使用快速序列视觉呈现法测量多任务处理中分心导致的特定集合捕获

摘要

该方法采用动态视觉显示来评估视觉搜索过程中分心所导致的认知代价，包括“"偶然性注意捕获"”和“"目标集特异性捕获"”，后者是指当参与者同时维持多个搜索目标时所产生的分心代价。该方法揭示了视觉注意的基本机制及其局限性。

摘要

该方法采用快速序列视觉呈现（RSVP）范式，用于测量参与者在维持多个搜索目标时分心所造成的认知代价。本实验方案可在同一任务中识别出两种类型的分心效应——依赖性注意捕获和目标集特异性捕获，二者代表了认知加工能力的不同限制类型。参与者需在两个或更多字母中进行搜索 "目标" 墨水颜色（例如， 在连续快速序列视觉呈现（RSVP）的异色字母流中，参与者需检测目标颜色（绿色和橙色）的字母，同时忽略两个外周位置的字母RSVP序列。当检测到目标时，参与者需识别该字母。在部分试次中，与目标颜色相同的干扰项会在目标呈现前短暂出现在外周位置，导致目标识别表现下降。通过分析外周干扰项颜色与当前试次目标颜色一致的试次表现，可观察到基于特征的注意捕获效应。例如， 均为橙色）。特定集合捕获由外周干扰物与目标颜色相同时的试验表现来表示（例如， 橙色），但与该次试验中的目标颜色不同（例如， 绿色。）通过改变时间长短（即， 在干扰物和目标呈现之间出现的刺激数量）时，研究人员可以观察参与者随时间推移从这些干扰代价中恢复的情况。与通常用于测量条件性注意捕获的静态显示相比，动态显示产生的效应更大，使研究人员能够识别较小操控的细微效应。我们设计的一个不同寻常之处在于采用了连续显示； "填充物" 刺激使各次试验无缝衔接，参与者在该间隔期间一旦检测到目标即作出反应。这种连续显示方式将偶然正确率降至接近零（而非50%），从而为研究人员提供了更灵敏的指标，用于检测不同类型试验之间的表现差异。

引言

选择性注意捕获是指当参与者错误地将注意力指向与其搜索目标相似的干扰物时，所导致的行为表现下降（反应时间变慢、准确率降低）。作为自上而下注意定向的指标，选择性注意捕获仅在存在与目标相关的干扰物时发生。例如， 搜索绿色字母时出现绿色数字），但在出现与目标无关的刺激时则不会例如， 一个蓝色数字）。关于条件性注意捕获的研究对于理解自上而下的注意定向以及信息加工的局限性至关重要，即一旦某个刺激捕获了注意，该刺激便会以序列化且需付出努力的方式进行加工。^1,2,3. 条件性注意捕获通常通过使用静态显示来测量，这些静态显示模拟常见的视觉搜索任务，例如在杂货店的农产品区寻找一个红辣椒^3,4在此示例中，一个与目标物具有相似特征的干扰项（例如一个红色苹果）可能会捕获注意力，从而减慢搜索速度。颜色特征可引发依赖性注意捕获^3,5,6,7，形状

方案

本文所述所有方法均经阿卡迪亚大学机构审查委员会批准。

1. 设计并准备实验以进行数据采集

注意：有关设计和试验类型的总体信息，请参见引言部分。有关每个子步骤中可做具体选择的更多详细信息，请参见讨论部分。有关任务的动态演示，请参见视频 1；有关任务的慢速演示，请参见视频 2。

1. 选择试验类型（即， 目标单独呈现、相同目标彩色干扰、不同目标彩色干扰，以及干扰物单独呈现和非目标彩色干扰中的一种或两种，还有每种试验类型的首选试验次数^7,20.
2. 选择包含干扰项和目标项的每种试验类型中的目标-干扰项滞后长度例如， 滞后 1、2、3 和 4，或仅滞后 1 和 4 等等。)
3. 为字母选择颜色——目标颜色、周围干扰颜色和中心填充颜色；目标颜色至少需要两种。确保目标颜色在颜色空间中的间隔至少为一个单位 "填充物" 在中央快速序列视觉呈现（RSVP）中出现的颜色。参见 图2 例如刺激颜色。
4. 使用灵活且可靠的刺激呈现软件包来编程任务例如，....

结果

我们报告了若干组代表性数据。在第一个示例中，设置了两个滞后时间点（1 和 3），两种干扰物试验类型（STC 和 DTC），共包含 57 名参与者。此外还包括仅目标（Target Alone）和仅干扰物（Distractor Alone）的试验类型。在以试验类型和滞后时间为因素的重复测量方差分析（ANOVA）中，每个因素均存在主效应，且二者之间存在交互作用。在滞后时间 3 时的表现优于滞后时间 1（平均值（M）= 0.655，标准误（SE）= 0.018 vs. M = 0.484，SE = 0.018），F(1, 57) = 107.6，p < 0.001，η² = 0.654，表明当参与者恢复时间最短时，干扰造成的代价最大。在 STC 试验中的表现优于 DTC 试验（M = 0.640，SE = 0.020 vs. M = 0.499，SE = 0.016），

讨论

使用该方法时需考虑若干因素。最关键的步骤是确保实验设计要求参与者同时搜索两个或更多目标，并且包含"STC"和"DTC"类型的干扰项试次，因为这些试次可为研究者提供特异性捕获效应的测量指标（STC - DTC）。此外，设置一种"NTC"试次类型有助于准确测量依赖性注意捕获（NTC - STC），尽管在必要时也可用“仅目标”试次的表现来估计NTC水平。为了获得最强的效应，建议包含滞后1帧（lag 1）的试次，但需注意，在采用中央干扰而非外周干扰的此类任务版本中，很可能出现滞后1帧豁免效应^47,48。所谓滞后1帧豁免，是指当目标紧随干扰项出现时，其表现优于两者之间相隔一帧或多帧的情况；这被认为是因为两个项目在同一个注意窗口内被处理⁴⁹。因此，如果出现滞后1帧豁免现象，则建议加入滞后2帧试次，以实现最大程度的干扰效应。其他滞后时程可根据研究者对捕获后恢复过程测量的需求选择性设置。包含多个滞后时程还可使从干扰项到目标的时间间隔保持不可预.......

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
MATLAB	Mathworks	R2014b	通用计算平台
Psychtoolbox	Psychtoolbox	PTB-3	与 MATLAB 配合使用的函数工具箱
G*Power	Universität Düsseldorf	G*Power 3.1.9.2 for Windows	用于辅助进行统计功效计算的软件
24” HDMI 游戏显示器	ASUS	VG248QE	具有优异时序性能的高质量液晶显示器