社会性注意与非社会性注意的部分不同机制：来自线索效应变化以及随时间变化的额叶皮层处理功能的证据

《Psychophysiology》：Partially Different Mechanisms of Social and Nonsocial Attention: Evidence From Changes in Cueing Effects and Underlying Frontal Cortex Processing Over Time

　　**摘要**

注视传递了关于个人意图和可能参考对象的重要信息。由于注意力过程可能会随时间变化，原因包括疲劳或经验等因素，本研究旨在通过跨会话测量来比较注视和箭头提示效果的机制。在两个不同的时间点，39名年轻人参与了包含有效或无效注视或箭头提示以及中性提示的提示范式。使用功能性近红外光谱技术（fNIRS）检测了在执行任务时与背侧和腹侧注意力网络相关的额叶皮层区域的激活情况。行为结果显示，注视和箭头提示后的定向（有效 vs. 中性）和重新定向（无效 vs. 有效）反应具有可比性，并且这些反应在会话之间没有显著变化。然而，在第二会话中，注视提示引起的警觉效应（即提示存在对反应时间的积极影响）显著大于箭头提示。与这些行为发现一致，神经影像学结果表明，在定向和重新定向过程中存在强烈的（去）激活。与更大的警觉效应相符，在第二会话中，注视提示后左侧后部背内侧额叶皮层的激活显著增强。因此，就随时间的变化而言，我们的发现提供了证据，表明注视和箭头提示遵循部分不同的注意力和神经机制。

