老年和年轻人纳冯图形整体与局部加工中的半球不对称性：来自单眼观察范式的行为证据

《Cognitive and Behavioral Neurology》：Hemispheric Asymmetry in Global and Focal Processing of Navon Figures in Older and Younger Adults: Behavioral Evidence From a Monocular Viewing Paradigm

　　背景：半球偏侧化在注意加工中起着核心作用，左侧半球在语言性和焦点性信息处理中具有相对优势，而右侧半球在视觉空间性和整体性加工中具有优势。层级性Navon图形为检验焦点性注意与整体性注意之间以及半球特化之间的交互作用提供了有效方法。单眼观察将视觉输入偏向对侧半球，已被提出作为调节注意加工的方法。然而，其对健康成人中注意水平与刺激类型交互作用的影响仍不清楚。

目的：考察注意条件（焦点性 vs 整体性）、刺激类型（字母 vs 图形）和单眼观察眼别（左眼 vs 右眼）如何影响层级图形任务中的反应时。

方法：54名健康右利手成人，年龄18-86岁，在左眼或右眼单眼观察条件下完成了使用层级性Navon图形（字母“A”、三角形或两种刺激）的选择反应时任务。采用线性混合效应模型检验主效应和交互作用。

结果：参与者在焦点性条件下的反应快于整体性条件，对字母的反应快于三角形。焦点性呈现的字母刺激引发最快反应。在双刺激试验中，当字母为焦点性且三角形为整体性时反应更快，尤其是在右眼观察条件下。年龄总体上与较慢的反应时相关，但模式无显著差异。

结论：刺激特征影响注意反应速度，焦点性言语信息引发最快反应，尤其是在右眼观察条件下。这与左侧半球在焦点性和语言加工中的相对优势一致。研究结果表明，尽管存在与年龄相关的整体性减慢，注意特化在成年期仍然保持。

术语表
MAR 随机缺失
MCAR 完全随机缺失
RT 反应时

引言

人类视觉注意依赖于一个复杂的认知系统，涉及视觉特征的层级性加工，该加工促进了刺激整体水平与焦点水平之间的动态转换。例如，当观看一片森林时，单棵树木可作为焦点元素，而森林则为整体特征。然而，如果注意力转向某一棵树，这棵树便成为整体特征，而它的叶子则成为焦点元素。Navon的整体优先假说提出，刺激的整体方面先于其焦点成分被加工。Navon使用层级性“Navon”图形证明了这一效应，这些图形由若干小字母组成的大字母构成（Navon, 1977）。他的结果显示，参与者在整体加工中反应时更快，且在焦点条件下反应时受到整体系统的干扰。然而，后续研究表明整体优先并非普遍存在。

自整体优先假说提出以来，研究产生了相互矛盾的发现，表明整体优先可能取决于刺激驱动因素和任务相关因素。刺激特征的变化可以减弱或逆转整体优先，包括图形呈现角度（Kinchla和Wolfe, 1979; Lamb等, 1990）、焦点元素的数量或密度（Kimchi和Palmer, 1982; Martin, 1979）、中央与周边呈现（Grice等, 1983; Paquet和Merikle, 1988），以及从刺激中移除低空间频率（Badcock等, 1990; Boeschoten等, 2005; Han和Humphreys, 2002）。

此外，刺激的语义内容影响加工效率（Ké?ta和Bedoin, 2011; Yovel等, 2001）。字母或言语符号（如字母）比非言语图形引发更快的反应，并在某些情况下产生焦点性优势。研究表明，任务需求和注意相关性进一步调节这种关系。当焦点信息与任务相关、具有知觉显著性或由熟悉符号构成时，可能会出现向焦点优先的转变（Han和Humphreys, 2002; Lamb等, 1999）。综合来看，这些发现强调整体优先应被视为一种情境依赖效应，受刺激的自下而上特征和自上而下的注意控制机制影响（Hausinger等, 2025; Zuanazzi和Noppeney, 2019）。

半球偏侧化

关于半球偏侧化的研究既悠久又复杂。其历史可追溯至19世纪，当时Paul Broca首次提出语言功能是偏侧化的（Broca, 1865）。此后，在广泛物种中观察到了偏侧化加工，表明半球特化可能具有进化优势（Güntürkün和Ocklenburg, 2017; Rogers等, 2013）。半球偏侧化已被涉及认知、情绪和感觉加工（Britt等, 2025; Güntürkün等, 2020），典型不对称性的变异与精神疾病、神经发育障碍以及左利手有关（Kong等, 2022; Pu等, 2025）。

