转换加工研究

1、转换加工的ERP研究. Department of Psychology, Xinyang Normal University 报告人：孙天义1文献综述问题的提出与研究构想实验研究实验结果及结论转换加工概述转换加工的研究范式转换加工的执行控制理论转换加工行为实验研究转换加工神经生理学研究问题的提出研究假设与研究设计研究方法和目的创新之处报告内容 行为实验研究脑电实验研究2 转换加工(switching process ) 从一个认知任务到另一个认知任务的转换过程称作转换加工（switching process 或 shifting process ）.转换加工概述任务转换更新抑制双任务协调中央

2、执行系统语音回路视空模板 工作记忆3 转换代价(switch cost ) 在实验中被试快速地重复两个相同的任务或者在两个不同的任务间转换，被试执行转换任务比执行重复任务的反应时长.研究者把这种转换过程中的时间亏损称作转换代价（Switch cost- SWCT）, 即转换的实验项目的反应时与重复的实验项目的反应时之差. 转换加工概述A AB A4任务重建（task-set reconfiguration）转换代价的来源联结的竞争(task set priming /associative retrieval) 强调执行控制在转换过程中的作用，即强调自上而下的控制。任务设置的惯性(task s

3、et inertia) 强调刺激-反应联结（S-R association）的作用，即强调自下而上的刺激驱动。假设认为任务设置在执行后一段时间内还会存在。 转换加工概述5任务转换范式（Task -switching paradigm ）交替转换范式（Alternating-runs paradigm） 任务线索范式（Task-cueing paradigm）指示转换范式（Intermittent-instruction paradigm） 转换加工的研究范式常用的范式61. 从注意到动作理论 (Attention-to-action);2. 执行控制的阶段模型（Stage model of e

4、xecutive control）；3. 策略性反应-延迟理论(Strategic response-deferment)；4. 两成分模型（Two-component model）.任务转换中执行控制的主要理论:转换加工的执行控制理论7 大量的行为实验探究了转换加工，实验范式也日趋成熟。研究主要集中在转换代价、转换代价可能的成分、任务之间时间间隔对转换代价的影响以及任务转换之间的非对称性等问题上. 尽管获得很多有意义的结果，但也存在争议. 行为实验主要是通过反应正确率 (accuracy) 和反应时(reaction time RT) 这两个指标来探究实验任务的特性以及不同任务之间的差异，

5、它的结果可以作为神经心理学研究的预测.转换加工的行为实验研究8 脑的特定部位负责特定的功能。脑的某一部位受到损伤或病变时，这个部位所管理的功能会出现障碍甚至功能丧失.Owen等人的研究表明,前额叶病人在相关维度间转移比正常人更困难 ; Rogers等人及Keels等人研究脑损伤的病人，都发现左额叶损伤的病人在刺激的不同属性间转换时出现行为上的紊乱. 脑损伤病人研究转换加工神经心理学研究9 Rogers,Andrews 及 Grashby 等人使用PET技术探究被试从一个刺激维度到另一个刺激维度转换加工 时的脑区.发现在比较内部维度转换条件时，额区被激 活.神经成像研究(PET, fMRI) C

6、ollette和Van der Linden对1993年以来40余项中 央执行脑成像研究的回顾中发现， 执行功能不但激活额叶的一些脑区，同时也激活后部（主要是顶叶）的 一些脑区.转换加工神经心理学研究10转换加工神经心理学研究外源性调节激活的脑区：前额皮质右上部 及顶区皮质左后部（Sohn等，2000） 内激活的脑源性准备区：前额皮质右侧部 及顶区皮质左上部（Sohn等，2000） 11 Ivan Kiss 等以Baddeley 的模型为理论背景,通过引入精巧的实验任务,直接考察了CE 更新功能的ERP 效应. 最早有关ERP和CE 关系的研究是 Donchin 等出人类ERP 中的P300

