數(shù)字空間表征的特性及可塑性

1、數(shù)字空間表征的特性及可塑性1何清華,李鶴,蔣挺,董奇北京師范大學(xué)認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)與學(xué)習(xí)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京(100875摘要:本研究通過四個(gè)實(shí)驗(yàn)考察了數(shù)字空間表征的特性及可塑性。實(shí)驗(yàn)一采用雙手奇偶判斷任務(wù),在中國(guó)大學(xué)生被試身上發(fā)現(xiàn)了SNARC效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)二采用單手奇偶判斷任務(wù),也發(fā)現(xiàn)了SNARC效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)三發(fā)現(xiàn)從左至右穩(wěn)定的空間啟動(dòng)能增強(qiáng)SNARC效應(yīng),而相反方向穩(wěn)定的空間啟動(dòng)能削弱SNARC效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)四用空間方向的可變啟動(dòng),在不同的啟動(dòng)方向上得到了相同的SNARC效應(yīng)。研究結(jié)果表明SNARC效應(yīng)不受反應(yīng)鍵距離的影響;SNARC 效應(yīng)具有一定程度的可塑性。關(guān)鍵詞:SNARC,空間啟動(dòng),可塑性分類號(hào):

2、B8421.前言我們生活在一個(gè)數(shù)字的世界里,我們的生活被數(shù)字包圍著、影響著人腦在面對(duì)數(shù)字的時(shí)候,不只是觸發(fā)數(shù)量的感覺,還造成無法抑制的空間延伸感1。數(shù)字與空間的這種聯(lián)結(jié)不是天生就有的,而是大腦在后天環(huán)境影響下逐步形成的2。最早由Dehaene等人3發(fā)現(xiàn)的SNARC效應(yīng)為數(shù)字空間表征的這種聯(lián)結(jié)提供了實(shí)驗(yàn)證據(jù)。SNARC效應(yīng)即反應(yīng)編碼的空間-數(shù)字聯(lián)結(jié)傾向(Spatial-Numerical Association of Response Codes,它是指被試在數(shù)字條件下進(jìn)行某些并不涉及數(shù)量操作的實(shí)驗(yàn)任務(wù),如數(shù)字奇偶判斷過程中,被試的反應(yīng)成績(jī)會(huì)受到數(shù)字大小特征的干擾25。Dehaene等人3給被試

3、呈現(xiàn)一位數(shù)的數(shù)字,一半實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目要求用左手-奇數(shù)、右手-偶數(shù)的判斷,另一半實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目要求相反,結(jié)果發(fā)現(xiàn)在反應(yīng)時(shí)指標(biāo)上較大的數(shù)字(如8,9表現(xiàn)出右手優(yōu)勢(shì),較小的數(shù)字(如1,2則表現(xiàn)出左手優(yōu)勢(shì)。在隨后的研究中他們還發(fā)現(xiàn),SNARC 并非與左右手的反應(yīng)相聯(lián)結(jié),而是與左右方向相聯(lián)結(jié);并且可能與書寫習(xí)慣有關(guān)3。Dehaene 等人3認(rèn)為SNARC效應(yīng)反映了心理數(shù)字線(Mental Number Line是從左至右走向的,零在數(shù)軸的最左端,越大的數(shù)字越往右。Dehaene等人率先在成年人身上得到了SNARC效應(yīng),之后研究者開始陸續(xù)研究SNARC 效應(yīng)的特性。其中很重要的證據(jù)來自于Fischer等人6的研究。F

4、ischer等人6給被試戴上眼罩,呈現(xiàn)聽覺數(shù)字1、2和8、9,讓被試進(jìn)行奇偶判斷。結(jié)果在通常的左右手平行反應(yīng)情況下沒有發(fā)現(xiàn)SNARC效應(yīng),而僅僅在左右手交叉的情況下才發(fā)現(xiàn)了SNARC效應(yīng)。他們認(rèn)為本體空間感覺對(duì)于形成數(shù)字空間表征的聯(lián)結(jié)尤其重要。隨后,研究者不僅在不同的實(shí)驗(yàn)范式中發(fā)現(xiàn)了SNARC效應(yīng),如奇偶判斷7、大小比較8、音位操作7、數(shù)字串分半畫線910、手指運(yùn)動(dòng)11以及眼動(dòng)12;而且在不同的數(shù)字形式中發(fā)現(xiàn)了SNARC效應(yīng),如點(diǎn)陣13、阿拉伯?dāng)?shù)字7, 13、英文數(shù)字10, 13、聽覺數(shù)字6, 13、中文數(shù)字1415甚至星期和月份1617。這說明SNARC效應(yīng)具有跨任務(wù)和跨數(shù)字形式的穩(wěn)定性。另

