气质与眼动控制的关系_代小东

DOI:10.16719/j.cnki.1671-6981.2015.03.025

气质与眼动控制的关系

代小东1,2 于红军1,2 丁锦红**1

(1北京市" 学习与认知" 重点实验室, 首都师范大学心理系,北京,100037)

(2北京联合大学师范学院,北京,100011)

摘 要 研究采用眼动追踪和问卷测量相结合的方法,对气质和眼动控制的关系进行了探讨。眼动实验为2(眼跳方向:朝向眼跳和反向眼跳)× 2(任务类型:重复眼跳和转换眼跳)组内设计;气质类型分数用《气质类型测试量表》测量。结果表明,气质特征分数与眼动特性之间存在显著的相关性,不同气质类型(神经活动类型)在抑制过程和任务重置过程中表现出不同的相互作用模式。具体而言,神经活动强度是一个基本维度,它与认知控制的抑制功能和转换功能都有着密切联系;而神经活动的灵活性和平衡性则分别是转换功能和抑制功能的重要条件。关键词 气质 眼跳 神经类型 转换代价 认知控制

*

1 前言

气质是一种典型而稳定的心理特征。巴甫洛夫用兴奋和抑制的强度、平衡性和灵活性描述神经系统特性。这些特性的不同组合构成了高级神经活动的四种类型,即胆汁质、多血质、黏液质和抑郁质(彭聃龄,2012)。各种气质类型表现在个体的具体行为或动作上。通常情况下,这些动作都是易被观察的“大”动作,如说话时的手势、走路姿势等。与这些行为或动作相比,眼跳行为很细微,但同样具有丰富的心理含义,对视觉认知活动有重要意义。

由于眼跳是一种更自然、直接且不易受无关因素干扰的行为(齐冰,白学军,宋耀武,2007),因此,它不仅可以用来研究视觉搜索、注意等基本认知过程,还可以作为认知控制等高级认知功能的有效指标(Lei, Zhang , You , Hou , & Wang, 2013; Rauthmann, Seubert, Sachse, & Furtner, 2012; Sessau & Bucci, 2013)。认知控制是根据内在目标协调想法或行为的能力(Koechlin ,Ody, & Kouneiher, 2003),它包含抑制、转换和更新三个子成分(Miyake et al., 2000)。其中抑制是对优势反应的抑制;转换是心理定势的转换,即任务重置。眼跳研究的常用范式是朝向眼跳和反向眼跳。朝向眼跳是眼睛反射性跳向外部刺激的自发眼跳;它只有最基本的眼

跳执行环节,是一种自下而上的加工。而反向眼跳需要对自发的朝向眼跳进行抑制并将眼睛重新定位到靶子的镜像位置(Anderson, Husain, & Sumner, 2008;Everling & Fischer,1998); Chan, Armstrong, Pari, Riopelle 和Munoz (2005)将它分为抑制优势眼跳反应、产生眼跳计划和执行眼跳等过程。因此,行为抑制过程可以用反向眼跳和朝向眼跳的潜伏期之差(即反向眼跳代价,antisaccade cost)作为指标。

抑制过程主动阻止无关信息进入而不损害认知加工(Clark, 1996; Harnishfeger & Bjorklund, 1993; Hasher & Zacks, 1988)。它是认知控制的关键成分之一(Miyake et al., 2000)。抑制的“赛马模型”(horserace model)(Logan & Cowan, 1984)认为,能否成功抑制取决于反应加工和抑制加工哪个先达到反应阈限。反向眼跳中的抑制就是对朝向眼跳的抑制;神经活动兴奋和抑制的强度及平衡性也体现了个体对行为的控制程度(彭聃龄,2012;Rothbart, Ellis, Rosario, & Posner, 2003)。此外,在朝向眼跳和反向眼跳的转换过程中会产生转换代价(switch cost)。重复任务只需维持先前任务定势;而转换任务需要脱离先前任务定势并形成当前任务定势。这是从一种任务的配置状态转变到另一种任务的配置状态的过程,即任务重置(Kawahara, Zuvic, Enns, & Lollo, 2003)。任务重置是一种内源性、耗费时间的主动执行控制过程,它体现了认知系统的灵活性,可

*本研究得到北京市教委科技计划重点项目(KZ[1**********]4)的资助。

** 通讯作者:丁锦红。E-mail: [email protected]

代小东等 :气质与眼动控制的关系

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以通过转换代价反映出来(齐冰等, 2007;Crescentini, Mondolo, Biasutti, & Shallice, 2012)。

