学障儿童和正常儿童的内外源性显示效果比较

学障儿童和正常儿童的内外源性显示效果比较

1信号提示和外源性注意的区分和作用视觉注意分为两类：源性注意和外源性注意。内源性注意指根据观察者的行为目标或意图来分配注意,外源性注意指观察者的视野外部的信息所引起的注意定向。在Posner及其同事提出的空间提示范式中,通过在注视点区呈现信号提示表明目标可能出现的位置来引发内源性注意,由在目标位置的邻近区域突现的提示引起外源性注意。外源性提示是突现式的(外周位置),它的出现迅速自动地集合注意,并加快对信号位置的检测,属于注意的自下而上的加工。内源性提示是符号式的(一个箭头,一般在中间位置),它引发对即将出现的目标的空间位置预期,属于注意的自上而下的加工。跟外源性提示一样,当目标出现在预期的位置时内源性提示会加速对目标的检测或辨别。虽然神经成像研究揭示了内源性注意和外源性注意所激活的脑区高度重叠,但在正常成年人身上,内源性转移和外源性转移是分离的,在低任务要求下,内源性注意和外源性注意是独立的机制,可以产生独立的定向效应。一些研究采用Posner的经典提示范式,以正常成人和一般发展的儿童为被试,考察了内源性注意和外源性注意的不同表现。在标准的内隐注意转移任务下,成人和儿童都表现出提示效度效应,即,当视觉刺激(信号提示或突现信息)正确的提示了目标出现的位置时的反应时比提示错误时少。儿童和成人在提示效度效应的量上有所不同。跟较大的儿童和成人相比,小一点的儿童表现出更大的外源提示效度效应,表明他们无法很快的将注意从不正确的提示位置转移到目标位置。对于内源性提示,小一点的儿童的提示效度效应也比成人更明显,8~10岁儿童的表现接近成人,但不如成人的表现稳定。另一些研究将特殊障碍个体与正常个体在内源性注意和外源性注意条件下的表现进行了比较。Catherine等人发现ADHD儿童在视空间注意的脱离操作上有缺陷,表明内源定向的困难。Mandich等人发现发展性协调障碍儿童需要花更多的时间和意志将注意从一个内源提示位置脱离,说明缺陷儿童难以抑制不正确的刺激引起的运动驱动。Facoetti等发现阅读困难儿童的抑制效应很明显(即中性和无效线索的差异)。Einer等的研究也证明阅读困难儿童在各种提示条件下的反应时均多于正常儿童。Dennis等研究了脊柱裂和脑积水病患儿童的外显注意,发现病患儿童在外源和内源提示下都表现出较慢的外显指向,并且对于外源有较多的注意脱离。学习障碍(learningdisabilities)是学习困难的一种,由中枢神经系统的功能失常所引起,而非感官损伤、智能不足、社会与情绪性困扰或环境的影响(如文化差异,教学的不足或不当,心理性因素)所造成。已有的研究表明学障儿童的注意能力与正常儿童有差异。Hari等发现了阅读障碍者注意选择的功能性缺陷。Annette的日常注意测验表明学障组显著的注意不足。国内许多研究也表明学障儿童的注意分配、注意广度和抑制分心物能力有明显缺陷。但关于学障儿童空间注意定向能力的研究尚不多见。本研究将探讨学障儿童和正常儿童在内外源提示下空间注意定向的表现,以及两组儿童间是否存在差异。2材料与实验程序2.1目的采用辨别任务考查学习障碍儿童在内源提示和外源提示条件下的眼动表现2.2被试金华市某小学三、六年级学生44名。学障组被试筛选标准为:①智商标准:实施金瑜团体儿童智力测验,总智商在90分以下者排除;②差距标准:将满足智商水平要求的学生的上学期期末考试成绩和智力测验分数转换为Z分数,按照Elliot等人提出的标准分比较公式IQ−10015−SCORE−10015ΙQ-10015-SCΟRE-10015,差距水平达到15分的为学障儿童;③排除标准:了解基本情况,要求无明显的感官缺陷、精神疾病、脑损伤史,家庭状况正常;班主任和任课教师评定无情绪动机障碍;④取得被试家长的同意。