左侧半球对语言加工的特化是已确立的偏侧化模式（Broca, 1865; Carey和Johnstone, 2014; Knecht等, 2000; Wernicke, 1874），右侧半球对非言语和视觉空间加工的特化也是如此（Longo等, 2015; Zuanazzi和Cattaneo, 2017）。这些模式已得到神经影像证据的证实，表明在语言的产生和知觉过程中语言网络存在不对称激活（Badzakova-Trajkov等, 2010; Ocklenburg等, 2013）。在右侧顶颞叶卒中后的偏侧空间忽视中也观察到了类似的不对称性（Corbetta等, 2005）。在这些病例中，早期更大的半球代谢不对称性与空间判断中更多的错误相关。随后，恢复期间不对称性的降低与空间判断的正常化相关。

除了领域一般的偏侧化外，半球不对称性在视觉注意中尤为明显。在层级图形加工的背景下，经典研究表明右侧半球在整体加工中具有相对优势，左侧半球在局部加工中具有优势（Fink等, 1997; Hellige, 1996; Van Kleeck, 1989）。来自损伤研究的汇聚证据表明，右侧颞上回损伤与整体知觉受损相关，而左侧颞上回损伤与焦点性加工受损相关（Lamb等, 1989, 1990）。

神经影像研究同样表明，整体加工募集右侧偏侧化的枕叶区域，而焦点性加工——尤其是基于字母的刺激——涉及左侧偏侧化的视觉区域（Fink等, 1996, 1997; Wünscher等, 1990）。虽然使用视野操纵的行为研究一致支持偏侧化效率（Beaumont, 1982; Chiarello, 1988; Heilman和Van Den Abell, 1979），但更近期的研究表明这些不对称性并非固定不变，可能随任务需求、刺激特征和个体差异而变化（Brederoo等, 2017; Hausinger和Pletzer, 2021; Hausinger等, 2025; Zuanazzi和Noppeney, 2019）。

年龄也可能影响半球特化。HAROLD模型（即老年人半球不对称性减少）提出，年龄增长与认知任务中偏侧化减少和双侧募集增加相关（Cabeza, 2002）。虽然这种双侧激活的功能意义尚不清楚，但代偿性募集和焦点网络参与过程中抑制控制的丧失已被作为解释提出。无论解释如何，双侧激活可能影响表现。

假性忽视

假性忽视是在年轻成人中得到良好重复验证的现象。当被要求平分一条线段时，他们可靠地将估计点置于中点偏左处（Bowers和Heilman, 1980）。这一解释与右侧顶颞叶对空间注意的优势相一致，最近一项涵盖24项研究和952名参与者的知觉性假性忽视荟萃分析证实了这一点（Abdul-Nabi和Niemeier, 2025）。在这些研究中，研究人员使用fMRI识别了一个右侧半球偏倚的皮层区域网络，包括顶上和顶内区域。

多项研究报告了与年龄相关的假性忽视减少，可能反映了右侧偏侧化注意系统效率随年龄的下降（Barrett和Craver-Lemley, 2008; Benwell等, 2014; Heilman和Van Den Abell, 1979）。然而，这种减少并不一致。一项系统综述包括了显示60岁以上成人左侧知觉偏倚增强、左侧偏倚被抑制以及右侧偏倚的研究（Friedrich等, 2018）。这表明刺激和衰老的异质性可能影响这些效应。

在我们先前的工作中，我们比较了年轻和年长成人在被假定产生分别向左、右、左和右偏倚空间判断的任务上的表现，包括左三等分、右三等分、线段平分和字符平分（Williamson等, 2019）。年轻和年长成人都表现出假定的偏倚模式，与近期证据一致，表明注意和视觉空间加工中半球特化的某些方面在整个生命周期中得以保留（Britt等, 2025）。然而，我们的结果也与HAROLD现象一致。虽然年轻和年长成人的空间判断模式相似，但年长成人在所有条件下更接近中线，表明他们比年轻成人的偏倚更小。

单眼观察

研究视觉加工中半球偏倚的一种方法是单眼观察，即遮挡一只眼睛以优先激活对侧半球。这一范式源于研究表明，单侧后皮层病变导致的偏侧空间忽视在动物模型中可通过损伤对侧脑区来逆转（Sprague, 1966）。在对侧损伤后的忽视人类病例研究中也观察到了类似的恢复（Vuilleumier等, 1996; Weddell, 2004）。

