JEPG:ERP和催眠暗示揭示發聲和按鍵任務中STROOP效應的共同和特殊位置

2021-02-08 思影科技

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Stroop任務中,色詞,即表示顏色的詞彙(紅、綠等)會以不同顏色呈現。如果詞義和呈現顏色不一致,會干擾被試判斷;反之,則會促進被試判斷。儘管發聲反應按鍵反應的Stroop效應類似,但是其基本機制是否類似尚未可知。Anoushiravan Zahedi、Rasha Abdel Rahman等人在Journal of Experimental Psychology:General雜誌發文,該研究採用3種方法來嘗試解決這一問題:

(a)記錄ERPs;

(b)控制中性刺激的詞彙性質;

    (c)提供催眠暗示(posthypnoticsuggestions ,PHS暗示被試書面單詞將失去意義。

     結果發現:發聲任務中的Stroop效應是按鍵任務的兩倍。PHS顯著減小了二者的效應且數量相似,表明閱讀中存在通用的語義表位點(semantic lociN400的Stroop效應不隨任務類型的改變而改變,但在催眠暗示後顯著降低,支持語義表徵位點相似。然而,發聲任務中反應鎖定的ERP說明特定Stroop效應作用於左額葉和頂葉,表明發聲會對文字產生過程造成幹擾。有趣的是,無論詞義與顏色是否一致,PHS均導致N1成分的波幅提升,N2成分的波幅降低,表明PHS會導致主動執行控制增加和衝突監測需求減少總的來說,發聲Stroop任務和按鍵Stroop任務似乎使用相同的語義衝突位點。


關鍵詞ERP,執行控制,催眠暗示,Stroop效應

 

本研究的主要目的是從功能上定位發聲反應和按鍵反應的Stroop效應,並通過催眠暗示(PHS)揭示二者的調節機制。研究者使用了平衡設計,包含發聲任務/按鍵任務、有無催眠暗示。除了一致試次和不一致試次,還增加了非詞、高頻德語單詞和低頻德語單詞,這些均與顏色無關。催眠暗示旨在讓被試不去理解單詞含義,因此PHS應該影響單詞識別通路,詳見圖1。

圖1不同版本Stroop任務中認知過程的語義表徵及交互作用(紅色箭頭、深灰色箭頭)。(a)按鍵Stroop任務中,幹擾和促進可能會出現在語義表徵或反應激活中。

(b)發聲Stroop任務中,幹擾和促進會出現在語義、詞彙、單詞形式或發音水平。

 

方法

被試

通過哈佛催眠易感性量表A(Harvard Group Scale of Hypnotic Susceptibility – Form A ,HGSHS-A)篩選出高度易被催眠者作為實驗被試。本實驗共計16名被試,平均年齡31.1±14.4(跨度為19~63歲),其中女性11名。


材料

Stroop任務

採用Presentation18.0進行編程。實驗包含5種不同類別的試次:4種色詞(紅、綠、藍、黃)的一致試次(紅色的紅字)和不一致試次(藍色的紅字)、32個非詞(如Tatge,Uglpf, Khcle)、32個高頻德語單詞(如Gott,Recht, Frau)和32個低頻德語單詞(如Trank,Backe, Basar)。非色詞長度與色詞長度進行匹配,且在詞義上無任何關聯。每種類別包含64個試次:每個高低頻德語單詞和非詞出現2次,每個試次的一致條件和不一致條件各出現16次,共計320個試次。

實驗時首先呈現500ms注視點,然後呈現試次,最長呈現時間為2000ms,如果被試未反應則記為錯誤然後進入下一個試次。被試距離屏幕70—80cm,文字視角為1.5度,刺激的亮度設置為30–35cd/m2。紅色[RGB:240,40,40]、綠色[RGB:40,240,40]、藍色[RGB:40,40,240]、黃色[RGB:240,240,40]、背景屏幕為灰色[RGB:100,100,100]。