7、成分是由WM 内容的更新引起的. 转换加工神经心理学研究ERP 研究12 Moulden 等人采用任务线索范式，通过ERP技术探究了被试在两个任务之间转换的能力.ERP 研究转换加工神经心理学研究转换任务和重复任务诱 发的ERP来自Moulden等人(1998)13重复任务和转换任务诱 发的ERP. 来自Philippe 等人(2006)转换加工神经心理学研究ERP 研究14 Barcelo通过指示转换范式, 用ERP 技术对WM 中的注意转移、更新等多种功能的ERP 效应进行了考察。该研究用的注意转移任务是马德里分类测验(Madrid card sorting test, MCST).ERP

8、 研究 额区的 P3a 和后部的 P3b 是注意加工中两种独立的指标. 前者与新颖无关刺激的自下而上的、外源性的和自动的加工有关; 而后者与目标事件的自上而下的、内源性的和主动的加工有关.转换加工神经心理学研究15 任务转换和任务延迟所诱发P3a及P3b. 来自Barcelo (2003)转换加工神经心理学研究16 任务转换是一种基本现象，转换加工是中央执行控制的一个重要方面. 它在工作记忆中体现为控制竞争同一认知资源的两项任务之间相互转换的过程. 任务转换范式可能是执行控制的操作性测量，即它很符合一个有意义的认知结构，便于对人类认知过程进行预期控制. 问题的提出17 已往的研究主要集中在分析

9、转换任务与重复任务之间的关系， 以及转换代价随时间间隔变化的情况,而对任务转换序列内两任务之间、任务重复序列内两任务之间， 以及任务重复序列与任务转换序列的第一个任务之间的关系缺乏探究. 还有, 这些关系在预知和未预知条件下是怎样的？ 也缺乏探究，而这些对研究转换加工都有重要的意义. ERP研究较少,且仅用任务线索范式.问题的提出18（一）在预知和未预知条件下，数与词的任务转换都存在 转换代价.（二）转换加工包括内源性准备和外源性调节，在预知和 未预知条件下是不同的，涉及到的脑区也不同.（三）内源性准备和外源性调节可能对应不同的脑电成分.（四）转换加工存在材料的特异性.研究假设研究假设与研究方

10、法19 本研究根据已往的研究, 我们设计了转换加工的两个行为实验和两个脑电实验.目的在于通过行为实验的结果对转换加工做一预测，再利用 脑电实验的ERP波形进行直观地对比分析，进一步探究转换加工的神经机制. 研究假设与研究方法 探究任务转换的ERP效应. 采用任务转换实验范式, 以单个汉字和两位自然数配对作为刺激材料, 使用重复测量被试内设计.20 实验采用与Sohn相似的任务转换范式，不同之处在于 本研究以单字词（ 单个汉字 ）和自然数（两位数的自然 数）配对作为刺激材料，避免了在一组中含有刺激重复. 实验目的在于： 一、 在行为实验的基础上验证转换加工包括内源性准备和外源性调节的理论假设；二

11、、比较任务重复，以及任务转换；三、比较在预知条件和未预知条件下任务1之间的关系. 研究方法和目的:研究假设与研究方法21 （1） 采用单个汉字和两位自然数配对作为刺激材 料, 避免了在一个组中刺激重复, 且材料间知 觉特征差 异较大,便于对比分析.（2）采用ERP技术探究转换加工，揭示转换加工的 时, 空动态特征.创新之处22 实验一 预知条件下的任务重复与任务转换 探究预知条件下数、 词的转换代价， 重复序列和转换序列的任务1间的关系, 以及重复任务和转换任务之间的关系. 实验研究行为实验 研究23天 34 55 跑 数 词 偶 数 奇 数 名 词 动 词 左 键 右 键 刺激匹配与按键设置

12、实验研究24指导语 7001000+1007003200700（ms）实验任务流程示意图一个刺激序列实验研究面 34 55 听23 走25车 8235 唱 预知的任务重复组 预知的任务 转换组实验研究44 鱼63 买 44 鱼 35 唱车 8263 买 ( 红色背景表示数字任务; 兰色背景表示汉字任务.)26实验结果 IA数-数词-词重复词-数数-词转换正确率(标准误) 86(1.74) 84(1.92) 85 (1.75) 79(2.11) 80(2.01) 80(1.94)预知条件下任务重复和任务转换的平均正确率实验研究重复的正确率显著大于转换的正确率。27实验结果 任务1中转换序列的反应