总之,反向眼跳特性反映了神经系统的反应-抑制的强度、平衡性和灵活性等,反向眼跳代价主要体现了抑制过程(反应-抑制的强度、平衡性;认知控制中的抑制成分),转换代价主要反映了任务重置过程(灵活性;认知控制中的转换成分)。气质是受神经系统活动过程的特性所制约(彭聃龄,2012)。气质类型不同,任务转换的难易程度不同。如多血质的人,神经系统的反应-抑制间转换灵活,任务转换就可能较为容易。而眼动是由大脑通过动眼神经直接控制,并且在眼跳过程中,眼动可以通过任务要求反映出任务转换过程。因此,我们假设,气质与眼动控制之间存在相关性,不同气质个体在抑制过程和任务重置过程中表现出不同模式。如多血质得分越高,转换代价越小(任务重置过程越快)。进一步而言,气质与眼动控制的关系是通过认知控制过程而实现的。本研究将采用眼动追踪和问卷测量等方法检验上述假设。

实验采用《气质类型测试量表》(张拓基,陈会昌,1985)测量气质类型。该量表的信度系数为.86,效标效度为.68。眼动数据由Eyelink II眼动仪记录,采样率1000Hz 。实验时,被试头部固定,屏幕距被试约65cm 。实验中,水平方向上的黑色圆点(1.3°视角)位于屏幕中心两侧,距中心8.3°视角;而垂直方向黑色圆点位于屏幕中心的上下,距离中心6.1°视角。2 .3 实验设计与程序

实验为2(眼跳方向:朝向眼跳和反向眼跳) × 2(任务类型:重复眼跳和转换眼跳)组内设计。实验分3组block 。第一个block 为朝向眼跳任务,共80个trial 。首先在屏幕中央呈现“+”1000ms ,要求被试注视该“+”。接着随机在屏幕中央的上下左右的一个位置上呈现一个黑色圆点600ms ,要求被试立即注视该圆点。第二个block 为反向眼跳任务,共80个trial 。过程与第一个block 类似,不同的是要求被试在黑色圆点出现时,立即注视这个圆点相对于中心位置的镜像位置。第三个block 为转换眼跳任务,共160个trial 。与第一个block 的区别在于,在“+”消失后,屏幕中心位置随机呈现一个“正”或“反”字1000ms 。“正”和“反”分别提示被试做朝向眼跳和反向眼跳反应。实验流程见图1。实验结束后,进行气质类型测试。

2 实验

2 .1 被试

50名在校大学生参加实验,其中男生26名,女生24名。年龄19~22岁,视力(或矫正视力)正常,色觉正常,均为右利手。2 .2 实验仪器与材料

3 结果

3. 1 气质类型

图1 实验流程图

按照《气质类型测试量表》(张拓基,陈会昌,1985)的划分原则,气质类型分布见图2,其中多数气质类型属于混合型;在单一类型中,多血质最多,抑郁质最少,其他两种类型居中。

3. 2 眼跳反应错误率、眼跳潜伏期以及反向眼跳代价和转换代价

任务转换是执行控制研究的常用范式(Schneider

& Logan,2005) 。在任务转换过程中,转换任务与重复任务的成绩(反应时或错误率)差异就是转换代价(Rogers & Monsell, 1995)。转换代价主要体现了任务重置过程(Meiran, 1996; Rogers & Monsell, 1995; Rubinstein, Meyer, & Evans, 2001; Schmitz & V oss, 2012)。在眼跳任务中,反向眼跳与朝向眼跳的潜伏期之差被称为反向眼跳代价,反向眼跳代

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心 理 科 学

图2 不同气质类型占总人数的百分比

价主要体现了抑制过程(Johannesson, Haraldsson, & Kristjánsson, 2013)。不同条件下的眼跳错误率和眼跳潜伏期见表1。

表1 眼跳错误率、眼跳潜伏期的平均值和标准差(括号内)

反向眼跳代价大于重复任务、反向眼跳的转换代价大于朝向眼跳。

表2 反向眼跳代价和转换代价的平均值和标准差(括号内)