5、一方面,也有研究者向數(shù)字與空間聯(lián)結(jié)的穩(wěn)定性發(fā)起了挑戰(zhàn)。在1998年,Bächtold 等人18用直尺和鐘表任務(wù)發(fā)現(xiàn)了相反方向的SNARC效應(yīng)。他采用1到11(6除外作為刺激,直尺任務(wù)中讓被試將呈現(xiàn)的數(shù)字想象成直尺上的刻度,并將其與6cm進(jìn)行比較,鐘表任務(wù)則將呈現(xiàn)的數(shù)字想象成鐘表上的刻度,并比較其早于6點(diǎn)還是晚于6點(diǎn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在直1本課題得到國(guó)家攀登計(jì)劃項(xiàng)目(95-專-05的資助。尺任務(wù)中,被試對(duì)小數(shù)字左手反應(yīng)快于右手,對(duì)大數(shù)字右手反應(yīng)快于左手;而在鐘表任務(wù)中則剛好相反,對(duì)小數(shù)字右手反應(yīng)快于左手,對(duì)大數(shù)字左手反應(yīng)快于右手。如前所述,前人研究大都以雙手平行進(jìn)行反應(yīng),不管采用何種刺激呈現(xiàn)方

6、式(阿拉伯?dāng)?shù)字、言語數(shù)字、聽覺數(shù)字、點(diǎn)陣等還是何種反應(yīng)任務(wù)(如手指運(yùn)動(dòng)、音位操作。這種平行反應(yīng)的方式可能混雜了被試的本體空間感覺,因?yàn)镕ischer等人6的黑暗中SNARC效應(yīng)僅僅在左右手交叉的情況下才發(fā)現(xiàn)了SNARC效應(yīng)。如果SNARC效應(yīng)受本體空間感覺的影響,那么SNARC效應(yīng)將受按鍵距離的影響。因?yàn)?在合適的范圍內(nèi),按鍵距離將影響本體空間感覺。那么相對(duì)于雙手反應(yīng)來說,單手的反應(yīng)(鼠標(biāo)左右鍵是否導(dǎo)致SNARC效應(yīng)量的減少抑或SNARC效應(yīng)的消失?其次,前人研究表明SNARC效應(yīng)是一個(gè)穩(wěn)定的效應(yīng)。但是也有人發(fā)現(xiàn)了相反方向的SNARC效應(yīng)18。既然數(shù)字與空間信息均在頂葉區(qū)域進(jìn)行加工,數(shù)字的自動(dòng)

7、化加工會(huì)對(duì)空間信息的加工造成影響,而SNARC效應(yīng)又代表數(shù)字與空間表征的聯(lián)結(jié),那么空間信息的啟動(dòng)是否可以影響數(shù)字信息的加工進(jìn)而影響數(shù)字與空間表征的聯(lián)結(jié)(SNARC效應(yīng)呢?如果可以,那么不同方向的啟動(dòng)是否會(huì)造成SNARC效應(yīng)的方向上的改變,即是說SNARC效應(yīng)是否具有可塑性?本研究通過四個(gè)實(shí)驗(yàn)考察SNARC效應(yīng)的特性及其可塑性。實(shí)驗(yàn)一主要采用雙手奇偶判斷任務(wù)考察中國(guó)成人被試的SNARC效應(yīng),并與已有研究進(jìn)行比較。實(shí)驗(yàn)二主要采用單手奇偶判斷來檢驗(yàn)本體空間感覺對(duì)SNARC效應(yīng)的影響。實(shí)驗(yàn)三和實(shí)驗(yàn)四著重探討SNARC效應(yīng)的可塑性。2.實(shí)驗(yàn)一2.1 被試8名北京師范大學(xué)和北京郵電大學(xué)的本科生自愿參與了本

8、實(shí)驗(yàn)并在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)獲得報(bào)酬。其中男性7名,女性1名,年齡在20到24歲之間(平均21.75歲。所有被試均為右利手,視力正?；虺C正視力正常。2.2 刺激實(shí)驗(yàn)材料為一位數(shù)視覺阿拉伯?dāng)?shù)字1到92,刺激呈現(xiàn)字體為Arial,字號(hào)48,實(shí)驗(yàn)注視點(diǎn)為“+”,與刺激數(shù)字的屬性相同,注視點(diǎn)和刺激均呈現(xiàn)在屏幕中央。2.3 任務(wù)和程序被試坐在電腦前,刺激連續(xù)呈現(xiàn),背景色為黑色,前景色為白色,屏幕分辨率為800×600。屏幕中央先呈現(xiàn)一個(gè)注視點(diǎn)“+”,300 ms后立即隨機(jī)出現(xiàn)1到9的阿拉伯?dāng)?shù)字,被試的任務(wù)是判斷所出現(xiàn)的數(shù)字是奇數(shù)還是偶數(shù),用左右Shift鍵(左右手食指進(jìn)行反應(yīng)。刺激在被試反應(yīng)后立即消失,

