（基础心理学专业论文）青少年stroop效应和反转stroop效应的年龄差异：脑事件相关电位研究.pdf

果。 学位论文独创性声明 本人郑重声明： l 、坚持以“求实、创新”的科学精神从事研究工作。 2 、本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成 3 、本论文中除引文外，所有实验、数据和有关材料均是真实的。 4 、本论文中除引文和致谢的内容外，不包含其他人或其它机构已 经发表或撰写过的研究成果。 5 、其他同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了声明并表示了 谢意。 作者签名：煎型兰熟 日 期：赵然，互，f 墨 学位论文使用授权声明 本人完全了解南京师范大学有关保留、使用学位论文的规定，学 校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子 版和纸质版：有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文 进入学校图书馆被查阅；有权将学位论文的内容编入有关数据库进行 检索；有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在解 密后适用本规定。 作者签名：型量挺 同 期：翟丛：五! 墨 青少年s t r o o p 效应和反转s t r o o p 效应的年龄差异： 脑事件相关电位研究 摘要：本论文以中文s t r o o p 色字为材料，以初中生、高中生和大学生为被试，通过使用脑 事件相关电位技术( e r p ) ，探讨与s t r o o p 任务、年龄相关的e r p 成分和脑激活情况，寻找 可能存在的s t r o o p 效应及反转的s t r o o p 效应。根据得到的e r p 波形和脑地形图分布，选取 枕区p 1 0 0 、n 1 5 0 ，头皮前部的n 2 4 0 和整个头皮分布的p 3 3 0 3 9 0 及l p c 作为代表，以峰值、 平均幅值和潜伏期为指标，从多个层面进行重复测量的方差分析，结果发现：行为数据得到 了明显的s t r o o p 效应及反转的s t r o o p 效应 p 1 0 0 和n 1 5 0 的峰值存在年龄的主效应。初中 生的p 1 0 0 峰值最大，犬学生次之，高中生的最小；大学生比初中生和高中生的n 15 0 幅值 都大：c z 点初中生和高中生的n 2 4 0 峰值显著小t - 人学生的，n 2 4 0 的潜伏期随着年龄的增 长逐渐缩短，n 2 4 0 幅值在单字任务中表现出反转的s t r o o p 效应；顶区p 3 3 0 3 9 0 的幅值存在 年龄的主效戍，初中生最人，高中生次之，大学生的最小。单字判断任务不一致条什的幅值 也显著小于一致条仲的。在中央区单字判断任务不一致条件卜p 3 3 0 3 9 0 的潜伏期显著长r 致条件下的，即表现出反转的s t r o o p 效应。总之，各e r p 成分的幅值和潜伏期均存在着 或年龄、或任务、或实验条什的主效应及其交互作用。 关键词：s t r o o p 效应反转s t r o o p 效应 脑事件相关电位年龄 t h ed i f f e r e n c e so fs t r o o pe f f e c ta n dr e v e r s es t r o o pe f f e c ti ny o u t h ： a s t u d yo fb r a i ne v e n t - r e l a t e dp o t e n t i a l s a b s t r a c t ：w eu s e de r pt oi n v e s t i g a t et h eb r a i nw a v e sa n da c t i v a t i o no fs u b j e c t s f r o mj u n i o rh i 曲s c h o o l ，s e n i o rh i g hs c h o o la n du n i v e r s i t yb yu s i n gc h i n e s es t r o o p c o l o r - w o r dt e s t ，s oa st of i n dt h e r e l a t i o n s h i po fs t r o o pt a s k ，a g ea n de r pa n dt o a c h i e v et h es t r o o pe f f e c ta n dr e v e r s es t r o o pe f f e c t a c c o r d i n gt ot h ee r pw a v e sa n d t h eb r a i na c t i v a t i o n ，w ea n a l y z e dt h ea m p l i t u d e ，m e a na m p l i t u d ea n dl a t e n c yo fp 1 0 0 a n dn 15 0f r o mo c c i p i t a l ，f r o