按年级、性别和智商水平选择与学障组被试相匹配的正常组被试。最后被试的组成情况如表1所示。2.3仪器实验采用SMI公司EYELINKⅡ型眼动仪。该仪器每秒记录50次眼动数据,能记录被试在操作过程中眼睛的注视位置、注视时间、注视次数和瞳孔直径等数据。用于呈现材料的19英寸显示器实际显示面积为36×27cm,分辨率设置为800×600。被试的眼位与屏幕中心等高,眼睛距屏幕60cm。实验采用低度照明环境。被试坐在特制的被试椅上,头部固定在头架上,以降低头部运动对眼动追踪系统精度的影响。实验程序用C++编写,VC++编译。2.4材料所有刺激呈现在亮度为105cd/m2的白色背景上。内源提示是位于屏幕中央的黑色箭头,大小为3.1°(宽)×2.3°(高),亮度为2.7cd/m2。外源提示为出现在屏幕外围的黑色十字星形,其大小为2.5°(宽)×3.2°(高),亮度为2.7cd/m2。目标刺激是2.8°(宽)×1.5°(高)的长方形色块,出现的位置内切于以屏幕中心点为圆心以7.5°视角为半径的圆上,颜色为红(RGB=255,0,0)、蓝(RGB=0,0,255)两种。2.5设计采用2×2×2×2四因素混合实验设计。四个自变量为:组别(正常儿童、学障儿童组)、年级(三、六)、内源提示效度(有效、无效)、外源提示效度(有效、无效)。其中,组别、年级为组间变量,内源和外源提示效度为组内变量。因变量为反应时、有效注视时间、注视点数、注视比率、瞳孔直径、目标偏离距离。反应时是从目标呈现到被试作出反应所持续的时间,有效注视时间是被试注视目标的持续时间,有效注视时间占反应时的比率称为注视比率,反映被试用于核心加工的时间利用效率。目标偏离距离是目标呈现后被试第一个注视点与目标呈现位置的距离。2.6程序实验进程如下:①被试进入实验室,习惯实验室环境。②让被试坐在距离显示器60CM处的被试椅上,下额放在U型托上,固定头部。③采用九点进行视线追踪系统的校正(Calibration),在校正达到successful水平后,检验校正精度(Validation)。达到Good级水平后方进行正式实验。④告知指导语。指导语为:“我们要做一个小游戏,要求是按键使出现在屏幕上的红、蓝长方形消失。为了加快你的速度,请注意长方形出现之前的箭头提示。因为它预测了可能会出现的位置。红色的对应数字键1,蓝色的对应数字键2。按错相应的键或是超过1分钟还未按键,会有警告音发出。若发出的警告音次数达到10次,则表示你游戏失败。整个游戏过程中,要保持头部不动。好,下面开始游戏,注意要快要准确。”⑤正式实验前的练习,要求被试对出现的红、蓝长方形作出相应的按键判断。练习40次,被试反应的正确率达到98%方可进行正式实验。⑥正式实验。被试按空格键开始试验。单次试验流程如下图所示:A.灰屏100ms;B.内源提示或外源提示300ms;C.灰屏100ms;D.目标出现在屏幕外围位置,与提示的位置一致或不一致,至被试按键反应。眼动仪开始记录数据。被试进行80次(40次内源提示和40次外源提示,提示有效试验的比例为50%)试验后,系统提示结束。眼动仪停止记录。被试计算机屏幕上会显示“你赢了!”的字样。3关注共标单次试验首先剔除不合格数据,即被试反应错误、注视点数超过八次、反应时超过1800ms(在平均数的三个标准差之外)的单次试验。