多通道變化盲理論、方法與進(jìn)展

多通道變化盲理論、方法與進(jìn)展

B842：A1006-0320（2010）-03-0265-07一般人們相信自己可以探測到環(huán)境中發(fā)生的明顯變化，而事實(shí)上在特定環(huán)境下人們探測視覺、聽覺和觸覺環(huán)境變化往往會失敗。這種在視覺、聽覺和觸覺通道模式下發(fā)生的變化探測失敗現(xiàn)象即為變化盲（changeblindness,CB），包括變化盲視（SimonsandLevin,1998）、變化盲觸（Gallace,etal.2005）、變化盲聽（Vitevitch,2001），以及發(fā)生在多通道交叉模式下的變化探測失敗現(xiàn)象。在過去的十多年中，相關(guān)研究者對此現(xiàn)象進(jìn)行了相關(guān)研究。1變化盲視1.1變化盲視及其研究范式French（1953）就提出了“變化盲視”現(xiàn)象，Grimes等人（1996）研究引起了諸多研究者對變化盲視的興趣，并形成了變化盲視理論和研究范式，并成為視覺記憶、注意等研究的中心問題之一。Grimes（1996）研究發(fā)現(xiàn)觀察者難以偵測到眼跳過程中圖片發(fā)生的明顯變化，并認(rèn)為是眼跳過程中整合信息失敗（Irwin,1991）造成的結(jié)果。如果變化發(fā)生同時(shí)干擾視網(wǎng)膜成像，模擬出眼跳的效應(yīng)，在注視過程中變化盲視仍舊會發(fā)生（Simons,2000）。當(dāng)一個(gè)空白屏幕穿插在初始圖像和改變過的圖像之間時(shí)，變化盲視也發(fā)生（Pashler,1988），即“迫選范式”。Rensink等人在迫選范式和眼跳范式的基礎(chǔ)上，提出新的“flinker”范式（Rensink,1997），Regan等人（2000）證實(shí)，在眨眼條件下也會發(fā)生類似于眼跳的變化盲視現(xiàn)象。當(dāng)使用一個(gè)“mudsplash”的視覺干擾（Regan,1999），或在動態(tài)圖片通過剪輯（Levin,1997），甚至通過真實(shí)世界中出現(xiàn)的干擾（Simons,1998）都會產(chǎn)生變化盲視現(xiàn)象。近期研究者發(fā)現(xiàn)在采用morphing技術(shù)造成情景圖片逐漸變化條件圖片在正弦振動條件下同樣會發(fā)生變化盲視（Schofield,2006）。1.2變化盲視相關(guān)理論解釋大多數(shù)研究者都認(rèn)為變化盲視現(xiàn)象是個(gè)體編碼、表征和保留視覺信息能力有限而造成的。Simons（2000）認(rèn)為變化盲視相關(guān)理論主要有如下幾種：（1）Overwriting理論，認(rèn)為記憶中存在雙表征：具體視覺表征和抽象語義表證。只有當(dāng)聚焦注意的客體或抽象表征中的客體發(fā)生變化時(shí)，才能成功偵測。Rensink（1997）研究支持了該理論；（2）Firstimpressions理論，認(rèn)為知覺的主要目的是理解情景的意義，一旦完成該目的，細(xì)節(jié)便無關(guān)緊要。發(fā)生變化盲視的觀察者通常能回憶起變化前客體的特征而不是變化后客體的特征（Levin,1997;Simons,1996,1999）；（3）Nothingisstored理論，認(rèn)為個(gè)體的記憶信息中不存在關(guān)于情景的具體視覺表征，僅存在抽象語義表征；（4）Nothingiscompared理論，在思維和推理的研究中發(fā)現(xiàn)：人們可以持有兩種沖突的信念而不予理睬。