9、或者持續(xù)呈現(xiàn)3000 ms,間隔1000 ms后出現(xiàn)注視點(diǎn),接著呈現(xiàn)下一刺激。實(shí)驗(yàn)分兩個(gè)區(qū)塊,分別對(duì)應(yīng)不同的反應(yīng)方向(左鍵奇數(shù)-右鍵偶數(shù)VS左鍵偶數(shù)-右鍵奇數(shù),兩個(gè)區(qū)塊的呈現(xiàn)順序在被試間平衡。每個(gè)區(qū)塊內(nèi)1到9數(shù)字重復(fù)8次,共72個(gè)刺激,呈現(xiàn)順序隨機(jī),但相同數(shù)字不連續(xù)出現(xiàn),連續(xù)刺激不出現(xiàn)超過三次的相同反應(yīng)方向。每個(gè)區(qū)1在眾多實(shí)驗(yàn)任務(wù)中均發(fā)現(xiàn)0的奇偶特征及不明顯,被試常常需要問及0為奇數(shù)還是偶數(shù)3, 7, 13,因此,在本實(shí)驗(yàn)中未將0作為實(shí)驗(yàn)刺激。塊實(shí)驗(yàn)前給被試10個(gè)練習(xí)刺激(奇偶各半,練習(xí)刺激的數(shù)據(jù)未進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,每個(gè)被試共接受刺激164個(gè)。2.4 結(jié)果分析被試的平均錯(cuò)誤率為3.04%(不超過1

10、1.1%,平均反應(yīng)時(shí)與錯(cuò)誤率的相關(guān)系數(shù)為r(8 = -0.65,p>0.05,說明實(shí)驗(yàn)中沒有速度-準(zhǔn)確性權(quán)衡。剔除錯(cuò)誤反應(yīng)時(shí)以及3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差以外的正確反應(yīng)時(shí),最后得到的正確平均反應(yīng)時(shí)如下圖(圖1所示。 圖1 實(shí)驗(yàn)1平均反應(yīng)時(shí)圖正確反應(yīng)時(shí)按照每個(gè)被試、每個(gè)數(shù)字的兩種反應(yīng)計(jì)算均值,進(jìn)行了兩種分析。首先,這些數(shù)據(jù)進(jìn)行了2(反應(yīng)方向:左反應(yīng)、右反應(yīng)×2(奇偶:奇數(shù)、偶數(shù)×4(數(shù)量:1-2、3-4、6-7、8-93×2(區(qū)塊順序的混合方差分析,順序?yàn)楸辉囬g因素。結(jié)果發(fā)現(xiàn)順序的主效應(yīng)不顯著,并且所有與順序有關(guān)的交互作用均不顯著(所有的p>0.05。奇偶效應(yīng)也不顯著,

11、F(1, 6=0.72,p>0.05,重復(fù)了Dehaene等人3的結(jié)果。數(shù)量的效應(yīng)不顯著,F(3, 18=0.64, p>0.05,即沒有發(fā)現(xiàn)大小效應(yīng)(Size-Effect,與Dehaene等人3及大多數(shù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果7, 13相反。反應(yīng)方向的主效應(yīng)顯著,F(1, 6=9.80,p<0.05,右手反應(yīng)比左手反應(yīng)快18.3 ms,證明了右利手人的右手優(yōu)勢(shì)。奇偶與反應(yīng)方向的交互作用顯著,F(1, 6=10.27,p<0.05,顯示在實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生了MARC效應(yīng)。進(jìn)一步的簡(jiǎn)單效應(yīng)分析發(fā)現(xiàn),MARC效應(yīng)僅在偶數(shù)條件下出現(xiàn)(奇數(shù):F(1, 6=1.50,p>0.05,偶數(shù):F(1

12、, 6=12.62,p<0.01,在反應(yīng)偶數(shù)時(shí),右手比左手快53.8 ms。反應(yīng)與數(shù)量的交互作用顯著,F(3, 18=7.12,p<0.01,即出現(xiàn)了SNARC效應(yīng),對(duì)小數(shù)字的反應(yīng)左手比右手快25.3 ms,對(duì)大數(shù)字的反應(yīng)右手比左手快75.6 ms。沒有其他任何交互作用達(dá)到顯著。接著,按照Lorch和Myers20以及Fias等人4, 7提出的方法,計(jì)算出每個(gè)被試、每個(gè)數(shù)字的右手反應(yīng)時(shí)減去左手反應(yīng)時(shí),得到差異反應(yīng)時(shí)(dRT,用數(shù)量(MAG對(duì)其進(jìn)行回歸分析,得到回歸方程:dRT = 37.15 8.40MAG,經(jīng)檢驗(yàn)斜率與0差異顯著,t(7 = 2.57,p<0.05。即回歸分

