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方法文章

情绪性斯特鲁普任务：评估情绪内容暴露下的认知表现

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DOI：

10.3791/53720

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2016年6月29日

 ,  ,  ,  ,  , 
1School of Psychological Sciences, Tel-Aviv University, 2School of Psychology, University of Newcastle, 3Department of Behavioral Sciences, Ariel University

本文内容

摘要

情绪斯特鲁普效应（ESE）是指对情绪词的墨水颜色命名潜伏期长于中性词的现象。本报告讨论了可能的混淆因素来源，并介绍了一种可控制这些因素的典型实验方法。

摘要

情绪斯特鲁普效应（ESE）表现为对情绪词墨色的命名潜伏期长于中性词墨色的命名潜伏期。这种差异表明，即使情绪词内容与当前的颜色命名任务无关，人们仍会受到其所传递情绪信息的影响。ESE已被广泛应用于患者群体以及非选择性人群中，因为情绪词可根据所测试的病理特征进行选择。ESE是一种强有力的工具，但其有效性易受到多种威胁。本报告讨论了可能的混淆来源，并介绍了一种典型实验设计，可用于控制这些因素。现有ESE研究中最普遍的有效性威胁，是由于反复暴露于情绪刺激所导致的持续效应和习惯化现象。因此，情绪刺激与中性刺激的呈现顺序至关重要。我们指出，在标准设计中，仅有一种特定的刺激呈现顺序能够产生ESE。

引言

现代生活中充满了情绪与压力。有谁没有经历过急诊室或目睹过交通事故呢？为了在这些压力情境下高效地执行任务，通过专注于相关刺激来保持冷静至关重要。然而研究表明，刺激的情绪效价会影响注意力，尤其是调节信息处理的速度。在实验室中，研究负性刺激对表现影响的最常用范式之一是情绪斯特鲁普任务。典型发现是，人们命名情绪词墨水颜色所需的时间长于中性词，这种现象称为情绪斯特鲁普效应（Emotional Stroop Effect, ESE）。目前存在多种理论试图解释这一反应减慢现象，将其归因于注意捕获3、行为冻结2或情绪状态3，但这些解释仍存在争议。

情绪 Stroop 任务的实验设置广为人知。以单个呈现带颜色的词语供受试者观看，其任务是尽可能快速而准确地报告每个词的墨水颜色。这些词语来自两种不同情感效价的类别。第一类包括负性词语（例如，DEATH）或与特定心理病理相关的词语（例如，对强迫症患者使用GERMS，对创伤后应激障碍患者使用BATTLE）。第二类包括中性词语（例如，CHAIR）。情绪刺激效应（ESE）是指对情绪词与中性词进行颜色命名反应时的潜伏期差异。刺激材料可以以单个组块呈现，将情绪词和中性词随机混合；也可以分为两个独立的组块，每个组块按词语类别划分。当采用组块设计时，情绪词引起的速度减慢通常更为显著4, 5。因此，组块设计已成为研究 ESE 的首选方法，本实验方案也采用该方法（见图1，以图示说明情绪 Stroop 实验设置）。

中性词与情绪词区块示意图，展示随时间推移的词汇处理过程。
图1：情绪斯特鲁普任务中的实验阵列： 参与者的任务是说出词语所呈现的颜色。请点击此处查看此图的放大版本。

区分情绪 stroop 效应（ESE）与其早期同名效应——经典 stroop 效应（SE）非常重要6. 在经典的 stroop 任务中， 颜色 词语 例如 RED 或 GREEN 等词以不同颜色的墨水呈现，参与者任务是说出词语的墨水颜色。尽管两项任务相同——即识别词语的墨水颜色——但情绪 Stroop 效应（SE）与情绪 Stroop 环境（ESE）存在差异。由于词语本身为颜色词，经典 Stroop 任务中的刺激可分为两类：一致（词语命名其自身墨水颜色）与不一致（词语与墨水颜色冲突）。Stroop 效应（SE）定义为一致与不一致刺激在颜色命名表现上的差异。然而，在情绪 Stroop 环境（ESE）中，刺激不存在“一致性”这一属性——例如，蓝色的单词 CANCER 与棕色的单词 LECTURE 相比，并不更具或更少一致性——因此在 ESE 环境中无法定义 SE。ESE 记录的是刺激情绪效价对任务表现的影响。

