固定位置区域提示下视觉注意范围等级的ERP研究
间隔的反应时(561)快，F(2,14)=4.43,p＜0.05。
3.2 ERP数据
3.2.1 提示物诱发的ERP成分
提示物产生的ERP总平均图见图2所示。P1成分在后部头颅波形较明显，但其波幅与潜伏期均没有表现出注意范围因素的主效应。
前部N1的潜伏期有显著的注意范围与记录部位两个因素的交互主效应，F(26,338)=5.79,p＜0.001，在三种注意范围提示下，均在右侧额叶和中央部潜伏期最短(C4、CZ、FC4)。后部N1的波幅也有显著的注意范围与记录部门两个因素的交互主效应，F(26,338)=2.75,p＜0.05；在三种注意范围时，后部N1均在右侧颞后部(PO6)波幅最大，小、中、大范围分别为3.3±1.3μV、4.0±1.4μV、3.8±1.2μV。
提示范围显著影响前部P2潜伏期，F(2,26)=8.31,p＜0.01，小、中、大范围的潜伏期逐渐延长，分别为214±7.0ms、222±8.2ms、230±5.5ms。另外对前部和后部N2的波幅都有显著主效应，F(2,26)=20.15,p＜0.001;F(2,26)=4.78,p＜0.05。小、中、大提示范围诱发的波幅依次减小，在前部分别为4.9±0.49μV、4.73±0.50μV、3.2±0.30μV；在后部分别为2.3±0.32μV、2.4±0.30μV、1.52±0.26μV。
附图
图2 三种提示物诱发的ERP总平均图
3.2.2 靶刺激诱发的P1、N1成分
后部P1成分在长刺激间隔时比短刺激间隔条件下波幅显著增大，F(1,13)=7.09,p＜0.05（短间隔，2.6±0.42μV；长间隔，3.4±0.36μV）。各因素对于P1潜伏期均无显著性主效应。
前部N1波幅受到刺激间隔的显著影响，F(1,13)=33.55,p＜0.001（短间隔，2.4±0.55μV；长间隔，0.53±0.31μV）。N1波幅与潜伏期均无注意范围的主效应。
后部P2波幅在右侧颞后部最大(PO6,8.9±1.7μV),F(13,169)=4.60,p＜0.01。短间隔时比长间隔时的P2波幅较大，F(1,13)=8.82,p＜0.05（短间隔，8.2±1.0μV；长间隔，7.9±1.0μV）。另外还表现出了注意范围与记录位置的交互效应，F(26,338)=2.79,p＜0.05。注意范围显著影响后部P2潜伏期，F(13,169)=3.99,p＜0.05，小、中、大范围分别为：223±2.5ms,222±2.4ms,220±2.8ms。而前部P2波幅在小、中、大注意范围时分别为9.4±0.90μV,8.5±0.85μV,8,59±0.72μV，有显著差异，F(13,169)=3.42,p＜0.05。
后部脑区N2波幅在短间隔时小于长间隔（短间隔，2.6±0.42μV；长间隔，3.0±0.42μV），F(1,13)=7.54,p＜0.05；但N2波幅与潜伏期都没有注意范围的主效应。前部脑区N2的波幅和潜伏期在不同注意范围时有显著差异，F(2,26)=10.13,p＜0.01，小、中、大范围的波幅分别为：6.3±0.49μV,7.6±0.52μV,7.5±0.53μV。最大波幅位于额叶前部(FZ,8.2±0.56μV;FCZ,8.2±0.67μV),F(13,169)=4.30,p＜0.01。小、中、大范围的潜伏期分别为：288±4.0ms,294±3.8ms,296±3.6ms,F(2,26)=6.22,p＜0.01。（ERP波形见图3）
附图
图3 靶刺激诱发的ERP总平均图和脑地形图，前部P2、N2成分（FZ记录点）。
4 讨论
本实验为进一步研究视觉选择性注意中有关注意范围加工的脑机制，在以前实验的基础上提出了一种新的实验范式，给视觉空间注意的注意范围等级效应提供了新的电生理学证据。实验得到了有关注意范围加工时程和脑功能分布的初步结果，发现改变有效提示注意范围的大小，会诱发出大脑皮层神经活动的多种变化。
