2014年5月14日
本文介绍了干扰刺激-反应绑定范式。该范式可用于揭示无关刺激在与目标竞争反应时对人类行为所产生的影响。在此范式中,可同时分析反应提取效应和干扰刺激抑制效应。
以下实验的总体目标是证明与反应无关的干扰刺激或刺激可以与人类反应相整合,并且这些绑定关系会影响后续行为。该目标通过定义一个刺激集来实现,目标刺激和干扰刺激均来自该刺激集,且每个刺激都对应特定的反应。接下来,构建由两个反应组成的序列,其中对目标刺激的反应重复或改变,同时额外的被忽略刺激正交地重复或改变,从而使干扰刺激能够与第一个反应相整合,并影响第二个反应的表现。
随后,在实验中反复测量反应时间和错误率,以比较重复干扰项与变化干扰项在反应重复和反应改变试验中的效应。结果表明,在反应改变条件下,由于干扰项重复带来的益处较小,存在干扰项与反应之间的绑定效应。接着,基于反应时间和错误率的差异,分析反应重复试验的结果。
与现有方法(例如负启动范式)相比,该技术的主要优势在于能够区分由刺激重复引起的影响反应提取的效果,以及在典型的干扰范式和认知心理学中始终存在的选择性注意效应。该方法有助于回答人类动作控制领域中的关键问题,例如在何种条件下以及通过何种方式,额外的动作相关刺激仍能通过建立近乎自动的刺激-反应模式来影响人类行为。首先,使用 ePrime 等实验软件程序设计实验,创建一个刺激集,从中选取目标刺激和干扰刺激。
例如,一个集合可以包含八个字母:S、D、F、G、H、J、K 和 L。接下来,将刺激集分为四组,每组分配一个对应的反应。例如,将 s 和 D 分配给一个按钮,用左手食指按下;将 f 和 g 分配给另一个按钮。
用左食指按压按钮,同时按下 h 和 j 键。用右食指按压按钮,同时按下 K 和 L 键。用右手中指按压按钮。
确定一种将目标刺激与干扰刺激以分组方式呈现的刺激排列方案。格式塔原则有助于实现刺激的分组。例如,将字母以水平方向而非垂直方向排列。
确定目标选择的标准。例如,将目标和干扰项呈现在一条水平线上,并定义特定的位置或颜色以包含目标。在整个实验过程中,所有显示均使用相同的刺激排列方式。
准备六种不同类型的试验条件或启动-探测序列,在每次启动和每次探测的排列中,正交地变化反应关系和干扰项关系。需注意将映射到不同反应的干扰项和目标项组合到试验中。在类型 R-R-I-D-R 中,通过在启动显示和探测显示中呈现相同的目标刺激身份,实现启动目标反应与探测目标反应之间的反应重复。
通过在启动显示和探测显示中为试验呈现相同的干扰刺激,实现干扰重复。通过在启动显示和探测显示中呈现相同的目标刺激身份,实现R-R-I-D-C类型的反应重复。通过在启动显示和探测显示中为试验A呈现不同的干扰刺激,实现干扰变化。通过在启动显示和探测显示中呈现来自相同反应类别的目标刺激,实现RRDR类型的反应重复。
通过在启动显示和探测显示中为试验呈现相同的干扰刺激,实现干扰项重复。通过在启动显示和探测显示中呈现来自相同反应类别的目标刺激,实现RRDC反应重复。通过在启动显示和探测显示中为试验呈现不同的干扰刺激,实现干扰或变化。
类型 RCDR 通过在启动显示和探测显示中呈现来自不同反应类别的目标刺激,来实现反应改变。通过在启动和探测显示中呈现相同的干扰刺激来实现干扰或重复试验。类型 RCDC 通过在启动显示和探测显示中呈现来自不同反应类别的目标刺激,来实现反应改变。
通过在各自试验类型所定义的限制条件下,在启动显示和探测显示中呈现不同的干扰刺激,来实现干扰物变化。在每次启动和每次探测排列中,从刺激集随机分配刺激作为启动干扰物、启动目标、探测目标和探测干扰物。
使用与目标刺激对应不同反应的干扰刺激。为每种试验类型进行分配,并重复30次,共产生180次试验。将180次试验的顺序随机化。
