习惯化：在婴儿会说话之前研究其认知能力
来源：Nicholaus Noles、Judith Danovitch 和 Cara Cashon 实验室——路易维尔大学
婴儿是关于人类思维和学习最纯粹的信息来源之一，因为他们几乎没有任何生活经验。因此，研究人员希望从婴儿身上收集数据，但作为实验研究的参与者，婴儿是一个极具挑战性的研究群体。与年龄…
招募若干名6个月大的婴儿。参与者应身体健康，无发育障碍史，且具有正常的听力和视力。由于该年龄段的婴儿可能不配合或烦躁不安（例如，拒绝观看演示或在测试期间入睡），并且需要满足习惯化标准，因此需额外招募参与者，以确保获得足够的数据。
1. 数据收集
- 习惯化阶段
- 在安静的房间内，将一把椅子放在大显示器前方。
- 指导父母抱着婴儿，并在实验过程中尽可能保持安静，目光注视屏幕中心略上方的一个固定点。
- 许多婴儿认知研究要求父母佩戴眼罩或主动降噪耳机，以确保他们不会有意或无意地影响婴儿的注视行为。然而，让父母佩戴眼罩或耳机本身可能会分散婴儿的注意力。因此，一些研究人员仅口头指示父母不要影响婴儿，并在实验结束后回看录像，以确认未出现干扰情况。
- 通过安装在显示器下方的摄像头，从另一个房间观察婴儿。该摄像头对准婴儿面部，以便判断婴儿是否正在注视显示器，但无法看到呈现给婴儿的图像内容。整个实验过程中持续录像。
- 在习惯化试次中呈现刺激材料。
- 首先，在显示器上呈现一个吸引注意力的刺激物，以确保每次试次开始前婴儿正在关注显示器。
- 当婴儿注视显示器时，按下一个按键，呈现指定的习惯化刺激，本例中为一个蓝色圆形。
- 同时通过按住一个按键来记录每次试次中婴儿的注视时间。若婴儿视线离开显示器，则松开按键；若婴儿重新注视显示器，则再次按下按键，此时刺激物继续显示在屏幕上。若婴儿视线离开显示器超过1.0秒，或注视时间达到试次最长时限（20秒），则图像从屏幕上消失，并重新呈现吸引注意力的刺激物。该程序在实验的两个阶段中每个试次均重复执行。
- 由于婴儿在习惯化初期的前几次试次中通常注视时间最长，随后显著减少，因此可利用本阶段的前三次试次设定判断标准，以确定婴儿的视觉注意力是否已降低至可视为完成习惯化的程度。本例中，当婴儿连续三次习惯化试次的平均注视时间小于或等于其最初三次习惯化试次平均注视时间的50%时，即达到习惯化标准。
- 持续进行本阶段实验，直至婴儿达到习惯化标准。不同婴儿达到习惯化所需的试次数量存在差异。
- 测试阶段
- 当婴儿完成习惯化后，开始测试阶段。该阶段与习惯化阶段的唯一区别在于呈现的刺激不同。
- 向婴儿呈现习惯化刺激（本例中为蓝色圆形）或一个新异刺激（蓝色方形）。测量婴儿注视时间的程序保持不变。
- 所有婴儿均会看到两种刺激：应平衡测试刺激的呈现顺序，使一半婴儿先看到习惯化刺激，另一半则先看到新异刺激。
- 测试试次结束后，向父母和婴儿致谢，感谢其参与实验，结束本次实验 session。
2. 分析
- 由于摄像机的位置，实验者无法知晓向婴儿呈现的刺激内容。若无法做到这一点，应由两名对所呈现刺激不知情的独立评分员对视频记录进行编码。此外，许多现代实验室也使用眼动追踪设备，以精确定位婴儿在实验过程中任意时刻的注视位置。
- 剔除未达到习惯化标准的婴儿的数据。
- 记录因变量，即婴儿对新异测试刺激的注视时间相对于熟悉化测试刺激的注视时间的长短。
为了探究概念发展的早期阶段——即婴儿尚不能可靠地说话、理解语言或精确控制动作的时期——研究人员已建立了巧妙的技术，采用习惯化方法进行研究。
与成人一样，婴儿也倾向于关注新颖且有趣的事物。如果长期处于相同的环境中，他们会对周围环境逐渐熟悉，从而减少对这些环境的注意。这一过程被称为习惯化。
然而，一旦出现新的事物，婴儿便会重新集中注意力。这种在习惯化后因新刺激而重新集中注意力的现象被称为去习惯化。
科学家可以利用注意力的这些特征性变化作为研究婴幼儿思维和学习过程的工具。
本视频演示了如何设计和实施婴儿习惯化范式，以及如何分析和解释结果，以研究婴儿的形状辨别能力。
在本实验中，六个月大的婴儿将经历两个阶段，接触不同的形状刺激，从而采用被试内设计来比较婴儿对一种形状的熟悉化是否持续，以及在呈现新形状时是否出现去熟悉化。
在初始阶段，婴儿会观看视频显示器上的刺激图像：首先是“注意力吸引器”——一种会移动并发出声音以吸引其注意力的图像，随后是一个形状刺激，例如一个蓝色的圆圈。
在此情况下，所测量的因变量是婴儿观看形状刺激所花费的时间。由于他们在前三个试验中的观看时间通常较长，因此将这些时间取平均值作为基线时间。
习惯化阶段持续进行，直到婴儿观看刺激物的时间在连续三次试验中均降至基线水平的50%或以下。因此，不同婴儿达到习惯化所需的试验次数可能有所不同。
达到习惯化后，即开始测试阶段，该阶段仅呈现两个以平衡顺序进行的试验；也就是说，再次向婴儿展示注意力吸引物以启动测试，随后一半的婴儿将首先看到习惯化阶段出现过的熟悉的蓝色圆形，而另一半则将首先看到一个新的蓝色方形。
当向婴儿呈现熟悉的形状时，预计他们会保持习惯化状态——注视时间将相对不变。然而，在呈现新异刺激时，婴儿预期会出现去习惯化现象——当他们察觉到变化时，会重新集中注意力，注视时间延长。
在婴儿及其家长到达之前，准备一个安静的测试房间，在配备有摄像机的大型显示器前放置一把舒适的椅子。
到达后，向婴儿及其家长打招呼。指导家长抱好婴儿，并尽量保持安静，同时注视屏幕正中央略下方的某个点。
在另一个房间内，通过摄像机的视频画面监测婴儿。启动控制刺激呈现并记录注视时间的软件。请注意，在此视角下，您只能观察到婴儿是否在注视或避开显示器，而无法看到他们屏幕上显示的内容。
当婴儿注视显示器时，按下分配用于记录注视时间的 ?5? 键。请注意，程序首先在婴儿的屏幕上显示一个刺激物以吸引其注意力，随后显示蓝色圆圈。
当婴儿移开视线超过 1 s 时，立即松开计时键，从而自动结束该次试验；或者，当他们注视屏幕达到最长持续时间 20 s 时，试验也会自动结束。
经过三次试验后，检查基线时间——即这些试验中计算得出的平均注视时间。重复试验，直至婴儿达到习惯化标准。请注意，不同婴儿所需的试验次数可能有所不同。
一旦达到标准，即自动进入测试阶段，该阶段在两次试验中的一次加入了一个新的蓝色方块，且在婴儿间进行交叉平衡。
测试阶段结束后，感谢家长和婴儿的参与，结束实验 session。
为了分析结果，绘制在习惯化阶段达到标准的所有婴儿在测试阶段对刺激形状（熟悉的蓝色圆形和新颖的蓝色方形）的平均注视时间图。
在习惯化试验过程中，平均注视时间逐渐减少，最终约为初始时长的一半。
当婴儿在测试阶段看到新刺激（蓝色方块）时，表现出明显的去习惯化特征。值得注意的是，与熟悉的测试刺激相比，他们的注视时间增加，表明他们注意到了新的形状。
现在您已经熟悉了作为研究婴儿形状辨别能力工具的适应性方法，接下来让我们看看发展心理学家使用这一范式的一些其他方式。
研究人员可以考察其他感觉模式。例如，可以使用特制的安抚奶嘴来测量婴儿对听觉刺激的习惯化和去习惯化，这些安抚奶嘴能够记录其吮吸的频率和力度。注意力集中的婴儿吮吸更频繁且力度更大，而已经习惯化的婴儿则不然。
习惯化也被用于研究更复杂的主题，例如种族、性别和公平性等概念的发展。例如，通过向婴儿展示属于不同种族群体的面孔，研究人员发现，3个月大的婴儿能够识别新旧面孔，且不受种族影响。
然而，在6至9个月大期间，婴儿会经历感知范围 narrowing（感知窄化），使他们更善于识别自己种族群体中的个体，而对其他种族群体面孔的辨别能力则会下降。
您刚刚观看了 JoVE 关于婴儿习惯化方法介绍的视频。现在，您应该对如何设置和实施实验，以及如何分析和评估结果有了充分的理解。
