危险干扰物何时会干扰任务表现？注意范围与主要任务加工需求的作用

《Consciousness and Cognition》：When do dangerous distractors interfere with task performance? The roles of attentional scope and primary-task processing demands

　　

•危险干扰物干扰效应随注意范围扩大和任务需求增加而增强。•高目标-非目标相似性条件下出现了干扰效应，但低相似性条件下未出现。•当目标检测高效时，集合大小不会增加干扰。•当需要逐个加工时，集合大小会增加干扰。引言危险刺激物信号潜在威胁，触发高度警觉，并可能具有生存相关性。在日常生活中，此类刺激物往往出现在注意焦点之外，但仍能影响行为和认知。这使得危险刺激物成为检验任务无关信息如何影响主要任务表现的有用干扰物类别。先前的研究表明，即使危险刺激物与任务无关，它们也能获得优先加工，这可能会损害当前任务表现（Cao & Liu, 2021; Li et al., 2024; Liu, Cao, Chen, & Wang, 2017; Pakai-Stecina, Kiss, Basler, & Zsido, 2023; Zsido, Bernath, Labadi, & Deak, 2020）。然而，先前研究报告的危险干扰物对主要任务表现的影响存在不一致。例如，Liu及其同事使用Go/NoGo任务，操纵了干扰刺激物的威胁价值和唤醒水平。与中性干扰物相比，在危险干扰物存在的情况下，参与者反应更慢、错误更多，这种模式被称为运动干扰效应（Anelli, Borghi, & Nicoletti, 2012; Liu et al., 2017）。该效应的幅度还取决于干扰物的唤醒水平：高唤醒危险干扰物产生的干扰强于中等唤醒危险干扰物（Cao & Liu, 2021）。Cao和Liu（2021）的发现与负载理论的知觉负载解释（Lavie, 1995; Lavie & Tsal, 1994）基本一致。根据该理论，当主要任务施加高知觉负载时，任务相关加工会占用更大份额的有限知觉资源。这促进了早期注意选择，减少了可用于加工任务无关干扰物的剩余容量。在Liu及其同事的研究中，主要任务涉及相对简单的知觉辨别，如基于目标颜色或字母身份的反应。因此，这些任务的知觉负载可能较低，使得无关的危险干扰物获得充分加工并干扰任务表现。鉴于人类对威胁相关刺激物的警觉性（?hman & Mineka, 2001; Van Strien, Eijlers, Franken, & Huijding, 2014），高唤醒危险干扰物可能尤其容易捕获注意。因此，高唤醒危险干扰物可能产生比中等唤醒危险干扰物更强的干扰。然而，Zsido等人（2020）报告了不同的模式。他们使用了一项视觉搜索任务，将数字矩阵叠加在高或中等唤醒的危险图像上。参与者被要求按升序依次定位数字1到35。与Cao和Liu（2021）报告的模式相反，高唤醒危险干扰物对主要任务表现的干扰小于中等唤醒危险干扰物（Zsido et al., 2020）。由于这种序列视觉搜索要求参与者保持并持续更新其在有序系列中的进展，因此可以合理推断，与Liu及其同事使用的相对简单的辨别任务相比，它对工作记忆和认知控制提出了更大的需求。因此，其发现可以结合负载理论的认知控制解释来理解（Lavie, Hirst, De Fockert, & Viding, 2004）。根据该解释，高工作记忆或认知控制负载会损害任务优先性的维持，从而减少干扰物过滤并增加干扰（de Fockert, Rees, Frith, & Lavie, 2001; Lavie et al., 2004; Yi, Woodman, Widders, Marois, & Chun, 2004）。在这一解释下，序列搜索任务施加的认知需求可能降低了参与者抑制中等唤醒危险干扰物的能力。然而，高唤醒危险干扰物可能增加了任务表现可用的认知资源，从而补偿了其破坏性影响，产生了比中等唤醒干扰物更少的干扰。尽管负载理论可以解释先前发现的部分不一致，但其他结果仍难以兼容。例如，Zhang和Luck（2015）使用了一项工作记忆任务，同时操纵了目标-非目标相似性（以下简称相似性负载）和干扰刺激物数量（以下简称容量负载）。干扰效应仅在容量负载被操纵时出现。这一发现难以与简单的工作记忆负载解释相协调。相反，它表明干扰效应的幅度可能取决于任务负载的操纵方式。Zhang和Luck（2015）在注意范围方面解释了这种模式。当干扰物数量较大时，参与者必须在更广阔的空间范围内搜索以定位目标。这种更广阔的注意范围增加了干扰刺激物被加工并干扰任务表现的可能性。相反，当相似性负载被操纵时，由于参与者主要集中于辨别目标颜色并将干扰物排除在注意加工之外，干扰效应并未出现。在这些条件下，未观察到可靠的干扰效应（Zhang & Luck, 2015）。综合这些发现，干扰效应的出现不能仅由负载发挥作用的处理阶段来解释。相反，Zhang和Luck（2015）的解释指出了任务负载实现方式的重要性：当负载操纵扩大注意范围并使干扰刺激物进入加工时，干扰更可能出现。