n t a ln 2 4 0 ，t h eo v e r a l lp 3 3 0 3 9 0a n dl p ci nd i f f e r e n t a s p e c t sb yu s i n gt h er e p e a t e da n o v a w ea c h i e v e do b v i o u ss t r o o pe f f e c ta n dr e v e r s e s t r o o pe f f e c ti nb e h a v i o rd a t a t h ej u n i o r ss h o w e dt h eb i g g e s ta m p l i t u d eo fp 1 0 0 ， t h e nt h eu n d e r g r a d u a t e s w h i l ei nn15 0 ，t h ea m p l i t u d e so ft h eu n d e r g r a d u a t e sw e r e g r e a t e rt h a ns e n i o r s a n dj u n i o r s ，a n da l s oi nt h ea m p l i t u d e so fn 2 4 0a tc z t h e l a t e n c yo f n 2 4 0b e c a m es h o r t e rw h e na g i n g ，a n dt h ea m p l i t u d e so f n 2 4 0i nt h ew o r d t a s ks h o w e dt h er e v e r s es t r o o pe f f e c t t h ea m p l i t u d e so fp 3 3 0 3 9 0o v e rt h ep a r i e t a l r e g i o ns h o w e dt h em a i ne f f e c to fa g e ，t h ej u n i o r s p 3 3 0 3 9 0w a sg r e a t e rt h a ns e n i o r s a n du n d e r g r a d u a t e s t h ea m p l i t u d e so fi n c o n g r u e n ts t i m u l iw e r es m a l l e rt h a nt h e c o n g r u e n to n e si nw o r dt a s k f u r t h e r m o r e ，t h el a t e n c yo ft h ec e n t r a lp 3 3 0 3 9 0 t o i n c o n g r u e n ts t i m u l iw a sl o n g e rt h a nt ot h ec o n g r u e n to n e s ，t h a ti s ，t h er e v e r s es t r o o p e f f e c ta p p e a r e d i naw o r d ，t h ea m p l i t u d e sa n dl a t e n c yo fe r p ss h o w e dt h em a i n e f f e c t si na g e ，t a s k ，t y p e ，o rt h e i ri n t e r a c t i o n s k e y w o r d s ：s t r o o pe f f e c t ；r e v e r s es t r o o pe f f e c t ；b r a i ne v e n t r e l a t e dp o t e n t i a l s ；a g e 2 刖舌 s t r o o p 效应自1 9 3 5 年被发现以来至今已经有近7 0 年的历史了，s t r o o p 任务一直是认知 心理学中被，“泛使用的一种研究范式。并长期受到心理学家、认知科学家、人工智能工作者 和认知神经科学家的青睐。探讨s t r o o p 效应具有重火的理论意义：它有助于我们充分理解 注意的机制以及注意在较为广泛的认知理论中的地位：有助下开展芙于字词认知的心理语言 学研究。同时，s t r o o p 效应本身就是一个具有挑战性的难题，有待于研究者加以破解。 目前对s t r o o p 任务及其变式的研究已经取得了许多实质性的成果，但是研究者仍然不 清楚s t r o o p 效应和反转s m o o p 效应的内在心理机制。此外，在这种效应之下，隐含的生理 机制是怎样的，人的神经系统在完成任务的过程中是怎样运行的，这些疑问正是认知神经科 学的研究课题。 认知神经科学是一个新兴的学科，对它的研究还处在探索阶段，该学科的一个研究鞫的 就是寻找与任务相关的神经基础及其加 机制。而事件相芙电位( e v e n t r e l a t e dp o t e n t i a l s e r p ) 技术可以测量到毫秒级的神经活动而且能通过动态的方式反映动态的认知过程。