**1 引言**

注视传递了关于一个人可能的参考对象和意图的丰富信息；人类天生就有跟随他人注视的倾向，并根据其方向推断心理状态（Baron-Cohen等人，1995年；Frischen等人，2007年）。可以使用Posner提示范式的改编版本来探究与注视相关的注意力过程（Posner，1980年）。在传统的范式中，参与者会看到一个中央的方向性注视提示。短暂时间后（例如300毫秒），一个与注视方向相同或不同的对象会出现；受试者必须尽快识别该对象或其位置。一个常见的发现是，当对象出现在与注视提示相同的方向时（即有效方向），反应时间（RT）比出现在相反方向时（即无效方向）更快（Friesen和Kingstone，1998年；McKay等人，2021年）。即使使用不能预测对象位置的注视提示，或者使用简化的面部示意图（例如，白色巩膜上的黑色瞳孔；Friesen和Kingstone，1998年；McKay等人，2021年；Ristic等人，2002年），也能观察到这种效应。一些研究者将这种有效性效应视为定向过程的反映。然而，有时（Friesen和Kingstone，1998年）但并非总是（Greene等人，2011年），在有效方向提示后观察到的RT比非方向性提示更快，这表明在预期违反之前存在一个促进定向的反应。因此，有效性效应可能被解释为反映重新定向过程（Corbetta等人，2008年；Joseph等人，2015年）。已经有很多努力来确定注视处理的机制是否是独特的（Chacón-Candia等人，2023年；Tipples，2002年）。由于注视的进化意义（Emery，2000年），有人提出并发现它会自动吸引注意力（Friesen和Kingstone，1998年）。尽管如此，即使是空间上无法预测的符号性方向性提示（如箭头），也被发现能引发有效性效应（Frischen等人，2007年；Tipples，2002年）。最近对Posner提示范式的元分析发现，注视和箭头提示的有效性效应幅度相似（Chacón-Candia等人，2023年），这表明至少在定量上，注视和箭头处理的重新定向机制是相似的（但参见Marotta等人，2018年）。另一种理解注视和箭头提示效应的方法是研究其背后的神经处理过程。大脑中有两个主要的额顶注意力网络（Corbetta和Shulman，2002年；Vossel等人，2014年）。背侧注意力网络由顶内沟和额眼区组成，最初被认为是调节内源性注意力的——即自上而下的注意力分配（Corbetta和Shulman，2002年）。腹侧注意力网络是右偏的，由颞顶交界区和下额回组成，最初被认为是调节外源性注意力的——即由刺激驱动的注意力方向（Corbetta和Shulman，2002年）。尽管识别出两个不同的注意力系统，但新兴研究揭示了它们之间的密切互动，模糊了它们之间的严格分离（Suo等人，2021年；Vossel等人，2014年）。右前岛叶和右后下额回被认为是两个注意力系统交汇的关键枢纽（Cazzoli等人，2021年；Suo等人，2021年）。一些功能性磁共振成像（fMRI）研究比较了注视和箭头提示效应背后的神经机制。这些研究比较了方向性提示和非方向性提示，但没有区分有效和无效提示，报告了混合结果。具体来说，Greene等人（2011年）报告称，注视提示比箭头提示在下额回、前运动皮层、顶叶皮层和其他区域的激活更强。相比之下，Hietanen等人（2006年）发现箭头提示在额区和辅助眼区（BA 6）及其他皮层区域有激活，而注视提示则没有，两者之间存在显著差异。此外，最近的一项元分析报告称，注视和箭头提示都在上额回有激活，但两种提示的激活位置不同（Salera等人，2024年）。这项元分析还发现，箭头提示比注视提示在顶叶皮层的激活更强。此外，一项fMRI研究区分了中性、有效和无效试验（Joseph等人，2015年）。有效提示与中性提示的对比显示，只有箭头提示在枕叶皮层引发了显著的定向反应。相比之下，无效提示与有效提示的对比——涉及预期违反——揭示了注视提示涉及额眼区和其他皮层区域的重新定向反应，而箭头提示则没有。因此，注视和箭头提示是否涉及不同的神经处理过程仍然不确定。大多数研究仅使用单次机会来调查和比较注视和箭头提示效应。然而，使用提示范式的研究表明，由于疲劳或经验等原因，某些注意力过程会随时间变化（Bednarek等人，2021年；Ishigami和Klein，2010年；Yeung，2023a）。使用非方向性提示的注意力网络测试的研究表明，提示存在时的警觉功能（即RT的加速）和定向过程在会话之间相对稳定（Ishigami和Klein，2010年），尽管由于疲劳，警觉效率可能会在会话过程中下降（Yeung，2023a）。相比之下，根据有效提示与无效提示重新定向注意力的时间在会话之间显著缩短，表明可能会逐渐采用自愿控制来克服根据空间上无法预测的提示进行定向的倾向（Yeung，2023a）。目前，关于注视和箭头提示效应是否随时间表现出系统性变化知之甚少，如果确实存在变化，这两种提示类型的改变是否相似或不同也尚不清楚。将随时间的变化与潜在的神经处理进行比较可以产生新的视角，有助于理解社会和非社会注意力的共享和不同机制，这对理解具有改变的社会信息处理能力的人群（如自闭症个体）具有重要意义（Yi等人，2022年）。在本研究中，我们使用功能性近红外光谱（fNIRS）来检查和比较社会和非社会提示效应以及随时间变化的额叶皮层处理。由于fNIRS对参与者的要求较低，并且对眼睛和运动伪影具有很强的抵抗力（Ferrari和Quaresima，2012年），这种方法被认为适合用于研究通常涉及眼睛和头部运动的提示范式（Khan等人，2009年）。根据现有文献（例如，Friesen和Kingstone，1998年；Greene等人，2011年），预计参与者的RT会受到无效注视和箭头提示的阻碍，而有效提示可能会加速RT。由于注视的进化意义，它被认为会自动吸引注意力（Friesen和Kingstone，1998年）。尽管如此，即使箭头在空间上无法预测，也被发现能引发有效性效应（Frischen等人，2007年；Tipples，2002年）。最近对Posner提示范式的元分析发现，注视和箭头提示的有效性效应幅度相似（Chacón-Candia等人，2023年），这表明至少在定量上，注视和箭头处理的重新定向机制是相似的（但参见Marotta等人，2018年）。另一种理解注视和箭头提示效应的方法是研究其背后的神经处理。大脑中有两个主要的额顶注意力网络（Corbetta和Shulman，2002年；Vossel等人，2014年）。背侧注意力网络由顶内沟和额眼区组成，最初被认为是调节内源性注意力的——即自上而下的注意力分配（Corbetta和Shulman，2002年）。腹侧注意力网络是右偏的，由颞顶交界区和下额回组成，最初被认为是调节外源性注意力的——即由刺激驱动的注意力方向（Corbetta和Shulman，2002年）。尽管识别出两个不同的注意力系统，但新兴研究揭示了它们之间的密切互动，模糊了它们之间的严格分离（Suo等人，2021年；Vossel等人，2014年）。右前岛叶和右后下额回被认为是两个注意力系统交汇的关键枢纽（Cazzoli等人，2021年；Suo等人，2021年）。一些fMRI研究比较了注视和箭头提示效应背后的神经机制。这些研究比较了方向性提示和非方向性提示，但没有区分有效和无效提示，报告了混合结果。具体来说，Greene等人（2011年）报告称，注视提示在下额回、前运动皮层、顶叶皮层和其他区域的激活更强。相比之下，Hietanen等人（2006年）发现箭头提示在额区和辅助眼区（BA 6）及其他皮层区域有激活，而注视提示则没有，两者之间存在显著差异。此外，最近的一项元分析报告称，注视和箭头提示都在上额回有激活，但两种提示的激活位置不同（Salera等人，2024年）。这项元分析还发现，箭头提示比注视提示在顶叶皮层的激活更强。此外，一项fMRI研究区分了中性、有效和无效试验（Joseph等人，2015年）。有效提示与中性提示的对比显示，只有箭头提示在枕叶皮层引发了显著的定向反应。相比之下，无效提示与有效提示的对比——涉及预期违反——揭示了注视提示涉及额眼区和其他皮层区域的重新定向反应，而箭头提示则没有。因此，注视和箭头提示是否涉及不同的神经处理仍然不确定。大多数研究仅使用单次机会来调查和比较注视和箭头提示效应。然而，使用提示范式的研究表明，由于疲劳或经验等原因，某些注意力过程会随时间变化（Bednarek等人，2021年；Ishigami和Klein，2010年；Yeung，2023a）。使用非方向性提示的注意力网络测试的研究表明，提示存在时的警觉功能（即RT的加速）和定向过程在会话之间相对稳定（Ishigami和Klein，2010年），尽管由于疲劳，警觉效率可能会在会话过程中下降（Yeung，2023a）。相比之下，根据有效提示与无效提示重新定向注意力的时间在会话之间显著缩短，表明可能会逐渐采用自愿控制来克服根据空间上无法预测的提示进行定向的倾向（Yeung，2023a）。目前，关于注视和箭头提示效应是否随时间表现出系统性变化知之甚少，如果确实存在变化，这些变化对于两种提示类型是否相似或不同也尚不清楚。将随时间的变化与潜在的神经处理进行比较可以产生新的视角，有助于理解社会和非社会注意力的共享和不同机制，这对理解具有改变的社会信息处理能力的人群（如自闭症个体）具有重要意义（Yi等人，2022年）。在本研究中，我们使用功能性近红外光谱（fNIRS）来检查和比较社会和非社会提示效应以及随时间变化的额叶皮层处理。由于fNIRS对参与者的要求较低，并且对眼睛和运动伪影具有很强的抵抗力（Ferrari和Quaresima，2012年），这种方法被认为适合用于研究通常涉及眼睛和头部运动的提示范式（Khan等人，2009年）。根据现有文献（例如，Friesen和Kingstone，1998年；Greene等人，2011年），预计参与者的RT会受到无效注视和箭头提示的阻碍，而有效提示可能会加速RT。由于对提示的累积了解，我们预计注视和箭头提示效应会随时间变化。由于注视的进化意义，它会导致更多的注意力分配给相关提示，我们还假设这些变化对于注视提示来说会比箭头提示更大，这意味着不同的处理机制。