只有當(dāng)人們注意到“沖突”這個(gè)事實(shí)，才會去自動識別并試圖解決它；（5）Featurecombination理論，繼時(shí)呈現(xiàn)的兩張圖片的特征發(fā)生了重疊和捆綁。捆綁使得圖片更具有整體的意義，如果與我們的經(jīng)驗(yàn)相沖突，則不會發(fā)生捆綁（Loftus,1979）。Simons（2005）認(rèn)為觀察者具有對一個(gè)場景詳細(xì)和完整的視覺表征，同樣發(fā)生變化盲視現(xiàn)象，認(rèn)為有四種可能性：（1）詳細(xì)完整表征存在，但在比較前就消退了。Becker（2000）和Rensink（2000）研究對此進(jìn)行了證實(shí)；（2）詳細(xì)完整表征存在，但所在位置或通道不能到達(dá)比較場所；（3）詳細(xì)完整表征存在，但該表征所呈現(xiàn)格式無法與當(dāng)前視覺呈現(xiàn)格式進(jìn)行匹配；（4）詳細(xì)完整表征存在，由于時(shí)間限制，或比較機(jī)制緩慢，最終導(dǎo)致比較操作失敗。總之，探測變化失敗不能說明表征的缺失，越來越多證據(jù)說明，即使當(dāng)觀察者檢測變化失敗，一些信息仍會被保留（Mitroff,2005;Hollingworth,2002,2003）。2變化盲聽2.1變化盲聽及其研究范式在聽覺領(lǐng)域，Vitevitch（2001）最早提出變化盲聽概念。變化盲聽研究目前主要停留在言語知覺（speechperception）和音樂知覺領(lǐng)域。變化盲聽研究主要采用雙任務(wù)研究范式。Vitevitch（2001）研究采用shadowingtask，結(jié)果發(fā)現(xiàn)被試對單詞的記憶會受到講話者變化的影響，詞匯學(xué)難度越高，被試發(fā)生變化盲聽的效應(yīng)越顯著。Vitevitch（2003）研究發(fā)現(xiàn)至少有40％的被試沒能探測到講話者發(fā)生了變化，而且任務(wù)呈現(xiàn)時(shí)間的差異也是影響變化盲聽的一個(gè)重要因素。LarlenConklin（2006）研究發(fā)現(xiàn)，變化盲聽確實(shí)存在于音樂知覺中，且程度更差，同時(shí)音樂刺激的重復(fù)性和樂器音色的相似性在變化盲聽中起到影響作用。研究表明變化盲聽不是僅存在于口語知覺領(lǐng)域的一個(gè)特殊現(xiàn)象，更可能是廣泛存在于聽覺領(lǐng)域的一個(gè)普遍現(xiàn)象。Agres&Krumhansl（2008）研究發(fā)現(xiàn)音調(diào)、音程、韻律的位置，音調(diào)的持續(xù)時(shí)間和音樂專業(yè)性均對變化盲聽起顯著影響。在某些情況下，專業(yè)性的音樂家組也會發(fā)生變化盲聽現(xiàn)象，這些可能意味著聆聽者形成了一個(gè)概要的連續(xù)的記憶表征，即所謂的“musicalgist”。Eramudugolla等人（2005）驗(yàn)證了注意指向可以消除變化盲聽：在四種以上自然音混合情況下，被試幾乎覺察不到其中一種聲音的消失，而如果讓被試注意指向某一種聲音，他們的覺察表現(xiàn)幾乎完美。這與視覺通道的結(jié)論不太吻合，可能是因?yàn)樽⒁庵赶驐l件不同，在視覺研究中，即使是焦點(diǎn)事物也有不同的特征屬性，而聽覺研究的聲音刺激則比較純粹。Gregg&Samuel（2006）首次在自然情境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)來考察變化盲聽和聽覺客體編碼的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)聽覺刺激呈現(xiàn)在非特殊刺激位置時(shí)比刺激呈現(xiàn)具有空間線索時(shí)具有更好的探測績效。