其他人后来提出，单侧同侧眼贴可作为人类非侵入性康复策略（Posner和Rafal, 1987）。然而，随后的临床研究产生了混合结果，可能是由于病变特征的异质性（Aparicio-López等, 2015; Barrett和Burkholder, 2006; Fong等, 2007; Machner等, 2014; Smania等, 2013）。因此，为了充分理解单眼眼贴的影响，了解其在健康人群中的意义至关重要。此类研究表明，单眼观察可能使激活偏向未遮盖眼对侧的半球（Burtis等, 2014; Roth等, 2002; Wang等, 2018）。

尽管对整体-焦点加工和半球偏侧化有大量研究关注，但单眼观察在调节这些过程中的具体作用仍未被充分探索。虽然先前研究已使用偏侧化视野操纵考察了整体优先和半球特化（Christie等, 2012; Han等, 2000; Howes和Boller, 1975），但相对较少的研究评估了单眼观察是否能对加工效率产生类似效应。此外，迄今为止的单眼观察文献主要集中在简单的非言语刺激上，在刺激类别（如言语性 vs 非言语性）和注意条件（如整体性 vs 焦点性）是否在单眼观察条件下与半球差异交互作用方面存在文献空白。

当前研究

本研究的主要研究问题是：（a）单眼观察是否以与半球偏侧化模式一致的方式调节层级性视觉加工；（b）这种效应是否随刺激类型、注意条件和年龄而变化。本研究通过在单眼观察条件下整合层级性Navon范式（在同一范式中包含言语性和非言语性刺激）扩展了先前的工作，填补了文献中的关键空白。

为回答这些问题，我们使用了包含字母和非字母刺激的层级性Navon图形任务，在单眼观察条件下呈现。鉴于左侧半球在语言和焦点性加工中的作用，我们假设当言语信息（即字母“A”）在焦点性条件下呈现时反应时最快。相反，由于右侧半球与视觉空间和整体加工相关，我们预期当非言语信息（即三角形）在整体性条件下呈现时反应时更短。

我们进一步预测单眼观察会使激活偏向对侧半球。具体而言，我们预测右眼观察（和左侧半球激活）会增强焦点性和基于字母的刺激的加工，而左眼观察（和右侧半球激活）会促进整体性、非字母刺激的加工。当字母和非字母刺激同时呈现时，我们预测一致的焦点性字母和整体性非字母方向会比不一致呈现引发更快反应，且这种效应在右眼观察期间最强。鉴于先前关于年龄相关右侧偏侧化注意系统半球变化的理论，我们也预测年长成人在整体性非言语刺激上的优势减弱，特别是在左眼观察期间。

方法

参与者

我们通过在佛罗里达大学校园及周边社区张贴传单招募了18岁以上的健康个体参与本研究。排除标准包括任何神经或精神疾病史以及使用精神药物。参与是自愿的，所有参与者在入组前签署了经佛罗里达大学机构审查委员会批准的知情同意书。本研究也获得了佛罗里达大学机构审查委员会的批准。