与SE一样，ESE也产生了大量的研究。事实上，ESE在实验研究的数量上可与其同名任务相媲美，这些研究涵盖了患者和非患者群体（综述见1, 7）。该任务已被应用于多种病理状况，包括广泛性焦虑（例如，8, 9）、特质焦虑（例如，10, 11）、强迫症（例如，12, 13）、抑郁症9, 14、社交恐惧症15, 16以及创伤后应激障碍（例如，17, 18）。ESE也在未经筛选的普通人群中得到研究（例如，2, 3, 19, 20），尽管在健康参与者中的效应并不总是能够被观察到，且通常较弱。ESE受欢迎的部分原因在于其客观性，因为它不依赖于自我报告，也无侵入性。此外，情绪词汇可以选择性地针对患者特定的病理特征或当前关注的问题。

以下，我们展示设计和实施情绪 Stroop 实验所需的步骤。本报告的目的是详细描述一种包含必要对照的情绪 Stroop 实验（ESE）。该实验设计最重要的特点是能够有效控制各种影响效度的威胁因素，其中主要解决的是习惯化这一威胁。采用这些实验流程可使情绪 Stroop 实验成为评估情绪状态下注意力的一种有效且可靠的手段。

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方案

该方案遵循特拉维夫大学赫尔辛基人类研究伦理委员会的指导原则。

1. 词汇选择与匹配

  1. 为每个感兴趣的词类创建词汇列表。例如，创建包含一般情感词汇的列表（例如., HATE, POX)，关注相关词汇（例如．，强奸，受害者）以及最好是正字法邻近词的中性词21 情绪/关切相关词汇的例如，门控，盒）。创建包含尽可能多词汇的列表，因为并非所有词汇都会被使用；之后将从中选择一个较小的匹配词汇子集。 
    1. 必要时，可通过问卷使用评分量表对词语的效价/情绪性/唤醒度进行评定以加以验证（例如1 到 7 分之间）。尽量选择处于量表极端的词语。若将情绪词与积极词进行比较，应尽量纳入在（绝对）情绪性和唤醒度评分上相匹配的词语。
  2. 为列表中的每个词写出其字符长度以及在相应语言中的估计频率（对于英文词，使用对数超空间类比语言（HAL）频率）22以匹配词汇因素的词表。
    注意：这一点非常重要，因为这些变量也可能影响颜色命名的反应时长（例如., 21, 23）。可以说，最需要控制的词汇属性是词 频率, 长度，并且如果可能的话 正字法邻域 （与长度自然相交）。
    情感 中性
    词长度频率词长度频率
    仇恨410.7门控49.7
    死亡的411.2亲爱的410.29
    较差410.9池49.7
    蛇58.6振荡58.6
    阴暗58.1开花58.2
    炸弹49.64梳子47.39
    痘病毒37.1盒子312.1
    平均值4.19.4平均值4.19.4
    表1： 长度、正字法邻近性和平均频率匹配的词表示例。
  3. 每次选择长度和频率相匹配且互为正字法邻近词的词对（例如，将情绪词中的一个字母替换为另一个字母，以形成一个中性的正字法邻近词）（参见 表1).
    1. 如果无法实现完全匹配，则通过添加一对词频差异较小但方向与前一对词的词频差异相反的词语，来平衡后续词语对的频率偏差。确保最终匹配的词表中，每个词类包含20至50个词语，以便每个实验区组至少有20次试验，从而收集足够的数据，并避免词语重复导致的习惯化。3.
      注意：如果许多词汇难以获取，可以引入一定程度的词汇重复。但应尽量减少重复，因为重复过多可能因习惯化而削弱情感显著性效应（ESE）。3.
  4. 检查最终列表是否在所有词汇变量上尽可能匹配。例如词频、词长）。进行统计学验证（学生t检验），以确认最终词表在词频上无显著差异。

