性与手部差异在触觉加工中的作用:对心理旋转能力的影响及意义探究

【字体: 时间:2025年02月10日 来源:Biology of Sex Differences 4.9

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  为探究触觉加工(haptic processing)与心理旋转能力(mental rotation ability)的潜在关系,以及性别和手部表现对该关系的影响,研究人员开展相关研究。结果显示二者存在正相关,男性在两项任务中表现更优,且左手触觉表现是心理旋转测试(MRT)表现的唯一预测指标。该研究为认知功能的发展提供新视角。

  在认知科学的奇妙世界里,一直有个神秘的问题困扰着研究者:我们的身体感知和思维能力之间究竟有着怎样千丝万缕的联系?特别是触觉,它作为我们感知世界的重要方式之一,和大脑中进行的心理旋转活动,也就是在脑海里想象物体旋转样子的能力,是不是存在着某种特殊的关联呢?而且,大家都知道男性和女性在很多能力上存在差异,那么在触觉加工和心理旋转能力上,性别差异又扮演着怎样的角色呢?以往虽然有一些研究涉及相关领域,但对于触觉 - 感觉运动系统和心理旋转能力之间的关系,了解还十分有限,也很少有人探究性别和手部表现是如何影响这种关系的 。
为了解开这些谜团,来自加拿大莱斯布里奇大学(University of Lethbridge)的研究人员丹尼尔?E?阿吉拉尔?拉米雷斯(Daniela E. Aguilar Ramirez)和克劳迪娅?L?R?冈萨雷斯(Claudia L. R. Gonzalez)展开了一项意义重大的研究。他们的研究成果发表在《Biology of Sex Differences》杂志上,为我们揭示了许多有趣的发现。

研究人员在本次研究中,主要采用了行为学实验方法。招募了 75 名年龄在 13 至 25 岁的健康右利手参与者,其中女性 41 名。参与者需要完成两项任务,分别是触觉任务(haptic task)和心理旋转测试(Mental Rotation Test,MRT) 。在触觉任务中,参与者需要蒙眼用单手触摸由两块乐高积木组成的模型 8 秒,之后在装有 12 块积木(包含目标积木和 10 个干扰积木)的碗中找出组成模型的两块积木,左右手各进行 6 次试验,试验顺序随机,起始手也在参与者间进行了平衡处理 。而 MRT 则是让参与者从 4 个图形中找出与左侧目标图形旋转匹配的两个图形,共两组,每组 12 次试验,每组限时 3 分钟,组间休息 3 分钟 。研究人员通过记录触觉任务中的错误次数和完成时间,以及 MRT 的得分,并运用皮尔逊相关系数、混合设计方差分析(ANOVA)、重复测量方差分析和线性回归分析等统计方法对数据进行分析 。

触觉加工和 MRT 关系


通过相关性分析发现,触觉任务中的错误数量与 MRT 表现之间存在显著负相关(r=-0.40),即参与者在触觉任务中犯的错误越多,其 MRT 表现越差 。但触觉任务完成时间与 MRT 表现之间未发现显著差异,虽然二者相关性在预期方向(完成时间越长,MRT 得分越低),但可能由于任务完成时间的高变异性导致不显著,因为错误数量与任务时间并无相关性(r=0.02),说明在触觉任务中准确性和速度并非直接相关 。

性别差异 - 触觉任务和 MRT


混合设计 ANOVA 分析结果表明,在触觉任务中,性别对错误数量(F(1,73)=12.19,p<0.001,η2p=0.14)和完成时间(F(1,73)=7.62,p<0.01,η2p=0.09)有显著主效应,男性在使用左手时比女性犯的错误更少、完成时间更短,但右手任务中性别差异不显著 。在 MRT 任务中,性别也有显著主效应(F(1,73)=9.87,p<0.01,η2p=0.12),男性得分更高 。

触觉任务 - 性别和手部差异


对触觉任务表现进行性别(女性、男性)× 手(左手、右手)重复测量 ANOVA 分析,发现错误数量方面,性别有显著主效应(F(1,73)=8.49,p<0.01,η2p=0.07),且性别与手存在显著交互作用(F(1,73)=4.09,p<0.05,η2p=0.02),男性左手使用时错误更少 。时间方面,性别有显著主效应(F(1,73)=4.09,p<0.05,η2p=0.04),男性完成任务更快,性别与手的交互作用接近显著(F(1,73)=3.16,p=0.08,η2p=0.01),进一步 t 检验表明男性左手使用时比女性更快 。

触觉任务和 MRT 关系 - 手部差异


回归分析结果显示,以 MRT 为因变量,左手触觉任务错误、右手触觉任务错误、左手触觉时间和右手触觉时间为潜在预测变量的模型显著(F(1,73)=4.49,p<0.01,R2=0.20),左手错误数量是 MRT 表现的唯一显著预测指标(p<0.01) 。

综合上述研究结果,本次研究发现触觉加工与心理旋转能力之间存在显著关系,支持了具身认知理论,即物体的物理操作与心理操作存在联系 。同时,研究证实了男性在触觉加工和心理旋转能力上具有优势,且这种优势在男性使用左手进行触觉任务时更为明显 。左手触觉表现是心理旋转能力的重要预测指标,这表明二者可能共享神经基质,进一步揭示了感觉运动系统在塑造认知功能及其大脑半球偏侧化中的作用 。然而,本研究也存在一定局限性,如使用的乐高积木可能提供了丰富的触觉信息,未来研究可探索更多不同触觉复杂度的物体,以确定任务难度对触觉加工性别差异的影响 。该研究为理解认知功能的发展和性别差异提供了新的视角,有助于进一步探索大脑的奥秘,对认知科学领域的发展具有重要意义 。
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