它 不但能探测到被试行为成绩的差异，而且还能在没有成绩差异的情况r 探测到神经系统加 过程中隐蔽的差异，同时能比较精确地进行神经定位。因此，使用事件相关电位技术对执行 s t r o o p 任务的神经机制进行研究是一个很大的优势。同时，虽然国外对s t r o o p 任务及其变式 的研究一直经久不衰，而且近年米的神经成像研究( p e t , f m r i ，e r p ) 成为一大趋势但是， 国内的研究相对稀少。对经典s t r o o p 任务进行的事件相天电何研究一般使用英文材料，其 它语种的材料很少被使用。由于中文是止字法结构比较深的表意文字，它不像英文那样看到 单词就知道读音，故关于中文s t r o o p 色词的研究虽然在行为实验结果上得到了与英文研究 相一致的结论，但两者的e r p 研究结果可能有所不同。 到目前为止，国外使用各种神经监测技术( 如，p e t ，f m r i ，e r p ) 的研究已经对支持完 成s t r o o p 任务的神经机制进行了相当多的探讨，但是，对s t r o o p 效应的了解进展缓慢而 在反转的s t r o o p 效应的研究方面取得的进步就更少了。但也有研究者增加了单词阅读任务 以分别研究s t r o o p 和反转的s t r o o p 效应，从而可以进一步了解颜色和词义加工对脑部活动 以及对于扰的贡献。而且，有研究已经以发展的观点探讨了s t r o o p 任务的认知加丁：过程和 脑功能定位。其中，大部分的认知发展功能成像研究只使用了两个年龄组儿童组和成人 缀，这种被试选择上的限制，造成了研究者无法细致地认识认知发展和脑功能发展变化的轨 迹，因此在本研究中，选择了二个发展年龄组( 初二、高_ 二和大二被试) ，以中文s t r o o p 3 色字为材料，以初中生、高中生和大学生为被试，通过使用脑事件相关电位技术( e r p ) ， 探讨与s t r o o p 任务相关的e r p 脑波成分和脑激活情况、与年龄相关的e r p 成分和脑激活情 况，为s t r o o p 效应及反转s t r o o p 效应的存在提供客观依据。实验为2 ( 颜色判断和单字判断) 2 ( 一致刺激和不一致刺激) 3 ( 年龄组) 混合实验设计。 通过对行为数据和e r p 数据的分析后发现：在行为数据上，被试不论在颜色判断任务在 还是在单字判断任务中，不一致刺激比一致刺激的反应时都要长，错误率也高得到了显著的 s t r o o p 效应和反转的s t r o o p 效应，而且，无论在反应时还是错误率方面，s t r o o p 效应都比反 转的s t r o o p 效应大。 在e r p 数据上也得到了明显的s t r o o p 效应和反转的s t r o o p 效应。无论是甲期的e r p 波 成分( 如枕顶的p 】0 0 、n 1 5 0 ) 还是晚期成分( 如前部n 2 4 0 、p 3 3 0 3 9 0 和l p c ) ，其幅值 和潜伏期均存在着或年龄、或任务、或实验条件的主效应、或它们的交互作心。结台行为数 据的结果可以说明，s t r o o p 效应及反转s t r o o p 效应的发生可能不仅发生在反廊准备阶段，早 在刺激识别阶段，s t r o o p 效应及反转s t r o o p 效应就已经在脑电数据上表现了出来，但反转的 s t r o o p 效应更明显，用数据证明了使用事件相芙电位技术研究s t r o o p 效应及反转s t r o o p 效 应的优势所在。 而且，在各e r p 成分上，如枕区p 1 0 0 和n 1 5 0 、前部n 2 4 0 、整个头皮分布上的p 3 3 0 3 9 0 等，都备年龄组被试在潜伏期或波幅上表现出各白不同的特点。年龄对e r p 的影u 向也早在 刺激出现后1 0 0 m s 左右就出现了，在该时间厉的e r p 成分中。年龄也表现出其主效应，说 明随着青少年神经系统的成熟发展，大脑对刺激的识别平ij 判断也在不断得到完善和发展不 同年龄组被试对加【深度和加t 速度的关系问题上也在发展、权衡中得以完善。 4 第一部分文献综述 1 s t r o o p 效应和反转的s t r o o p 效应 s t r o o p 任务，也称s t r o o p 色词任务( s t r o o pc o l o r - w o r dt a s k ) ，最早是由美国心理学家 s w o o pjr 于1 9 3 5 年通过实验发现而得名的。实验要求被试对不一致条件f 的( 如绿色的 “红”) 、一致条件f 的( 如红色的“红”) 和中性条件下的( 如红色的“x x x ”) 颜色词 做出颜色判断，结果发现，判断不一致刺激的颜色要比判断一致刺激或中性刺激的颜色需要 的时间长，或错误率高。这种不一致与中性条件下的反应时和错误率的差异被称为冲突效应 ( i n t e r f e r e n c e ) 。而一致条件比中性条件需要的反应时要少或错误率低，被称作易化效应 ( f a c i l i t a t i o n ) 。总之，这种词义对颜色加工产生的干扰现象统称为s t r o o p 效应；相反，颜色 对词义加1 = 所产生的相对较弱的干扰现象被称为反转的s t r o o p 效戍( r e v e r s es t r o o pe f f e c t ) 。 