使用60次试验的随机样本来进行练习阶段。来自实验室的学生助理Melina OT将作为参与者自愿参加。开始实验时,欢迎参与者并分配计算机。
可以进行分组测试,但更推荐在独立的隔音室中对参与者进行单独测试。收集年龄、性别和视力缺陷等数据。
首先通过计算机屏幕进行。给出书面说明,包括任务描述以及提醒参与者在不犯错误的前提下尽快做出反应,以呈现每次试验的显示内容。开始时先呈现一个持续1000毫秒的提示线索,例如一个星号,用以提示参与者下一次试验即将开始。
在屏幕中央呈现一个注视点标记(例如加号),持续 500 毫秒。在屏幕中央呈现启动刺激显示,直到参与者按下其中一个反应按钮作出反应。记录启动刺激的反应时间,若反应不准确,还需记录其准确性。
呈现一个持续1500毫秒的警告提示,提醒参与者在不犯错误的前提下尽快做出反应。在初始反应后500毫秒,呈现探针显示,直到参与者通过按下一个反应按钮作出响应。
若反应不准确,则呈现警告信息1500毫秒,以提醒参与者在整个实验过程中应尽可能快速反应,同时避免错误。所有180次试验应以随机顺序呈现。
确保参与者大约每进行60次试验后允许休息一次。在分析探测反应时,排除无反应、目标身份重复的试验,以消除目标身份的影响;仅考虑对启动刺激和探测刺激均正确反应的试验,并排除预期反应和异常值反应时。最后,将探测反应时输入一个2×2的方差分析中。
同一项方差分析(ANOVA)也可用于分析探针任务中的错误率,以探究不同感觉模态内及跨模态的干扰项-反应绑定效应。目标刺激和干扰刺激可通过视觉、听觉或触觉方式呈现,采用2×2的完全交叉设计分析探针反应时。若反应关系与干扰关系之间存在显著交互作用,则表明存在干扰项-反应绑定效应。
如果仅考虑干扰项与反应绑定效应的影响,那么在反应重复试验中,干扰项重复的优势比在反应改变试验中更大,干扰项重复效应的预期模式如图所示。重复的干扰项在反应重复条件下产生有利影响,但在反应改变条件下则产生不利影响。若干扰项抑制效应影响反应时,则干扰项重复的显著主效应表明存在额外的干扰项抑制效应。
除了反应提取效应外,还预期会出现如本图所示的模式。干扰项重复带来的一般性额外优势,会导致在反应重复试验中干扰项重复的效应进一步增强,同时抵消在反应改变试验中因干扰项重复所造成的不利影响。以下是 FFR Rothman 和 Ventura 收集的数据示例。
该图总结了33项在不同模态下进行的实验中干扰物反应绑定效应的结果。随着任务难度增加,反应时间延长,触发反应提取与执行反应之间的延迟也更长,效应随之增大。反应提取过程更有可能在反应执行之前完成。
因此,干扰刺激与反应的绑定效应在其形成后变得更加显著。该技术为人类动作控制领域的研究人员提供了途径,以探索被忽略的刺激在何种情境下以及以何种方式影响人类行为。观看本视频后,您应能充分理解如何证明相关干扰刺激可与人类反应相整合,以及这些刺激-反应绑定如何影响后续行为。
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本研究探讨了干扰项-反应绑定范式,该范式用于考察无关刺激如何影响人类行为。通过分析反应提取和干扰项抑制效应,该研究揭示了干扰项与反应之间的整合机制。
了解无关刺激如何影响动作选择,对于降低神经行为和认知障碍研究管线中早期靶点验证的风险至关重要。干扰-反应绑定范式可定量揭示刺激与反应之间的整合机制,有助于提升人类动作控制转化模型的预测可信度。该方法可帮助生物制药团队优化作用机制假说,并针对认知终点指标改进检测方法的开发。
该范式适用于从早期发现到临床前研究的连续过程,能够对认知和神经行为学靶点进行假设验证,并实现检测方法的准备就绪。