3. 3 气质特征和眼动的关系

眼跳错误率和潜伏期的2×2重复测量方差分析表明,就任务类型而言,转换条件下的眼跳错误率和潜伏期均大于重复条件下的眼跳错误率[F (1,49)=34.20, p

2

2

50名被试气质特征和眼跳错误率之间的相关分析结果见表3。

多血质得分和朝向-重复、朝向-转换条件下的眼跳错误率相关显著;并与反向-重复(r =-.236,

p =.099)、反向-转换(r =-.250, p =.080)的眼跳错误率的相关接近显著;抑郁质得分与反向-重复的眼跳错误率相关显著。

表4是50名被试气质特征与眼跳潜伏期、反向眼跳代价和转换代价进行相关分析结果。其中胆汁质得分与朝向-转换条件下眼跳潜伏期、转换条件下反向眼跳代价相关显著,并与朝向条件下转换代价相关接近显著(r =-.255,p =.074)。多血质得分与朝向-转换和反向-转换条件下眼跳潜伏期以及朝向和反向条件下转换代价相关均显著,而与朝向-

表3 气质特征和眼跳错误率的相关系数

注:* p

代小东等 :气质与眼动控制的关系

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重复条件下的眼跳潜伏期相关接近显著(r =-.245,期、反向条件下转换代价相关显著,并与朝向条件下转换代价相关接近显著(r =.256,p =.073)。

p =.086)。而黏液质得分与所有眼跳参数的相关均不显著。抑郁质得分与朝向-转换条件下眼跳潜伏

表4 气质特征和不同眼跳的潜伏期及眼跳代价的相关系数

注:* p

4 讨论

4. 1 眼跳控制的基本特性

眼跳过程能反映人对行为的控制特点。在完成需要更多资源的眼跳任务时,视觉系统的反应速度会减慢,会出现更多错误(Barton, Greenzang, Hefter, Edelman, & Manoach, 2006)。本研究结果除了证实这种特点以外,还表明复杂的认知转换任务对反向眼跳的影响比对朝向眼跳的影响大,即反向眼跳产生了更大的转换代价。Barton 等(2006)发现,当线索-目标间隔(cue-target interval,CTI )为2000ms 时,反向眼跳产生转换收益;而CTI=200ms时,反向眼跳产生转换代价。本研究采用的CTI=1000ms,反向眼跳仍然产生明显的转换代价,这说明,任务转换至少需要1000ms 以上才能完成。4. 2 气质与眼动控制之间关系

就个体而言,其气质类型往往不是一种单纯类型,而是几种类型的复合(贾玉梅,2000)。在不同类型上的得分反映相应的神经活动特性。按照巴甫洛夫的神经类型理论(彭聃龄,2012),神经过程的强度是指神经细胞和整个神经系统工作的性能,即受强烈刺激和持久工作的能力。胆汁质、多血质和黏液质都属于强神经类型,而抑郁质属于弱神经类型。在本研究中,胆汁质、多血质和抑郁质分数与转换的朝向眼跳潜伏之间存在显著相关,但对强神经类型而言,得分越高,眼跳反应越快;而弱神经类型分数则相反,即分数越高,眼跳反应越慢(见表4)。对视觉系统而言,转换的朝向眼跳是一种新的条件反应任务,当强(弱)刺激作用于个体神经系统产生强(弱)反应时,个体就可以形成条件反射或已形成的条件反射能得以继续保持。因此,视觉系统(个体)的反应速度(眼跳潜伏期)与相应的反应类型之间具有一致性。对于简单任务,如

重复眼跳,则可能出现类似于天花板效应,体现不出神经类型强度与反应之间的关联性。相反,复杂任务(转换的反向眼跳)可能需要满足更多条件才能形成条件反应;在我们的结果中只有多血质分数与之存在明显关系。

在眼跳任务中,反向眼跳代价主要体现了抑制过程(Johannesson et al., 2013);而转换代价主要反映了任务重置过程(Meiran, 1996; Rogers & Monsell, 1995; Rubinstein et al., 2001; Schmitz & Voss, 2012),即心理定势的转换。认知控制是根据内在目标协调想法或行为的能力(Koechlin et al., 2003),它包含抑制、转换和更新三个子成分(Miyake et al., 2000)。其中抑制是对优势反应的抑制;转换是心理定势的转换,即任务重置。因此,不同气质特征分数与反向眼跳代价、转换代价之间的相关反映了气质与认知控制不同成分之间的关系,进一步而言,反映的是神经类型和认知控制之间的关系(见图3)。

