瞳孔扩张揭示对话中的认知机制：三人问答序列中下一说话者选择对言语规划的影响

这篇开创性研究通过瞳孔测量技术（pupillometry）揭示了自然三人对话中下一说话者选择（next-speaker selection）对言语规划（speech planning）的认知影响。研究发现开放式问题（open-floor questions）中未应答者也会出现瞳孔扩张（pupil dilation），表明其仍进行应答准备；而封闭式问题（closed-floor questions）中仅被选应答者出现该现象。研究扩展了当前语言处理模型，证实选择机制直接影响对话者的认知行为和心理过程。

　　

瞳孔扩张揭示对话认知机制

ABSTRACT

这项研究通过瞳孔测量技术探索了三人对话中下一说话者选择对言语规划的认知影响。研究发现，在开放式问题和封闭式问题中，应答者和非应答者的瞳孔扩张模式存在显著差异，揭示了选择机制对认知负荷的直接影响。

Introduction

人类对话的精确时间控制一直是心理语言学研究的核心课题。现有共识模型认为，对话中的话轮转换（turn-taking）具有跨文化的普遍性，平均转换时间仅200毫秒。这种精确性是通过听者在当前说话者话轮结束前进行早期预测性理解和并行生产规划实现的。然而，该模型主要基于两人对话，对多人情境下下一说话者选择（next-speaker selection）的认知影响研究不足。

Next-speaker selection

话轮分配遵循特定规则：当前说话者选择下一说话者、听者自选或说话者继续。本研究重点关注第一种情况。在三人对话中，说话者可以通过开放式问题（open-floor questions）共同选择多个应答者（inclusive co-selection），或通过封闭式问题（closed-floor questions）专门选择一个应答者（exclusive selection）。这种选择通过词汇、体态（如凝视方向）、序列和认知等多种线索实现。

Pupillometry and gaze

瞳孔大小变化是认知负荷的可靠指标。研究发现言语规划会导致瞳孔扩张（pupil dilation），而相互凝视（mutual gaze）也可能引起类似反应。本研究假设：在开放式问题中，应答者和非应答者都会出现瞳孔扩张；而在封闭式问题中，仅被选择的应答者会出现该现象。

Methods

研究数据来自弗莱堡多模态交互语料库（Freiburg Multimodal Interaction Corpus），包含11段三人自然对话（总计9小时）。使用Dikablis Glasses 3眼动仪记录瞳孔数据。通过严格标注筛选出328个问答序列（241个封闭式问题，87个开放式问题），分析600毫秒问题结束前至应答开始期间的瞳孔变化。

Results

统计分析显示：

1. 1.

   在封闭式问题中，应答者瞳孔显著扩张（p<0.001），而非应答者无此现象

2. 2.

   在开放式问题中，应答者和非应答者均出现瞳孔扩张（p<0.001）

3. 3.

   相互凝视比例对瞳孔大小无显著影响（p=0.635）

Discussion

这些发现表明：

1. 1.

   开放式问题中，即使不实际应答，被共同选择的参与者仍会进行言语规划

2. 2.

   封闭式问题中，未被选择的参与者不进行应答准备

3. 3.

   瞳孔扩张更可能源于言语规划相关认知过程，而非相互凝视

研究提出了扩展的对话模型（图4），区分了：

A. 排他性选择：仅被选者进行言语规划

B. 包容性共同选择：所有被选者都进行规划

Concluding remarks

这项研究首次通过自然对话的生理证据，证实了下一说话者选择对认知过程的直接影响。未来研究可扩大群体规模，并在更严格控制条件下验证这些发现。该成果为理解多人互动中的认知机制提供了新视角，架起了对话分析（Conversation Analysis）与心理语言学（psycholinguistics）的桥梁。