根据上述标准,剔除的数据占总数据的3.1%。由于内源性注意和外源性注意在低任务要求下是分离的,所以分别对被试的内源性注意表现和外源性注意表现进行统计分析。3.1提示效度对被试职高生时间、注视时间和注视总人数的影响用SPSS12.0对被试在反应时(ms)、注视持续时间(ms)、注视比率、注视点数(个)、瞳孔直径和目标偏离距离(°)等因变量上的数据进行了描述性统计分析和提示效度主效应的方差分析,其结果见表2。在内源性提示下,只有三年级对照组在反应时和目标偏离指标上表现出提示效度效应。虽然其他各组被试在时间指标上均是提示有效下的时间比提示无效下少,但提示效度在反应时、有效注视时间、注视点数、注视比率和瞳孔直径上的差异均未达到显著性水平,将在讨论中做出可能的解释。尽管提示效度未对被试造成显著影响,但组间和年级比较却揭示了一些因变量指标上的显著差异,结果如表3所示。无论提示是否有效,六年级被试的反应时都显著少于三年级,学障组的年级差异更显著,在注视时间和注视点数上也有显著差异,六年级学障组的注视时间和注视点数显著少于三年级学障组。三年级学障组和对照组在反应时和注视时间上没有显著差异,而在注视点数和瞳孔直径上差异显著,对照组的注视点数比学障组少,瞳孔直径比学障组小,六年级学障组和对照组除了在注视点数和瞳孔直径上的差异外,他们在注视时间上也有显著差异,对照组的注视时间比学障组多(综合表2和表3)。3.2外源性提示对感官绩效的影响用SPSS12.0对外源性提示下被试在反应时、注视持续时间、注视比率、注视点数、瞳孔直径和目标偏离距离等因变量上的数据进行了描述性统计分析和提示效度主效应的方差分析,其结果见表4。由表4可以看出,在反应时和注视时间上,外源性提示是否有效的影响不显著,它主要影响被试的注视比率和注视点数,六年级被试在提示无效下的注视点数均比在提示有效下的注视点数多。提示效度对各因变量指标的主效应不明显,但在外源性提示下组间和年级的表现差异却很大,结果见表5。在外源性提示下,三、六年级的表现差异十分显著,尤其是对照组,几乎在所有的因变量上均有显著的差异,六年级的绩效比三年级好。从组间比较来看,三年级学障和对照组在注视时间,注视比率,注视点数和瞳孔直径上的差距都很显著,而六年级学障和对照组的差异主要反映在注视点数,瞳孔直径和目标偏离距离上(如表5)。4讨论4.1机械期次的影响在内源性提示下,学障和正常儿童的反应时在有效无效时几乎没有显著差异。这可能是因为提示有效性的比例较低造成的,因为内源提示效度效应比外源提示更受效度和预测力大小的影响。当有效提示仅占50%时,儿童已经意识到目标不一定出现在内源的箭头提示的位置,他们不仅要注意提示的位置,也要将注意资源分配到其它的位置,所以在有效无效提示下,儿童的反应时及其它指标几乎没有差异。但三年级对照组儿童的反应时、注视点数等受到影响,表明他们还是将注意优先分配到提示的位置,内源提示有效时的注视点数(2.51±1.0)显著少于提示无效时(2.82±1.1),表明三年级正常儿童更得益于有效的内源提示,这跟Brodeur等人2000年的研究结论一致,即小一点的孩子比成人表现出更明显的内源提示效度效应。内源性提示下,三年级和六年级儿童的主要差异表现在反应时、注视点数和瞳孔直径上,这个可能是认知加工能力随年龄发展的结果。王亚南指出儿童的加工速度、工作记忆都具有显著的年龄差异,加工速度、工作记忆、思维能力随增龄(10~18岁)而都以增长函数的形式提高。认知加工速度的发展和动觉反应系统的成熟,会加速对目标的反应,所以六年级的平均反应时比三年级少。