本研究结果表明,神经过程强度与认知控制的关系非常密切,因为属于强型的多血质和属于弱型的抑郁质分数分别与认知转换功能有着显著联系;而胆汁质得分与抑制功能也存在明显关联。认知控制中的转换功能是心理定势的转换,体现了认知系统从一种任务转移到另一种任务的难易程度(Miyake et al., 2000)。显然,这是神经系统灵活性的体现。神经过程的灵活性是兴奋过程与抑制过程的相互转化速度。如果两种过程更迭得迅速,表明神经过程灵活;反之则灵活性低。实验证明,神经过程灵活的动物可以顺利地改变已形成的条件反射;神经过程灵活性低的动物则不易改变已形成的条件反射(王雁,2002)。对多血质而言,得分越高,神经系统灵活性越强,任务重置过程越快,转换代价越小,从而表现出负相关。而抑郁质则相反,得分越高,

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心 理 科 学

图3 气质类型、认知控制与眼动控制之间关系

注:图中的“-”代表阻碍关系,“+”代表促进关系。

神经系统的强度越弱,且越不灵活,完成任务重置过程就越慢,与转换代价表现出正相关。此外,研究结果还表明,黏液质分数与转换功能之间并没有表现出明显的关系。原因可能在于,虽然黏液质的兴奋与抑制过程都较强,但它是一种不灵活的神经类型,两者转化较困难。

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5 小结

气质是行为的外在表现,它与眼动控制之间存在密切联系。事实上,气质与眼动控制之间的关系反映了气质与认知控制之间的关系。气质决定于不同神经活动类型,这些神经活动与认知控制功能之间的关系较为复杂。神经活动强度是一个基本维度,它与认知控制的抑制功能和转换功能都有着密切联系;而神经活动的灵活性和平衡性则分别是转换功能和抑制功能的重要条件。

参考文献

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The Relationship between Temperament and

Eye Movement Control

Dai Xiaodong 1,2, Y u Hongjun1,2, Ding Jinhong 1

( 1 Beijing Key Lab of Learning and Cognition, Department of Psychology, Capital Normal University, Beijing, 100037)

( 2 Teachers ’ College of Beijing Union University, Beijing, 100011)

Abstract According to Pavlov, temperament is determined by strength of excitation and inhibition, balance and mobility of the central nervous system, which could be segregated into four types of choleric, sanguine, phlegmatic and melancholic. All human behaviors are based on those types of the central nervous system including how to control our behavior. When we make an anti-saccade, for example, our visual system needs to suppress (inhibit) the pro-saccade and make saccade in the opposite direction. The anti-saccadic cost mainly embodies inhibition (Johannesson et al., 2013), and the switch cost reflects the task reset (mobility) (Meiran, 1996; Rogers & Monsell, 1995; Rubinstein et al., 2001; Schmitz & Voss, 2012). Both temperament and saccadic control result from some functions of the central nervous system, i.e., excitation, inhibition, balance and mobility. We assume that temperament is correlated with the saccadic control (cognitive control) in different patterns at different levels.

To explore the relationship between the temperament and eye movement control, a combination of eye tracking and questionnaire survey were adopted, in which a 2× 2 within-group design of saccadic eye movement experiment with the saccade direction (pro-saccade and anti-saccade) and task type (repeat and switch) and temperament test were conducted. Fifty undergraduate students participated in the experiment. Participants’ eye movements were recorded by a SR Research EyeLink II eye tracker, followed by questionnaire test of their temperaments.

Results showed that the choleric temperament scores significantly correlated with the saccadic latency under the condition of pro-switch, and anti-saccade cost under the condition of switch, and closely significantly correlated with the switch cost under the condition of pro-saccade (r = .255, p = .074). Sanguine temperament scores significantly correlated with the saccadic latency under the condition of pro-switch and anti-switch, and significantly correlated with the switch cost under the condition of pro- and anti-saccade, and closely significantly correlated with the saccadic latency under the condition of pro-repeat (r = -.245, p = .086). Melancholic temperament score significantly correlated with the saccadic latency under the condition of pro-switch and to switch cost under the condition of anti-saccade, and closely significantly correlated with the switch cost under the condition of pro saccade (r = .256, p = .073). Lymphatic temperament score did not significantly correlate with all saccadic parameters.