早期视皮层活动受注意范围大小的调节不明显。以往的视觉空间注意研究一致认为，有提示靶刺激引起的P1、N1波幅大于无提示靶刺激引起的波幅[4,5,10]。如Hopfinger和Mangun的实验报告[6]表明在有效提示下，P1波幅增大。在罗跃嘉进行的注意等级的研究中，靶刺激诱发的脑后部P1波幅随提示范围增大而增加，而后部N1的波幅随提示范围的增大而减小，出现了P1、N1调节效应的分离[8,9]。而在本实验提示物和靶刺激诱发的P1和N1都没有表现出与注意范围相关的调节效应，这种结果应该与本实验模式的改变有关。在以往的实验中，被试认知注意范围大小的同时，还需要确定注意的方位，或是不同视野、或是不同的空间方位，这就混入了定位因素。由于本实验的提示物为一黑线圈，且三种范围提示物的圆心皆在屏幕中心，这样就祛除了注意范围的方位因素。因此，ERP的早期成分(P1、N1)并没有受到显著影响的实验结果提示：早期视觉皮层的调节活动可能与注意方位有更大的关系，还可能会受到刺激物理差异的影响，注意范围的大小并不是引起早期调节的主要原因。
无论是反应时(RT)还是靶刺激诱发的ERP波幅，它们都不与注意范围大小的变化呈简单线性相关，即不随注意范围增大而单调增大或减小。在罗跃嘉等[8]的实验中，注意范围被分为三个等级，RT和N1、P1波幅都与注意等级大致呈线性相关。本实验小和中等注意范围，符合罗跃嘉实验的结果，但大范围注意时，结果不一致。比较这两个实验的条件，如果从提示注意范围与最大注意范围（刺激物呈现的最大范围）之间的比例来看，可以发现本实验中等注意范围条件与罗跃嘉实验的大范围条件下的“注意范围比例”非常接近，而本实验中的大注意范围已经接近刺激物呈现的最大范围。这一点，在以往的实验中并没有特别
提示物与靶刺激之间的时间间隔(ISI)，几乎影响ERP的全部时程。本实验与以往的实验相比，ISI对ERP早期成分的影响基本一致。在罗跃嘉的实验中，短间隔(230～350ms)比中间隔(500～650ms)条件下靶刺激诱发的P1波幅大，但长间隔(800～950ms)时的P1波幅界于这两者之间[8]。据Greenwood的行为学实验报告[11,12]，在SOA为500ms时，注意范围的变化对反应时的影响最为明显。而本实验短间隔(400～600ms)的波幅小于长间隔(600～800ms)的波幅。由此可见，很可能在间隔时间(ISI)为300～400ms时，诱发的皮层活动最强烈，但是否是引起最强注意度的最适合刺激间隔，还有待进一步研究。
另外，ISI因素在后部N2和P2的波幅变化中有主效应。这种效应可以理解为早期注意调节完成的信号。由于ISI对脑皮层神经电活动的调节作用主要表现在头颅后部，可能提示对于刺激间隔这一信息的加工主要在初级视皮层及其附近脑区。对于这个现象的理解，可以借鉴一下近期一项研究中对注意效应提出的观点——“消耗－增益”(cost-benefit)连带关系[13]。总之，提示与靶刺激时间间隔对于目标信息加工的影响，尤其本实验中表现出的ISI对ERP中晚期成分的影响值得重视。
在完成分辨靶刺激的任务中，N2受到了注意范围因素的明显调节。根据以往的研究结果，N2主要反应的是靶刺激物自身特征信息的加工过程[4]。在本实验中前部N2的波幅与潜伏期都明显受到提示范围大小的影响，而后部N2并未出现此效应，说明对靶刺激的分辨任务是由顶叶和额叶的脑功能区完成的，这符合其它研究的结果[4]。另外本实验还发现，无论提示物还是靶刺激诱发的ERP，在P2(120～260ms)阶段就开始受到提示范围大小的影响，这可能提示在这个时间段对目标本身属性信息的加工就已经开始了。
在视觉信息加工的机制上存在一个重要问题——客体各种信息的加工是并行的，还是串行的？支持后者观点 《固定位置区域提示下视觉注意范围等级的ERP研究(第2页)》
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3.2 ERP数据
3.2.1 提示物诱发的ERP成分
