生理心理学第四章-注意.ppt
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1、第四章第四章 注意的生理心理学基础注意的生理心理学基础平均每个美国人一天接受平均每个美国人一天接受34G的信息的信息注意注意:o注注意意是是指指心心理理活活动动对对一一定定对对象象的的指指向向和和集集中中,是是认认识识选选择性的高度表现,是个体的一种择性的高度表现,是个体的一种全身状态全身状态。o从从心心理理学学的的角角度度来来讲讲,注注意意并并不不是是一一个个独独立立的的心心理理过过程程,只只不不过过是是一一种种心心理理状状态态,是是某某种种心心理理活活动动的的指指向向性性、选选择性、集中性择性、集中性。o注注意意总总是是和和认认知知活活动动同同时时存存在在的的,还还常常伴伴有有情情绪绪体体
2、验验和和情绪表现情绪表现。这一特点决定了注意生理心理机制的复杂性。这一特点决定了注意生理心理机制的复杂性。注意的分类注意的分类o非随意注意(无意注意):非随意注意(无意注意):事前没有预定目的,事前没有预定目的,也不需要作意志努力的注意。也不需要作意志努力的注意。o随意注意(有意注意、选择性注意):随意注意(有意注意、选择性注意):事前有事前有预定目的,需要一定意志努力的注意。预定目的,需要一定意志努力的注意。o随意后注意(有意后注意):随意后注意(有意后注意):事前有预定的目事前有预定的目的,不需要意志努力的注意。的,不需要意志努力的注意。内容结构:内容结构:第一节非随意注意第一节非随意注意
3、第二节选择注意第二节选择注意第三节注意的保持和调节第三节注意的保持和调节第四节第四节 儿童注意缺陷多动障碍儿童注意缺陷多动障碍(ADHD)重点:重点:o朝向反射朝向反射o神经活动模式匹配理论神经活动模式匹配理论o丘脑网状核闸门理论丘脑网状核闸门理论o前运动中枢理论前运动中枢理论oADHD第一节非随意注意第一节非随意注意o一、非随意注意的一、非随意注意的定义定义:是由外界较是由外界较强强的的新新异刺激或引起主体异刺激或引起主体意外意外感的刺激所引发感的刺激所引发的不由自主的注意过程,又称被动注意、无意注意。的不由自主的注意过程,又称被动注意、无意注意。o二、非随意注意的二、非随意注意的生理基础生
4、理基础:朝向反射朝向反射(巴甫洛夫)(巴甫洛夫)o三、非随意注意的三、非随意注意的理论解释理论解释:神经活动模式匹配理论神经活动模式匹配理论(索科洛夫)(索科洛夫)二、非随意注意的生理基础:朝向反射二、非随意注意的生理基础:朝向反射1、朝向反射的、朝向反射的定义定义2、朝向反射的、朝向反射的神经机制神经机制3、朝向反射的、朝向反射的特点特点1、朝向反射的定义、朝向反射的定义o朝向反射朝向反射:由新异性强刺激引起机体的一种反射活动,表:由新异性强刺激引起机体的一种反射活动,表现为机体现行活动的突然中止,头面部甚至整个机体转向现为机体现行活动的突然中止,头面部甚至整个机体转向新异刺激发出的方向。通
5、过眼、耳的感知过程探究新异刺新异刺激发出的方向。通过眼、耳的感知过程探究新异刺激的性质及其对机体的意义。激的性质及其对机体的意义。o朝向反射历史由来朝向反射历史由来o意义意义:使生物体随时可以注意到周围环境有意义的新变化使生物体随时可以注意到周围环境有意义的新变化,并在采取主并在采取主动措施前使机体处于准备状态动措施前使机体处于准备状态,对有机体有重要的生物学意义对有机体有重要的生物学意义.o朝向反射是非随意注意的生理基础。朝向反射是非随意注意的生理基础。重点重点背景:巴甫洛夫狗唾液条件反射新异刺激新异刺激停止停止朝向反射历史由来朝向反射历史由来 20世纪初,在巴甫洛夫的实验室里曾经发生过这样