The results indicate that temperament is closely related to eye movement control, and this correlation is mediated by the cognitive control. Temperament is determined by different neural activities, and the relationship between the neural activity and the cognitive control function is complicated. The strength of neural activity is a fundamental aspect in all dimensions, it is related to inhibition and transformation functions of cognitive control whereas the mobility and balance of neural activity are important to transformation and inhibition functions. Key words temperament, saccade, neural type, switch cost, cognitive control

DOI:10.16719/j.cnki.1671-6981.2015.03.025

气质与眼动控制的关系

代小东1,2 于红军1,2 丁锦红**1

(1北京市" 学习与认知" 重点实验室, 首都师范大学心理系,北京,100037)

(2北京联合大学师范学院,北京,100011)

摘 要 研究采用眼动追踪和问卷测量相结合的方法,对气质和眼动控制的关系进行了探讨。眼动实验为2(眼跳方向:朝向眼跳和反向眼跳)× 2(任务类型:重复眼跳和转换眼跳)组内设计;气质类型分数用《气质类型测试量表》测量。结果表明,气质特征分数与眼动特性之间存在显著的相关性,不同气质类型(神经活动类型)在抑制过程和任务重置过程中表现出不同的相互作用模式。具体而言,神经活动强度是一个基本维度,它与认知控制的抑制功能和转换功能都有着密切联系;而神经活动的灵活性和平衡性则分别是转换功能和抑制功能的重要条件。关键词 气质 眼跳 神经类型 转换代价 认知控制

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1 前言

气质是一种典型而稳定的心理特征。巴甫洛夫用兴奋和抑制的强度、平衡性和灵活性描述神经系统特性。这些特性的不同组合构成了高级神经活动的四种类型,即胆汁质、多血质、黏液质和抑郁质(彭聃龄,2012)。各种气质类型表现在个体的具体行为或动作上。通常情况下,这些动作都是易被观察的“大”动作,如说话时的手势、走路姿势等。与这些行为或动作相比,眼跳行为很细微,但同样具有丰富的心理含义,对视觉认知活动有重要意义。

由于眼跳是一种更自然、直接且不易受无关因素干扰的行为(齐冰,白学军,宋耀武,2007),因此,它不仅可以用来研究视觉搜索、注意等基本认知过程,还可以作为认知控制等高级认知功能的有效指标(Lei, Zhang , You , Hou , & Wang, 2013; Rauthmann, Seubert, Sachse, & Furtner, 2012; Sessau & Bucci, 2013)。认知控制是根据内在目标协调想法或行为的能力(Koechlin ,Ody, & Kouneiher, 2003),它包含抑制、转换和更新三个子成分(Miyake et al., 2000)。其中抑制是对优势反应的抑制;转换是心理定势的转换,即任务重置。眼跳研究的常用范式是朝向眼跳和反向眼跳。朝向眼跳是眼睛反射性跳向外部刺激的自发眼跳;它只有最基本的眼

跳执行环节,是一种自下而上的加工。而反向眼跳需要对自发的朝向眼跳进行抑制并将眼睛重新定位到靶子的镜像位置(Anderson, Husain, & Sumner, 2008;Everling & Fischer,1998); Chan, Armstrong, Pari, Riopelle 和Munoz (2005)将它分为抑制优势眼跳反应、产生眼跳计划和执行眼跳等过程。因此,行为抑制过程可以用反向眼跳和朝向眼跳的潜伏期之差(即反向眼跳代价,antisaccade cost)作为指标。

抑制过程主动阻止无关信息进入而不损害认知加工(Clark, 1996; Harnishfeger & Bjorklund, 1993; Hasher & Zacks, 1988)。它是认知控制的关键成分之一(Miyake et al., 2000)。抑制的“赛马模型”(horserace model)(Logan & Cowan, 1984)认为,能否成功抑制取决于反应加工和抑制加工哪个先达到反应阈限。反向眼跳中的抑制就是对朝向眼跳的抑制;神经活动兴奋和抑制的强度及平衡性也体现了个体对行为的控制程度(彭聃龄,2012;Rothbart, Ellis, Rosario, & Posner, 2003)。此外,在朝向眼跳和反向眼跳的转换过程中会产生转换代价(switch cost)。重复任务只需维持先前任务定势;而转换任务需要脱离先前任务定势并形成当前任务定势。这是从一种任务的配置状态转变到另一种任务的配置状态的过程,即任务重置(Kawahara, Zuvic, Enns, & Lollo, 2003)。任务重置是一种内源性、耗费时间的主动执行控制过程,它体现了认知系统的灵活性,可