Gregg等人（2008）研究表明，即使聽覺客體編碼績效非常好，仍舊會發(fā)生變化盲聽現(xiàn)象。證實(shí)客體的熟悉性不會影響到變化探測和辨別的績效；空間位置不是一個(gè)有效的變化探測線索；聲音出現(xiàn)的頻率和周期性卻為變化探測任務(wù)提供了重要的線索。2.2變化盲聽相關(guān)理論解釋變化盲聽最初研究起始于一個(gè)多通道共享機(jī)制構(gòu)想，即在視覺通道存在變化盲視的類似現(xiàn)象是否也存在于聽覺通道。Vitevitch（2001）用口頭言語的研究證實(shí)了這一點(diǎn)，并提出變化盲聽的概念。說明變化盲不是視覺通道特有的一種現(xiàn)象，而是共存于其他的感覺通道，變化盲的產(chǎn)生和形成有可能是凌駕于不同感覺通道之上、更高級的認(rèn)知機(jī)制來控制的。注意指向是變化盲聽發(fā)生和消除的充分和必要條件。在變化盲視的研究中，由于注意的自下而上加工機(jī)制遭到視覺干擾破壞，導(dǎo)致變化盲視現(xiàn)象發(fā)生，當(dāng)給予自上而下的注意指向（有效線索提示）便會使該現(xiàn)象得到消除。在聽覺領(lǐng)域中，Eramudugolla等人（2005）驗(yàn)證了混音狀態(tài)下注意指向可以消除變化盲聽：讓被試注意指向某一種聲音，他們的覺察表現(xiàn)幾乎完美；同時(shí)也說明聽覺信息比起視覺信息更加純粹，屬性更加單一。3變化盲觸3.1變化盲觸及其研究范式Gallace,Tan,Spence等人2005年對變化盲觸進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，被試在這種實(shí)驗(yàn)條件下發(fā)生了類似于變化盲視的變化盲觸。Gallace,Tan,Spence等人（2006）的研究中采用了上述相同的實(shí)現(xiàn)材料和控制條件，觸覺刺激是3個(gè)，研究得出mask條件變化探測績效最差，與變化盲視的研究結(jié)果一致。這一研究結(jié)果暗示著變化盲觸和變化盲視的效應(yīng)可能存在共同的認(rèn)知和注意機(jī)制。Gallace,Tan,Spence于2007對前兩個(gè)研究進(jìn)行了綜合，研究發(fā)現(xiàn)onset變化偵測的正確率高于offset組，mask和mudsplash變化偵測績效均顯著優(yōu)于no-intervel組。此外，變化盲觸效應(yīng)也影響到手指部位的觸覺加工過程（Auvray,Gallace,Tan,&Spence2008）。因此觸覺信息加工的有限性不能僅僅歸因于人們比較不熟悉的體表位置，熟悉和精細(xì)的體表位置也不會因?yàn)槠拥拿娣e增大而導(dǎo)致變化盲觸現(xiàn)象的消失。3.2變化盲觸相關(guān)理論解釋Gallace,Tan,Spence等人（2006）研究證實(shí)了在觸覺領(lǐng)域存在變化盲觸現(xiàn)象，這一研究結(jié)果暗示著變化盲觸、變化盲聽和變化盲視的效應(yīng)可能是跨通道的，并存在共同的認(rèn)知和注意機(jī)制。變化盲觸研究也證明觸覺記憶的信息容量較小，Gallace,Tan,Spence等人（2005，2006，2007）的研究中發(fā)現(xiàn)2個(gè)震動子變化偵測績效接近完美，3個(gè)震動子時(shí)就已經(jīng)發(fā)生了顯著的變化盲視現(xiàn)象。觸覺記憶形成的空間位置表征，是變化盲觸發(fā)生機(jī)制中信息存儲和保留的一種極為特殊、極為重要的方式。