13、析也顯示被試的SNARC效應(yīng)(如圖2所示。3數(shù)字5未納入方差分析中,基于兩方面的原因:有部分實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)5的反應(yīng)時(shí)與其他數(shù)字的反應(yīng)時(shí)趨勢(shì)不同13, 19;為了保持?jǐn)?shù)量因素各水平的一致性。在隨后的回歸分析中,分析了所有的9個(gè)數(shù)字。 圖2 實(shí)驗(yàn)1差異反應(yīng)時(shí)與數(shù)量的關(guān)系圖2.5 討論實(shí)驗(yàn)1重復(fù)了Dehaene等人3的研究,在雙手奇偶判斷實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)了SNARC效應(yīng),同時(shí)也重復(fù)了Berch等人2以及Nuerk等人13的研究,發(fā)現(xiàn)了MARC效應(yīng)。并且證明了SNARC 效應(yīng)與MARC效應(yīng)不存在交互作用(數(shù)量、反應(yīng)方向、奇偶三者的交互作用不顯著,重復(fù)了Nuerk等人13的研究。實(shí)驗(yàn)1沒有發(fā)現(xiàn)數(shù)量的主效應(yīng),與前

14、人研究有一定的出入。究其原因,有兩個(gè)方面:一方面,實(shí)驗(yàn)1未將數(shù)字0作為刺激呈現(xiàn),而在大多數(shù)有數(shù)量主效應(yīng)的研究中,0都是作為刺激呈現(xiàn)的,并且在這些實(shí)驗(yàn)中都發(fā)現(xiàn)0的反應(yīng)時(shí)顯著長(zhǎng)于其他數(shù)字3, 7, 13。而實(shí)驗(yàn)1將0的效應(yīng)排除了,可能造成各數(shù)量之間差異不顯著。另一方面,實(shí)驗(yàn)1在進(jìn)行方差分析的時(shí)候沒有納入數(shù)字5,而數(shù)字5在某些實(shí)驗(yàn)中被證明具有獨(dú)特的屬性13, 19,因此,排除數(shù)字5的方差分析可能造成各數(shù)量之間差異不顯著。實(shí)驗(yàn)1用兩種方法(方差分析和回歸分析都發(fā)現(xiàn)了SNARC效應(yīng)。但是,很明顯,方差分析是不精確的,因?yàn)闃颖玖亢苌?只有8個(gè)被試,而回歸分析則考慮樣本大小,可以在小樣本的情況下進(jìn)行分析。因

15、此,除Fias等人4, 7所提出的優(yōu)勢(shì)之外,對(duì)SNARC效應(yīng)的回歸分析還可以不考慮樣本的大小,甚至可以對(duì)單個(gè)被試進(jìn)行檢驗(yàn)。3. 實(shí)驗(yàn)二3.1 被試36名北京師范大學(xué)的本科生和研究生(均未參加過實(shí)驗(yàn)1自愿參與了本實(shí)驗(yàn)并在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)獲得報(bào)酬。其中男性8名,女性28名,年齡在19到27歲之間(平均22.6歲。所有被試均為右利手,視力正?；虺C正視力正常。3.2 刺激、任務(wù)和程序?qū)嶒?yàn)2實(shí)驗(yàn)材料為一位數(shù)視覺阿拉伯?dāng)?shù)字1到9,刺激呈現(xiàn)的屬性(字體、字號(hào)、位置與實(shí)驗(yàn)1相同。實(shí)驗(yàn)程序也類似,被試的任務(wù)還是判斷所出現(xiàn)的數(shù)字是奇數(shù)還是偶數(shù),被試右手握鼠標(biāo),采用鼠標(biāo)的左右鍵(食指和中指進(jìn)行反應(yīng)。刺激依然隨即呈現(xiàn),對(duì)相