2. 实验设计的准备

  1. 选择设计类型：分组设计（刺激以不同试次区块呈现，每个区块由词语的情感效价定义）或混合设计（所有刺激在一个区块内呈现，其中情绪词与中性词在同一列表中交错出现）。
    1. 若希望在词类水平上检验整体效应，请选择区组设计。
      注意：在区组设计中，效应量通常高于混合呈现设计。4, 5因此，区组设计通常是首选的呈现方法。
    2. 如果希望在单个词语水平上分解情绪刺激效应（ESE），则选择混合设计 "快速" 和 "缓慢" 影响，因为一个负性项目不仅会影响其自身的命名（ESE），还会影响其后紧随项目的命名。因此，前者被称为“快速效应”，后者被称为“慢速效应”24, 25.
  2. 在区组实验设计中，选择区组的固定顺序或经平衡/随机化的顺序。
    1. 以平衡顺序将两种可能的区块顺序呈现给不同组的参与者：
      A组： 中性区块 - 情绪性区块
      B组： 情绪阻断 - 中性阻断
      注意：在此平衡设计中，由于第二顺序执行组存在持续效应，预期仅在第一顺序执行组中出现期望序列效应（ESE）（参见 图4)3因此，我们建议使用固定的区块呈现方式。
    2. 先呈现中性任务模块，再呈现情绪任务模块，若需要，可在情绪任务模块之后增加一个新的中性任务模块，以考察持续效应。 中性区块 1 - 情绪区块 - 中性区块 2
      注意：在此实验设置中，可观察到两种效应。第一种为经典的ESE（情绪性序列效应），通过计算情绪性组块与第一个中性组块之间的表现差异得出。第二种为持续效应，通过将第二个中性组块的平均潜伏期从第一个中性组块的平均潜伏期中减去而获得。若差值为正，表明情绪性组块引发了持续效应。
      1. 为了排除训练效应或疲劳因素的干扰，建议开展一项仅包含多个中性项目组块的辅助实验。
        注意：使用三组各40个中性词时，预计不会出现残留疲劳效应（参见 图3)3如果每个区块的单词数超过40个，或存在更多的实验区块，则可能需要通过平衡区块顺序来控制疲劳效应（但在统计分析中需检验区块顺序效应）。

3. 实验编程与随机化

  1. 选择一种计算机软件或编程语言，用于呈现刺激材料并测量被试的反应。
    1. 可选地，使用 commercially available 的 DirectRT 软件，该软件部署相对简便且可靠。参见补充代码文件中的 DirectRT 可执行 Excel 文件，作为典型 ESE 实验程序设计的示例。其他一些可用的软件包包括 SuperLab 和 E-prime，它们也适合作为控制实验的替代方案。
  2. 选择反应方式：手动或口头反应。两种反应方式均适用。
    1. 对于键盘触发的反应，应进行较长时间的训练（约 20 - 40 次试验），以便被试掌握按键与墨水颜色之间的对应关系。
    2. 对于口头反应，可采用较短的训练阶段（4 - 8 次试验）。将反应时定义为从刺激呈现开始至被试说出第一个音素的时间。
      注意：口头反应在解码阶段存在困难（必须听取录音并分类错误）。然而，一种新型算法可自动分类语音记录，从而无需人工进行实际分类26。口头反应的一个优势是，所生成的音频文件可进一步通过其他专用程序分析与情绪相关的语音参数3。
  3. 选择分配给词语的墨水颜色（例如，蓝色、绿色、红色和紫色）。使用在高对比度背景（例如，白色或灰色）下易于区分的颜色。若采用按键反应，则颜色种类不应超过 4 种，以便被试能轻松掌握颜色与按键之间的映射关系。
    注意：若采用口头反应，则可使用更多颜色。但需注意，当使用计算机算法对数据进行分类时，颜色数量（= 反应种类）越多，语音识别错误率越高。
  4. 使用清晰易读的字体和字号显示词语。
  5. 由于推荐做法是不重复使用词语，因此应对每位被试由计算机程序随机为每个词语分配一种单一颜色。
  6. 将每个词语单独呈现在计算机屏幕中央附近。可选地，引入少量空间不确定性，使每个词语在距中心约 50 像素范围内随机位置呈现（例如，参见补充代码文件）。此举旨在防止被试聚焦于词语的某一局部区域（从而规避完整阅读）。
  7. 准备一个简短的训练阶段，使被试熟悉任务和刺激材料。对于口头反应，可使用“example”一词在各实验颜色中进行数次试验即可（若采用自动语音识别，则需完整训练一次以校准语音识别算法）；对于按键反应，则可能需要 20 - 40 次试验才能熟练掌握颜色与按键的对应关系。
  8. 训练结束后，开始呈现实验阶段（例如，三个包含中性-情绪词和中性词的实验组块）。在连续的实验组块之间插入短暂休息（每次约 30-60 秒）。在规定的休息间隔结束前不得开始下一组块，因为被试倾向于快速完成实验以尽早结束。
  9. 准备任务指导语。在每个组块开始时呈现如下指令：“尽可能快速且准确地对词语的墨水颜色做出反应。” 避免提及“阅读词语”或“忽略词语”，因为此类提示可能人为增强对词语的阅读倾向（参见反讽过程理论，例如，27）。
  10. 设定实验试次中刺激与下一个刺激之间的试次间隔或刺激间间隔（ISI）。通常在组块呈现中使用 500 毫秒的 ISI。
    注意：较短的 ISI 可能导致比长 ISI 更短的反应时，且已有研究报道在 ISI 达 1,000 毫秒时仍存在情绪项目的情绪延续效应24。
  11. 可选：在实验结束时或另一次会话中添加焦虑问卷。这可用于获取被试焦虑水平的基线测量，例如状态-特质焦虑量表（STAI）28。