在按鍵任務中,要求被試對不同顏色按不同的鍵;在發聲任務中,要求被試說出刺激的顏色。為了識別語音反應,研究者使用了Presentation18.0的語音識別插件。如果軟體無法識別的話,就標記為缺失;從刺激出現到被試開始發聲這段時間記為反應時。對於按鍵反應,從刺激出現到被試開始按鍵這段時間記為反應時。反應時分析僅針對正確的試次。

催眠和催眠暗示:催眠狀態包含三種:專注(concentration)、分離(dissociation)和暗示性(suggestibility)。本研究中催眠包含歸納、深化、建議和終止階段。

設計和程序

實驗包含兩個sessions,一個包含催眠(PHS session),一個不包含(NH session),實驗順序進行平衡。每個session內按鍵任務和發聲任務順序進行平衡。催眠時,被試坐在躺椅上,期間記錄腦電信號。PHS session中,被試首先進行腦電實驗的準備工作,然後進行催眠包含後期的暗示,接著完成Stroop任務,時間約3個小時。NH session時間約為2個小時,除了沒有催眠,其餘與PHS session一致。


腦電記錄

使用按照10-20國際系統排布的60導Ag/AgCl電極採集。收集數據時,雙側乳突作為參考電極,採樣率1000Hz。眼電矯正採用BESA Research 6.0 program,實驗時已收集好垂直眼動、水平眼動和眨眼的偽跡示例,分析時輸入程序中。離線分析採用全腦平均參考,帶通濾波0.05–40 Hz,數據的分段、平均和分析採用EEGLAB(詳情請見:第十六屆腦電數據處理班(直接點擊)。發聲偽跡採用RIDE插件進行矯正。降採樣到250Hz後比較各條件N1、N2、P3的平均波幅差異。N400成分採用差異波的分析方式,將兩種條件下各時間點的波幅相減,最後取420到500ms的平均波幅進行統計分析。

數據分析

採用重複測量方差分析,包含以下因素:任務類型(按鍵任務 vs. 發聲任務 )、催眠與否(催眠 vs. 不催眠)、顏色與詞義的一致性(一致 vs. 不一致 vs. 中性刺激)、單詞屬性(字母串 vs. 低頻德語單詞 vs. 高頻德語單詞)。當違反球形假設 (Mauchly球形檢驗)時,採用Huynh-Feldt自由度矯正,並用矯正因子ε表示。事後比較使用Bonferroni矯正。

 

結果

行為結果

Stroop效應

表1呈現了平均反應時。在NH條件下,出現了顯著的Stroop 效應(incongruent vs. congruent)、幹擾效應 (incongruent vs. neutral)和促進效應 (congruent vs. neutral),這些效應PHS條件中都顯著地減弱了。發聲任務中的Stroop 效應要強於按鍵任務,但任務類型的主效應並不顯著。為分析交互效應,採用2(一致性:一致條件 vs. 不一致條件)×2(任務類型:按鍵 vs. 發聲)×2(有無催眠:有 vs. 無)的重複測量方差分析發現,任務類型和催眠暗示的主效應顯著,二者的交互作用顯著。進一步簡單效應分析發現,不同任務類型的Stroop 效應存在差異,發聲任務中的Stroop 效應始終強於按鍵任務(p<0.01),無論催眠暗示與否。詳見表2。

表1 不同條件下的平均反應時

表2 不同條件下的平均Stroop效應

然後,單獨分析了Stroop 效應成分間的差異,即促進(一致試次和中性試次結果相減)幹擾(不一致試次和中性試次結果相減)在不同實驗條件下的差異。結果發現:幹擾效應受任務類型、暗示與否以及二者交互作用的影響。無論何種任務類型,幹擾效應在NH條件中都會增強,在PHS條件中都會減弱。促進效應受任務類型的影響,發聲任務中的促進效應要強於按鍵任務。不過,與幹擾效應不同的是,促進效應不受催眠暗示的影響

最後分析了不同條件下一致、不一致和中性試次平均反應時的差異。在NH條件下,按鍵任務和發聲任務的不一致反應時差異顯著,但是PHS條件下二者差異不顯著。一致試次和中性試次在不同條件下的平均反應時均不存在差異。