而空間位置表征又并非觸覺所特有，在聽覺和視覺甚至味覺等感覺通道也存在空間位置表征，這就為多種感覺通道的結(jié)合和交叉奠定了理論和實(shí)踐的基礎(chǔ)。但由于不同感覺通道信息的編碼方式、容量限制和存儲時(shí)間均存在差異，也引發(fā)了研究者將多感覺通道如何精確匹配實(shí)現(xiàn)交叉和結(jié)合的多種理論構(gòu)想。4多通道變化盲4.1多通道變化盲及其研究范式多通道變化盲研究則主要探究各通道之間是否相互干擾，相互作用，這一設(shè)想更符合現(xiàn)實(shí)生活條件（陳麗君等，2009）；同時(shí)多通道研究也可以對多種感覺模式背后的共同認(rèn)知加工過程進(jìn)行探索。Gallace等人（2006）研究證實(shí)了視覺分心物可以引發(fā)觸覺刺激變化盲。他們認(rèn)為多通道交叉同樣會發(fā)生變化盲現(xiàn)象，注意和空間表征在本質(zhì)上是模式交叉的，分心物的主要作用是將注意從變化上吸引走，交叉模式的分心物和模式內(nèi)的分心物所起到的作用類似。Gallace等人（2007）研究繼時(shí)呈現(xiàn)的變化刺激模式在同一感覺通道（完全觸覺、完全視覺）和不同感覺通道（觸覺＋視覺）下的變化盲視。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在沒有掩蔽的情況下，盡管刺激模式呈現(xiàn)在不同的感覺通道，被試仍舊可以精確地探測到變化，探測的績效非常高。當(dāng)掩蔽出現(xiàn)時(shí)，無論是視覺掩蔽還是觸覺掩蔽，都會引發(fā)交叉模式的變化盲；被試在單通道模式下，比在交叉模式下變化探測績效更高。Auvray（2008）對手指尖觸覺、視覺和聽覺進(jìn)行變化盲現(xiàn)象的研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)被試的變化探測能力在出現(xiàn)觸覺掩蔽和視覺掩蔽時(shí)績效更差；空白間隔上聽覺掩蔽的增加對被試的探測績效沒有任何影響。可能是因?yàn)槁犛X本身對觸覺的干擾作用不強(qiáng)烈，也有可能觸覺和聽覺的交叉作用小于視覺和觸覺的交叉作用。Smith（2008）將變化盲視與變化盲聽（changedeafness）進(jìn)行了直接比較。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)更多的被試出現(xiàn)了變化盲聽，而非變化盲視。Smith認(rèn)為是因?yàn)槿藗冊谏钪幸曈X系統(tǒng)占優(yōu)勢而非聽覺系統(tǒng)，因此在聽覺通道發(fā)生了變化盲。4.2多通道變化盲相關(guān)理論解釋變化盲研究的共同點(diǎn)是使用了一種破壞變化信號的方法，使得外源性注意受到影響，導(dǎo)致變化偵測最終只能靠記憶來進(jìn)行。得到注意的部分（物理的、興趣的、語義的、一致性的）容易得到成功的變化探測（Simons，2005）。由此引發(fā)了一些新的問題：變化盲與單通道模式相關(guān)還是與多通道/同一通道模式相關(guān)？而且，注意過程和空間位置表征是單通道的還是多感覺通道共享的？視覺和觸覺甚至是聽覺的變化偵測在本質(zhì)上都依賴于空間注意和空間表征的跨通道一致性。A.Gallace等人（2007）研究說明多感覺變化盲背后的某些加工過程可能在本質(zhì)上是單一模式的。對跨通道空間位置的成功比較暗示著一些空間屬性可能會被抽取出來并以一種可共用的格式保存在記憶中。不同感覺通道相互之間融合和干擾的程度是存在差異的。A.Gallace等人（2006，2007）研究說明盡管多通道變化盲存在共同的機(jī)制，但仍舊受到不同感覺通道部分影響和限制。