**2 方法**

**2.1 参与者**

通过香港理工大学的校园广告招募了40名年龄在18至25岁之间的年轻人。排除标准基于自我报告，包括：（1）有神经系统或精神疾病史；（2）需要住院治疗的脑损伤；（3）目前正在服用精神药物；（4）根据爱丁堡用手习惯量表（Veale，2014年）确定为左撇子。所有参与者都自我报告视力正常或矫正后正常。由于技术错误导致第一会话数据缺失，因此排除了一名参与者。因此，分析样本包括39名参与者（21名男性，18名女性），平均年龄为21.6岁（标准差=1.3岁）。尽管之前的fMRI研究没有完全报告效应大小，但假设n=39、功效为0.80和Bonferroni校正后的alpha值为0.0083的敏感性分析表明，本研究有足够的功效来检测中等效应大小（Cohen's f=0.295）。请注意，当前样本大小大约是之前报告显著效应的fMRI研究的两倍（Greene等人，2011年；Hietanen等人，2006年；Joseph等人，2015年）。在实验前从每位参与者那里获得了书面知情同意。本研究获得了香港理工大学人类受试者伦理小组的批准（HSEARS20210315010），并遵守了赫尔辛基宣言。

**2.2 程序**

在筛选出符合条件的参与者后，他们被邀请到香港理工大学的大学行为和系统神经科学研究设施参与这项研究，该研究是在跨会话的任务执行期间进行的（Yeung，2023b；Yeung和Han，2023）。每位参与者参加了两次会话，两次会话之间相隔大约3周（平均值=21.2天，标准差=0.9天）。他们被要求在研究当天避免摄入咖啡因和酒精。

**2.3 提示任务**

提示范式改编自fMRI研究（Hietanen等人，2006年；Joseph等人，2015年）。范式的流程如图1所示。任务采用了混合设计，包括三种块条件：（1）注视提示；（2）箭头提示；（3）中性提示。这三种块类型的顺序是随机的，并且在不同参与者和会话中有所不同。每种条件有四个块，每个块包含12次试验，总共12个块。没有任何一种条件连续出现超过两次。在两个块之间插入了12-18秒的休息时间以建立基线。对于注视和箭头条件，每个块中有六个有效和六个无效试验，顺序是随机的。每个试验平均持续2000毫秒，开始时有一个500毫秒的椭圆形固定注视。然后出现一个预测目标出现时间但不预测目标位置的中央提示，持续300毫秒。在注视条件下，显示了一对朝向左或右的示意性眼睛。在箭头条件下，出现一个指向左或右的箭头。在中性条件下，出现了一个模仿注视和箭头提示的非方向性提示。使用示意性眼睛来匹配箭头和中性提示的视觉复杂性。提示的角度为3.3°。提示呈现后，一个星形目标在屏幕的左侧或右侧出现200毫秒，距离中心8.2°。参与者被要求通过按下左侧或右侧按钮来识别目标位置。如果目标出现在与注视或箭头提示相同的方向，则试验有效；如果目标出现在与提示方向相反的方向，则试验无效。所有试验在中性条件下都有非方向性提示。试验以900-1100毫秒的变化刺激间隔结束（平均值=1000毫秒）。在实际任务开始之前，参与者坐在距离屏幕70厘米的地方，并被告知任务指令。他们被要求在整个任务过程中保持静止并尽量减少头部运动。参与者随后每种任务条件练习三次，或者直到达到80%的准确率，以先达到者为准。刺激通过一台17英寸的Dell显示器呈现，显示比例为5:4，使用的是E-Prime 3.0软件（Psychology Software Tools，美国宾夕法尼亚州匹兹堡）。由于我们最初计划同时研究持续性和短暂性提示效应，因此采用了混合设计。由于使用了在视觉复杂性上相匹配的示意性注视和箭头，因此只采用了一个中性条件，即无方向性的提示，以解释时间预测性提示所提供的警觉效应。由于统计分析显示三种块类型之间的持续激活水平没有显著差异，我们报告了与注视和箭头提示相关的短暂效应。