感谢观看！
Q1: What is habituation and why do researchers use it to study infants?
Habituation is the process where infants become accustomed to repeated stimuli and pay less attention to them over time. Researchers use habituation as a tool because infants cannot reliably speak or control their movements, making traditional testing impossible. By measuring changes in looking time, scientists can infer what infants notice and understand about their environment.
Q2: How does dishabituation help researchers understand infant cognition?
Dishabituation is the reengagement of attention when something new appears after habituation. When infants show increased looking time to a novel stimulus, it indicates they detected the change and can discriminate between stimuli. This response reveals what infants perceive and learn, allowing researchers to study shape discrimination, facial recognition, and other cognitive abilities through measuring infants' rational imitation of actions.
Q3: What is the dependent variable measured in an infant habituation experiment?
The dependent variable is looking time—the duration infants spend gazing at a stimulus. Researchers record looking times across trials, averaging the first three trials as baseline. Habituation is reached when looking time decreases to 50% or less of baseline for three consecutive trials, indicating the infant has become accustomed to the stimulus.
Q4: Why is a within-subjects design used in infant habituation studies?
A within-subjects design exposes each infant to both familiar and novel stimuli, allowing researchers to compare responses within the same participant. This design controls for individual differences in attention and looking preferences. By presenting the familiar shape and novel shape to each infant, researchers can directly measure whether dishabituation occurs when a change is introduced.
Q5: What role does the attention-getter play in habituation experiments?
The attention-getter is an animated, sound-producing image displayed before each stimulus to direct the infant's focus toward the monitor. It captures attention and prepares the infant to view the test stimulus. Using an attention-getter ensures infants are looking at the screen when the shape stimulus appears, making looking time measurements valid and reliable.
Q6: How do researchers study habituation in infants using auditory stimuli?
Researchers measure habituation to sounds using specially designed pacifiers that gauge sucking rate and strength. Attentive infants suck more frequently and forcefully than habituated infants. This method allows researchers to examine auditory perception and learning without relying on visual attention, extending habituation paradigms to different sensory modalities.
Q7: What does perceptual narrowing reveal about infant racial face recognition?
Perceptual narrowing occurs between 6 and 9 months of age, making infants better at recognizing faces from their own racial group while losing the ability to discriminate between faces of other racial groups. This developmental change shows how early experience shapes perception. At 3 months, infants recognize faces independent of race, but narrowing reflects adaptation to their social environment.