不同视野位置下聋人与听力正常人注意捕获的眼动研究

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摘要：本研究使用眼动记录仪，通过记录和分析聋人与听力正常人行为和眼动指标，试图考察不同视野位置下被试注意捕获机制的异同。研究结果表明：（1）颜色干扰刺激产生了注意捕获效应，但其影响程度受视野位置的调整，更多地表现在中央视野的信息加工上。（2）聋人虽然使用了与听力正常人相同的眼动模式，但从加工能力和知绩效来看，可能存在一定的中央视野加工劣势。

关键词：聋人 听力正常人 视野位置 注意捕获 眼动研究

分类号：G762

1.问题提出

由于加工能力的限制，尽管周围充满了各种外界刺激，但却只有少量的信息能进入到个体视觉系统，并得到进一步加工。在这一过程中，视觉系统的注意机制需要从复杂的信息中选择与当前任务有关的刺激进行加工，同时抑制其他无关刺激的干扰，从而保证有限的知加工资源分配给目标刺激。一般说来，注意的信息选择受两个因素的影响：一是个体当前的任务，主要是指自上而下的目标驱动（goal-directed）加工过程，强调个体预设的期望和目标对个体选择信息的影响；另一个是外界信息的性质，主要是指自下而上的刺激驱动（stimulus-driven）加工过程，强调某些与当前任务无关，但具有特异性的刺激对注意的吸引。在自下而上的刺激驱动加工过程中，某些具有奇异特征的刺激，如在颜色、形状或明度等维度上具有不同于其他客体的显著性特征，不受当前目标任务的约束而自动吸引个体的注意力，这种现象被称为注意捕获（attentionalcapture）。

有关注意捕获的加工机制存在两种不同的观点。一是以Theeuwes等人为代表，强调注意捕获是一种纯粹的刺激驱动加工过程。采用额外奇异刺激的研究范式和视觉搜索任务，Theeuwes等人在90年代做的一系列实验研究表明，注意捕获是一个刺激驱动的加工过程，不受个体当前任务目标的影响，能独立于个体当前注意定势的影响。Yantis等人采用无关特征搜索范式，得出了类似的结论，其研究结果支持了Theeuwes等人的理论。而在近期，Theeuwes的研究亦发现，高显著性的奇异刺激（如颜色、运动等）能更多地捕获注意。另一种观点为，注意捕获并非是一种完全的刺激驱动加工过程，它受自上而下的注意控制影响。使用线索化范式进行了一系列实验研究，Folk等人提出了有条件注意捕获假说（contingent capture hypothesis），并对Theeuwes等人的刺激驱动注意捕获理论提出了质疑。研究中，Folk等人在被试进行搜索任务之前，通过“注意控制设置”（attention control set）来调节其注意分配，即自上而下建立一种与当前目标任务相关的注意设置。结果表明，在这种注意设置的控制之下，只有与注意设置中目标刺激特征相匹配的刺激才能捕获注意，而那些与注意设置不相匹配的但特征显著性高的干扰刺激却不能自动捕获注意。Eimer等人的研究显示，当某一干扰刺激的特征与目标刺激特征相匹配时，即便该干扰刺激特征不具显著性也同样会捕获注意，支持了Folk等人的有条件注意捕获理论。

而从被试的群体特异性来看，聋人由于其听觉通道的受损，对视觉的依赖程度与使用经验可能与听力正常人有所不同。关于聋人视觉能力是否得到加强的问题，“缺陷假说”（deficiency hypothesis）与“补偿假说”（compensation hypothesis）都有着各自的实验支撑。有研究表明，聋童的视觉注意技能较听力正常儿童的注意技能差，聋童的视觉搜索速度要慢于听力正常儿童；但也有研究表明，在序列加工中，聋人的搜索效率要优于听力正常人，聋人较听力正常人有更高的视觉图像识别敏度，聋生在视觉搜索任务难度较大时的表现较听力正常学生好。此外，从视野位置对目标搜索任务完成的影响来看，有研究发现，在中央窝（1°视角）、副中央窝（6°视角）、边缘视野（11°视角）等不同的视野位置上，视觉搜索过程受目标状态和刺激特征的影响程度发生了变化。而有研究显示，与听力正常人相比，聋人更多地把视觉资源分配到边缘视野，边缘视野的注意能力得到了加强。调和“缺陷假说”与“补偿假说”的争论，有研究者为，聋人比普通人会将更多的视觉注意资源分配到边缘视野信息的加工上，而普通人比聋人则会将更多的视觉注意资源分配到中央视野信息的加工上。