4. 受试者选择与准备

  1. 程序设计完成后，最好从相同年龄组和背景的群体中招募参与者。参与者可以通过获得课程学分、获取报酬或自愿的方式报名参加。
  2. 确保参与者是本研究使用语言的母语者，且无任何注意力缺陷或色盲情况。
  3. 引导参与者进入一间安静的房间，坐在计算机前。讲解任务说明，并要求参与者阅读计算机屏幕上显示的附加说明。

5. 数据与统计分析

  1. 通常仅针对正确反应进行反应时分析，并排除极端反应。
    1. 通常排除比平均值快或慢超过 2.5 个标准差（SD）的反应。但需注意，剔除的数据比例不应超过 5%。错误率通常较小，但仍建议在不同条件下进行比较，以排除速度-准确性权衡的可能性。
  2. 若刺激呈现顺序固定，使用指定的统计软件（如 SPSS 或 STATISTICA，此处以 STATISTICA 为例）进行计划比较（或当仅有两个区组时使用学生 t 检验）。为检验情绪显著性效应（ESE），应将情绪区组与第一个中性区组进行比较；为检验持续效应，应将紧随情绪区组之后的第二个中性区组与第一个中性区组进行比较。
    1. 通过选择 -统计->高级线性/非线性模型->一般线性模型->更多结果->计划比较 来执行计划比较。
  3. 当区组顺序在被试间采用平衡设计时，进行方差分析（ANOVA），将区组效价（Block Valence）作为被试内因素，区组顺序（Order of Blocks）作为被试间因素。
    1. 通过选择 -统计->高级线性/非线性模型->一般线性模型 来执行方差分析。

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结果

当区块遵循中性情绪-中性序列时（例如， 3)，在情绪任务模块中的反应较慢，观察到较大的情绪刺激效应（ESE）为34毫秒（情绪模块平均值为791毫秒，第一个中性模块平均值为757毫秒；见 图2）。同一组参与者在命名第二组（其他）中性词的墨水颜色时反应也相对较慢（平均为778毫秒）。两组中性词任务间21毫秒的反应差异，表明了负性情绪刺激暴露所产生的持续效应的存在。

中性词与情绪词任务的反应时间（RT）比较图；包含误差线。
图 2：在包含中性、情绪及更多中性项目三个试验组块中，对单独呈现词语的墨水颜色进行命名的平均反应时间（RT）。包含中...

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讨论

情绪斯特鲁普效应（ESE）包含一个非常简单的任务：参与者需要命名单独呈现的词语的墨水颜色。这一简单任务产生了具有实际意义和理论意义的结果。ESE 证实了人们会对刺激中蕴含的情绪效价产生敏感，即使这一特征与当前任务完全无关。

情绪Stroop实验（ESE）已发展成为一种广受欢迎的方法，可用于检测患者和非患者群体的情绪与焦虑状态1, 74。其吸引力源于其作为客观（基于计算机）诊断工具的潜力，能够避免患者与治疗师之间互动可能带来的偏倚。情绪词汇可根据患者的具体病理特征或当前关注问题进行选择。此外，该工具非侵入性，也不依赖自我报告。ESE在群体水平上的有效性已得到充分证实，但在个体水平上尚未得到验证29, 30。未来仍需进一步研究，以评估个体患者ESE的可靠性，并探讨其与其他已知焦虑测量方法以及基于计算机的实验范式（如点探测任务）之间的关系31。此外，尽管ESE应用广泛，但其效应量的确切大小仍存在争议，文献报道的效应量范围从-1毫秒到400毫秒不等1。这一差异部分源于使用了不同的实...

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披露

作者无任何利益冲突需要披露。

材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
DirectRT 软件Empirisofthttp://www.empirisoft.com/directrt.aspx该软件可在电子表格应用程序（例如 Excel）中便捷地编程自定义实验
个人计算机任意品牌https://www.office.com/至少 256 MB 内存、配备至少 16 MB 显存的显卡以及主频不低于 500 MHz 的处理器
电子表格应用程序（例如 Excel）Microsoft任意版本能够编辑 CSV 文件的电子表格应用程序
SPSS/STATISTICA 软件IBM/Statsofthttp://www-01.ibm.com/software/analytics/spss/  http://www.statsoft.com/统计分析软件

参考文献

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