这个概念不同于耿海燕等人对“s t r o o p 效应的反转”的解释( 他们在意识与无意识的范畴卜 进行研究，认为s t r o o p 效应的反转是指，在意识状态1 ：，被试对不一致的色块的命名要快 于对一致的色块的命名；而s t r o o p 效应是指，在无意识状态f 被试对致的色块的命名 要快于对不一致的色块的命名。) 。 s t r o o p 任务主要被采进行以f 研究：自动性加工和控制性加l 意识与无意识加二l 、选 择性注意的认知结构、与年龄宵关的抑制加工、由精神病或神经生理障碍导致的认知干扰， 以及与冲突加工相关的神经机制等等。s t r o o p 任务被j “泛使用以研究不同的人群，包括大学 生、中小学生、成年人、老年人利神经生理病人等等，此外，还有一t l , 理语言学家在同一语言 内部及双语者两种语言之间的进行的s t r o o p 研究。 2s t r o o p 效应的行为实验研究 对s t r o o p 任务及其变式的行为实验研究得到了大体一致的结果，即对不一致刺激的反 应时要长于对一致刺激的反应时，而且不一致条件下的错误率要高r 一致条件下的。使刚中 文材料的研究也得到了与英文材料相一致的研究结果。对精神分裂症患者、抑郁症患者、局 部脑损伤病人的研究也发现他们比l e 常被试的s t r o o p 成绩要莘。 对s t r o o p 效应的理论解释有：相对加工速度理论、白动化理论、知觉编码理论、平行 分布式加工理论( p d p 模型) 等。而较为流行的是：相对加1 ：速度理论、自动化理论和p d p 模型。 3s t r o o p 效应的脑成像和e r p 研究 前期对s t m o p 效应的探索主要在于对其认知过程提出不同的假设和模型并对之进行众 多的实验论证，这一方面的研究一直持续到今。随着技术的进步，特别是脑功能研究技术的 发展及其与心理学的逐步结合，s t r o o p 任务操作时人类脑机制的探索备受关注。 3 1s t r o o p 效应的p e t 和f m r l 研究 对s t r o o p 任务的成人脑成像研究已有人做过( b e n c he ta l ，1 9 9 3 ；c a r t e re ta l ，1 9 9 5 ； p e t e r s o ne ta l ，1 9 9 9 ) ，但是却发现不同研究中被s t r o o p 任务激活的脑区很不一致。例如，b e n c h 等人( 1 9 9 3 ) 使用营单词控制任务，发现与任务相关的激活出现在右框额皮质、右额极皮质 和右侧前部扣带回。t a y l o r 等人( 1 9 9 7 ) 的一项p e t 研究也使用非单词控制任务，发现激 活区在右侧额中回、左侧额下回、左侧顶区和左侧脑岛。m a c d o n a l d 等人的f m r i 研究发现 左背外侧前额皮质和前部扣带回皮质在完成s r r o o p 任务的过程中分别发挥着不同的作用。 他们使用了修订的s t r o o p 任务：每个颜色词刺激暑现之前的几秒钟都对相芙维度( 如颜色 或单词) 进行提示。结果发现，在提示呈现之后刺激出现之前，要求被试进行颜色命名比单 词阅读在左背外侧前额皮质产生了更强烈的活动。相反，在颜色命名试验中，不一致的颜色 词要比一致的颜色词在前部扣带回产生更强烈的激活。 与正常被试相比，抑郁症和精神分裂症病人的s t r o o p 成绩有普遍的降低，在静止的和 有注意参与的过程中都发现了他们的前部扣带同p e t 信号异常( 如b e n c he ta l ，1 9 9 2 ：c a r t e r , e ta l ，1 9 9 7 ；m e r b e r g e ta l ，1 9 9 9 ) 。 大部分对s t r o o p 任务的脑成像研究已经发现至少激活了以下三处的一个：前部扣带回、 顶叶和背外侧前额皮质，而前部扣带同是被频繁激活的脑区。 尽管研究者已经使用p e t 和f m r i 反复对s t r o o p 色词任务进行了研究，但是对s t r o o p 效应神经心理的几个关键方面仍不清楚。一个就是与s t r o o p 任务相关的脑区激活的时程问 题：p e t 研究受到较长整合时间( 4 0 1 2 0 s ) 的限制，f m r i 也受到血液动力学反应持续时间 较艮( 儿秒钟) 的限制，而事件相关电位( e v e n t r e l a t e d p o t e n t i a l s ，e r p ) 具有敏锐的时间分 辨率( 毫秒水平) ，虽然其空间分辨率不高但可以通过增加电极密度来改进，冈此，e r p 具有确定在完成s t r o o p 任务期间各脑区活动的适时性、顺序性和动态性的潜力。而且，p e t 和传统的f m r i 受到时间分辨率的限制，所以只能使用区组设计范式( b l o c kp a r a d i g m d e s i g n ) 即对不一致刺激组与一致刺激组的任务成绩进行对照。这样，任务中可能就缺少 了转换的成分和不可预知性：而且，完成不一致刺激组任务可能需要一种不同的注意方式， 需要持续保持高水平的注意力和觉醒，还可能需要使用不同的加r 策略( 如努力而不是自动 化的) 。