2.4 fNIRS测量

使用ETG-4000 fNIRS设备（日本东京日立医疗公司）来测量提示任务期间不同前额叶皮层区域的血流动力学变化。设置如图2所示。该设备使用695纳米和830纳米的光，并以10赫兹的频率采样数据。参与者佩戴了一个适合他们头型的EasyCap，帽子上装有16个发射器和16个探测器。发射器和探测器交替排列成两个4×4的阵列（相当于4×8的矩阵），整体中心位于Fz位置。根据头型的不同，光学电极之间的距离为29-31毫米，以确保相对于10-20系统的固定位置。基于光学电极在10-20系统中的坐标，使用NFRI工具箱（Singh等人，2005年）将fNIRS探针和通道位置映射到蒙特利尔神经学研究所的标准大脑模型上。

2.5 fNIRS数据预处理

使用HomER3软件包和自定义的MATLAB脚本（版本R2020a，美国马萨诸塞州纳蒂克MathWorks公司）来预处理fNIRS数据（Huppert等人，2009年）。首先，拒绝了平均原始强度大于4.9单位（最大值=5.0单位；饱和通道）和信噪比小于20分贝（噪声通道）的通道（Yücel等人，2021年）。平均而言，第一和第二会话分别有5.2个和5.0个通道被拒绝（标准差分别为5.3和5.8）。负强度值通过偏移进行校正。然后将原始强度信号转换为光密度变化。应用时间导数分布修复算法来消除基线偏移和尖峰伪影（Fishburn等人，2019年）。使用主成分分析去除系统混淆。对于所有参与者，移除了与全局平均信号相关性最大的第一个成分（Carbonell等人，2011年）。接下来，应用0.01-0.5赫兹的带通滤波器来去除心脏伪影、高频噪声和缓慢漂移。然后根据修正后的比尔-朗伯定律将过滤后的数据转换为HbO和HbR的变化。

2.6 数据分析

行为变量包括准确率和平均反应时间（RT）。在排除了错误试验和异常RT后计算平均RT，异常RT小于150毫秒或高于相应平均值的2.5个标准差（Yeung等人，2021年）。第一会话中排除的错误试验和异常RT的平均百分比分别为1.8%（标准差=7.3%）和3.3%，第二会话中分别为1.4%（标准差=3.3%）和3.4%（标准差=1.7%）。此外，fNIRS变量还包括代表六个前额叶皮层ROI中HbO变化的beta值。中性条件作为注视和箭头条件的共同对照。通过比较有效和中性试验来研究定向过程，通过比较无效和有效试验来研究重新定向过程。为了测试定向过程，对每个指标进行了一个线性混合模型分析，其中受试者作为随机因素，会话（第一、第二）、提示（注视、箭头）和试验类型（有效、中性）作为固定因素。为了测试重新定向过程，对每个指标进行了类似的线性混合模型分析，但试验类型被替换为有效和无效试验。使用Satterthwaite公式估计自由度，并使用受限最大似然方法求解模型。alpha水平设定为0.05。对于fNIRS数据，由于涉及六个前额叶皮层ROI，p值阈值经过Bonferroni校正为0.0083（0.05/6）。所有统计分析均使用IBM SPSS Statistics for Windows 26.0版本（美国纽约阿蒙克IBM公司）进行。

3 结果

3.1 行为结果

提示任务期间的准确率和平均RT显示在图3中。相应的定向和重新定向指标的描述性统计数据显示在表1中。

3.1.1 定向（有效提示>中性提示）

我们首先通过比较有效和中性试验来研究定向过程。首先对准确率进行了线性混合模型分析，其中受试者作为随机因素，会话（第一、第二）、提示（注视、箭头）和试验类型（有效、中性）作为固定因素。没有显著效应，F(1, 59–266) < 1.28，ps > 0.26，fs < 0.07，可能是由于天花板效应。然后对平均RT进行了类似的线性混合模型分析。会话的主效应显著，F(1, 72) = 37.61，p < 0.001，f = 0.70，因为第二会话的反应时间比第一会话快。试验类型的主效应也显著，F(1, 171) = 10.17，p = 0.002，f = 0.23，表明有效提示后的反应时间比中性提示快。其他效应均不显著，F(1, 153–253) < 2.69，ps > 0.10，fs < 0.08。