由此，本研究所关注的问题是，聋人是否会因为其特殊的视觉经验的使用而表现出异于听力正常人的注意捕获加工？聋人在不同视野位置下所产生的注意捕获效应与听力正常人是否相同？本研究引入视野位置变量，采用眼动技术，通过记录和分析被试的行为和眼动指标，试图考察不同视野位置下聋人与听力正常人注意捕获机制的异同，以此揭示聋人视知觉信息的加工特点，从而为聋人的发展与教育问题提供实验研究依据。

2.研究方法

2.1被试

实验被试共46名。聋人被试23名，来自西安市某大学特殊教育学院，其中男12名，女11名，年龄在18-25岁之间；听力正常人被试23名，来自西安某大学，男10名，女13名，年龄在18-25岁之间，听力正常。以上被试视力或矫正视力正常，无色弱或色盲现象。

2.2实验设计

采用2×2×3多因素混合实验设计。三个因素分别是被试类别（聋人、听力正常人）、颜色干扰（有颜色干扰、无颜色干扰）、视野位置（1°视角、6°视角、11°视角）。其中，被试类别为被试间变量，颜色干扰、视野位置为被试内变量。

2.3实验仪器与材料

使用EyeLinkⅡ眼动记录仪记录眼动指标，仪器有主试机与被试机。该仪器的采样率为250Hz，被试机屏幕为17寸彩色显示器，屏幕分辨率为1024×768像素，刷新频率为120Hz。被试与屏幕之间的距离约为75cm，实验中记录被试右眼的眼动数据。

实验材料分两类，一类是无颜色干扰刺激图形，由方形和小圆组成，均为绿色（见图1，图中白色代表绿色）；一类是有颜色干扰刺激图形，其中的一个方形为红色，为颜色干扰刺激，其余均为绿色（见图2，图中白色代表绿色，灰色代表红色）。实验材料具体由4个图形构成，其中一个为小圆，其余为方形，每个图形中有一条小线段，或水平，或垂直，4个小图形同时分布在半径为1°、6°、11°视角的假想圆环上，并处于四个不同的象限。刺激材料中，小圆是目标刺激，红色方形是干扰刺激。被试的任务是判断目标刺激小圆中线段的方向。参照以往研究注意捕获的刺激材料的设置，本实验中，小圆直径视角为1.4°，方形边长视角为1.4°。每个图形里的线段的视角为0.5°。所有线段为黑色，图形的边缘为灰色，指导语和刺激材料呈现在黑色背景的屏幕上，图形颜色明度一致，线段方向“水平”或“垂直”的频率相等。

2.4实验程序

正式实验有三个组块，每个组块为一种视野位置，包含32个试次，整个实验共有96个试次。每一组块中，有无干扰刺激各占50%试次，且随机化呈现。

实验程序如图3所示。实验中，先让被试阅读指导语，待被试真正理解指导语后方进行实验。每个试次首先呈现一个注视点“”，注视点呈现的时间为500毫秒，然后，注视点消失呈现500毫秒黑色空屏，最后，空屏消失立即呈现刺激材料，让被试又快又准地对目标刺激进行判断，刺激材料呈现的最长时间为4秒，被试做出按键反应后会出现答对或答错的反馈，反馈呈现的时间为200毫秒。反馈消失以后即为下一个试次开始。

2.5分析指标

本实验分析的行为指标为反应时（reaction time）、正确率（rate 0f accuracy），眼动指标为总注视时间（totalfixation duration）、注视次数（fLxation count）、首次眼跳潜伏期（saceade latency）。总注视时间指被试观看刺激时所有注视点停留时间的总和，反映个体对刺激加工的时间；注视次数指被试观看刺激时的注视点个数，反映个体对刺激加工的范围；首次眼跳潜伏期指从刺激呈现到被试做出第一次眼跳之间的时间间隔，包括了信息的传人、传出所需要的时间和由所经通路的复杂程度决定的中枢加工时间。

在数据分析中，行为指标的反应时为被试在不同实验条件下完成判断任务所需时间的平均值，正确率为被试在不同实验条件下正确判断次数占总次数的百分比；眼动指标的总注视时间、注视次数、首次眼跳潜伏期均为被试在不同实验条件下完成判断任务的平均值。

2.6数据处理

使用SPSS17.0对研究数据进行统计分析。

3.研究结果与分析

3.1行为指标分析

3.1.1反应时

多因素方差分析显示：被试类别的主效应不显著（F（1，44）=2.17，p>.05）；颜色干扰的主效应显著（F（1，44）=6.26，p

被试类别与视野位置之间的交互效应的简单效应分析发现：（1）对于聋人被试，不同视野位置的反应时差异不显著（F（2，44）=0.23，p>.05）；对于听力正常人被试，不同视野位置的反应时差异显著（F（2，44）=28.81，p.05）。