此外，由于- 正确完成一致刺激组的任务只要更自动化的单词意义加】就足够了，所 以单词的颜色可能变得与任务不相关。而e r p 技术则可以在相同的实验组之内对不同的刺 6 激类型( 如，一致的单词和不一致的单词) 进行选择性叠加，并对混合刺激进行分析，这就 保汪了s t r o o p 任务的传统形式而且无杂质。 3 2s t r o o p 效应的e r p 研究 从头皮记录的e r p 为对神经加工的实时研究提供了一个方法，它能对支持任务完成的 神经活动进行精细的时程分析。e r p 反映了神经系统产生的与事件相关的电活动，它由一 系列的位丁基线上下的正向波和负向波组成，在刺激出现后的某个时间段达到最高点。如 第三个正向波通常被标识为p 3 ，在刺激后4 0 0 m s 左右出现的负向波被称为n 4 0 0 。 在早期的研究中d u n c a n - j o h n s o n 和k o p e l l ( 1 9 8 t ) 报告了由s w o o p 任务的一致、中 性和不一致刺激诱发的p 3 波幅和潜伏期没有差异。而一致和不一致刺激的反应时却存在稂 人的差异。这些结果被最近的研究所验证，如l l a n 和p o l j c h ( 】9 9 9 ) 等人，他们发现p 3 0 0 的潜伏期和r t 之间没有相关：r e b a i 等人( 1 9 9 7 ) 也发现任务的一致和不一致刺激诱发的 p 3 波幅和潜伏期没有差异。 由j o h n s t o n 和v e n a b l e s ( 1 9 8 2 ) 进行的一项注意研究探讨了早期e r p 成分的变化。他 们发现，当要被试注意词义( 或对词义反应) 时，词义信息会比颜色信息产生较大的p 8 5 成分，相反，当要被试注意颜色( 或对单词反应) 时，颜色信息则会比词义信息产生较大的 p 8 5 成分。他们推论，在干扰任务中把注意力集中在与任务相关的某个特定的刺激维度上是 必不可少的，所以被施加注意的探测刺激会产生较人的p 8 5 注意效应( p 8 5 a t t e n t i o ne f f e c t ) 。 但是这种早期效应是由探测刺激诱发的，而不是被s t r o o p 刺激本身引起的。 另一个类似- ps t r o o p 任务的研究也报告了e r p 的早期干扰效应，它考察了对颜色词刺 激的颜色和字义的独立加工过程( a i n e h a z e l1 9 8 4 ) 。实验要求被试注意某个特殊的单词 或颜色( 目标刺激) ，看到目标刺激，就要做出相应的按键反应。结果发现，s t r o o p 于扰土 要出现在大脑的左半球，不一致刺激在2 2 5 m s 时的波幅较人。注意颜色( a t t e n d c o l o r ) 和注 意词义( a t t e n d w o r d ) 这两种实验条件也能够把单词选择效应( w o r d s e l e c t i o ne f f e c t ) 和颜 色选择效应( c o l o r - s e l e c t i o ne f f e c t ) i k 别开来。但是，不一致刺激和一致刺激的行为反廊时 筹异并不显著，即实验任务并没有诱发出标准的s t r o o p 干扰和反转的s t r o o p 效应。 近年来的几项e r p 研究都报告了s 订o o p 任务导致一些晚波成分的产生。如，r e b a i 等 人( 1 9 9 7 ) 发现当任务需要被试在互相竞争的颜色和单词信息间做出反应时，能够观察到一 致刺激和不一致刺激产生的e r p 筹异出现在3 5 0 - 4 5 0 m s 之间脑部中线区的n 4 0 0 波。但是， 这是在不出声命名任务中观察到的不。致条件r 产生的增强的n 4 0 0 ，所以。艰难确定被试 到底在做什么。而且，这个研究使阁，很少的几个置于头皮中线的电极，很难测量到e r p 的脑地形图分布。 l i o t t i 等人( 2 0 0 0 ) 发现了一致和不一致刺激在3 5 0 5 0 0 m s ( 4 1 0 m s 达到最大) 的脑部 中线位置有一个差异负波。但他们指出，这个负波在口头和手动反应条件r 产生了不同的头 皮分布，所以不能认为是n 4 0 0 ，而是前部扣带同进行冲突加工和冲突解决的证据。研究还 发现在左侧颞顶区有一个5 0 0 - 8 0 0 m s 之间的正波成分，他们认为这反映了在解决完颜色和词 义的反应冲突之后对词义的补充j d - - i = 过程。 w e s t 和a l a i n ( 1 9 9 9 ) 也用e r p 对s t r o o p 效应的时程进行了考察并报告在双侧额顶区 ( c z 点最大) 不一致刺激诱发的负成分更大。这个慢波从5 0 0 m s 一直延续到1 0 0 0 m s ，比 r e b a i 等人和l i o l l i 等人报告的负成分还要出现得晚。他们还发现额极区( f 1 2 处最大) 有一个正成分在5 0 0 m s 时峰值匠大，而不一致刺激诱发的正成分要小。w e s t 利a l a i n ( 1 9 9 9 ) 认为这两个结果反映了在不一致条件下背外例前额皮质的冲突探测和前部扣带回的冲突加 工过程。