3.1.2 重新定向（无效提示>有效提示）

然后通过比较有效和无效试验来研究重新定向过程。首先对准确率进行了线性混合模型分析，其中受试者作为随机因素，会话（第一、第二）、提示（注视、箭头）和有效性（有效、无效）作为固定因素。试验类型的主效应显著，F(1, 154) = 10.35，p = 0.002，f = 0.24，因为无效试验的准确率低于有效试验。其他效应均不显著，F(1, 88–254) < 2.97，ps > 0.086，fs < 0.09。然后对平均RT进行了类似的线性混合模型分析。我们发现会话的主效应显著，F(1, 76) = 44.76，p < 0.001，f = 0.75，因为第二会话的反应时间比第一会话快。有效性的主效应也显著，F(1, 182) = 228.72，p < 0.001，f = 1.11，表明有效提示后的反应时间比无效提示快。此外，时间和提示之间的交互作用也显著，F(1, 161) = 6.11，p = 0.015，f = 0.18。为了理解时间和提示之间的交互作用，分别对两种提示进行了两个线性混合模型分析，其中受试者作为随机因素，时间以及有效性作为固定因素。p值阈值校正为0.025。与第二会话相比，第一会话中注视和箭头提示的反应时间显著更快，F(1, 53–114) > 11.41，ps < 0.001，fs > 0.44。另外，分别对两个会话进行了两个线性混合模型分析，其中受试者作为随机因素，提示以及有效性作为固定因素。p值阈值也校正为0.025。结果显示，第一会话中箭头试验的反应时间显著快于注视试验，F(1, 56) = 9.76，p = 0.003，f = 0.39。但在第二会话中，注视试验的反应时间快于箭头试验，F(1, 61) = 12.57，p < 0.001，f = 0.43。

3.2 fNIRS结果

然后我们研究了定向和重新定向过程背后的前额叶皮层处理。图4和图5分别显示了定向和重新定向过程中六个前额叶皮层ROI中HbO变化的beta值。这些指标的描述性统计数据显示在表2中。

3.2.1 定向（有效提示>中性提示）

我们首先通过比较有效和中性试验来研究定向过程。首先对准确率进行了线性混合模型分析，其中受试者作为随机因素，会话（第一、第二）、提示（注视、箭头）和试验类型（有效、中性）作为固定因素。没有显著效应，F(1, 59–266) < 1.28，ps > 0.26，fs < 0.07，可能是由于天花板效应。然后对平均RT进行了类似的线性混合模型分析。会话的主效应显著，F(1, 72) = 37.61，p < 0.001，f = 0.70，因为第二会话的反应时间比第一会话快。试验类型的主效应也显著，F(1, 171) = 10.17，p = 0.002，f = 0.23，表明有效提示后的反应时间比中性提示快。其他效应均不显著，F(1, 153–253) < 2.69，ps > 0.10，fs < 0.08。

3.2.2 重新定向（无效提示>有效提示）

然后通过比较有效和无效试验来研究重新定向过程。首先对准确率进行了线性混合模型分析，其中受试者作为随机因素，会话（第一、第二）、提示（注视、箭头）和有效性（有效、无效）作为固定因素。试验类型的主效应显著，F(1, 154) = 10.35，p = 0.002，f = 0.24，因为无效试验的准确率低于有效试验。其他效应均不显著，F(1, 88–254) < 2.97，ps > 0.086，fs < 0.09。然后对平均RT进行了类似的线性混合模型分析。我们发现会话的主效应显著，F(1, 76) = 44.76，p < 0.001，f = 0.75，因为第二会话的反应时间比第一会话快。有效性的主效应也显著，F(1, 182) = 228.72，p < 0.001，f = 1.11，表明有效提示后的反应时间比无效提示快。此外，时间和提示之间的交互作用也显著，F(1, 161) = 6.11，p = 0.015，f = 0.18。为了理解时间和提示之间的交互作用，分别对两种提示进行了两个线性混合模型分析，其中受试者作为随机因素，时间以及有效性作为固定因素。p值阈值校正为0.025。结果显示，与第二会话相比，第一会话中注视和箭头提示的反应时间显著更快，F(1, 53–114) > 11.41，ps < 0.001，fs > 0.44。另外，分别对两个会话进行了两个线性混合模型分析，其中受试者作为随机因素，提示以及有效性作为固定因素。p值阈值也校正为0.025。结果显示，第一会话中箭头试验的反应时间显著快于注视试验，F(1, 56) = 9.76，p = 0.003，f = 0.39。但在第二会话中，注视试验的反应时间快于箭头试验，F(1, 61) = 12.57，p < 0.001，f = 0.43。

3.2 fNIRS结果

然后我们研究了定向和重新定向过程背后的前额叶皮层处理。图4和图5分别显示了定向和重新定向过程中六个前额叶皮层ROI中HbO变化的beta值。这些指标的描述性统计数据显示在表2中。没有其他效应具有显著性，F(1, 104–220)s < 0.96，ps > 0.33，fs = 0.00。