Auvray（2008）研究認(rèn)為聽覺本身對觸覺的干擾作用不強(qiáng)烈，也有可能觸覺和聽覺的交叉作用小于視覺和觸覺的交叉作用。5研究評價(jià)與展望變化盲為探討多感覺通道的注意、記憶、知覺等方面提供了非常好的方法和視角。近年來變化盲的研究已經(jīng)取得了豐富的成果，綜合相關(guān)研究，變化盲研究中仍舊存在著許多的困惑和爭論。5.1單通道變化盲的研究評價(jià)及展望5.1.1變化盲視領(lǐng)域理論解釋多種視覺干擾條件引發(fā)變化盲視具有共同點(diǎn)，但并非所有變化盲現(xiàn)象均涉及兩個(gè)清晰的表征，將不同范式以不合邏輯的方式串在最經(jīng)典的迫選范式（Pashler,1988）中用表征失?。⊿imons,2000）和表征比較失?。⊿imons,2005）理論來解釋變化盲視是不合理的。鑒于不同視覺干擾條件的變化盲視均有其特殊性和共同點(diǎn)，對不同實(shí)驗(yàn)范式進(jìn)行比較，或者開拓出新的研究范式也許有助于揭示變化盲視本身的認(rèn)知加工過程。5.1.2變化盲視的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究從記憶的角度看，編碼—存儲—意識提?。ㄓ幸庾R比較以及比較結(jié)果的提?。┤齻€(gè)加工過程任何一個(gè)出現(xiàn)問題都會導(dǎo)致變化盲視，研究其中一個(gè)過程都要對其他兩者進(jìn)行控制。目前已有研究者逐步在向后面階段轉(zhuǎn)移（Timothy,et,al.，2009），或許會成為新的研究趨勢。近年來一些研究者開始熱衷于將變化盲視作為一種方法來進(jìn)行各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的研究，如Ying-JuChen等人（2008）用變化盲視的方法研究了司機(jī)的年齡和認(rèn)知風(fēng)格對交通事件變化偵測的敏感性；AshleyWagers（2009）研究了變化偵測的敏感性和個(gè)性之間的關(guān)系；BarbaraKhittl等人（2009）采用變化盲視研究了面部表情的加工過程等。5.1.3變化盲聽和變化盲觸理論深度拓展變化盲聽研究范式過于單一，在實(shí)驗(yàn)中創(chuàng)設(shè)自然情境研究變化盲聽，并借鑒變化盲視的多種實(shí)驗(yàn)條件研究變化盲聽也許能得到更多比較性的研究成果。變化盲聽的理論研究尚未涉及實(shí)質(zhì)，采用更豐富的實(shí)驗(yàn)材料研究聽覺記憶的表征和聽覺認(rèn)知加工過程的時(shí)間特征，是需要繼續(xù)努力的方向。變化盲觸實(shí)驗(yàn)采用觸覺振動器的振動強(qiáng)度和頻率控制缺乏統(tǒng)一的心理物理標(biāo)準(zhǔn)，這可能是影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的一個(gè)潛在因素。不同被試，甚至同一個(gè)被試體表不同位置觸覺的敏感性、不同身體位置形成的表征也是存在差異的。相關(guān)問題仍需進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)研究來解決和驗(yàn)證。5.2多通道變化盲的研究評價(jià)及展望5.2.1多通道變化盲研究中存在的問題目前的多通道變化盲研究主要涉及視覺和觸覺的模式交叉，少數(shù)研究涉及聽覺和這兩者的交叉原因可能是視覺和觸覺容易在體表實(shí)現(xiàn)空間位置較為精確的一致性，而聽覺的精確性比較差難以做到這一點(diǎn)；另外，觸覺震動引起的噪音干擾（Gallace,2006,2007,2008），也使得聽覺的介入更加困難。視覺和觸覺的變化盲模