6、一世纪初,在巴甫洛夫的实验室里曾经发生过这样一件事:巴甫洛夫的一位助手用狗做实验,使狗形成了对件事:巴甫洛夫的一位助手用狗做实验,使狗形成了对声音的食物性条件反射。事后,请巴甫洛夫去实验室参声音的食物性条件反射。事后,请巴甫洛夫去实验室参观。令人奇怪的是,每当巴甫洛夫在场的时候,实验就观。令人奇怪的是,每当巴甫洛夫在场的时候,实验就不成功,实验动物已经建立起来的条件反射明显地被抑不成功,实验动物已经建立起来的条件反射明显地被抑制了。经过分析,巴甫洛夫把这种特殊的反射叫朝向反制了。经过分析,巴甫洛夫把这种特殊的反射叫朝向反射。射。2、朝向反射的神经机制、朝向反射的神经机制o形成的神经机制:形成的
7、神经机制:外抑制外抑制 新异刺激在脑内产生的新异刺激在脑内产生的强兴奋灶强兴奋灶对其他脑区发生明对其他脑区发生明显的显的负诱导负诱导,因而抑制了已建立的条件反射活动。,因而抑制了已建立的条件反射活动。o消退的神经机制:消退的神经机制:消退抑制(主动性内抑制)消退抑制(主动性内抑制)o外抑制:当机体进行某项活动,周围出现异常可怕的声音时,总会情不自禁地怔一下,停止正在进行的活动,这就是外抑制。简言之,现时活动以外的新异刺激所引起的抑制过程就是外抑制。3、朝向反射的特点、朝向反射的特点特点():在朝向反应中,机体的一系列生理特点():在朝向反应中,机体的一系列生理指标都发生一定程度的变化。指标都发
8、生一定程度的变化。n此时瞳孔扩大,呼吸率和心率降低,四肢血管此时瞳孔扩大,呼吸率和心率降低,四肢血管收缩(血流量降低),肌电活动增强,脑电图收缩(血流量降低),肌电活动增强,脑电图表现为去同步化,皮肤导电性增高。表现为去同步化,皮肤导电性增高。此外有的学者还观察到了头部血流量增加此外有的学者还观察到了头部血流量增加和唾液分泌量减少。和唾液分泌量减少。特点():朝向反应的生理变化对于各种新异性特点():朝向反应的生理变化对于各种新异性刺激的性质是刺激的性质是非特异性非特异性的。的。无论是声刺激、光刺激或温度刺激以及痛刺激,无论是声刺激、光刺激或温度刺激以及痛刺激,只要它对机体是新异的,都会引起这
9、些生理变化。只要它对机体是新异的,都会引起这些生理变化。对重复应用同一模式的刺激,朝向反应消退;变换刺对重复应用同一模式的刺激,朝向反应消退;变换刺激模式则再次呈现朝向反应。所以,激模式则再次呈现朝向反应。所以,刺激模式刺激模式在朝向反应中在朝向反应中具有重要意义。具有重要意义。o特点(特点(3):):朝向反应中引起的外周生理变化朝向反应中引起的外周生理变化与中枢神经系统的生理变化规律不同与中枢神经系统的生理变化规律不同o皮肤电反应皮肤电反应是朝向反应最稳定的重要生理指标是朝向反应最稳定的重要生理指标。o眼动变化要快于皮肤电的变化,可能与早期的信息收集眼动变化要快于皮肤电的变化,可能与早期的信
10、息收集有关有关o运用脑事件电位中的运用脑事件电位中的“怪球范式怪球范式”(指的是在80%以上大概率呈现的刺激序列中,呈现概率小于15%的偶然刺激会引起“意外感”)发现小概率事件引发的高幅值发现小概率事件引发的高幅值P3aP3a波是新异性波是新异性引发朝向反射的脑中枢生理指标引发朝向反射的脑中枢生理指标三、非随意注意的三、非随意注意的理论解释理论解释:神经活动模式匹配理论:神经活动模式匹配理论o索科洛夫索科洛夫o朝向反应是一个包括许多脑结构在内的复杂功能系统朝向反应是一个包括许多脑结构在内的复杂功能系统感觉神经元感觉神经元中间神经元中间神经元运动神经元运动神经元按神经元的功能分按神经元的功能分神
11、经活动模式匹配理论神经活动模式匹配理论o朝向反应的机制发生在对刺激信息反应的传出神经朝向反应的机制发生在对刺激信息反应的传出神经元中。元中。o在传出神经元中将感觉神经元传入的信息模式和中在传出神经元中将感觉神经元传入的信息模式和中间神经元保存的以前刺激痕迹的模式加以匹配。间神经元保存的以前刺激痕迹的模式加以匹配。o如果两个模式完全匹配,传出神经元不再发生反应。如果两个模式完全匹配,传出神经元不再发生反应。两种模式不匹配就会导致传出神经元从不反应状态两种模式不匹配就会导致传出神经元从不反应状态转变为反应状态,即发生朝向反应。转变为反应状态,即发生朝向反应。重点重点脑事件相关电位脑事件相关电位(E