3.2.2 重新定向（无效提示 > 有效提示）
接下来，我们通过比较在无效提示和有效提示下目标引起的神经激活来研究重新定向过程。同样，我们对HbO beta值进行了线性混合模型分析，将有效和无效试验作为两种试验类型。在校正后的p值阈值0.0083下，六个ROI中有三个显示出显著结果。对于左侧后部背内侧前额叶皮层（BA 6），时间和提示之间的交互作用显著，F(1, 205) = 9.79，p = 0.002，f = 0.21，而其他效应均不显著，F(1, 85–262)s < 3.60，ps > 0.061，fs < 0.17。随后分别对两种提示类型进行了线性混合模型分析，以受试者作为随机因素，时间以及有效性（加入以控制其影响）作为固定因素。p值阈值校正为0.0042（0.0083/2）。时间效应均不显著，F(1, 48–100)s < 7.80，ps > 0.006，fs < 0.26。此外，还分别对两个会话进行了线性混合模型分析，以受试者作为随机因素，提示以及有效性（加入以控制其影响）作为固定因素。在校正后的p值阈值0.0042下，发现第二会话的提示效应显著，F(1, 102) = 9.07，p = 0.003，f = 0.28，而第一会话则不显著，F(1, 109) = 2.41，p = 0.12，f = 0.11。在第二会话中，注视试验的HbO变化大于箭头试验。为了更好地理解第二会话中注视和箭头提示后左侧后部背内侧前额叶活动的差异，我们检查了有效和无效试验的平均活动是否高于基线（零）或高于中性提示后的活动。这是通过单样本t检验（单尾）完成的。结果表明，只有社会提示在该区域引发了显著激活，与基线相比t(32) = 2.20，p = 0.018，d = 0.38，与中性提示相比t(32) = 1.97，p = 0.029，d = 0.34。相比之下，非社会提示没有引发相对于基线或中性提示的显著激活，t(32) = 0.00，p = 1.00，d = 0.00。对于右侧后部背内侧前额叶皮层（BA 6），试验类型的主效应显著，F(1, 86) = 10.04，p = 0.002，f = 0.32，因为无效试验的HbO增加幅度大于有效试验。

4 讨论
本研究的目的是通过观察随时间的变化来比较社会和非社会注意力的机制。使用了一种包含空间不可预测的中心注视、箭头和中性提示的提示范式，并结合fNIRS来比较注视和箭头提示效应以及前额叶皮层处理的变化。行为结果显示，第二会话的反应时间（RT）比第一会话有所改善。结果还显示，从第一会话到第二会话，RT促进的优势从注视提示转移到了箭头提示。在不同类型的提示中，无论是定向（有效提示 vs 中性提示）还是重新定向（无效提示 vs 有效提示），都没有随时间显著变化。此外，fNIRS显示在定向过程中右侧下额叶皮层的激活减少，在重新定向过程中右侧后部背内侧和右侧下额叶皮层的激活增加。与行为发现一致，第二会话中注视提示在左侧后部背内侧前额叶皮层引发的激活大于箭头提示。

4.1 定向反应（有效提示 vs 中性提示）
我们发现注视提示和箭头提示之间的定向反应具有显著性。尽管这两种提示都不能可靠地预测目标位置，参与者仍然表现出RT促进效应。这一发现与注视和箭头的自动处理一致（Friesen和Kingstone 1998；Tipples 2002），尽管可能同时发生了自动处理和努力处理（Dalmaso等人2020）。由于提示类型之间没有显著差异，社会提示和非社会提示似乎引发了类似的定向反应。当前结果与Joseph等人（2015）的研究结果不符，他们未能检测到注视或箭头提示后的显著定向反应。本研究的样本量为39人，采用了混合设计，并使用了示意性注视刺激，而Joseph等人（2015）的样本量为20人，采用了事件相关设计，并使用了真实的注视刺激。虽然真实和示意性面孔可以产生类似的注视提示效应（Dalmaso等人2025），但需要进一步的研究来确定这些样本量、任务设计和刺激差异是否导致了不同的结果。我们的fNIRS结果显示，在定向目标位置时，右侧下额叶皮层的激活显著减少。这一结果与先前的fMRI研究结果不同，后者表明在注视或箭头提示触发的定向过程中前额叶皮层没有显著参与（Joseph等人2015）。如上所述，样本量、任务和刺激特征的差异可能导致这种差异。右侧下额叶皮层是腹侧注意力网络的关键枢纽（Corbetta和Shulman 2002；Vossel等人2014）。由于我们的行为结果表明存在外源性定向，因此激活减少不能归因于有效提示后的外源性注意力降低。有大量证据表明右侧下额叶皮层在注意力切换中起作用，即注意力从一个位置转移到另一个位置的过程（Dove等人2000；Hampshire和Owen 2006；Hampshire等人2010）。因为有效提示指定了一个特定方向，而中性提示没有，所以降低了注意力切换的需求，因此右侧下额叶皮层的激活减少可能反映了有效提示试验的控制需求降低。