此外，还有另外两个成分出现在左侧的颞顶区，研究者认为它们反映了以语义为基 础的概念系统的活动，它们的潜伏期和位置都与l i o r t i 等人报告的对诃义补充加f ：的波成分 相类似。 额区和颢顶区的波成分很有可能就是s t r o o p 效应和反转的s t r o o p 效应的e r p 指标。但 是这些成分以及它们所反映的加工过程仍1 日需要解释。尤其是额区的差异波，在不同的报告 中它被看作不同的成分，如n 4 0 0 ( 但是却不能区分出一致和不一致条件) 、早期负波成分和 晚期慢波负成分。尽管目前神经成像研究提供的证据表明s t r o o p 干扰是明显的后期加工， 行为实验义进一步指出它是发生在输出阶段之前的反应决定阶段，但是目前的e r p 研究还 没有对s t r o o p 任务究竟会产生那种波成分还没有达成一致，对s t r o o p 刺激所诱发的各种e r p 成分的解释也不尽完满。 4 反转的s t r o o p 效应的研究 目前对s t r o o p 效应的了解进展缓慢，而在反转s t r o o p 效应的研究方面取得的进步就更 少了。s t r o o p 效应的反转是指颜色加i 对词义加l 的影响。许多研究者认为在最初的任务中 不存在反转的s t r o o p 效应，如m a c l e o d ( 1 9 9 1 ) 认为这种效应是一种暂时现象，是不可靠的。 然而，在s t r o o p 的实验研究中( 1 9 3 5 ) 包括一种单词阅读条件，并且报告了颜色与词义不 一致不会影响单词阅读的反应时，只有对颜色命名进行长期的练习后才会对单词阅读的干扰 增加。 现在的s t r o o p 研究有时也会包括单词阅读条件。在w e s t 平【1a l a i n 的研究中单词是没有 8 颜色的，词义和颜色之间不存在冲突，所以不能算是真正的反转的s t r o o p 效应。a i n e 和 h a t t e r 的e r p 研究对注意变量进行了控制，要求被试对一致和不一致刺激的颜色或词义进 行反应。但在他们的研究中，不一致刺激和一致刺激的行为反应时差异并不显著，这就说明， 实验任务并没有诱发出标准的s t r o o p 干扰效应以及s 打o o p 效应的反转。r e b a l 等人的e r p 研究包含了一个需要阅读一致和不一致色词的条件，可以用来检查反转的s t r o o p 效应。单 词阅读的行为结果中没有出现干扰效应，而且没有出现n 4 0 0 ，但在颜色命名条件的e r p 结 果中却有n 4 0 0 。a t k i n s o n 等人的e r p 研究发现，不管是s t m o p 条件还是反转的s t r o o p 条件， 不一致条件在额叶位置会产生一个晚期的偏侧化负波，作者认为它反映了语义选择效应和语 义复查效应( w o r d r e c h e c k i n ge f f e c t s ) ，而且，在反转的s t r o o p 条件f 不一致刺激还产生了 颞区的n 1 0 0 和顶部的p 1 0 0 成分。 在s t r o o p 任务中需要包含反转的s t r o o p 条件，原冈如卜：第一，如a i n e 和h a t t e r 的推 论：使用颜色命名和单词阅读可以把词义选择效应和颜色命z 效应进行分离，而且s t r o o p 任务复杂又让人难以了解，需要把这两种不同的干扰过程进仃区分。即使在s t r o o p 效应的 反转条件中没有产生颜色对词义加工的干扰，也可以把它作为一个理想的控制条件，从而把 单词阅读的自动效应和与颜色命名相关的效应加以区分。第一：，在比较流行的三个理论模型 中，都认为不同的刺激成分得到了不同程度的加工即在s t r o o p 任务中不管做出的反应止 确与否，颜色和词义实际上都得到了加工。所以有必要增加单词阅读条件以形成与颜色命名 条件的对照。而且，在临床上使用的s t r o o p 任务也包括对一致和不一致刺激的颜色命名和 单词阅读。 所以，使用单词阅读条件可以区分s t r o o p 和反转的s t r o o p 效戍，丽且还可以进一步了 解颜色和词义加工对脑部活动以及对干扰的贡献。而增加单词阅读条件只需要指导语有所不 同就可以了( 注意颜色或注意词义) 。 5 中文s t r o o p 效应的研究 国内对s t r o o p 任务的研究也甲有开展，早期的研究主要使h 】中文材料以探查能否出现 与英文材料相一致的s t r o o p 效应( 如朱滢、纪桂萍、于才康等) ，2 0 世纪9 0 年代之后，研 究者更多的使用它来探讨注意在完成s g o o p 任务过程中发挥的作片j 以及对理论模型的验证， 如耿海燕和李云峰( 2 0 0 2 ) 研究了在分散和注意条件f 的s t r o o p 效应，他们发现意识知觉 和无意识知觉引起的行为结果存在质的差异：张明、陈骐、金忠成等( 2 0 0 3 ) 将返回抑制模 式( i o r ) 与s t r o o p 任务相结台，试图从探讨标示后部注意网络( p a n ) 的i o r 与标示前部 9 注意网络( a a n ) 的s t r o o p 干扰效应之间的关系来推测a a n 、p a n 之间的关系以及i o r 与注意之间的关系；王爱平，张厚粲( 1 9 9 4 ) 基于p d p 原理构造的s t r o o p 任务模型模拟了 s t r o o p 颜色词的干扰现象。