錯誤率

表3呈現了錯誤率。方差分析僅發現,一致性的主效應顯著,一致試次的錯誤率顯著低於不一致試次。

表3 不同條件下的錯誤率


ERP結果

N1N2成分

N1的時間段為120-160ms,分析電極點為Fz; N2的時間段為200-300ms,分析電極點為Cz。分別比較兩個成分在任務類型、催眠暗示與否和一致性條件下的差異,結果發現NH條件下的N1波幅低於PHS條件N2的結果則相反,NH條件下的N2波幅高於PHS條件。

圖2 上方的圖顯示在Fz點上,PHS的N1波幅顯著高於NH(灰色區域);下方的圖顯示在Cz點上,PHS的N2波幅顯著低於NH(灰色區域)

 

P3成分

P3的時間段為340-440ms,分析電極點為CPz。分析方法同上,結果發現了任務類型和一致性的主效應,一致條件下的P3波幅更低。


圖3 上方的圖代表CPz的平均波形圖,灰色區域為P3。下方的圖為不同條件下P3的地形圖

 

N400成分

N400的時間段為420-500ms,分析電極點為FC1, FCz, FC2, C1, Cz, C2, CP1, CPz, 和CP2。採用9(電極點)×2(一致性)×2(任務類型)×2(催眠暗示)的重複測量方差分析,結果發現了一致性和電極點的主效應,以及催眠暗示和一致性的交互效應。進一步比較一致和不一致的差異波,得到顯著的催眠暗示主效應。

圖4 左圖為感興趣區的平均波形圖,標綠的區域為一致和不一致條件下N400差異顯著的部分。右圖為不同條件下N400的地形圖。

 

反應鎖定的ERP

計算反應鎖定的ERP以考察反應前後ERP的差異。選取-250—-50ms的預反應期平均波幅作為因變量,分析不同條件下的差異,得到一致性和主效應、一致性與任務類型的交互效應。發聲任務中,一致與否差異顯著按鍵任務中,二者差異不顯著。

圖5 上圖為感興趣區所有電極點的平均波形圖,標綠的區域為一致和不一致條件下差異顯著的部分。

下圖為-250—-50ms差異波的地形圖。

 

根據上述結果,研究者認為發聲任務和按鍵任務中既存在通用的語義表徵位點,也存在特異的語義表徵位點因為:

(1)PHS在發聲任務中消除的幹擾成分多於按鍵任務。這與詞義「失認」不僅會減少語義層面衝突也會減少發音層面衝突的觀點是一致的。

(2)反應鎖定的ERP僅在發聲條件下發現了顯著的Stroop效應,這一結果支持發聲任務中存在特定的幹擾成分且位於反應階段。


討論

發聲和按鍵Stroop任務類型的比較

在發聲和按鍵任務中,Stroop效應的差異與單詞閱讀過程中詞彙或前詞彙水平的差異無關。發聲任務中更強的行為Stroop效應來源於兩個方面:

(a)發音層的額外幹擾;(b)語言產生過程中更強的詞彙和後詞彙激活。

催眠暗示(PHS)的效果

PHS相關的ERP結果表明,早期捲入的認知控制導致衝突檢測的必要性降低(如N2減少所示)。PHS作用於一系列有助於加強認知控制和減少幹擾的過程。在PHS條件下的額外認知控制為主動控制而非被動。

結論

行為結果和腦電結果表明,發聲Stroop任務和按鍵Stroop任務在語義激活過程中使用相同的語義表徵位點。不過,發聲任務中存在接近發音的作用點,按鍵任務則不存在。研究結果表明催眠暗示對語義節點的影響可以歸結為一系列增強的主動控制。本研究為Stroop效應的具體問題做出了貢獻,這些問題對於一般的執行控制研究和語言研究都是有意義的。此外,本研究還可作為一個範例,說明催眠與先進方法在ERP分析中的結合,如何有助於解決認知心理學和心理語言學的開放性問題。

 

原文:

Zahedi, A., Abdel, R. R.,Stürmer, B., & Sommer, W. (2019). 

Common and specific loci of Stroopeffects in vocal and manual tasks, revealed by event-related brain potentialsand posthypnotic suggestions. 

Journal of experimental psychology. General.

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