16、同數(shù)字和相同反應(yīng)出現(xiàn)的控制與實(shí)驗(yàn)1一致。實(shí)驗(yàn)也分為兩個(gè)區(qū)塊,分別對(duì)應(yīng)不同的反應(yīng)方向,兩個(gè)區(qū)塊的呈現(xiàn)順序在被試間進(jìn)行平衡。每個(gè)區(qū)塊內(nèi)1到9數(shù)字重復(fù)6次,共54個(gè)刺激,每個(gè)區(qū)塊實(shí)驗(yàn)前給被試4個(gè)練習(xí)刺激(奇偶各半,練習(xí)刺激的數(shù)據(jù)未進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,每個(gè)被試共接受刺激116個(gè)。3.3 結(jié)果分析經(jīng)統(tǒng)計(jì),有4名被試(男性2名,女性2名的錯(cuò)誤率超過了10%,剔除后剩余被試的平均錯(cuò)誤率為4.01%(不超過9.2%,對(duì)于剩余被試,平均反應(yīng)時(shí)與錯(cuò)誤率的相關(guān)系數(shù)為r(32 = 0.18,p>0.05,證明實(shí)驗(yàn)中沒有速度-準(zhǔn)確性權(quán)衡問題。剔除了錯(cuò)誤反應(yīng)時(shí)以及3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差以外的正確反應(yīng)時(shí)。實(shí)驗(yàn)2采用了回歸分析的思想,計(jì)

17、算出每個(gè)被試、每個(gè)數(shù)字的右手反應(yīng)時(shí)減去左手反應(yīng)時(shí),得到差異反應(yīng)時(shí)(dRT,用數(shù)量(MAG對(duì)其進(jìn)行回歸分析,得到回歸方程為:dRT = 38.02 8.87MAG,經(jīng)檢驗(yàn)斜率與0差異顯著,t(31 =3.03,p<0.01。即回歸分析顯示被試出現(xiàn)了SNARC效應(yīng)(如圖3所示。 圖3 實(shí)驗(yàn)2差異反應(yīng)時(shí)與數(shù)量的關(guān)系圖3.4 討論通過回歸分析,在實(shí)驗(yàn)2中也發(fā)現(xiàn)了顯著的SNARC效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)1與2的主要差異在于雙手反應(yīng)和單手反應(yīng),即反應(yīng)鍵間的距離不同:實(shí)驗(yàn)1為大約25 mm,而實(shí)驗(yàn)2則為大約2 mm。這種反應(yīng)手和反應(yīng)鍵間距離的差異會(huì)導(dǎo)致本體空間感覺的差異,實(shí)驗(yàn)1的本體空間感覺強(qiáng)于實(shí)驗(yàn)2。而在實(shí)驗(yàn)1和

18、實(shí)驗(yàn)2均出現(xiàn)的SNARC效應(yīng)證明反應(yīng)鍵之間的距離所引起的本體空間感覺差異對(duì)SNARC效應(yīng)的影響并不大。但是這并沒有推翻Fischer等人6的結(jié)果,還有待進(jìn)一步驗(yàn)證。因?yàn)樵谒麄兊难芯恐凶尡辉嚧魃涎壅?這種情況下不僅有本體空間感覺的改變,而且還有視覺空間線索的喪失(被試不能看到周圍的空間線索。實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2還驗(yàn)證了Dehaene等人3的SNARC效應(yīng)反應(yīng)的是數(shù)字與空間反應(yīng)方向的聯(lián)結(jié),而非與左右手聯(lián)結(jié)的結(jié)論。在實(shí)驗(yàn)1中,被試的右手食指具有大數(shù)字優(yōu)勢(shì),因?yàn)槠鋵?duì)應(yīng)右反應(yīng);而在實(shí)驗(yàn)2中,被試的右手食指具有小數(shù)字優(yōu)勢(shì),因?yàn)槠鋵?duì)應(yīng)左反應(yīng)。如果SNARC效應(yīng)是與左右手反應(yīng)相聯(lián)結(jié),那么不管在哪種情況下右手的食指都

19、應(yīng)該對(duì)應(yīng)大數(shù)字。4. 實(shí)驗(yàn)三4.1 被試34名北京師范大學(xué)的本科生(均未參加過實(shí)驗(yàn)1或?qū)嶒?yàn)2自愿參與了本實(shí)驗(yàn)并在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)獲得報(bào)酬。其中男性12名,女性22名,年齡在20到23歲之間(平均22.3歲。所有被試均為右利手,視力正?；虺C正視力正常。4.2 刺激、任務(wù)和程序?qū)嶒?yàn)3實(shí)驗(yàn)刺激與實(shí)驗(yàn)2相同,均為一位數(shù)視覺阿拉伯?dāng)?shù)字1到9,刺激呈現(xiàn)的屬性(字體、字號(hào)、位置與實(shí)驗(yàn)2也相同。在呈現(xiàn)刺激之前,先給被試呈現(xiàn)星號(hào)(*提示,字體Arial,字號(hào)48。實(shí)驗(yàn)程序如下圖所示(圖4。 圖4 實(shí)驗(yàn)3實(shí)驗(yàn)程序示意圖(僅畫出從左至右的區(qū)塊被試坐在電腦前,先給被試呈現(xiàn)星號(hào)提示,提示一共8個(gè)相同屬性星號(hào),連續(xù)呈現(xiàn),如圖5