颜色干扰与视野位置之间的交互效应的简单效应分析发现：（1）有颜色干扰时，不同视野位置的反应时差异不显著（F（2，90）=2.17，p>.05）；无颜色干扰时，不同视野位置的反应时差异显著（F（2，90）=8.13，p.05）。

3.1.2正确率

多因素方差分析显示：被试类别的主效应显著（F（1，44）=10.77，p.05）；视野位置的主效应显著（F（2，88）=11.21，p

被试类别与视野位置之间的交互效应的简单效应分析发现：（1）对于聋人被试，不同视野位置的正确率差异显著（F（2，44）=9.79，p.05）。（2）1°视角时，两类被试的正确率差异显著（F（1，44）=10.85，p

3.2眼动指标分析

3.2.1总注视时间

多因素方差分析显示：被试类别的主效应不显著（F（1，44）=0.159，p>.05）；颜色干扰的主效应显著（F（1，44）=9.44，p

颜色干扰与视野位置之间的交互效应的简单效应分析发现：（1）有颜色干扰时，不同视野位置的总注视时间差异显著（F（2，90）=4.27，p.05）。（2）1°视角时，有无颜色干扰的总注视时间差异显著（F（1，45）=9.97，p.05）；11°视角时，有无颜色干扰的总注视时间差异不显著（F（1，45）=1.27，p>.05）。

3.2.2注视次数

多因素方差分析显示：被试类别的主效应不显著（F（1，44）=0.64，p>.05）；颜色干扰的主效应显著（F（1，44）=5.89，p

3.2.3首次眼跳潜伏期

多因素方差分析显示：被试类别的主效应不显著（F（1，44）=0.05，p>.05），颜色干扰的主效应显著（F（1，44）=6.11，p

4.讨论

4.1视野位置对注意捕获的影响

本研究发现，在行为指标上，有颜色干扰的反应时高于无颜色干扰，而二者的正确率则没有显著差异。颜色干扰与视野位置的交互效应的进一步分析发现，视野位置为1°视角时，有颜色干扰的反应时高于无颜色干扰，视野位置为6°视角、11°视角时，二者的反应时没有显著差异。而在眼动指标上，不论是总注视时间、注视次数，还是首次眼动潜伏期，有颜色干扰的相关指标均高于无颜色干扰。颜色干扰与视野位置的交互效应的进一步分析发现，视野位置为1°视角时，有颜色干扰的总注视时间高于无颜色干扰，视野位置为6°视角、11°视角时，二者的总注视时间没有显著差异。此外，无论是行为指标，还是眼动指标，被试类别与颜色干扰均不存在交互效应。这样的研究结果表明，颜色干扰刺激的出现干扰了被试对搜索目标的反应，被试需要更多的注视时间来抑制干扰刺激，影响了其知绩效表现，在一定程度上产生了注意捕获效应，并更多地表现在中央视野（1°视角）的信息加工上；此外，两类被试出现的注意捕获效应表现出一致性。

在注意捕获的研究中，Theeuwes等指出，为了做出正确的眼跳以及反应，被试需要对与目标刺激相邻的干扰刺激进行抑制。当刺激呈现在1°视角上时，由于干扰刺激与目标刺激的距离小，被试需要对干扰刺激进行抑制才能做出正确的反应。另一方面，由于刺激的视野角度小，在搜索序列项目相同的情况下，落在被试视网膜中央窝视觉区之外的信息量就更多。在有关阅读的眼动研究中，对于汉语阅读来说，其知觉广度是从注视点左侧1个字到右侧3个字的长度，也就是说，人们在注视一个词的同时可以获得该词旁侧词的信息，对该词的注视时间并不能完全反应对该词的加工时间。本研究据此推断，当刺激呈现在1°视角时，被试需要在单位时间内加工的信息量就更多，因此延长了首次眼跳潜伏期与注视时间。而随着视野角度的增大，使得落人被试中央窝视觉区之外的信息减少，从而降低了单位注视时间，所要加工的信息量减少，被试的首次眼跳潜伏期亦随着降低。