4.2 重新定向反应（无效提示 vs 有效提示）
当目标出现在未被注意的位置时，参与者的RT显著变慢，这表明他们表现出重新定向反应。这一观察结果与先前的研究结果一致（Greene等人2011；Hietanen等人2006；Joseph等人2015）。我们未能检测到提示类型和有效性之间的显著交互作用，这与Joseph等人（2015）的结果一致，但与其他两项研究（Greene等人2011；Hietanen等人2006）的结果不一致。Greene等人（2011）报告称箭头提示后的重新定向反应大于注视提示，而Hietanen等人（2006）则发现注视提示后的重新定向反应大于箭头提示。在本研究中，提示类型和有效性之间的交互作用在不同会话中没有显著变化。因此，时间似乎在注视和箭头提示后的重新定向反应中不起调节作用。在不同类型的提示中，从被注意的位置重新定向到未被注意的位置时，右侧后部背内侧前额叶皮层和右侧下额叶皮层都有激活。这一观察结果与Joseph等人（2015）的部分发现一致，他们仅在注视提示时发现了背内侧前额叶皮层的激活。为了估计血流动力学反应，我们将典型的HRF与目标出现的时间进行了卷积，即有效和无效试验开始区分的时间。目前尚不清楚Joseph等人（2015）是否将典型的HRF与提示出现的时间进行了卷积，这是其他比较方向性和非方向性注视和箭头提示的fMRI研究采用的方法（Greene等人2011；Hietanen等人2006）。因此，这种方法学差异可能导致不同的结果。重新定向效应主要反映了外源性注意力，因为注意力被吸引到了空间中出现的意外位置。越来越多的证据表明，重新定向是由腹侧注意力网络（主要包括右侧半球的下额叶皮层）和背侧注意力网络（涉及背内侧前额叶皮层）共同介导的（Corbetta等人2008；Vossel等人2014）。我们的行为结果表明存在外源性定向，因此激活减少不能归因于有效提示后的外源性注意力降低。有大量证据表明右侧下额叶皮层在注意力切换中起作用，即注意力从一个位置转移到另一个位置的过程（Dove等人2000；Hampshire和Owen 2006；Hampshire等人2010）。因为有效提示指定了一个特定方向，而中性提示没有，所以降低了注意力切换的需求，因此右侧下额叶皮层的激活减少可能反映了有效提示试验的控制需求降低。

4.3 差异性警觉效应（注视提示 vs 箭头提示）
虽然时间没有显著调节提示后的定向和重新定向反应，但在第一会话中，箭头提示后的RT显著快于注视提示，而在第二会话中，注视提示后的RT显著快于箭头提示。这一结果表明，参与者逐渐更有效地利用注视提示来预测目标的出现。我们使用了视觉复杂度匹配的注视和箭头提示，并观察到了双重分离现象。因此，当前发现仅仅反映了对两种提示刺激中的一种分配了更多注意力是不合理的。尽管示意性注视提示（即白色巩膜上的黑色瞳孔）即使在非常年幼的婴儿中也会引起类似的行为（Michel等人2017），但在空间任务的背景下，这种效应可能不会立即显现。箭头提示的初始优势可能源于箭头与方向之间的直接、习得的关联（参见箭头侧翼效应）。然而，由于注视的进化或社会意义，这些提示可能会逐渐获得显著性（Emery 2000；Stephenson等人2021）。我们的结果揭示了Hietanen等人（2006）的发现，他们报告箭头提示后的整体RT显著快于注视提示。与本研究类似，我们使用了示意性线条绘制的人脸和混合设计，分别实施方向性或非方向性注视或箭头提示的块。我们同样发现第一会话中箭头试验的RT显著快于注视试验。因此，时间在解释注视和箭头提示后的警觉反应差异中起作用。各种机制，如注视提示更有利于偶然学习（例如，关于提示-目标间隔；Ishikawa和Yoshioka 2025）和更抵抗习惯化（Liu等人2021），可能有助于解释这种时间效应。尽管如此，还需要进一步的研究来探索这些潜在的机制。在第二会话中，注视提示后左侧后部背内侧前额叶皮层的激活增加，而箭头提示后则没有。这个脑区包括补充眼区，已知与注视感知（Wicker等人1998）、眼动运动的监督控制（Stuphorn和Schall 2002）以及视觉引导的目标导向运动行为（Nakayama等人2022）有关。此外，背内侧前额叶皮层是选择刺激和启动及维持运动反应的执行中枢（Asanowicz等人2021）。因此，我们的发现与这一新兴的理解一致，同时为文献提供了证据，表明与重新定向过程相关的激活在不同会话中是稳健的。