20、所示,每一屏都比上一屏多一個(gè)星號(hào),星號(hào)之間采用Arial 48號(hào)的空格填充。每一屏呈現(xiàn)時(shí)間為150 ms,星號(hào)提示總共呈現(xiàn)時(shí)間為1200 ms。提示之后緊接著呈現(xiàn)注視點(diǎn)“+”300 ms,接著呈現(xiàn)刺激,被試的任務(wù)還是判斷所出現(xiàn)的數(shù)字是奇數(shù)還是偶數(shù)。被試右手握鼠標(biāo),采用鼠標(biāo)的左右鍵(食指和中指進(jìn)行反應(yīng),與實(shí)驗(yàn)2相同。刺激依然隨即呈現(xiàn),對(duì)相同數(shù)字和相同反應(yīng)出現(xiàn)的控制與實(shí)驗(yàn)1一致。實(shí)驗(yàn)3分兩個(gè)區(qū)塊,分別對(duì)應(yīng)不同方向的星號(hào)提示,兩個(gè)區(qū)塊的呈現(xiàn)順序在被試間進(jìn)行平衡。每個(gè)區(qū)塊內(nèi)1到9數(shù)字重復(fù)10次,共90個(gè)刺激,每個(gè)區(qū)塊實(shí)驗(yàn)前給被試10個(gè)練習(xí)刺激(奇偶各半,練習(xí)刺激的數(shù)據(jù)未進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,每名被試共接受刺激

21、200個(gè)。與實(shí)驗(yàn)2不同,每名被試僅僅接受一種反應(yīng)方向的反應(yīng),即反應(yīng)方向在被試間進(jìn)行平衡。4.3 結(jié)果分析經(jīng)統(tǒng)計(jì),所有被試的平均錯(cuò)誤率為3.64%(不超過12%,平均反應(yīng)時(shí)與錯(cuò)誤率的相關(guān)系數(shù)為r(34 =- 0.30,p>0.05,證明實(shí)驗(yàn)中沒有速度-準(zhǔn)確性權(quán)衡問題。剔除了錯(cuò)誤反應(yīng)時(shí)以及3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差以外的正確反應(yīng)時(shí)。 圖5 實(shí)驗(yàn)3差異反應(yīng)時(shí)與數(shù)量的關(guān)系圖(空間啟動(dòng)方向:上圖從左至右;下圖從右至左4.4 討論實(shí)驗(yàn)3通過不同方向的空間啟動(dòng)來考察SNARC效應(yīng)的變化情況,結(jié)果發(fā)現(xiàn)空間的啟動(dòng)可以改變SNARC效應(yīng)。根據(jù)心理數(shù)字線的理論假設(shè),個(gè)體對(duì)數(shù)字的心理表征總是與空間有著聯(lián)結(jié)的,正是這種聯(lián)結(jié)造成了

22、SNARC效應(yīng)。Dehaene等人3研究認(rèn)為在從左至右的書寫習(xí)慣的文化中,心理數(shù)字線的方向是從左往右走向的,因此會(huì)造成小數(shù)字左反應(yīng)比右反應(yīng)快,大數(shù)字正好相反的SNARC效應(yīng)。大多實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),SNARC效應(yīng)僅受文化書寫習(xí)慣因素的影響,是一個(gè)穩(wěn)定的效應(yīng)。而實(shí)驗(yàn)3則證明SNARC效應(yīng)并不是前人研究所發(fā)現(xiàn)的那么穩(wěn)固,數(shù)字與空間的聯(lián)結(jié)其實(shí)是可以被改變的。相同空間方向的啟動(dòng)可以促進(jìn)SNARC效應(yīng),而相反空間方向的啟動(dòng)可以阻礙SNARC效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)3空間方向的啟動(dòng)與Bächtold等人2的做法不同。Bächtold等人的直尺與鐘表任務(wù)是讓被試想象數(shù)字是直尺或者鐘表上的刻度,很大程度上基于