13、时显著大于重复序列的反应时;转换项目的反应时明显高与重复项目的反应时 . 数与词的转换代价间无显著差异.实验研究预知条件下任务重复和任务转换的平均反应时 (ms) I T数-数词-词词-数数-词任务1(标准误)813(20.0)815(21.9)870(27.5)908(28.8)任务2(标准误)627(15.8)631(17.0)809(29.4)789(27.2)28实验二 未预知条件下的任务重复与任务转换 探究未预知条件下数、 词的转换代价， 重复序列和转换序列的任务1间的关系, 以及重复任务和转换任务之间的关系. 并与预知条件对比. 实验研究行为实验 研究29实验研究未预知任务重复与任

14、务转换 任务重复和任务转换混合44 鱼63 买 车 8235 唱车 8263 买 35 唱44 鱼 30实验结果 IA数-数词-词重复词-数数-词转换正确率(标准误) 86(1.61) 85(1.87) 85 (1.67) 79(2.26) 82(1.83) 81(1.94)未预知条件下任务重复和任务转换的平均正确率实验研究任务重复的正确率显著大于任务转换.31实验结果实验研究未预知条件下任务重复和任务转换的平均反应时 (ms) I T数-数词-词词-数数-词任务1(标准误)858(26.1)842(24.8)837(22.8)870(27.9)任务2(标准误)735(21.9)698(17.

15、8)868(26.2)837(23.2) 任务1中转换序列的反应时显著大于重复序列的反应时;转换项目的反应时明显高与重复项目的反应时; 数与词的转换代价间无显著差异.32实验一 (实验程序同于行为实验一) 主要探究预知条件下,任务1中重复序列和转换序列, 任务2中重复任务和转换任务的ERP波形.转换加工ERP实验实验研究33行为结果 IA数-数词-词重复词-数数-词转换正确率(标准误) 87(1.56) 84(2.19) 86 (1.75) 79(3.03) 76(2.90) 77(2.90)预知条件下任务重复和任务转换的平均正确率实验研究重复的正确率显著大于转换的正确率.34行为结果实验研究

16、 预知条件下任务重复和任务转换的平均反应时 (ms) I T数-数词-词词-数数-词任务1(标准误)862(28.1)842(26.1)879(26.5)920(34.3)任务2(标准误)671(21.9)663(17.9)828(37.6)802(34.4) 任务1中转换序列的反应时显著大于重复序列的反应时;转换项目的反应时明显高与重复项目的反应时 ; 数与词的转换代价间无显著差异.35脑电结果任务序列中的 任务136脑电结果任务1差异波的地形图37脑电结果任务序列中的 任务238脑电结果任务2差异波的地形图39脑电成分分析差异负波40实验二 (实验程序同于行为实验二) 主要研究未预知条件下

17、重复任务和转换任务的ERP波形，以及对比预知条件下和未预知条件下重复任务、转换任务的ERP波形.41行为结果 IA数-数词-词重复词-数数-词转换正确率(标准误) 77(3.14) 83(2.90) 80(2.84) 80(3.19) 79(2.96) 80(2.99)预知条件下任务重复和任务转换的平均正确率实验研究任务重复的正确率与任务转换的正确率无显著差异。42行为结果实验研究未预知条件下任务重复和任务转换的平均反应时 (ms) I T数-数词-词词-数数-词任务1(标准误)888(31.1)863(31.6)848(27.1)898(31.1)任务2(标准误)758(26.6)726(19.7)880(33.1)851(29.5) 任务1中转换序列的反应时显著大于重复序列的反应时;任务2中转换项目的反应时显著大于重复项目的反应时;数与词的转换代价间差异不显著.43脑电结果任务序列中的 任务144脑电结果任务1差异波的地形图45脑电结果任务序列中的