仪器和任务实施

为实现单眼观察，我们采用了Burtis及其同事在其关于单眼遮挡与自主神经和EEG偏倚研究中使用的护目镜设计（Burtis等, 2014; Wang等, 2018）。标准防护眼罩经过改装，将非观察眼一侧的玻璃镜片替换为黑色尼龙贴片。贴片同时包裹镜框，以防止光线进入被遮盖的眼部，并限制观察眼在感觉上的差异。我们制作了两副眼罩，一副用于遮挡左眼，另一副用于遮挡右眼。为呈现刺激，我们使用了惠普Pavilion dm4笔记本电脑，配备2.27 GHz英特尔酷睿i5处理器和4 GB内存，运行Windows 7旗舰版64位操作系统。我们将笔记本电脑显示器置于略低于视线水平的位置，距离参与者约20英寸。刺激呈现与反应记录程序记录了每个刺激的参与者反应时间。每位参与者被呈现48个Navon图形，包括12个字母“A”图像、12个三角形图像、12个两者兼具的图像，以及12个两者皆无的图像。字母和三角形刺激被随机化并平衡分配至Navon图形的整体或局部元素中（图1），图形被随机分为四个不同的序列。暴露顺序经过平衡，使每个图形在实验的前半段或后半段各出现一次。
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图1
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任务管理期间使用的Navon图形刺激示例。A. 字母“A”整体刺激。B. 三角形局部刺激。C. 字母整体/三角形局部刺激。D. 字母局部/三角形整体刺激。
每位参与者被随机分配使用右手或左手的控制键，以各自的右手或左手食指在呈现指定刺激（字母“A”和/或“三角形”图形）时进行按键反应。为控制运动偏好的差异，我们指示一半参与者用右手食指对整体或局部字母“A”按控制键，用左手食指对整体或局部三角形刺激按控制键。对于剩余一半参与者，我们将三角形刺激分配给右键和食指，将字母“A”分配给左键和食指。如果同时观察到整体和局部视角中的两种刺激，参与者需同时按下两个控制键。按下任一控制键以表示答案时，记录反应时间（毫秒）和所给出的答案。如果未观察到任何一种刺激，参与者则不按左键或右键。
程序
在开始实验之前，我们向每位参与者展示了整体视角下的三角形示例、整体视角下的字母“A”示例、局部视角下的若干三角形、局部视角下的若干字母“A”，以及两种刺激同时呈现的两个示例（例如，局部视角下的若干“A”与整体视角下的三角形，或局部视角下的三角形与整体视角下的“A”）。在证明熟练程度后，参与者被随机分配一副眼罩，并在需要时适配以舒适地容纳矫正镜片。随后，参与者被要求将食指放置在指定的控制键上。
在呈现每个Navon图形之前，屏幕上会出现一个十字准线定向刺激。随后，Navon图形显示最长5秒，仅因参与者的反应而中断。在呈现前24个图形后，参与者更换眼罩，使另一只眼睛被遮挡。剩余的24个图形随后以相同方式继续呈现，直至实验完成。
任务在多个维度上进行了平衡：观察眼（左眼与右眼）、反应手分配（右手与左手分配给字母与非字母刺激）、刺激顺序（每个图形在实验前半段或后半段呈现）、以及观察条件（每个图形交替用双眼观察）。反应时间最初记录在原始文本文件中，随后转移到统计程序进行分析。在基于计算机的测试完成后，我们使用改良的Porta测试（Porta，1593）和Miles“手中洞”测试的变体（Miles，1930）评估了眼优势。
统计分析
我们使用RStudio 2024.04.2+764进行所有分析。对原始反应时间分布的直方图结合叠加正态密度曲线进行视觉检查，显示呈正偏态、非正态分布，这与典型反应时间数据一致（表1）。因此，在混合效应分析前对反应时间进行对数转换。
表1 原始反应时间描述性统计
刺激 方向 观察眼 N 平均反应时间（ms） 标准差（ms） 范围（ms）
字母A 局部 左 162 1432.74 558.50 702–3323
字母A 局部 右 162 1377.03 533.02 702–4634
字母A 整体 左 162 1577.45 607.33 733–4477
字母A 整体 右 162 1610.73 736.22 734–4867
三角形 局部 左 162 1660.96 726.50 639–4789
三角形 局部 右 162 1676.44 734.50 671–4992
三角形 整体 左 162 1815.25 754.13 733–4930
三角形 整体 右 162 1713.53 641.84 843–4149
两者 A整体，三角形局部 左 162 1502.36 574.74 765–3900
两者 A整体，三角形局部 右 162 1583.12 569.38 826–3978
两者 A局部，三角形整体 左 162 1483.57 519.59 811–3354
两者 A局部，三角形整体 右 162 1421.64 557.48 748–4696
