双耳分听
来源：Jonathan Flombaum 实验室——约翰斯·霍普金斯大学
众所周知，人类处理外界刺激的能力是有限的。然而，现实世界十分复杂，同时发生的事件层出不穷。选择性注意是一种使人类及其他动物能够控制哪些刺激被加工处理、哪些被忽略的机制。以鸡尾酒会为例：一个人不可能同时关注现场所有正在进行的对话…
1. 仪器与刺激材料
- 使用两副耳机和两个独立的硬件设备来播放听觉刺激。实验最终需要能够通过两副独立的耳机分别播放两个不同的听觉信号。这可以通过音频混音器或计算机实现，但使用两个独立的硬件设备可以更简便地完成，且无需专业技术知识。
- 选择三段具有信息内容且可测试理解程度的不同录音材料。这些录音即为双耳分听实验的刺激材料，同时还需要准备相应的理解性问题。
- 此类材料的良好来源是公开可获取的阅读理解文本及类似学术能力评估测试（SAT）中的试题。在本演示中，所选用的两段文本及其相关问题详见附录1。
- 录制同一个人朗读所选的每一段文本，并生成三个独立的音频文件。
- 将每段文字对应的问题打印出来，供参与者在听完相应录音后作答。
2. 实验步骤
- 请记住，本实验的目的是比较选择性注意刺激与非注意刺激在信息保持能力上的差异。实验设置应包括两次听力与测试环节。
- 第一次环节为基线测试，仅播放一段音频，用于测量在无第二刺激存在时的基线听力理解能力。
- 第二次环节涉及两段不同的音频同时播放，分别传入双耳，并指示受试者注意其中一段。
- 向受试者说明基线条件的指导语，如下所示：
- “稍后，我会请您将耳机分别插入双耳。我将按下播放键，一段简短的文字将通过您右耳的耳机朗读。另一侧耳机不会播放任何内容。请在播放过程中集中注意力仔细聆听。之后，您将被要求回答一些与该段内容相关的问题。”
- 通过连接至右耳的耳机播放其中一段音频。为控制实验条件，受试者左耳也应佩戴耳机，但不播放任何声音。
- 音频播放结束后，向受试者提供与该段内容相关的问题集，并允许其在15分钟内尽可能多地作答。
- 对于双耳分听条件，向受试者说明实验流程，如下所示：
- “稍后，我会再次请您将耳机分别插入双耳。同样地，一段文字将通过右耳耳机朗读。请务必仔细关注这段内容，因为之后会就其内容提问。但这一次，另一段不同的文字将同时通过左耳耳机朗读。您应尽量忽略左耳传来的内容，将注意力集中在右耳。”
- 当受试者佩戴好耳机后，同时启动两侧音频播放。
- 音频播放结束后，向受试者提供两段音频对应的全部问题。这些问题应出现在同一份文档中，并随机混合。向受试者说明：
- “现在，请您尽可能多地回答刚才听到的两段内容的相关问题。大约一半的问题来自我要求您注意的那段内容，另一半则来自另一段内容。请尽力作答，如果您不确定答案，也可以猜测。”
- 给予受试者30分钟时间完成答题。待受试者离开后，对答案进行评分。
- 完成评分后，计算每段音频对应的正确回答比例，并绘制分数图表。
双耳分听是一种用于表征选择性注意的性质与能力的实验范式。
选择性注意是一种机制，使人类和其他动物能够控制哪些刺激被加工处理，而哪些刺激被忽略。
例如，在一个鸡尾酒会上，同时进行着多场对话。个体可以集中注意力只聆听其中一场对话，而其余的对话则会变成背景噪音。
本视频演示了一种双耳分听范式，该范式通过向每只耳朵同时播放不同的听觉刺激来实现。您将学习如何设计和实施实验，以及如何分析和解释针对选择性听觉注意的研究结果。
在本实验过程中，参与者需完成两次听力任务：第一次测量基础听力理解能力，第二次为双耳分听任务。要求参与者集中注意力，认真聆听。
在基线阶段，通过连接右耳的耳机播放一段单一的声音内容，左耳不播放任何声音。
在双耳分听实验过程中，一段语音通过右耳播放，同时另一段不同的语音通过左耳播放。要求受试者仅关注右耳播放的语音内容。
每次实验结束后，参与者会收到一组与所记录段落相关联的理解问题。本案例中的因变量是每个段落后正确回答的理解问题数量。
参与者在关注段落上的答题正确率预期高于非关注段落。
为实验创建刺激材料时，选择三段具有可测试理解程度的信息内容的段落。录制一个人朗读所选段落的过程，并确保将每段录音保存为独立的音频文件。
关于这些段落，您需要将两副耳机连接到音频源，以便轻松播放不同的音频片段，同时还需要为参与者准备打印好的理解问题副本，供其在听力环节结束后完成。
开始研究时，告知参与者他们将戴上耳机，用右耳聆听一段简短的录音内容。指导参与者集中注意力仔细聆听，因为之后需要回答有关该段内容的问题。
在受试者戴上耳机后，通过连接右耳的一侧播放其中一段语音材料。注意左耳一侧不播放任何内容。
听力材料播放结束后，让受试者取下耳机，并提供一组相关问题。给予他们15分钟时间，尽可能回答最多的问题。
开始双耳分听实验时，告知参与者他们需要再次戴上耳机，但会听到两个不同的语段同时在双耳中播放。
这一次，指导参与者集中注意力仔细聆听一只耳朵中的内容，同时忽略另一只耳朵中的朗读。同时按下播放键，使两只耳朵中的不同内容同步开始播放。
记录结束后，要求参与者在30分钟内回答来自两个段落（即注意段落和未注意段落）的问题。
在参与者完成回答问题后，将答案评定为正确或错误。
为分析数据，计算与每篇独立文章相关的正确答案比例。按文章绘制平均正确率的图表。
当需要选择性注意时，参与者的任务表现下降，但他们对被关注段落的回答正确率高于未被关注的段落。这些结果表明，选择性地关注刺激存在困难，且注意力资源是有限的。
现在您已经熟悉了双耳分听法如何用于研究选择性注意，接下来让我们看看这种方法在其他研究中的应用。
双耳分听任务是评估与脑损伤（例如中风后）相关的语言缺陷的一种非常有用的研究范式。
一般来说，右半脑与身体左侧相连，而左半脑与右侧相连。这种连接方式意味着，仅向一只耳朵呈现的听觉刺激将首先传递至对侧的大脑半球。
由于大脑左半球在语言处理方面具有特化功能，因此右耳接收的听觉刺激应比左耳接收的刺激得到更有效的处理。因此，该范式可在不使用脑扫描的情况下评估脑损伤。
双耳分听还可以与同步的触觉刺激相结合，以研究大脑如何整合多感官信息——这对于理解人类在何时以及如何能够进行多任务处理至关重要。
您刚刚观看了JoVE关于通过双耳分听范式研究选择性注意的简介。现在，您应该已经很好地理解了如何设计和实施此类研究，以及如何分析和解释结果。
感谢观看！
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Q1: What is selective attention and why does it matter?