基于这一解释，本研究进一步询问注意扩大是否足够，或者干扰是否还需要主要任务施加足够的认知需求以减少抑制干扰物可用的资源。该解释在现有文献中留下了两个未解决的问题。第一个问题涉及相似性负载。在先前操纵目标-非目标相似性的研究中，注意的空间范围未必扩大。因此，干扰效应的缺失可能并不表明相似性负载本身阻止了干扰物加工。相反，它可能反映了操纵并未同时增加显示项目数量（否则这将扩大注意范围）的事实。因此，狭窄的注意焦点而非相似性负载本身，可能解释了操纵目标-非目标相似性的任务中观察到的干扰效应为零的现象。第二个问题涉及有效认知负载。目前尚不清楚干扰效应是否需要主要任务消耗足够的认知资源以削弱干扰物抑制。在Zhang和Luck（2015）中，高容量负载条件通常包含更多彩色项目，目标和干扰物以相似颜色呈现。因此，参与者必须采用序列加工策略来识别每个项目的颜色。这种认知需求的增加可能导致用于抑制干扰物加工的资源不足，从而产生干扰效应。然而，当目标和干扰物在颜色上明显不同时，参与者可能高效地检测并反应目标。在这些条件下，即使集合大小增加也可能对有效认知负载产生很小的增加，留下足够的资源抑制干扰物加工，从而减少或消除干扰。本研究通过三个实验检验了这两个假设。实验1考察相似性负载是否调节不同类型干扰物对任务表现的干扰程度。我们使用了3（干扰物类型：高唤醒危险、中等唤醒危险、低唤醒中性）× 2（相似性负载：高 vs. 低）被试内设计。相似性负载通过目标-非目标颜色相似性操纵，国际情感图片系统（IAPS）（Lang, Bradley, & Cuthbert, 2005）中的情感图像作为边缘干扰物呈现。我们假设当非目标圆圈扩大注意范围时，在高相似性负载条件下相对于低相似性负载条件下，危险干扰物比中性干扰物产生更大的干扰。由于高唤醒和中等唤醒危险图像在危险评分上匹配，实验1还允许我们考察危险干扰物的干扰是否随唤醒水平变化。实验2考察当目标-非目标颜色可辨别性允许高效目标检测时，增加集合大小是否会产生干扰。使用与实验1相同的干扰图像，我们采用了3（干扰物类型：高唤醒危险、中等唤醒危险、低唤醒中性）× 2（集合大小：6 vs. 10个项目）被试内设计。项目数量从6增加到10，同时保持目标和非目标项目之间较大的颜色差异。我们预测，如果较大的集合大小增加了主要任务所需的认知资源，则在10个项目条件下危险干扰物的干扰将大于6个项目条件。或者，如果尽管集合较大但目标仍能高效检测，该操纵可能对有效认知负载产生很小的增加，留下足够的资源抑制干扰物。实验3考察当主要任务要求序列加工且操纵集合大小时，干扰效应是否会出现。与实验2一样，我们使用了3（干扰物类型：高唤醒危险、中等唤醒危险、低唤醒中性）× 2（集合大小：6 vs. 10个项目）被试内设计。集合大小通过改变Landolt-C环的数量（10 vs. 6）操纵。参与者记忆目标间隙方向并逐项搜索显示中以寻找匹配的环，从而强制采用序列加工策略。IAPS中的情感干扰图像再次作为边缘呈现。与实验1一致，我们预测在10个项目条件下危险干扰物比6个项目条件产生更大的干扰。实验3还考察了高唤醒危险条件下的干扰是否因补偿性资源募集而相对于中等唤醒条件减弱，或因高唤醒刺激物更强烈捕获注意而增强。实验概述实验1实验1考察操纵目标-非目标相似性是否通过扩大注意范围引发干扰效应。它还探讨了两种危险干扰物条件之间干扰是否不同，这两种条件在危险评分上匹配但在唤醒上有所不同。实验2实验2考察当高目标-非目标颜色可辨别性允许高效目标检测时，增加集合大小是否调节干扰。预期的高效加工会留下足够的认知资源抑制干扰物，从而尽管项目数量增加但仍减弱或消除干扰。实验3实验3考察当主要任务要求序列加工且处于10个项目条件时，干扰效应是否出现。集合大小操纵与实验2相同，10个项目条件有10个Landolt-C环，6个项目条件有6个Landolt-C环。关键的是，实验3要求参与者搜索由间隙方向定义的预定义目标。该设计旨在促进序列加工策略，其中研究结果总结先前研究表明，即使危险刺激物与任务无关，它们也能获得优先加工，从而干扰当前任务表现。然而，关于此类干扰的发现并不一致（Cao & Liu, 2021; Li et al., 2024; Liu et al., 2017; Pakai-Stecina et al., 2023; Zsido et al., 2020）。Zhang和Luck（2015）提出，任务负载对干扰物加工的影响取决于负载如何被操纵，特别是是否CRediT作者贡献声明Peng Liu: 写作 - 审阅与编辑，写作 - 初稿，可视化，验证，监督，软件，资源，项目管理，方法论，调查，资金获取，形式分析，概念化。Hongjieyu Ma: 软件，方法论，形式分析，数据管理。Congqian Xue: 数据管理。Shuyan Fan: 数据管理。Kuiyuan Qin: 调查。伦理批准与参与同意受试者提供了书面知情同意。实验经西北大学医学伦理委员会批准。本研究在相关方面遵循了《赫尔辛基宣言》。资金支持本工作得到国家自然科学基金资助（项目编号72271197）。利益冲突声明作者声明没有已知的可能影响本文工作的竞争性经济利益或个人关系。Peng Liu|Hongjieyu Ma|Congqian Xue|Shuyan Fan|Kuiyuan Qin