分析前，我们检查了主要结果变量（反应时间）和观察到的协变量（即年龄和性别）的缺失情况。我们创建了一个结果数据缺失的二元指标，并使用Little完全随机缺失（MCAR）检验、连续变量的Welch t检验和分类变量的Fisher精确检验评估与观察变量的关联。反应时间的缺失与两个观察变量显著相关，表明数据并非MCAR。基于这些发现，年龄和性别作为协变量纳入所有混合效应模型，以在缺失随机（MAR）假设下解决潜在偏倚。我们使用最大似然估计进行所有分析，该方法在包含相关缺失预测因子的MAR条件下提供无偏估计。
为检查潜在的人口统计学变量对参与者水平平均反应时间（RT）的影响，我们拟合了一个一般线性模型，以年龄、性别、刺激类型的手部分配和眼优势作为预测变量：
βββββε
RTmean=β0+βAge(Age)+βSex(Sex)+βHandAssignment(HandAssignment)+βEyeDominance(EyeDominance)+ε。
该分析为后续混合效应模型的协变量选择提供了依据。年龄和性别保留在所有模型中。
为检验刺激和处理条件下试验水平RT的差异，我们使用R中的lme4包拟合线性混合效应模型（Bates等，2015）。因变量为对数转换的RT。模型通过REML估计。为考虑重复测量，我们指定了参与者水平的随机截距以及受试者内因素（刺激、类型和观察眼）的随机斜率。第一个模型评估单一刺激条件，因此固定效应为字母与非字母刺激（字母“A”、三角形）、处理类型（局部和整体）和观察眼（左和右）：
ββββββε
lnRT=β0+βStimuli(Stimuli)+βType(Type)+βViewingEye(ViewingEye)+βSex(Sex)+βAge(Age)+u0+uStimuli(Stimuli)+uType(Type)+uViewingEye(ViewingEye)+ε。
第二个模型包含刺激、处理类型和观察眼之间的交互作用：
ββββββββββε
lnRT=β0+βStimuli(Stimuli)+βType(Type)+βViewingEye(ViewingEye)+βStimuli×Type(Stimuli×Type)+βStimuli×ViewingEye(Stimuli×ViewingEye)+βType×ViewingEye(Type×ViewingEye)+βStimuli×Type×ViewingEye(Stimuli×Type×ViewingEye)+βSex(Sex)+βAge(Age)+u0+uStimuli(Stimuli)+uType(Type)+uViewingEye(ViewingEye)+ε。
为基于先验假设探索成对比较，我们使用R中的emmeans包（Lenth等，2018）计算估计边际均值（EMMs），并采用Holm校正控制族wise误差。
对于两种刺激以相反方向同时呈现的试验（即字母“A”整体与三角形局部、字母“A”局部与三角形整体），我们将方向类型和观察眼作为受试者内因素建模，并为观察眼设置随机斜率：
lnRT=β0+βType(Type)+βViewingEye(ViewingEye)+βSex(Sex)+βAge(Age)+u0+uEye(ViewingEye)+ε
我们使用一个单独模型评估方向类型与观察眼之间的交互作用：
ββββββε
lnRT=β0+βType(Type)+βViewingEye(ViewingEye)+βType×ViewingEye(Type×ViewingEye)+βSex(Sex)+βAge(Age)+u0+uViewingEye(ViewingEye)+ε。
为评估年龄是否影响半球/观察眼效应（超出一般性减慢），我们进行了后续线性混合效应模型，在主要模型中加入基于年龄的交互项（例如，年龄×观察眼和更高阶的年龄×条件交互作用），同时保留年龄作为协变量。我们应用相同的Holm调整估计边际均值方法来检查计划的成对比较。结果以相关的估计均值差异和调整后的p值报告，并使用p<0.05的显著性阈值进行解释。
结果
参与者
我们招募了60名健康个体（28%男性），年龄18–86岁，参与当前研究。所有参与者均为右利手，并以英语作为主要语言（自我报告）。由于排除标准或任务管理期间出现的问题，有6人被排除在分析之外。最终样本包括54人的数据（15名男性，Mage=39.352岁，SD=2.524，范围18–86岁）。我们根据参与者的平均反应时间和研究中交互的变量设计了以下统计分析：（a）整体与局部特征，（b）字母与非字母图形形状，以及（c）右眼与左眼观察。
数据缺失