4.4 各种提示的警觉效应差异
虽然时间没有显著调节提示后的定向和重新定向反应，但在第一会话中，箭头提示后的RT显著快于注视提示，而在第二会话中，注视提示后的RT显著快于箭头提示。这一结果表明，参与者逐渐更有效地利用注视提示来预测目标的出现。我们使用了视觉复杂度匹配的注视和箭头提示，并观察到了双重分离现象。因此，当前发现仅仅反映了对两种提示刺激中的一种分配了更多注意力是不合理的。虽然示意性注视提示（即白色巩膜上的黑色瞳孔）即使在非常年幼的婴儿中也会引起类似的行为（Michel等人2017），但在空间任务的背景下，这种效应可能不会立即显现。箭头提示的初始优势可能源于箭头与方向之间的直接、习得的关联（参见箭头侧翼效应）。然而，由于注视的进化或社会意义，这些提示可能会逐渐获得显著性（Emery 2000；Stephenson等人2021）。我们的结果为Hietanen等人（2006）的发现提供了线索，他们报告箭头提示后的整体RT显著快于注视提示。与本研究类似，我们使用了示意性线条绘制的人脸和混合设计，分别实施方向性或非方向性注视或箭头提示的块。我们同样发现第一会话中箭头试验的RT显著快于注视试验。因此，时间在解释注视和箭头提示后的警觉反应差异中起作用。各种机制，如注视提示更有利于偶然学习（例如，关于提示-目标间隔；Ishikawa和Yoshioka 2025）和更抵抗习惯化（Liu等人2021），可能有助于解释这种时间效应。此外，第二会话中注视提示后左侧后部背内侧前额叶皮层的激活增加。这个脑区包括补充眼区，已知与注视感知（Wicker等人1998）、眼动运动的监督控制（Stuphorn和Schall 2002）以及视觉引导的目标导向运动行为（Nakayama等人2022）有关。因此，成像结果可能表明，个体随着时间的推移逐渐发展出对注视提示的更好启动、选择、监控和控制眼动行为的能力。

4.4 各种提示的警觉效应差异的含义和局限性
我们关于注视和箭头提示的警觉效应随时间变化的发现对于更细致地理解不同人群的社会注意力具有重要意义，特别是在自闭症患者中（Yeung 2022），自闭症的特点是社交沟通缺陷。一些研究观察到注视提示的处理发生了改变，但在自闭症患者中并不一致（Kuhn等人2010；Zhao等人2017）。研究是否如我们发现的那样，随着时间的推移，注视提示的警觉效应增加以及左侧后部背内侧前额叶皮层的参与增加，将为了解自闭症患者社交注意力的动态方面提供见解。此外，本研究提供了初步的fNIRS数据，有助于后续应用fNIRS，这是一种越来越流行的方法，用于探索自闭症中的大脑功能（Zhang和Roeyers 2019），以更好地理解这些人群中社交注意力随时间变化的神经机制。尽管有这些贡献，本研究仍有一些局限性。首先，我们的fNIRS测量仅限于前额叶皮层；没有评估涉及背侧和腹侧注意力网络的其他区域，如顶内沟和颞顶交界处（Corbetta等人2008；Vossel等人2014）。因此，需要fMRI研究来提供这些注意力网络中功能变化的更全面图景，以了解注视和箭头提示的警觉效应随时间变化的差异。其次，我们仅使用了一种提示范式，且样本仅由年轻健康成年人组成。因此，需要进一步的研究来确定这些发现是否适用于其他实验范式和人群。

4.5 结论

总之，目前的发现表明，由空间不可预测的中心注视和箭头线索引发的定向和重新定向过程是相似的，并且不会随时间系统性地发生变化。然而，注视线索逐渐引发了一种更有效的警觉过程，这一过程伴随着左侧后部背内侧前额叶皮层的更多参与，该区域与眼动运动的启动和高级控制有关。总体而言，就随时间的变化而言，注视和箭头遵循部分不同的注意力和神经机制。多年来，已经确定了各种个体和社会因素（Dalmaso等人，2020年；McKay等人，2022年），以及任务特征（McKay等人，2021年），这些因素会调节注视线索的效果。因此，未来比较刺激和任务特征并识别影响社会线索效应的因素的神经影像学研究将有助于更全面地理解社会注意力的神经机制。

作者贡献

M.K.Y.参与了概念化、方法论、数据整理、调查、正式分析以及原始草稿的撰写。Y.M.Y.H.参与了概念化、方法论、资源收集以及手稿的审阅和编辑。

致谢

作者感谢Vivian Chu、Ying-ying Lam、Cheuk-hei Lee、Choi-lan Pun、Pui-shan Tse和Ka-yu Wong在受试者招募和数据收集方面提供的帮助。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

注释

共有三种类型的块：注视块、箭头块和中性线索块。为了比较不同类型块之间的持续注意力水平，将典型的血流动力学响应函数与块持续时间使用箱车函数进行卷积，并进行了通用线性模型分析。以受试者为随机因素、块类型（注视、箭头、中性线索）为固定因素的线性混合模型分析显示，块类型对不同ROI的激活没有显著影响，ps > 0.05。

数据可用性声明

构成结果基础的数据集和数据处理脚本可在OSF上获取（https://osf.io/p7cx4）。