揭秘危险物体引发运动干扰效应机制:手势与运动抑制的深度探究

【字体: 时间:2025年05月14日 来源:Consciousness and Cognition 2.1

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  以往研究中,危险物体引发运动干扰效应的机制存在诸多混淆因素。为明确其条件与机制,研究人员开展五项实验。结果表明,启动手势类型是关键因素,排除了其他干扰。该研究为运动抑制提供新见解。

  在日常生活和职业场景中,人们常常会接触到各种各样的物体,其中不乏危险物品。想象一下,当你伸手去拿一个看似普通的工具,却突然发现它是一把锋利的手术刀时,你的动作可能会瞬间停顿,反应时间也会变长。这种现象被称为危险物体引发的运动干扰效应(motor interference effect),它在我们的生活中频繁出现,却一直隐藏着许多奥秘。
以往的研究已经发现,在注意力任务中,危险物体能自动吸引人们的注意力,使反应时间加快,这就是所谓的威胁优势效应(threat-superiority effect) ;而在模拟动作任务里,危险物体通常会让反应时间变慢,也就是运动干扰效应。这一效应源于危险物体激活了厌恶的可供性(aversive affordances),干扰了原本由启动刺激准备好的动作。虽然之前的研究认为运动干扰效应是由感知到的危险引发的运动抑制(motor inhibition)导致的,且抑制的发生受抑制阈值(inhibition thresholds)调节,但由于研究中存在混淆变量,如启动手势和刺激大小差异等,其确切机制仍存在争议。这些争议就像一团迷雾,笼罩着运动干扰效应的研究领域,让我们难以看清其真实面目。为了驱散这团迷雾,探究人们在运动执行过程中如何应对危险物体,确保行为安全,西北大学的研究人员开展了一项深入研究,相关成果发表在《Consciousness and Cognition》上。

研究人员为了深入探究运动干扰效应背后的机制,进行了五项实验,采用的关键技术方法主要是启动 - 目标抓握一致性判断任务(prime-target grip congruency judgment task) 。在这个任务中,参与者需要根据启动手势准备相应的动作,并对后续目标刺激的抓握方式进行判断。通过精心设计不同的实验条件,研究人员逐步排除各种混淆因素,从而揭示运动干扰效应的本质。

实验 1 旨在通过匹配形状和抓握类型的刺激来复制运动干扰效应。此前的研究中,部分精确抓握目标(如手术刀、注射器、牙科镜)的手柄特征明显,更适合力量抓握,这可能会干扰实验结果。因此,本次实验重新选择了无手柄的精确抓握目标,并对危险和中性力量抓握目标进行了更严格的形状匹配。研究人员期望在力量抓握目标条件下观察到显著的运动干扰效应,而在精确抓握目标条件下观察到反向的运动干扰效应。

实验 2 聚焦于研究刺激大小对运动干扰效应的影响。实验采用与实验 1 相似的任务和刺激,但关键的不同点在于,确保精确抓握和力量抓握目标条件下的目标刺激面积相同。如果刺激大小会影响运动抑制的激活强度,那么在两种抓握类型中都应该出现更明显的运动干扰效应;反之,如果结果与实验 1 一致,则可以排除刺激大小对运动干扰效应的影响。

实验 3 主要探究启动手势在运动抑制中的作用。实验使用了实验 1 中的精确抓握目标刺激,将标准大小的目标与精确抓握启动手势配对,将放大两倍的目标与力量抓握启动手势配对。基于大小编码假设(size-coding hypothesis) ,较大的物体通常与力量抓握相关,较小的物体则与精确抓握相关。由于实验 2 已经证明目标大小不影响运动干扰效应,所以研究人员假设,如果运动干扰效应与启动手势无关,那么在力量抓握和精确抓握目标条件下都不应出现运动干扰效应;反之,如果启动手势类型是运动抑制的关键决定因素,那么在力量抓握启动条件下,由于其更强的激活强度超过了运动抑制阈值,应该会出现运动干扰效应,而精确抓握启动条件下则不会出现。

实验 4 致力于排除实验 1 和 2 中可能存在的方向可供性混淆因素。以往研究表明,通过模拟抓握目标激活抓握可供性是运动干扰效应发生的前提条件。然而,在实验 1 和 2 中,力量抓握目标具有明显的手柄特征,这可能激活的是方向可供性而非抓握可供性。为了解决这个问题,实验 4 使用无手柄的物体作为力量抓握和精确抓握目标的刺激。基于此设计,研究人员提出了两种相互竞争的假设:如果运动干扰效应的发生依赖于手柄激活的方向可供性,那么使用无手柄物体时,运动干扰效应应该消失;反之,如果运动干扰效应独立于目标的方向可供性,那么即使没有手柄,在力量抓握目标条件下仍应出现显著的运动干扰效应。

实验 5 的目的是排除实验 1 至 4 中可能存在的低水平尖锐边缘特征混淆因素。实验使用不熟悉的植物作为刺激,这些植物分为有尖锐边缘和无尖锐边缘两种,分别被归类为危险或中性目标,且确保参与者没有对这些植物的抓握经验。这样的设计可以测试运动干扰效应是仅由危险相关特征(尖锐边缘)驱动,还是既需要危险特征又需要先前的抓握经验。如果运动干扰效应仅由危险相关特征引发,那么在力量抓握目标条件下应该观察到显著的运动干扰效应;反之,如果运动干扰效应需要先前对目标刺激的抓握经验,那么即使存在尖锐边缘特征,也不应检测到显著的运动干扰效应。

通过这五项实验,研究人员得出结论:启动手势类型是引发运动干扰效应的关键因素,同时成功排除了物体大小、目标方向可供性和低水平特征等混淆因素的影响。这一研究成果为理解运动抑制机制提供了重要的新视角,表明特定手势的启动是运动干扰效应发生的前提条件,有助于进一步揭示人类在面对危险物体时运动控制的奥秘,对于保障日常生活和职业场景中的行为安全具有重要的理论指导意义。

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