12、RPs)朝向反应过程分析和记录手段 记录装置是一个电极帽,上面有多个记录或吸收头皮记录装置是一个电极帽,上面有多个记录或吸收头皮放电情况的电极,这些电极在帽子上的位置是根据放电情况的电极,这些电极在帽子上的位置是根据国际脑电图学会国际脑电图学会1958制定的制定的1020系统系统(Jesper,1958)确定的。每一个电极记录到的)确定的。每一个电极记录到的脑电变化代表的是特定位置头皮上的放电情况脑电变化代表的是特定位置头皮上的放电情况.o 电位随时间变化的方式以及刺激呈现后的电位变化方向和潜伏期等特征与特定的注意状态密切相关。因此,我们通常要把ERP中的许多成分分离出来,并以峰值方向和潜伏期
13、加以命名,这些成分往往与某种特定的注意状态相联系,因此可以把它们作为对应的注意状态的指标。o N100 和和N200成分(成分(N表表示负电位,分别表示潜伏示负电位,分别表示潜伏期是期是100或或200毫秒)常被毫秒)常被看作对刺激看作对刺激进行感觉分析进行感觉分析的指标。的指标。N200:N2a(不匹配负不匹配负波波,MMN)、)、N2b-P3a(MMN的后继成分)的后继成分)P200和和P300(P表示正表示正电位)成分则表明个体电位)成分则表明个体开开始注意始注意到刺激。研究表明到刺激。研究表明当个体当个体注意分散注意分散时,这两时,这两个成分通常比较大个成分通常比较大.P3表示潜伏期是
14、表示潜伏期是250-500毫秒(新异刺激毫秒(新异刺激 额叶)额叶).一些研究者通过对ERP的研究发现:一个常出现在大脑额区或额中央区的ERP成分-不匹配负波(Mismatch negativity,MMN)-与朝向反应密切相关。不匹配负波(MMN)对各种性质和意义的刺激都给出相似的反应,它只负责反映刺激的模式变化,不论是声、光或电刺激,只要这种模式在重复应用时发生一定的变化就能有效地引起MMN波。当在MMN波之后伴随一个正波或负正双相复合波(N2b-P3a)时,就会出现朝向反射;如果刺激模式变化引起的MMN波之后不伴有N2b-P3a波或一个正波,就不会出现朝向反射。平均诱发电位的这些变化说明
15、大脑皮层在注意中的复杂作用。第二节选择注意第二节选择注意o选择注意:选择注意:就是在众多外界刺激中,选择性注意某刺就是在众多外界刺激中,选择性注意某刺激,而忽视其他刺激的过程。激,而忽视其他刺激的过程。o靶子:靶子:要求被试选择注意的刺激。要求被试选择注意的刺激。o干扰项目(分心项目):干扰项目(分心项目):要求被试忽视的刺激。要求被试忽视的刺激。o线索:线索:对靶子的出现有提示作用的信息。对靶子的出现有提示作用的信息。一、选择注意的选择时程一、选择注意的选择时程1 1、过滤器的瓶颈理论:、过滤器的瓶颈理论:认知心理学用信息加工过程中,大量刺激信息在通道认知心理学用信息加工过程中,大量刺激信息
16、在通道中竞争性通过的瓶颈中竞争性通过的瓶颈 (Bottleneck)(Bottleneck)的现象类比选择注意的现象类比选择注意过程,将这种注意理论称之为过滤器的瓶颈理论。过程,将这种注意理论称之为过滤器的瓶颈理论。即把选择注意看成大量的刺激信息在感觉通道竞争过即把选择注意看成大量的刺激信息在感觉通道竞争过程中,发挥选择作用的心理过程。程中,发挥选择作用的心理过程。n根据注意选择到底发生在何时,分为:根据注意选择到底发生在何时,分为:o早选择模型早选择模型o晚选择模型晚选择模型早期选择模型(知觉反应模型)只有新异的、较强的和具有生物意义的刺激才易于通过,并最终受到注意。在左图所示的实验中,在把
17、注视点保持在中央十字的同时,被试在有的试验中注意左边的视觉区而在另一些试验中注意右边的视觉区。要求被试对出现在受注意区域的目标刺激做出反应,实验者记录被试ERP。有关早期选择理论的研究ERP对早期选择的支持结果发现受注意位置出现的目标的ERP反应,比未受注意区域出现的目标的ERP高,在很多研究中这一差异在刺激呈现后的100毫秒内开始表现出来。由于这一时间只对应于感觉加工的中间阶段,所以ERP实验的这一发现为早期选择理论提供了有效的支持。晚期选择模型(反应选择模型)实验证据:Hardwick(1969)在实验中,给被试的双耳同时呈现刺激,其中包括给右耳或左耳随机呈现特定的靶子词,要求被试同时注意