*本研究得到北京市教委科技计划重点项目(KZ[1**********]4)的资助。

** 通讯作者:丁锦红。E-mail: [email protected]

代小东等 :气质与眼动控制的关系

667

以通过转换代价反映出来(齐冰等, 2007;Crescentini, Mondolo, Biasutti, & Shallice, 2012)。

总之,反向眼跳特性反映了神经系统的反应-抑制的强度、平衡性和灵活性等,反向眼跳代价主要体现了抑制过程(反应-抑制的强度、平衡性;认知控制中的抑制成分),转换代价主要反映了任务重置过程(灵活性;认知控制中的转换成分)。气质是受神经系统活动过程的特性所制约(彭聃龄,2012)。气质类型不同,任务转换的难易程度不同。如多血质的人,神经系统的反应-抑制间转换灵活,任务转换就可能较为容易。而眼动是由大脑通过动眼神经直接控制,并且在眼跳过程中,眼动可以通过任务要求反映出任务转换过程。因此,我们假设,气质与眼动控制之间存在相关性,不同气质个体在抑制过程和任务重置过程中表现出不同模式。如多血质得分越高,转换代价越小(任务重置过程越快)。进一步而言,气质与眼动控制的关系是通过认知控制过程而实现的。本研究将采用眼动追踪和问卷测量等方法检验上述假设。

实验采用《气质类型测试量表》(张拓基,陈会昌,1985)测量气质类型。该量表的信度系数为.86,效标效度为.68。眼动数据由Eyelink II眼动仪记录,采样率1000Hz 。实验时,被试头部固定,屏幕距被试约65cm 。实验中,水平方向上的黑色圆点(1.3°视角)位于屏幕中心两侧,距中心8.3°视角;而垂直方向黑色圆点位于屏幕中心的上下,距离中心6.1°视角。2 .3 实验设计与程序

实验为2(眼跳方向:朝向眼跳和反向眼跳) × 2(任务类型:重复眼跳和转换眼跳)组内设计。实验分3组block 。第一个block 为朝向眼跳任务,共80个trial 。首先在屏幕中央呈现“+”1000ms ,要求被试注视该“+”。接着随机在屏幕中央的上下左右的一个位置上呈现一个黑色圆点600ms ,要求被试立即注视该圆点。第二个block 为反向眼跳任务,共80个trial 。过程与第一个block 类似,不同的是要求被试在黑色圆点出现时,立即注视这个圆点相对于中心位置的镜像位置。第三个block 为转换眼跳任务,共160个trial 。与第一个block 的区别在于,在“+”消失后,屏幕中心位置随机呈现一个“正”或“反”字1000ms 。“正”和“反”分别提示被试做朝向眼跳和反向眼跳反应。实验流程见图1。实验结束后,进行气质类型测试。

2 实验

2 .1 被试

50名在校大学生参加实验,其中男生26名,女生24名。年龄19~22岁,视力(或矫正视力)正常,色觉正常,均为右利手。2 .2 实验仪器与材料

3 结果

3. 1 气质类型

图1 实验流程图

按照《气质类型测试量表》(张拓基,陈会昌,1985)的划分原则,气质类型分布见图2,其中多数气质类型属于混合型;在单一类型中,多血质最多,抑郁质最少,其他两种类型居中。

3. 2 眼跳反应错误率、眼跳潜伏期以及反向眼跳代价和转换代价

任务转换是执行控制研究的常用范式(Schneider

& Logan,2005) 。在任务转换过程中,转换任务与重复任务的成绩(反应时或错误率)差异就是转换代价(Rogers & Monsell, 1995)。转换代价主要体现了任务重置过程(Meiran, 1996; Rogers & Monsell, 1995; Rubinstein, Meyer, & Evans, 2001; Schmitz & V oss, 2012)。在眼跳任务中,反向眼跳与朝向眼跳的潜伏期之差被称为反向眼跳代价,反向眼跳代

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心 理 科 学

图2 不同气质类型占总人数的百分比

价主要体现了抑制过程(Johannesson, Haraldsson, & Kristjánsson, 2013)。不同条件下的眼跳错误率和眼跳潜伏期见表1。

表1 眼跳错误率、眼跳潜伏期的平均值和标准差(括号内)

反向眼跳代价大于重复任务、反向眼跳的转换代价大于朝向眼跳。

表2 反向眼跳代价和转换代价的平均值和标准差(括号内)