单位时间内捕获信息的量的大小及工作记忆系统随年龄增长而发展,反映在注视点数上,六年级的注视点数少于三年级。瞳孔直径与心理负荷的关系的研究表明瞳孔扩大是心理负荷的敏感指标。瞳孔直径随心理努力的程度而变化。在加工难度较大的材料时,心理负荷大,瞳孔直径会相应变大;在加工较容易的材料时,心理负荷小,瞳孔直径则不会变化。六年级被试的瞳孔直径显著小于三年级被试,可能是因为在同样的认知加工任务下,六年级被试的心理负荷要小于三年级,他们需要作出的心理努力较小,也在一定程度上反映了认知能力的发展。学障和一般发展的儿童在内源性提示下的表现差异主要反映在注视点数和瞳孔直径上,六年级学障和正常儿童在注视时间上也有显著差异。他们在反应时上未表现出差异,可能是因为在较低认知加工要求的任务下,他们的加工速度并无差距。但在工作记忆上,可能正常儿童的发展比学障儿童好,所以能在较少的注视下,获取足够的信息,而面临同样的任务,他们的心理负荷比较少,所以瞳孔直径的变化比学障儿童小。三年级学障和正常儿童在注视时间上没有差异,而六年级儿童表现出显著差异,这可能是因为认知加工速度在三年级儿童身上还未发展成熟,因此学障和一般发展的儿童的差距不明显。而加工速度到六年级时已发展到一定的水平,所以学障和正常儿童的差距才凸显出来。学障和一般发展的儿童在内源性提示下的差异还表现在加工策略上,这个可以由目标偏离距离来说明。目标偏离距离是被试第一个注视点与目标呈现位置的距离。被试在内源提示下会自发将注意指向提示的位置,即目标可能出现的位置,这个注视点所在位置与目标呈现位置的距离便是目标偏离距离。从实验结果来看,正常儿童在提示有效下的目标偏离距离比学障儿童短,而在提示无效条件下比学障儿童长(见表2),结合眼动仪自带的dataviewer数据分析软件发现,正常儿童在内源性提示后,会将注意移向提示的位置的临近区域,以便于及时对目标进行辨别,而学障儿童可能继续保持在中心注视点,所以出现目标偏离距离的交互效应。将注意移向提示的位置的临近区域而非精确位置,一方面可以加快对有效时目标的辨别,另一方面也便于在提示无效时迅速返回,所以是种较好的加工策略,但学障儿童并未意识到。4.2不同时代内源性提示对儿童认知能力的影响外源性提示对注意具有两阶段的影响。首先,提示的出现快速并自动地集合注意(从50到150ms),并加快对信号位置的检测。几乎是同时,这个提示启动中脑的眼球运动中心预备朝向它的眼跳。当间隔时间超过300ms时,会出现一个抑制效应,常称为返回抑制(IOR,inhibitionofreturn),使注意不是保持在提示位置时的检测更慢,并产生一个对作出朝向提示位置的眼跳的抑制。本研究中儿童既未表现出提示效度效应,也未表现出返回抑制效应,也许400ms的提示目标间隔时间太长,抵消了提示效度的效应。而学龄儿童返回抑制出现的时间随年龄而不同,小一点的孩子的返回抑制出现较晚,所以也未表现出返回抑制效应。跟内源性提示一样,三年级和六年级儿童在外源性提示下的主要差异也表现在反应时、注视点数和瞳孔直径上,原因可能同样是认知能力随年龄发展的结果。与内源性提示不同的是,在外源性提示下,六年级的注视比率显著高于三年级儿童,即他们用于核心加工的时间效率较三年级儿童有所发展,用于辅助加工的时间相对减少。为什么内源性提示下没有差异而在外源性提示下有差异,其原因可能在于内源性提示引起自上而下的加工,在这个加工层次上,三、六年级用于核心加工和辅助加工的时间分配能力发展相当,而外源性提示引发自下而上的加工,受年龄发展的影响,相