提示物产生的ERP总平均图见图2所示。P1成分在后部头颅波形较明显，但其波幅与潜伏期均没有表现出注意范围因素的主效应。
前部N1的潜伏期有显著的注意范围与记录部位两个因素的交互主效应，F(26,338)=5.79,p＜0.001，在三种注意范围提示下，均在右侧额叶和中央部潜伏期最短(C4、CZ、FC4)。后部N1的波幅也有显著的注意范围与记录部门两个因素的交互主效应，F(26,338)=2.75,p＜0.05；在三种注意范围时，后部N1均在右侧颞后部(PO6)波幅最大，小、中、大范围分别为3.3±1.3μV、4.0±1.4μV、3.8±1.2μV。
提示范围显著影响前部P2潜伏期，F(2,26)=8.31,p＜0.01，小、中、大范围的潜伏期逐渐延长，分别为214±7.0ms、222±8.2ms、230±5.5ms。另外对前部和后部N2的波幅都有显著主效应，F(2,26)=20.15,p＜0.001;F(2,26)=4.78,p＜0.05。小、中、大提示范围诱发的波幅依次减小，在前部分别为4.9±0.49μV、4.73±0.50μV、3.2±0.30μV；在后部分别为2.3±0.32μV、2.4±0.30μV、1.52±0.26μV。
附图
图2 三种提示物诱发的ERP总平均图
3.2.2 靶刺激诱发的P1、N1成分
后部P1成分在长刺激间隔时比短刺激间隔条件下波幅显著增大，F(1,13)=7.09,p＜0.05（短间隔，2.6±0.42μV；长间隔，3.4±0.36μV）。各因素对于P1潜伏期均无显著性主效应。
前部N1波幅受到刺激间隔的显著影响，F(1,13)=33.55,p＜0.001（短间隔，2.4±0.55μV；长间隔，0.53±0.31μV）。N1波幅与潜伏期均无注意范围的主效应。
后部P2波幅在右侧颞后部最大(PO6,8.9±1.7μV),F(13,169)=4.60,p＜0.01。短间隔时比长间隔时的P2波幅较大，F(1,13)=8.82,p＜0.05（短间隔，8.2±1.0μV；长间隔，7.9±1.0μV）。另外还表现出了注意范围与记录位置的交互效应，F(26,338)=2.79,p＜0.05。注意范围显著影响后部P2潜伏期，F(13,169)=3.99,p＜0.05，小、中、大范围分别为：223±2.5ms,222±2.4ms,220±2.8ms。而前部P2波幅在小、中、大注意范围时分别为9.4±0.90μV,8.5±0.85μV,8,59±0.72μV，有显著差异，F(13,169)=3.42,p＜0.05。
后部脑区N2波幅在短间隔时小于长间隔（短间隔，2.6±0.42μV；长间隔，3.0±0.42μV），F(1,13)=7.54,p＜0.05；但N2波幅与潜伏期都没有注意范围的主效应。前部脑区N2的波幅和潜伏期在不同注意范围时有显著差异，F(2,26)=10.13,p＜0.01，小、中、大范围的波幅分别为：6.3±0.49μV,7.6±0.52μV,7.5±0.53μV。最大波幅位于额叶前部(FZ,8.2±0.56μV;FCZ,8.2±0.67μV),F(13,169)=4.30,p＜0.01。小、中、大范围的潜伏期分别为：288±4.0ms,294±3.8ms,296±3.6ms,F(2,26)=6.22,p＜0.01。（ERP波形见图3）
附图
图3 靶刺激诱发的ERP总平均图和脑地形图，前部P2、N2成分（FZ记录点）。
4 讨论
本实验为进一步研究视觉选择性注意中有关注意范围加工的脑机制，在以前实验的基础上提出了一种新的实验范式，给视觉空间注意的注意范围等级效应提供了新的电生理学证据。实验得到了有关注意范围加工时程和脑功能分布的初步结果，发现改变有效提示注意范围的大小，会诱发出大脑皮层神经活动的多种变化。