纪桂萍、焦书兰在1 9 8 7 年就以正常人和聋哑人为对象，探讨了 语义的自动加工和选择性注意对s w o o p 效应的影响，她们也使用了字词反应任务，发现选 择性注意能在很大程度上改善被试的作业成绩，但颜色命名比对字词反应困难。 但是相对予国外的s t r o o p 研究来说，中文材料的s t r o o p 研究还相对较少，而且还没有 形成一个比较完整的结构体系。此外，汉字能够表意，其正字法联系与英文的不同，所以两 者的信息加工特点也有所不同。而国内使片| 中文材料的大部分研究中，控制条件也使用了 “x x x ”，这样它与实验条件( 如“红”) 的筹异似乎要比标准s t m o p 任务材料( 如“r e d ” 和“x x x ”) 的筹异要大，这可能会掺杂进来一些无关因素的影响( 如色词与中性刺激的正字 法差异) ，因此在本研究中没有采用中性刺激。 6s t r o o p 效应的发展性研究 有研究已经使用s t r o o p 任务( d a s ha n dd a s h ，1 9 8 2 ) 和修订的s t m o p 任务( d i a m o n d a n d t a y l o r ，1 9 9 6 ：g e r s t a d te t a l ，1 9 9 4 ) 从行为水平上探讨了年龄与任务成绩的相关，对成 人的s t r o o p 脑成像研究也有人做过( b e n c he ta l ，1 9 9 3 ；c a n e re ta l ，1 9 9 5 ) ，只有a d l e m a n 等人( 2 0 0 2 ) 使用f m r i 探讨了与s t r o o p 任务相关的脑部活动的发展变化趋势。他们的研究 发现，年龄与任务引起的左背外侧前额皮质、左前部扣带回、左顶区及左顶- 扰皮质的活动 呈正相关。进而义把被试分成二个年龄组( 7 - 1 1 岁、1 2 1 6 岁、1 8 2 2 岁) 进一步探讨了各 脑区的年龄相爻变化，组问比较发现：青年被试( 1 8 2 2 岁，1 1 人) 比少年被试( 1 2 一1 6 岁， 1 1 人) 的左侧额中回有更强烈的活动而且青年被试比儿童( 7 - 1 1 岁，8 人) 的左侧额中回、 前部扣带回和左侧项区和顶枕区的活动更强烈。与儿童被试相比，青年和少年被试的顶皮质 激活更为强烈，但二者之间却没有差异。这就表明剑少年时与s t m o p 任务相关的功能发展 在项叶，而与其相关的前额皮质功能的发展剑成人阶段才得以实现。这种神经成熟的过程可 能依赖于随着年龄的增长而增强的神经资源的集中能力。a d l e m a l l 等人( 2 0 0 2 ) 的研究是第 一个用f m r i 对s t o o p 任务与年龄相关的发展过程进行的研究。 7 问题的提出 对s t r o o p 任务及其变式的行为实验研究得剑了大体一致的结果，即对不一致刺激的反 应时要长丁、错误率高于一致刺激的。对精神分裂症患者、抑郁症患者、局部脑损伤病人的 研究也发现他们比正常被试的s t r o o p 成绩要荨。使用中文材料的研究也得到了与英文材料 0 相一致的研究结果。但相对于国外的s t r o o p 研究来说，中文材料的s t m o p 研究还相对较少， 而且还没有形成一个比较完整的结构体系。 前期对s t r o o p 效应的探索主要在于对其认知过程提出不同的假设和模型并对之进行众 多的实验论证，这一方面的研究一直持续到今。随着技术的进步，特别是脑功能研究技术的 发展及其与心理学的逐步结合，s t r o o p 任务操作时人类脑机制的探索备受关注。 对s t r o o p 任务的大部分p e t 和f m r i 研究已经发现至少激活了以下三处的一个：前部 扣带回、顶叶和背外侧前额皮质，而前部扣带回是被频繁激活的脑区。但是这两种技术受 自身特点的限制而不能较好地被用来研究s t r o o p 效应及其反转的s t r o o p 效应。e r p 技术以 其自身的优势得到众多研究者的青睐。 目前只有彭聃龄等人使用中文材料对儿童s t r o o p 效应进行了脑事件相关电位研究。国 外使用e r p 技术对s t r o o p 任务的研究主要是针对一个年龄组( 成人组居多) 或通过两个对 照组( 正常组与脑损伤组) 来进行的，目前还没有发现对s t r o o p 任务认知发展过程的e r a o 研究。 研究者对s t r o o p 效应的了解进展缓慢，而在反转的s t r o o p 效应的研究方面取得的进步 就更少了。但也有研究者增加了单词阅凄任务以分别研究s t r o o p 和反转的s t r o o p 效应，从 而可以进一步了解颜色和词义加1 ：对脑部活动以及对干扰的贡献。而增加单词阅读条件只需 要指导语有所不同就可以了。 基于以往研究，本实验选取了二个年龄组，使用e r p 技术对中文材料的s t r o o p 效应和 反转的s t r o o p 效应的认知发展过程$ 1 j d nr 特点进行探讨。 