Selective attention is the mechanism allowing humans to control which stimuli are processed and which are ignored. Because our ability to process incoming information is limited, selective attention helps us focus on relevant stimuli while filtering out background noise, like listening to one conversation at a cocktail party while ignoring others.
Q2: How does the dichotic listening paradigm work?
Dichotic listening involves playing different auditory stimuli simultaneously to each ear through headphones. Participants attend to one ear's passage while ignoring the other. This controlled setup simulates a cocktail party environment, allowing researchers to measure how well people selectively attend to one sound while suppressing competing auditory information.
Q3: What happens during the baseline and dichotic listening sessions?
In the baseline session, a single passage plays through the right ear only, measuring baseline comprehension. During the dichotic session, different passages play simultaneously to each ear, and participants attend only to the right ear passage. Comprehension questions after each session serve as the dependent variable, with participants expected to answer more questions correctly for attended passages.
Q4: What do dichotic listening results reveal about attention capacity?
Dichotic listening results demonstrate that participants answer more questions correctly for attended passages than unattended ones, but performance declines when selective attention is required. These findings reveal that attention has limited capacity—humans cannot equally process all simultaneous stimuli and must selectively focus resources on relevant information.
Q5: How can dichotic listening assess brain damage without brain imaging?
The left hemisphere specializes in language processing and receives input from the right ear, while the right hemisphere receives from the left ear. By playing auditory stimuli to each ear and measuring comprehension differences, researchers can detect language deficits associated with brain damage like stroke without requiring brain scans.
Q6: What materials and setup are needed to conduct a dichotic listening experiment?
You need three recorded passages with testable information content saved as individual audio files, two sets of headphones connected to an audio source, and printed comprehension questions. Participants wear headphones to hear passages delivered to specific ears, and researchers score correct and incorrect answers to analyze selective attention performance.
Q7: How does dichotic listening relate to studying sustained visual attention?
While dichotic listening examines selective auditory attention through competing ear inputs, studying sustained visual attention uses different methods to measure attention capacity. Both paradigms investigate how humans allocate limited attentional resources, though dichotic listening focuses on auditory selectivity while visual attention research explores visual processing demands.