的早期加工 獎勵通常引發(fā)趨近性行為，個體常因受到獎賞信號的吸引從而做出沖動性的趨近性反應，這是具有進化意義的(Freeman&Aron，2016)。實驗1結果發(fā)現(xiàn)，獎勵會提高朝向眼跳的正確率；實驗2中，雖然Go反應的正確率沒有表現(xiàn)出效價的主效應，這是由于與反射性眼跳一致的Go反應非常簡單，被試在有、無獎懲的條件下的正確率都很高，因此沒有表現(xiàn)出差異，但是，在Go反應的眼跳潛伏期方面，則發(fā)現(xiàn)獎勵顯著減少了眼跳所需要的時間，說明被試在不需要花費更多注意資源的外源性注意所引導的眼跳行為中，獎勵促進了行為的執(zhí)行，這與我們的預期是一致的。最近，有研究者采用線索-靶子范式下的眼跳任務，考察了不同概率及不同程度的獎勵對眼跳準備的影響，結果發(fā)現(xiàn)，當獎勵結果確定時個體的眼跳準備潛伏期最短；當獎勵結果不確定而又要求被試必須對目標做出選擇的情況下，眼跳準備的潛伏期最長，說明獎勵在注意控制過程中能夠更早地進行自動化加工，自下而上和自上而下的因素共同調節(jié)著獎賞對個體眼跳行為的影響(Wolf，Heuer，Schub，&Schütz，2017)。以往亦有研究表明，個體在注意控制過程中能更早地監(jiān)測到獎賞信號的出現(xiàn)，從而相比無獎勵條件能更快地促進以目標為導向的行為(Anderson，Laurent，&Yantis，2011)。 4.4懲罰促進抑制控制的加工 本研究的兩個實驗都發(fā)現(xiàn)，雖然獎勵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反應中都較無獎懲顯著提高，但是，相比獎勵對趨向行為的有利影響，懲罰對抑制控制行為的促進則更加明顯，表現(xiàn)為相比獎勵和無獎懲條件，實驗1中反向眼跳正確率和實驗2中