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注意负荷对多感官整合的影响:揭示健康认知系统中空间处理对称性的新证据
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月10日 来源:Scientific Reports 3.8
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本研究针对注意负荷是否会导致健康人群空间处理不对称性这一争议问题,通过两项在线实验(n=101和n=98)探究了多任务环境下视听整合的神经机制。研究人员采用诱发"闪音错觉"(SIFI)的范式,分别通过离线(工作记忆)和在线(视觉辨别)两种方式操纵注意负荷,发现高负荷显著增强SIFI效应(p<0.001),但未引发预期的右侧空间偏向(p>0.05)。该成果发表于《Scientific Reports》,首次在视听整合层面证实健康认知系统具有抗不对称特性,为临床神经缺陷评估提供了重要基线参照。
在日常生活中,我们的大脑需要同时处理海量感官信息,这种多任务处理能力高度依赖注意资源的分配。然而当认知负荷增加时,神经系统会如何协调空间信息的处理?特别是在脑损伤患者中常见的空间注意偏侧化现象,是否也潜藏在健康人群的认知机制中?这个问题的答案不仅关乎基础认知理论,更对临床诊断具有重要价值。
帕多瓦大学的研究团队通过两项创新的在线实验,在《Scientific Reports》发表了突破性发现。研究采用经典的"闪音错觉"(Sound-Induced Flash Illusion, SIFI)范式——当视觉闪光与听觉提示数量不一致时,人们会产生闪光数量判断错误的现象。实验1通过工作记忆任务实现离线负荷操纵,实验2则采用视觉辨别任务进行在线负荷调控,两种方式均成功诱发高负荷状态(工作记忆准确率降低0.186,p<0.001;视觉辨别准确率降低0.154,p<0.001)。
关键技术包括:1)基于jsPsych的在线实验平台,通过心理物理插件确保毫秒级时间精度;2)采用信号检测理论计算d'值量化错觉强度;3)混合效应模型(LMM/GLMM)分析大样本数据;4)爱丁堡利手问卷筛选右利手参与者。研究纳入18-40岁健康成人,通过严格的数据清洗(排除反应时异常、设备刷新率偏差等)确保质量。
主要研究结果:
视听整合准确性
在两种实验条件下,不一致刺激(1F2S和2F1S)均显著诱发SIFI效应(△μ=-0.438和-0.405,p<0.001),验证了基础错觉现象。值得注意的是,融合错觉(fusion)与裂变错觉(fission)强度相当(p=0.738),打破了既往研究中裂变错觉占优的惯例。
负荷效应
高负荷状态使错觉率显著提升(实验1:d'降低0.123,p<0.001;实验2:d'降低0.231,p<0.001),这一发现挑战了SIFI早期前注意加工的理论,支持高阶认知资源参与整合过程的观点。
空间对称性
关键发现是错觉增强效应在左右视野完全对称(交互作用p=0.607和p=0.167)。即使采用外周呈现(8°偏心距)和复杂双任务设计,健康被试仍未表现出类似脑损伤患者的右侧空间偏向。
讨论与意义:
该研究首次在视听整合层面证实,健康认知系统具有强大的空间处理对称性,这种稳定性不受负荷类型(工作记忆/知觉辨别)和操纵时序(离线/在线)影响。这一发现为临床评估提供了重要参照——脑损伤患者的偏侧化缺陷更可能是神经系统损伤的特异性表现,而非正常认知机制的加剧。从理论角度看,研究支持"资源枯竭"假说:当视觉资源因高负荷受限时,个体更依赖听觉输入(△d'显著降低),但这种跨模态补偿在空间维度上保持对称。未来研究可进一步探索其他感觉通道的整合模式,以及个体差异(如年龄)对效应的影响。
方法论上,研究团队开发的在线实验框架(整合JATOS和jsPsych-psychophysics插件)实现了实验室级的时间精度(帧同步误差<1.5ms),为大规模认知研究提供了新范式。这种创新方法结合严格的数据清洗标准(排除3-9%异常数据),有效解决了网络实验在时间精度和参与度控制方面的传统难题。
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