在所有参与者中（n=54；总计1944次试验），由于反应窗口内无反应，237次试验（12.2%）的反应时间数据缺失。缺失情况在参与者中分布不均，90.7%的参与者至少缺失1次试验（M=9.6%）。缺失百分比与年龄显著相关，年龄较大的成年人表现出更高的缺失试验百分比（r=0.332，p=0.014），也与性别相关，女性相比男性具有更高的缺失试验百分比（Mf=10.74%，Mm=6.53%；t51.93=?1.131，p=0.038）。Little MCAR检验显著（χ2(2)=45.961，p<0.001），表明数据并非MCAR。鉴于这些结果，年龄和性别作为协变量纳入所有主要模型以减少偏倚，假设数据为MAR。
样本特征与反应时间
我们使用一般线性模型方法探索年龄、性别、反应手分配和眼优势对受试者内反应时间算术平均的影响。年龄与平均反应时间相关，年龄较大的个体表现出较慢的反应时间（b=0.008，SE=0.001，p<0.001）（图2）。这一发现进一步支持将年龄作为协变量纳入后续模型。我们未发现平均反应时间与性别（b=?0.017，SE=0.055，p=0.765，参照=男性）、手分配（b=0.041，SE=0.051，p=0.421，参照=字母手左）或眼优势（b=?0.024，SE=0.055，p=0.669，参照=右眼优势）之间存在显著关系。
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图2
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结果显示反应时间较慢与年龄相关的散点图。每个数据点代表参与者在任务上的平均反应时间（自然对数转换）。包含趋势线和阴影95%置信区间带。正斜率表明年龄增加与更长（更慢）的反应时间相关。
单一刺激观察条件
初始混合效应模型确定了当存在字母或非字母刺激时单眼观察条件对反应时间的影响。这些分析显示，参与者对局部条件的反应显著快于整体条件（b=0.097，SE=0.016，p<0.001，参照=局部）。我们还观察到刺激的主效应，字母“A”产生的反应快于三角形刺激（b=0.128，SE=0.21，p<0.001，参照=字母“A”）。观察眼对反应时间未发现显著影响（b=?0.012，SE=0.026，p=0.644，参照=左眼观察）。
包含这些变量间交互作用的模型未显示观察条件间存在显著交互作用（表2）。
表2 单一刺激成对比较
对比（刺激、条件、观察眼） 估计值 标准误 自由度 p
字母A，局部，左—三角形，局部，左 ?0.137 0.031 1071 <0.001*
字母A，局部，左—字母A，整体，左 ?0.117 0.031 1073 0.004*
字母A，局部，左—三角形，整体，左 ?0.221 0.031 1071 <0.001*
字母A，局部，左—字母A，局部，右 0.033 0.037 2071 1.000
字母A，局部，左—三角形，局部，右 ?0.152 0.038 214 0.001*
字母A，局部，左—字母A，整体，右 ?0.113 0.038 219 0.049*
字母A，局部，左—三角形，整体，右 ?0.192 0.038 220 <0.001*
三角形，局部，左—字母A，整体，左 0.020 0.032 1071 1.000
三角形，局部，左—三角形，整体，左 ?0.084 0.032 1070 0.116
三角形，局部，左—字母A，局部，右 0.170 0.038 215 <0.001*
三角形，局部，左—三角形，局部，右 ?0.015 0.038 220 1.000
三角形，局部，左—字母A，整体，右 0.025 0.038 225 1.000
三角形，局部，左—三角形，整体，右 ?0.055 0.038 225 1.000
字母A，整体，左—三角形，整体，左 ?0.104 0.032 1074 0.019*
字母A，整体，左—字母A，局部，右 0.150 0.038 217 0.002*
字母A，整体，左—三角形，局部，右 ?0.035 0.038 222 1.000
字母A，整体，左—字母A，整体，右 0.004 0.038 228 1.000
字母A，整体，左—三角形，整体，右 ?0.075 0.038 228 0.612
三角形，整体，左—字母A，局部，右 0.254 0.038 216 <0.001*
三角形，整体，左—三角形，局部，右 0.069 0.038 222 0.759
三角形，整体，左—字母A，整体，右 0.108 0.038 227 0.074
三角形，整体，左—三角形，整体，右 0.029 0.038 227 1.000
字母A，局部，右—三角形，局部，右 ?0.184 0.031 1073 <0.001*
字母A，局部，右—字母A，整体，右 ?0.145 0.032 1071 <0.001*
字母A，局部，右—三角形，整体，右 ?0.224 0.032 1074 <0.001*
三角形，局部，右—字母A，整体，右 0.039 0.032 1072 1.000
三角形，局部，右—三角形，整体，右 ?0.040 0.032 1071 1.000