早期视皮层活动受注意范围大小的调节不明显。以往的视觉空间注意研究一致认为，有提示靶刺激引起的P1、N1波幅大于无提示靶刺激引起的波幅[4,5,10]。如Hopfinger和Mangun的实验报告[6]表明在有效提示下，P1波幅增大。在罗跃嘉进行的注意等级的研究中，靶刺激诱发的脑后部P1波幅随提示范围增大而增加，而后部N1的波幅随提示范围的增大而减小，出现了P1、N1调节效应的分离[8,9]。而在本实验提示物和靶刺激诱发的P1和N1都没有表现出与注意范围相关的调节效应，这种结果应该与本实验模式的改变有关。在以往的实验中，被试认知注意范围大小的同时，还需要确定注意的方位，或是不同视野、或是不同的空间方位，这就混入了定位因素。由于本实验的提示物为一黑线圈，且三种范围提示物的圆心皆在屏幕中心，这样就祛除了注意范围的方位因素。因此，ERP的早期成分(P1、N1)并没有受到显著影响的实验结果提示：早期视觉皮层的调节活动可能与注意方位有更大的关系，还可能会受到刺激物理差异的影响，注意范围的大小并不是引起早期调节的主要原因。
无论是反应时(RT)还是靶刺激诱发的ERP波幅，它们都不与注意范围大小的变化呈简单线性相关，即不随注意范围增大而单调增大或减小。在罗跃嘉等[8]的实验中，注意范围被分为三个等级，RT和N1、P1波幅都与注意等级大致呈线性相关。本实验小和中等注意范围，符合罗跃嘉实验的结果，但大范围注意时，结果不一致。比较这两个实验的条件，如果从提示注意范围与最大注意范围（刺激物呈现的最大范围）之间的比例来看，可以发现本实验中等注意范围条件与罗跃嘉实验的大范围条件下的“注意范围比例”非常接近，而本实验中的大注意范围已经接近刺激物呈现的最大范围。这一点，在以往的实验中并没有特别
分析，因而本实验结果可能提示：在一定的“注意范围比例”内，反应时和脑皮层活动的强度与注意范围大小成正相关，而一旦超过一定的范围，就可能不再成正相关。换言之，很可能存在与最大注意强度相对应的“最适注意范围比例”。
提示物与靶刺激之间的时间间隔(ISI)，几乎影响ERP的全部时程。本实验与以往的实验相比，ISI对ERP早期成分的影响基本一致。在罗跃嘉的实验中，短间隔(230～350ms)比中间隔(500～650ms)条件下靶刺激诱发的P1波幅大，但长间隔(800～950ms)时的P1波幅界于这两者之间[8]。据Greenwood的行为学实验报告[11,12]，在SOA为500ms时，注意范围的变化对反应时的影响最为明显。而本实验短间隔(400～600ms)的波幅小于长间隔(600～800ms)的波幅。由此可见，很可能在间隔时间(ISI)为300～400ms时，诱发的皮层活动最强烈，但是否是引起最强注意度的最适合刺激间隔，还有待进一步研究。
另外，ISI因素在后部N2和P2的波幅变化中有主效应。这种效应可以理解为早期注意调节完成的信号。由于ISI对脑皮层神经电活动的调节作用主要表现在头颅后部，可能提示对于刺激间隔这一信息的加工主要在初级视皮层及其附近脑区。对于这个现象的理解，可以借鉴一下近期一项研究中对注意效应提出的观点——“消耗－增益”(cost-benefit)连带关系[13]。总之，提示与靶刺激时间间隔对于目标信息加工的影响，尤其本实验中表现出的ISI对ERP中晚期成分的影响值得重视。
在完成分辨靶刺激的任务中，N2受到了注意范围因素的明显调节。根据以往的研究结果，N2主要反应的是靶刺激物自身特征信息的加工过程[4]。在本实验中前部N2的波幅与潜伏期都明显受到提示范围大小的影响，而后部N2并未出现此效应，说明对靶刺激的分辨任务是由顶叶和额叶的脑功能区完成的，这符合其它研究的结果[4]。另外本实验还发现，无论提示物还是靶刺激诱发的ERP，在P2(120～260ms)阶段就开始受到提示范围大小的影响，这可能提示在这个时间段对目标本身属性信息的加工就已经开始了。
在视觉信息加工的机制上存在一个重要问题——客体各种信息的加工是并行的，还是串行的？支持后者观点 《固定位置区域提示下视觉注意范围等级的ERP研究(第2页)》
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