第二部分研究方法 1 研究目的 以中文s t r o o p 色字为材料，以初中生、高中生和大学生为被试，通过使用脑事件相关 电位技术( e r p ) ，探讨与s t r o o p 任务相关的e r p 脑波成分和脑激活情况、与年龄相芙的 e r p 成分和脑激活情况，为s t m o p 效应及反转s t r o o p 效应的存在提供客观依据。 2 研究方法 2 1 被试 随机选取2 0 名初二学生( 其中1 1 名男生，9 名女生，平均年龄为1 4 2 14 - 0 4 2 ) 、2 1 名 高_ 二学生( 其中l o 名男生，1 1 名女生，平均年龄为1 7 1 0 4 4 岁) 和2 0 名大二学生( 1 0 名男生，1 0 名女生平均年龄为2 0 3 o 8 0 岁) 。要求视力或矫止视力1 0 以上，色觉正常， 右利手，被试有偿参加实验。实验为2 ( 颜色判断和单字判断) 2 ( 一致刺激和不一致刺 激) 3 ( 年龄组) 混合实验设计。 2 2 实验材料 本研究的实验材料包括色盲检查图、利手测试问卷和刺激材料。 2 2 1 色盲检查图 采用第五版的色盲检查图中第一组的简单数字组筛选颜色视觉正常的被试参加实验。 2 2 2 利手测试问卷 采用自编利手调查问卷选取台利手被试参加实验，以控制由丁利手差异而造成按键反应 时羊异。 2 2 3 刺激材料 由丁汉字能够表意，其正字法联系与英文的不同、如果控制条件也使用“x x x ”，就会 与实验条件( 如“红”) 的差异似乎要比标准s t r o o p 任务材料( 如“r e d ”和“x x x ”) 的著异 要人，这可能会掺杂进来些无关冈素的影响( 如色词与中性刺激的止字法差异) ，因此在 本研究中没有采用中性刺激。 实验材料由两个中文颜色字( “红”和“绿”) 和两种颜色( 红色和绿色) 两两搭配组成 四种刺激。每个任务有1 4 0 个刺激，一致刺激和不一致刺激分别为7 0 个，以伪随机的顺序 鼍现。颜色字为4 8 号仿宋体，呈现于计算机1 7 寸显示器的屏幕中央，视角为2 2 。 2 3 实验程序 实验由一个颜色判断任务平“一个单字判断任务纲成，分别检验s t r o o p 效廊和反转的 12 ) ) 第三部分结果与分析 31 行为数据与分析 计算每个被试在每种实验条件下的错误率和正确反应的平均反应时，作为他们的操作成 绩，并做进一步的统计分析。在做j e 式的统计处理之前，原始错误率高于0 5 的被试数据被 全部删除，本实验中删除了一个初中生的数据。 各年龄组被试在不同条什下反应时与错误率的基本数据见表1 。 表1 不问年龄被试在各任务条件下的反应时和错误事 对所得反应时数据进行重复测鼙的a n o v a 分析，结果发现：年龄的主效应不显著，说 明不同年龄的被试面对各种s t r o o p 任务做出反应的时间并没有明显的不同。但是，判断任 务( 颜色判断和单字判断) 羊l ls t r o o p 条件( 一致与不一致条竹) 的上效应和两者的交互作用都 达到了显著或边缘显著水平，f ( 1 , 5 7 ) = 1 02 1 3 ，p 0 0 1 ，f * 一( 1 ，5 7 ) = 3 6 2 6 p = 0 0 6 2 ， f2 ( 1 ，5 7 ) = 1 1 8 0 5 1 ，p o 0 0 1 。进一步分析发现，不同的任务和s t r o o p 条件闻的反应时 也存在明显筹异，f ( 1 ，5 7 ) = 1 8 8 0 7 ，p o 0 0 1 f * * ( 1 ，5 7 ) = 1 0 6 2 3 2 ，p o 0 0 l ，即 颜色判断任务的反应时( 0 4 6 1s ) 要k 丁单字判断任务的( o 4 2 5 s ) ，不一致条件的反应时( 0 4 5 8 s ) 长丁一致条件的( o 4 2 8 s ) 。 对所得错误率数据进行重复测量的a n o v a 分析，结果发现：年龄存在显著的主效应， f ( 2 ，5 7 ) = 7 0 1 2 ，p 0 1 。事后多重比较发现，初中生的错误率都要显并高丁大学生( p o 0 1 ) 和高中生( 口 o 0 1 ) ，但是高中生和人学生之间差异不显著。s t r o o p 条件的主效应显著，f ( 1 ，5 7 ) = 3 47 3 8 p 00 0 1 ，判断任务与s t r o o p 条什也存在交互作州，f ( 1 ，5 7 ) = 9 3 l l ， p 0 0 1 。进一步分析发现，s t r o o p 条件间存在显著筹异，f * # ( 1 , 5 9 ) = 3 3 9 6 tp ( o 0 0 1 不一致条件的错误率( 0 0 6 ) 显著高于一致条件的( o 0 3 ) 。 采用配对t 检验，分别对颜色判断任务和单字判断任务单独进行分析，结果发现：无 论是单字判断还是颜色判断，被试在不一致条件的反应时和错误率都显著高于一致条件的反 应时( & e e h = 8 8 4 9 ，p o 0 0 1 ：5 9 ) m 触w = 7 4 1 8 ，p 00 0 1 ；h 5 9 ) 髓邑镕* _ = 5 3 5 8 ，p 0 0 0 1 ；h 5 9 ) * 7 口4 = 2 4 7 0 ，p o 0 5