字母A，整体，右—三角形，整体，右 ?0.079 0.032 1073 0.190
*p<0.05。
虽然不存在显著交互作用，但事后成对比较表明，参与者在局部视角下处理字母“A”的速度快于任何其他刺激-条件组合，无论观察眼如何（图3A）。
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图3
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各处理类型下对数转换反应时间的估计边际均值（点）和标准误（垂直线）。A. 字母“A”（蓝色）和三角形（紫色）条件下的反应时间。红色星号表示相对于每个观察眼内的字母“A”局部条件有显著差异（*p<0.05，**p<0.001，***<0.0001）。B. 双刺激呈现中不同方向下的反应时间。红色星号表示每个观察眼内处理类型之间的显著差异。
双刺激观察条件
下一组混合效应模型检验了当字母和非字母刺激同时呈现但方向不同时单眼观察条件对反应时间的影响。在参与者中，当字母“A”局部呈现且三角形整体呈现时，反应时间显著快于相反配置（b=?0.050，SE=0.019，p=0.008，参照=字母“A”整体，三角形局部）。在注视眼对反应时间的主效应上无显著影响（b=0.010, SE=0.027, p=0.730）。检验刺激朝向与注视眼之间潜在调节效应的交互模型显示，存在显著的交互作用，即字母“A”在焦点/三角形全局条件下的反应速度优势在右眼观看时大于左眼观看（b=?0.086, SE=0.037, p=0.022，参考组为字母“A”全局、三角形焦点、右眼）。后续成对交互分析显示，左眼观看条件下各观看条件之间无显著差异（b=0.007, SE=0.026, p=0.790）（表3）。相比之下，在右眼观看时，当字母“A”为焦点且三角形为全局时，反应时间更快（b=0.093, SE=0.026, p=0.003），进一步支持了上述识别出的交互作用（图3B）。表3 双刺激成对比较对比（朝向、注视眼）估计值标准误自由度p值A全局Tri焦点，左眼—A焦点Tri全局，左眼0.0070.026432.60.790A全局Tri焦点，左眼—A全局Tri焦点，右眼?0.0500.03397.80.523A全局Tri焦点，左眼—A焦点Tri全局，右眼0.0430.033102.80.590A焦点Tri全局，左眼—A全局Tri焦点，右眼?0.0570.033105.70.460A焦点Tri全局，左眼—A焦点Tri全局，右眼0.0360.034110.90.590A全局Tri焦点，右眼—A焦点Tri全局，右眼0.0930.026430.40.003**p<0.05。探索性年龄分析虽然总体上年长与更慢的反应时间相关，但在单刺激或双刺激模型中，年龄与注视眼或条件之间均无显著交互作用，表明观察到的偏侧化模式在采样年龄范围内相对稳定。讨论在本研究中，我们通过单眼观看条件下的层级Navon图形任务，考察了刺激类型、注意条件和半球激活如何影响视觉加工效率。在参与者中，焦点条件下的反应时间快于全局条件，字母刺激快于非字母刺激。虽然我们在单刺激呈现时未观察到左眼与右眼观看之间的显著差异，但双刺激呈现揭示了朝向加工优势。最快的反应时间出现在字母“A”焦点呈现且三角形全局呈现时，这种效应由右眼观看呈现驱动。综上所述，这些发现表明层级加工受刺激特征和注意需求的影响。当前发现显示了稳健的焦点优势，尤其针对基于字母的刺激。这与先前的研究一致，即熟悉的、具有语义意义的符号（如字母）可将注意偏向于焦点特征（Han和Humphreys, 2002; Ké?ta和Bedoin, 2011）。更广泛地说，刺激类别和语义熟悉性在半球参与中起关键作用，字母类刺激比非字母形状更强地激活左半球（Ké?ta和Bedoin, 2011）。然而，当前发现并不反映严格的半球优势，而更符合任务相关信息相对加工优势的观点。在这种条件下，刺激熟悉性和注意需求可削弱甚至逆转经典的全局优先效应。这与近期文献一致，表明层级加工中的半球不对称性是灵活且情境依赖的，而非固定的（Hausinger和Pletzer, 2021; Hausinger等, 2025; Zuanazzi和Noppeney, 2019）。与全局优先框架相反，我们在全局条件下未观察到对任一刺激更有效的加工。这一模式进一步支持了以下观点：层级加工受刺激特征与注意需求之间的交互作用塑造，而非严格的全局或局部加工偏差。尽管两个半球都能加工语言性和非语言性信息，但在专门处理特定刺激类型的神经系统中，加工效率往往更高。我们观察到的基于字母刺激的相对优势可能部分反映了语义熟悉性和任务相关性的影响，这与近期强调跨半球分布式交互加工的研究一致（Güntürkün和Ocklenburg, 2017; Hausinger等, 2025）。然而，在右眼观看双刺激条件下，当字母焦点呈现时观察到的更快反应表明，半球特化也发挥作用。