23、主動(dòng)的有意識(shí)的加工,與奇偶判斷中的數(shù)量的內(nèi)隱自動(dòng)激活不一致。而實(shí)驗(yàn)3采用啟動(dòng)的方式內(nèi)隱地干擾SNARC效應(yīng),因?yàn)樾翘?hào)的啟動(dòng)與實(shí)驗(yàn)任務(wù)無關(guān)。5. 實(shí)驗(yàn)四5.1 被試、刺激、任務(wù)和程序參加實(shí)驗(yàn)3的34名被試隨后自愿參與了本實(shí)驗(yàn)并在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)獲得報(bào)酬。實(shí)驗(yàn)4的刺激屬性與實(shí)驗(yàn)3完全相同,只是將兩個(gè)區(qū)塊的刺激隨機(jī)合并在一起,保證連續(xù)三個(gè)刺激不出現(xiàn)相同方向的啟動(dòng),不出現(xiàn)相同反應(yīng)方向,連續(xù)兩個(gè)刺激不出現(xiàn)相同數(shù)字。反應(yīng)方向在被試間進(jìn)行平衡,整個(gè)實(shí)驗(yàn)前給被試10個(gè)練習(xí)刺激,每名被試共接受刺激200個(gè)。5.2 結(jié)果分析經(jīng)統(tǒng)計(jì),所有被試的平均錯(cuò)誤率為4.14%(不超過7%,平均反應(yīng)時(shí)與錯(cuò)誤率的相關(guān)系數(shù)為r(34 =

24、 0.05,p>0.05,證明實(shí)驗(yàn)中沒有速度-準(zhǔn)確性權(quán)衡問題。剔除了錯(cuò)誤反應(yīng)時(shí)以及3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差以外的正確反應(yīng)時(shí),然后按照啟動(dòng)方向分別計(jì)算平均反應(yīng)時(shí)。接著,按照實(shí)驗(yàn)3的方法分別對(duì)每種啟動(dòng)方向進(jìn)行回歸分析,得到回歸方程為:dRT = 35.02 9.52MAG (從左至右啟動(dòng);dRT = 44.88 11.02MAG (從右至左啟動(dòng)。經(jīng)檢驗(yàn)回歸方程的斜率與0差異顯著,t(33 = 2.39,p<0.05;回歸方程的斜率與0差異也顯著,t(33 = 2.99,p<0.05。可見空間的啟動(dòng)沒有對(duì)SNARC效應(yīng)造成影響(如圖6所示。 圖6 實(shí)驗(yàn)4差異反應(yīng)時(shí)與數(shù)量的關(guān)系圖(空間啟動(dòng)方向:左

25、圖從左至右;右圖從右至左5.3 討論實(shí)驗(yàn)3發(fā)現(xiàn)SNARC效應(yīng)受空間啟動(dòng)的影響,而實(shí)驗(yàn)4則發(fā)現(xiàn)這種空間的啟動(dòng)不影響SNARC效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)3與實(shí)驗(yàn)4的主要區(qū)別在于實(shí)驗(yàn)3的空間啟動(dòng)是穩(wěn)定的,而實(shí)驗(yàn)4的空間啟動(dòng)是變化的。實(shí)驗(yàn)表明數(shù)字與空間的聯(lián)結(jié)可以被穩(wěn)定(或者說固定方向的空間啟動(dòng)所改變,而不能被變化的空間啟動(dòng)所改變,即是說SNARC效應(yīng)是可變的,但是它的可塑性是有條件的,必須要穩(wěn)定的空間啟動(dòng)。結(jié)合實(shí)驗(yàn)3和實(shí)驗(yàn)4,我們可以解釋為什么大多前人的研究都發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定的SNARC效應(yīng)23, 13, 21,而也有研究發(fā)現(xiàn)可變的SNARC效應(yīng)2。在發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定的SNARC效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,沒有任何空間的啟動(dòng),即在純數(shù)字條件下發(fā)現(xiàn)了

26、SNARC效應(yīng)。而在Bächtold等人2的實(shí)驗(yàn)中,直尺實(shí)驗(yàn)任務(wù)給了被試外顯的從左至右的空間啟動(dòng),因此在實(shí)驗(yàn)中獲得了增強(qiáng)的SNARC效應(yīng)(但由于Bächtold等人在研究報(bào)告中未曾做回歸分析,也沒有做類似本研究類似的對(duì)照實(shí)驗(yàn)1和2,這種解釋尚且停留在猜測(cè),需要更為確鑿的證據(jù)證實(shí)。運(yùn)用同樣的原理可以解釋鐘表實(shí)驗(yàn)的反向SNARC效應(yīng)的結(jié)果。6. 綜合討論本研究的4個(gè)實(shí)驗(yàn)考察了數(shù)字與空間聯(lián)結(jié)的SNARC效應(yīng)及其可塑性。實(shí)驗(yàn)1重復(fù)了前人的研究,得出在中國(guó)人身上也有類似的SNARC效應(yīng),并對(duì)考察SNARC效應(yīng)的兩種分析方法進(jìn)行了比較。實(shí)驗(yàn)2將SNARC效應(yīng)擴(kuò)展到單手反應(yīng)上,證明本體空