18、双耳,当从右耳或左耳听到靶子词时,都要分别作出反应.结果是右耳和左耳对靶子词的反应率都超过50%,达到59-68%,双耳的结果十分接近.o(1)丘脑网状核闸门学说SS感官感官冲动冲动在脑干水平上分别沿两种不同的神经在脑干水平上分别沿两种不同的神经通路传入通路传入-(一)特异性传导系统(一)特异性传导系统(二)非特异性传导系统(二)非特异性传导系统(三)二者在丘脑都受着一个闸门的控制,使冲动受到筛(三)二者在丘脑都受着一个闸门的控制,使冲动受到筛选,只有能通过闸门的冲动才能到皮层。选,只有能通过闸门的冲动才能到皮层。闸门:闸门:丘脑的丘脑的网状核网状核(2 2)前运动中枢理论)前运动中枢理论n注
19、意过程并不是单一的中枢机制,涉及许多前运动注意过程并不是单一的中枢机制,涉及许多前运动中枢。中枢。n注意过程与注意过程与前运动皮层前运动皮层以及顶盖前区或上丘以及顶盖前区或上丘眼动中眼动中枢的功能枢的功能有关,注意以多种前运动中枢的连续活动有关,注意以多种前运动中枢的连续活动为其生理基础。为其生理基础。n前运动中枢理论认为,注意是前运动中枢的选择性前运动中枢理论认为,注意是前运动中枢的选择性反应,其反应的反应,其反应的增强效应增强效应是选择是选择注意注意过程。过程。重点重点o两者各有所长,都只能提供选择注意脑机制的一个侧面。两者各有所长,都只能提供选择注意脑机制的一个侧面。o事实上选择注意是事
20、实上选择注意是多个脑区多个脑区参与的复杂动态机制,不仅传入环节和传出环参与的复杂动态机制,不仅传入环节和传出环节,还有更多复杂脑高级中枢的参与。节,还有更多复杂脑高级中枢的参与。2 2、选择注意的理论、选择注意的理论、选择注意的理论、选择注意的理论 (1 1)丘脑网状核闸门理论)丘脑网状核闸门理论)丘脑网状核闸门理论)丘脑网状核闸门理论早选择模型早选择模型早选择模型早选择模型从从从从感知信息的传递过程中感知信息的传递过程中感知信息的传递过程中感知信息的传递过程中,寻求对选择注意的理论解释,寻求对选择注意的理论解释,寻求对选择注意的理论解释,寻求对选择注意的理论解释 (2 2)前运动中枢理论)前
21、运动中枢理论)前运动中枢理论)前运动中枢理论晚选择模型晚选择模型晚选择模型晚选择模型从从从从注意引起的运动环节中注意引起的运动环节中注意引起的运动环节中注意引起的运动环节中,寻求对选择注意的理论解释,寻求对选择注意的理论解释,寻求对选择注意的理论解释,寻求对选择注意的理论解释第三节注意的保持和调节第三节注意的保持和调节 注意的保持(集中注意)必须不断忽视周围的各种刺激或发生的其他事件,克服脑内出现的可能引起分心的概念或表象。ERP 的CNV(伴随性负电位)实验范式:(伴随性负电位)实验范式:S1 警告信号 S2 命令信号伴随注意保持的警觉状态,头皮上的前额皮层,可以记录到S1与S2之间逐渐增高
22、的负慢电位。S2呈现被试做出反应后CNV波消失。第三节注意的保持和调节第三节注意的保持和调节o根据人类根据人类无创性脑成像无创性脑成像研究和灵长类动物细胞电生理研究研究和灵长类动物细胞电生理研究发现的科学事实,将注意的脑机制概括为三个功能网络:发现的科学事实,将注意的脑机制概括为三个功能网络:n定向网络定向网络(顶叶皮层、上丘和丘脑枕核)参与感觉刺激与空间位置的定向功能参与感觉刺激与空间位置的定向功能n执行网络执行网络(中额叶皮层)实现选择注意的执行实现选择注意的执行n警觉网络(警觉网络(中脑蓝斑的去甲肾上腺能神经元,大脑皮层右顶叶和右前额叶)实现注意保持和持久维持的调节功能实现注意保持和持久
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