关于空间注意，早期研究已表明偏向左侧空间，这被认为源于右半球对注意的优势（Jutai, 1984）以及阅读和书写等习得行为（Britt等, 2025; Chokron等, 2011; Geers等, 2024）。然而，近期证据表明这种偏差并非普遍存在，可能随观看距离而变化（Britt等, 2025）。值得注意的是，本研究中使用的观看距离超过了先前研究中提出的左向偏差临界值，这可能导致了强偏侧化效应的缺失。虽然在本研究中，年长总体上与更慢的反应时间相关，但年龄并未显著调节注视眼或注视眼与条件的交互效应。这些发现表明，我们观察到的加工模式在采样年龄范围内相对稳定。就此而言，当前结果可能更接近成年期偏侧化注意功能保持的证据，而非提出右半球注意系统随年龄显著衰退的理论（Britt等, 2025; Williamson等, 2019）。未来研究使用更大样本的年龄分层参与者群体，可能更好地检测半球组织中更细微的年龄相关变化。虽然半球特化提供了理解功能神经解剖学的有用且有趣的框架，但两个半球并非孤立运作。半球间连接允许快速的信息转移，这可能解释了单刺激条件下缺乏强注视眼效应的原因。尽管我们假设单眼输入会使激活偏向对侧半球，但单眼遮挡的唤起效应可能相对于速示呈现的偏侧化偏差较弱。先前研究表明，当刺激在空间上偏侧化到某个视觉场时，偏侧化效应最强，而本研究未满足这一条件（Britt, 2026; Britt等, 2025; Cohen, 1973; Heilman和Van Den Abell, 1979; Lavidor和Ellis, 2001）。然而有趣的是，我们的结果确实表明，当两种刺激同时呈现时，刺激-任务一致性可增强加工效率。当字母“A”焦点呈现且三角形全局呈现时，更快的反应时间可能反映了当任务需求分散到特化加工流时的高效并行加工，其中基于字母的焦点信息优先由左半球处理，而视觉空间全局信息由右半球处理。这些发现与以下观点一致：自上而下的注意可引导层级加工参与特化的半球通路，尤其是当任务需求与各半球的优势相匹配时（Han和Humphreys, 2002; Robertson, 1996）。值得注意的是，单眼观看的效应仅在双刺激呈现时显现，且右眼观看下出现更强的一致性优势。可能由于任务需求增加，双刺激条件同时招募基于焦点字母和全局非字母的加工流，使半球特化更加相关。相比之下，单刺激条件可能只涉及单一主导加工流，减少了半球间协调的需求，从而限制了可观察的偏侧化效应。如果情况如此，这些发现与以下可能性一致：单眼观看可能在任务需求增加的条件下偏向对侧加工。当前发现对注意控制和视觉加工的更广泛模型也具有重要意义。经典框架区分由知觉显著性驱动的自下而上影响和由任务目标与期望塑造的自上而下控制（Buschman和Miller, 2007; Corbetta和Shulman, 2002）。当前结果表明，层级加工反而反映了这些因素之间的动态相互作用。基于字母的刺激可能因其熟悉性和语义显著性而施加自下而上的影响，而将注意引导至焦点特征的任务指令则涉及自上而下的控制。在这些条件下，全局优先被削弱，突显了全局加工优势并非固定不变，而是取决于刺激属性与注意需求之间的交互作用。这些发现与以下新兴观点一致：层级视觉加工反映了半球网络间灵活、情境依赖的整合（Güntürkün等, 2020; Hausinger等, 2025）。局限与未来方向这些发现为偏侧化视觉知觉提供了新颖的见解。尽管如此，仍需注意几个局限。第一，反应时间是加工效率的间接测量，可能无法捕捉到半球参与背后神经动力学的更细微差异。结合神经影像方法（如EEG或fMRI）将允许更直接地检验所涉及的神经机制。第二，尽管三角形刺激旨在作为非字母对照，但它仍具有语言可识别性。“三角形”一词的音节数多于“A”，也可能导致加工更慢。未来研究可利用语言相关性较低的刺激，以更好地分离非语言加工。此外，关于语义显著性的解释仍是推测性的，因为我们的设计未直接评估这一问题。第三，虽然单眼遮挡提供了一种操纵半球激活的便捷方法，使其在潜在的康复应用中具有吸引力，但它在评估注意加工中的半球差异方面可能是一种相对较弱的方法。偏侧化视觉场呈现提供了一种更直接地分离半球参与的手段，而直接比较这些方法可能具有信息价值。最后，仅纳入右利手个体限制了可推广性，因为文献表明利手影响半球偏侧化（Willems等, 2014）。未来的偏侧化注意研究应纳入左利手个体，以更好地捕捉这一变异因素。结论当前发现为焦点、基于字母信息的加工提供了半球优势的证据，扩展了关于左半球语言和焦点加工特化的早期发现。我们的结果强调，刺激熟悉性和任务需求强烈影响注意优先化。虽然单眼观看在单刺激条件下未产生稳健的偏侧化效应，但在双刺激试验中观察到的一致性优势表明，半球偏差可能在任务需求增加时显现。综上所述，这些发现表明，半球对层级加工的影响是动态出现的，随刺激特征和任务需求而变化。特别是，偏侧化加工效应在认知负荷增加的条件下（如双刺激呈现）最为明显，并在任务需求与相对半球特化相匹配时得到优化。