27、間感覺對(duì)SNARC 效應(yīng)的影響并不大。實(shí)驗(yàn)3采用穩(wěn)定的不同空間方向的啟動(dòng)得到了不同的SNARC效應(yīng),說明穩(wěn)定的空間方向的啟動(dòng)可以改變SNARC效應(yīng),即是說SNARC效應(yīng)是可變的。實(shí)驗(yàn)4采用可變的空間方向的啟動(dòng),在不同的啟動(dòng)方向上得到了相同的SNARC效應(yīng),說明SNARC 效應(yīng)不能被可變的空間方向的啟動(dòng)所改變;即SNARC效應(yīng)雖然具有可塑性,但卻是有條件的。6.1 心理數(shù)字線SNARC效應(yīng)產(chǎn)生的原因?qū)嶒?yàn)1和實(shí)驗(yàn)2均發(fā)現(xiàn)了SNARC效應(yīng)。但SNARC效應(yīng)(小數(shù)字左反應(yīng)比右反應(yīng)快,大數(shù)字右反應(yīng)比左反應(yīng)快到底是怎么產(chǎn)生的?一直以來,對(duì)SNARC效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究都在探討這個(gè)問題,但一直都沒有揭開SNARC

28、效應(yīng)的面紗,看到它產(chǎn)生的原因。對(duì)于SNARC 效應(yīng)產(chǎn)生的原因,Dehaene等人1, 3提出的心理數(shù)字線的假說。他們認(rèn)為,人腦對(duì)數(shù)字的表征是一條心理數(shù)字線,0在數(shù)字線的最左端,小數(shù)字偏左,大數(shù)字偏右。因此在判斷小數(shù)字時(shí)(不管何種任務(wù)左反應(yīng)快于右反應(yīng),判斷大數(shù)字時(shí)則正好相反。這就是說人腦在表征數(shù)字?jǐn)?shù)量的同時(shí),將數(shù)量的大小與空間的方向結(jié)合起來,換句話說,人腦中所表征的數(shù)字是按空間排列的。心理數(shù)字線的假說能夠很好地解釋為什么在實(shí)驗(yàn)1和2中會(huì)出現(xiàn)SNARC效應(yīng),因此眾多文獻(xiàn)中都以這個(gè)理論來解釋實(shí)驗(yàn)中所觀察到的SNARC效應(yīng)23, 13, 21。6.2 加工腦區(qū)的重疊SNARC效應(yīng)改變的原因?qū)嶒?yàn)3和實(shí)驗(yàn)

29、4發(fā)現(xiàn)SNARC效應(yīng)是可變的,具有可塑性,能夠隨著穩(wěn)定的空間方向啟動(dòng)的不同而改變,但不能隨著可變的空間方向啟動(dòng)而改變。SNARC效應(yīng)為什么可以改變? Bächtold等人2發(fā)現(xiàn)了SNARC效應(yīng)的改變,但很遺憾他們沒能找到根本的原因。Fias等人在用數(shù)字作背景的實(shí)驗(yàn)中,僅僅在任務(wù)為空間和方向的判斷上發(fā)現(xiàn)了SNARC效應(yīng),而數(shù)量信息對(duì)顏色、明度、形狀等信息的加工不造成干擾22。前人研究發(fā)現(xiàn)數(shù)字的加工發(fā)生在頂葉2326。功能成像研究發(fā)現(xiàn)頂葉區(qū)域在加工空間信息時(shí)激活增多2729。因此,數(shù)字加工與空間加工的腦區(qū)存在重合,所以在Fias等人22的研究中任務(wù)無關(guān)的數(shù)字信息干擾了空間方向判斷任務(wù)。也正是由于空間方向與數(shù)字加工的腦區(qū)重合,才導(dǎo)致了實(shí)驗(yàn)3的結(jié)果,空間方向的啟動(dòng)改變了SNARC效應(yīng)。但是為什么實(shí)驗(yàn)4這種空間方向的啟動(dòng)又不起作用了呢?實(shí)驗(yàn)3采用的是兩個(gè)區(qū)塊的設(shè)計(jì),每個(gè)區(qū)塊內(nèi)所出現(xiàn)的空間啟動(dòng)的方向都是一樣的;而實(shí)驗(yàn)4空間啟動(dòng)的方向是變化的(連續(xù)相同的啟動(dòng)方向不超過三個(gè)。說明SNARC效應(yīng)本身是比較穩(wěn)定的,不能以極快的方式進(jìn)行改變,而只能是慢慢地改變。這可能跟頂葉皮層神經(jīng)元的特性有關(guān),要有足夠多的干擾信息才能干擾神經(jīng)元對(duì)空間信息的加工。在Fias等人22的實(shí)驗(yàn)中也只是采用穩(wěn)定的一種方向的啟動(dòng)(從左至右,既沒有采