3. 3 气质特征和眼动的关系

眼跳错误率和潜伏期的2×2重复测量方差分析表明,就任务类型而言,转换条件下的眼跳错误率和潜伏期均大于重复条件下的眼跳错误率[F (1,49)=34.20, p

2

2

50名被试气质特征和眼跳错误率之间的相关分析结果见表3。

多血质得分和朝向-重复、朝向-转换条件下的眼跳错误率相关显著;并与反向-重复(r =-.236,

p =.099)、反向-转换(r =-.250, p =.080)的眼跳错误率的相关接近显著;抑郁质得分与反向-重复的眼跳错误率相关显著。

表4是50名被试气质特征与眼跳潜伏期、反向眼跳代价和转换代价进行相关分析结果。其中胆汁质得分与朝向-转换条件下眼跳潜伏期、转换条件下反向眼跳代价相关显著,并与朝向条件下转换代价相关接近显著(r =-.255,p =.074)。多血质得分与朝向-转换和反向-转换条件下眼跳潜伏期以及朝向和反向条件下转换代价相关均显著,而与朝向-

表3 气质特征和眼跳错误率的相关系数

注:* p

代小东等 :气质与眼动控制的关系

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重复条件下的眼跳潜伏期相关接近显著(r =-.245,期、反向条件下转换代价相关显著,并与朝向条件下转换代价相关接近显著(r =.256,p =.073)。

p =.086)。而黏液质得分与所有眼跳参数的相关均不显著。抑郁质得分与朝向-转换条件下眼跳潜伏

表4 气质特征和不同眼跳的潜伏期及眼跳代价的相关系数

注:* p

4 讨论

4. 1 眼跳控制的基本特性

眼跳过程能反映人对行为的控制特点。在完成需要更多资源的眼跳任务时,视觉系统的反应速度会减慢,会出现更多错误(Barton, Greenzang, Hefter, Edelman, & Manoach, 2006)。本研究结果除了证实这种特点以外,还表明复杂的认知转换任务对反向眼跳的影响比对朝向眼跳的影响大,即反向眼跳产生了更大的转换代价。Barton 等(2006)发现,当线索-目标间隔(cue-target interval,CTI )为2000ms 时,反向眼跳产生转换收益;而CTI=200ms时,反向眼跳产生转换代价。本研究采用的CTI=1000ms,反向眼跳仍然产生明显的转换代价,这说明,任务转换至少需要1000ms 以上才能完成。4. 2 气质与眼动控制之间关系

就个体而言,其气质类型往往不是一种单纯类型,而是几种类型的复合(贾玉梅,2000)。在不同类型上的得分反映相应的神经活动特性。按照巴甫洛夫的神经类型理论(彭聃龄,2012),神经过程的强度是指神经细胞和整个神经系统工作的性能,即受强烈刺激和持久工作的能力。胆汁质、多血质和黏液质都属于强神经类型,而抑郁质属于弱神经类型。在本研究中,胆汁质、多血质和抑郁质分数与转换的朝向眼跳潜伏之间存在显著相关,但对强神经类型而言,得分越高,眼跳反应越快;而弱神经类型分数则相反,即分数越高,眼跳反应越慢(见表4)。对视觉系统而言,转换的朝向眼跳是一种新的条件反应任务,当强(弱)刺激作用于个体神经系统产生强(弱)反应时,个体就可以形成条件反射或已形成的条件反射能得以继续保持。因此,视觉系统(个体)的反应速度(眼跳潜伏期)与相应的反应类型之间具有一致性。对于简单任务,如

重复眼跳,则可能出现类似于天花板效应,体现不出神经类型强度与反应之间的关联性。相反,复杂任务(转换的反向眼跳)可能需要满足更多条件才能形成条件反应;在我们的结果中只有多血质分数与之存在明显关系。

在眼跳任务中,反向眼跳代价主要体现了抑制过程(Johannesson et al., 2013);而转换代价主要反映了任务重置过程(Meiran, 1996; Rogers & Monsell, 1995; Rubinstein et al., 2001; Schmitz & Voss, 2012),即心理定势的转换。认知控制是根据内在目标协调想法或行为的能力(Koechlin et al., 2003),它包含抑制、转换和更新三个子成分(Miyake et al., 2000)。其中抑制是对优势反应的抑制;转换是心理定势的转换,即任务重置。因此,不同气质特征分数与反向眼跳代价、转换代价之间的相关反映了气质与认知控制不同成分之间的关系,进一步而言,反映的是神经类型和认知控制之间的关系(见图3)。