4.2聋人与听力正常人注意捕获的差异

有关聋人视知觉能力的发展问题一直存在争论，其争论的主要焦点是听觉通道的受损会给其视知觉能力的发展带来阻碍，还是会带来更多的发展机会从而形成一定的补偿，也就是“缺陷假说”和“补偿假说”。关于这样一种争论一直没有最终的定论。为了解释相关研究结论的矛盾之处，有研究者提出聋人“视觉注意资源分配改变”假说，为聋人与听力正常人的视觉注意资源分配机制不同，聋人可能更多地将视觉注意资源从中央视野转移到边缘视野。这实际上表明，研究者已疲于此类争论，事实上这种争论对聋人的发展与教育问题也毫无实际意义。本研究先前所进行的一系列实验研究表明，聋人与听力正常人的视知觉加工能力并没有显著差异，相关研究应更多从促进聋人知能力发展角度进行探论，而不是寻找非此即彼的研究证据。

本研究发现，在行为指标上，聋人与听力正常人的反应时总体上没有显著差异，但正确率低于听力正常人。被试类型与视野位置的交互效应的进一步分析发现，视野位置为1°视角时，聋人的反应时高于听力正常人，正确率则低于听力正常人；视野位置为6°视角时，聋人的反应时与听力正常人没有显著差异，但正确率低于听力正常人；视野位置为11°视角时，聋人的反应时、正确率与听力正常人均没有显著差异。而在眼动指标上，不论是总注视时间、注视次数，还是首次眼动潜伏期，聋人与听力正常人均没有显著差异。此外，无论是行为指标，还是眼动指标，颜色干扰与被试类别均不存在交互效应。这样的研究结果表明，聋人对中央视野相关信息的加工能力可能弱于听力正常人，对边缘视野相关信息的加工能力则与听力正常人相当；但在相关信息的加工过程中，聋人与听力正常人使用了相同的眼动模式；而从颜色干扰所产生的影响来看，两类被试的注意捕获效应并不存在实质性差异。

由此，本研究谨慎推断，聋人虽然在视觉信息的加工上使用了与听力正常人相同的眼动模式，但从加工能力和知绩效来看，可能存在一定的中央视野加工劣势。本研究结果在一定程度上支持聋人“视觉注意资源分配改变”假说。

5.结论

通过对相关研究结果的分析与讨论，本研究所获结论如下：

（1）颜色干扰刺激产生了注意捕获效应，但其影响程度受视野位置的调整，更多地表现在中央视野的信息加工上。

（2）聋人虽然使用了与听力正常人相同的眼动模式，但从加工能力和知绩效来看，可能存在一定的中央视野加工劣势。

6.相关研究开展的建议

结合本研究的开展及所获得的研究结论，本研究为相关研究的开展应注意以下两点：

（1）对特殊儿童进行知比较研究时，应注意寻找特殊儿童与一般儿童的基本差异点，并采用合适的研究设计有效呈现二者的相同和不同之处。相关研究表明，聋人会更多地将视觉注意资源分配到边缘视野，而普通人则会更多地将视觉注意资源分配到中央视野。引入视野位置变量，本研究试图检验不同视野位置下两类人群注意捕获效应的差异。研究结果表明，聋人虽然在视知觉加工上使用了与听力正常人相同的眼动模式，但在加工能力上可能存在一定的中央视野加工劣势。本研究结论不仅对相关问题的争论进行了辨析和检验，在一定程度上支持聋人“视觉注意资源分配改变”假说，更寻找到了两类人群视知觉加工的相同和不同之处，可以对教育干预手段和策略的选择提供实验支持和理论指导。

（2）聋童的补偿教育应充分利用其可资利用的视知觉补偿效应，而非一味地从言语和一般学业能力的角度去识该类儿童，才更有利于其潜能的开发和利用。由于种种历史原因和行政推动作用，我国聋人语言教学中的口语教学一直占主导作用，但研究者之问的“口手之争”一直存在，并以“双语教学”理念的引入为标志出现了新的变化和识，而教育部于2007年颁布的《聋校义务教育课程设置实验方案》指出“帮助聋生掌握多元的沟通交往技能与方法”，则打破了我国长期以来聋人语言教学中“口语主导教学法”的羁绊。脑功能成像研究发现，中国手语具有独立的语言地位，其在大脑皮层的功能区与有声语言的绝大多数重叠；相关研究亦表明，聋人手语的使用不仅促进了其汉语书面语的发展和口语的学习，还提高了其思维能力的发展。本研究为，聋人对视知觉信息的依赖及使用经验与听力正常人有很大的差异，作为母语的手语使用不仅促进了其视知觉能力的发展，亦会使其思维发展形成特殊的补偿效应，聋童的补偿教育应从视知觉的训练和使用入手，方可获得良好的效应，促进他们的进一步发展。

（责任编校：胡晓毅）