本研究结果表明,神经过程强度与认知控制的关系非常密切,因为属于强型的多血质和属于弱型的抑郁质分数分别与认知转换功能有着显著联系;而胆汁质得分与抑制功能也存在明显关联。认知控制中的转换功能是心理定势的转换,体现了认知系统从一种任务转移到另一种任务的难易程度(Miyake et al., 2000)。显然,这是神经系统灵活性的体现。神经过程的灵活性是兴奋过程与抑制过程的相互转化速度。如果两种过程更迭得迅速,表明神经过程灵活;反之则灵活性低。实验证明,神经过程灵活的动物可以顺利地改变已形成的条件反射;神经过程灵活性低的动物则不易改变已形成的条件反射(王雁,2002)。对多血质而言,得分越高,神经系统灵活性越强,任务重置过程越快,转换代价越小,从而表现出负相关。而抑郁质则相反,得分越高,

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心 理 科 学

图3 气质类型、认知控制与眼动控制之间关系

注:图中的“-”代表阻碍关系,“+”代表促进关系。

神经系统的强度越弱,且越不灵活,完成任务重置过程就越慢,与转换代价表现出正相关。此外,研究结果还表明,黏液质分数与转换功能之间并没有表现出明显的关系。原因可能在于,虽然黏液质的兴奋与抑制过程都较强,但它是一种不灵活的神经类型,两者转化较困难。

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5 小结

气质是行为的外在表现,它与眼动控制之间存在密切联系。事实上,气质与眼动控制之间的关系反映了气质与认知控制之间的关系。气质决定于不同神经活动类型,这些神经活动与认知控制功能之间的关系较为复杂。神经活动强度是一个基本维度,它与认知控制的抑制功能和转换功能都有着密切联系;而神经活动的灵活性和平衡性则分别是转换功能和抑制功能的重要条件。

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The Relationship between Temperament and

Eye Movement Control

Dai Xiaodong 1,2, Y u Hongjun1,2, Ding Jinhong 1

( 1 Beijing Key Lab of Learning and Cognition, Department of Psychology, Capital Normal University, Beijing, 100037)

( 2 Teachers ’ College of Beijing Union University, Beijing, 100011)

Abstract According to Pavlov, temperament is determined by strength of excitation and inhibition, balance and mobility of the central nervous system, which could be segregated into four types of choleric, sanguine, phlegmatic and melancholic. All human behaviors are based on those types of the central nervous system including how to control our behavior. When we make an anti-saccade, for example, our visual system needs to suppress (inhibit) the pro-saccade and make saccade in the opposite direction. The anti-saccadic cost mainly embodies inhibition (Johannesson et al., 2013), and the switch cost reflects the task reset (mobility) (Meiran, 1996; Rogers & Monsell, 1995; Rubinstein et al., 2001; Schmitz & Voss, 2012). Both temperament and saccadic control result from some functions of the central nervous system, i.e., excitation, inhibition, balance and mobility. We assume that temperament is correlated with the saccadic control (cognitive control) in different patterns at different levels.

To explore the relationship between the temperament and eye movement control, a combination of eye tracking and questionnaire survey were adopted, in which a 2× 2 within-group design of saccadic eye movement experiment with the saccade direction (pro-saccade and anti-saccade) and task type (repeat and switch) and temperament test were conducted. Fifty undergraduate students participated in the experiment. Participants’ eye movements were recorded by a SR Research EyeLink II eye tracker, followed by questionnaire test of their temperaments.

Results showed that the choleric temperament scores significantly correlated with the saccadic latency under the condition of pro-switch, and anti-saccade cost under the condition of switch, and closely significantly correlated with the switch cost under the condition of pro-saccade (r = .255, p = .074). Sanguine temperament scores significantly correlated with the saccadic latency under the condition of pro-switch and anti-switch, and significantly correlated with the switch cost under the condition of pro- and anti-saccade, and closely significantly correlated with the saccadic latency under the condition of pro-repeat (r = -.245, p = .086). Melancholic temperament score significantly correlated with the saccadic latency under the condition of pro-switch and to switch cost under the condition of anti-saccade, and closely significantly correlated with the switch cost under the condition of pro saccade (r = .256, p = .073). Lymphatic temperament score did not significantly correlate with all saccadic parameters.

The results indicate that temperament is closely related to eye movement control, and this correlation is mediated by the cognitive control. Temperament is determined by different neural activities, and the relationship between the neural activity and the cognitive control function is complicated. The strength of neural activity is a fundamental aspect in all dimensions, it is related to inhibition and transformation functions of cognitive control whereas the mobility and balance of neural activity are important to transformation and inhibition functions. Key words temperament, saccade, neural type, switch cost, cognitive control


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