Stroop效应

　　Stroop效应是指字义对字体颜色的干扰效应。一般认为，念字和说出字体颜色是两个不同的认知过程。Stroop于1935年做了一个实验，他利用的刺激材料在颜色和意义上相矛盾，例如用蓝颜色写“红”这个字，要求被试说出字的颜色，而不是念字的读音，即回答“蓝”。结果发现，说字的颜色时会受到字义的干扰。　　

　　麦克劳德（Mecleod）在1991年总结Stroop效应（斯特鲁普效应）发生机制的5种理论或模型。像早期的相对加工速度理论（赛马理论）、自动化理论、知觉编码理论、Logan 的平行加工模型、平行分布式加工模型。相对加工速度理论出现时间的最早，它认为人们对刺激的两个维度（字词和颜色）加工是平行的，而加工速度不同。读词总快于颜色命名，所以字词首先得到加工。当字词的颜色和颜色信息一致的时候，就会促进对字词的颜色命名，反之对字词的颜色命名则产生干扰。自动化理论受到高度认同的原因，在于它强调区分自动加工和控制加工两个概念，自动加工不需要注意的参与，控制加工则需要有意的控制。在Stroop任务中读词是自动加工，颜色命名是控制加工，所以读词能对颜色命名产生促进或干扰，反之则不会。

　　知觉编码理论强调Stroop的干扰仅发生在知觉编码阶段，加工阶段则不发生。有证据说明Stroop的干扰不仅发生在知觉编码阶段，还发生在加工阶段。Logan 的平行加工模型改变过去那种强调加工的系列性，而把Stroop效应看作是收证据进行决策的过程。刺激的每个维度的加工速度是由其权重决定的，权重影响每一维度对决策的贡献大小。如果来自某一维度的证据和要求的维度一致，就会降低阈限，从而加快要求维度的加工时间，反之则减慢要求维度的加工速度。平行分布式加工模型（PDP）又称为联结主义和神经网络模型，是对以上几种理论的升华，能解释Stroop效应中的许多结果。它认为PDP 系统包含很多相互联结的模块，每个模块由许多简单的相互联结的加工单元，每个加工单元负责接收来自其他单元的输入并提供输出。几组模块可以组成通路，每条通路包括一组相互联结的模块。当PDP 系统进行任务操作的时候，就会选择一条通路，通路中的联结组确定了这条通路的强度，从而通路的选择也确定了信息加工的速度和准确性。

　　而2003年Robert等提出较新的Stroop效应的建构理论。Stroop效应的建构理论认为在选择性注意中，基于记忆的两个结构—维度的不平衡性和维度的不确定性引导注意选择那些在刺激维度内或者附近的那些显眼的、奇怪的、或者与任务相关的信息进行加工。。维度的不平衡性和维度的不确定性对目标刺激的组合、对分心物抑制的组合进行调节,同时也会对早先刺激的记忆进行调节。建构理论认为在Stroop范式中有4 种不同类型的信息影响Stroop效应:呈现刺激的背景、刺激的大小数量、一致性效应以及任务效应。该理论强调:被试对信息的选择所作的努力可能被新信息所中和。如果不相关的信息是显眼的或者是和相关信息是相关的,这样不相关的信息也可能得到加工。作为靶子目标上的字比起在其他地方呈现的字更显眼,因此就有可能调节或改变Stroop效应。

　　尽管Stroop研究中建构理论是最新的观点,但相关研究报告较少,不过有人认为在解释Stroop效应的范围和多样性方面被认为优于其他模型。　

　　Stroop效应的范式已经扩展到众多的实验研究中。经典Stroop范式即命名词(字) 的颜色时,书写目标字(颜色词) 的颜色与目标字的语义之间产生干扰作用。随着研究的不断深入,经典Stroop范式已演变为各种各样的变式。　

　　Cerstadt 、Hong 和Diamond 等修订了Stroop任务,使之适用于3. 5 岁至7岁的学前儿童,形成昼夜Stroop任务。实验组要求被试在看见太阳的图形时说“夜晚”,看见月亮的图形时说“白天”;控制组要求被试看见一个抽象的图形时说“白天”,看见另一个抽象图形时说“夜晚”。结果实验组和控制组之间有显著差异。实验组被试的反应时有显著的年龄差异,尤其是在3. 5～4. 5 岁之间。控制组的被试反应时则没有表现出显著的年龄差异。被试反应时随着试验次数增多而减少。最普遍的错误模式是儿童轮流说“白天”和“夜晚”,或看见太阳的轮廓坚持说“白天”。昼夜Stroop和经典Stroop相同性在于两者都是要求儿童抑制字意义和视觉冲突的矛盾,但是前者同时又是一个规则性任务。因为实验任务是要求被试见太阳说“夜晚”,而看见月亮或者星星说“白天”。当前,昼夜Stroop范式大多被应用于研究儿童的执行功能,作为测量执行功能的一个重要指标。　

　　图-词干扰任务是经典Stroop范式的一个简单推广。在图-词干扰范式中,向被试呈现图与干扰词,二者同时呈现,或者先呈现图,然后呈现干扰词,要求被试命名干扰词。例如向被试呈现圆形中的汉字“方,”正方形中“圆”字等,任务是要求被试忽略图形,命名图形里面的汉字。对于图-词干扰范式,近年来研究者对其作进一步改进,如Waszak和Marti2na等人让被试命名两个长方形其中一个的颜色,颜色字所在的位置有三种情况:在靶子目标上、非靶子目标、背景上,结果发现在靶子目标上的颜色字比在非靶子目标上和背景上的颜色字产生较大的Stroop效应。另外图词-干扰范式也是研究双语Stroop效应的重要途径和方法。　

　　双语Stroop范式指利用两种语言的色词,要求被试用母语和第二语言分别对两种语言的色词进行颜色命名,然后根据语言间(命名语言和色词使用两种语言) 和语言内(命名语言和色词使用同一种语言) 的不同干扰效果推论出双语者的心理词典表征结构。翻译任务也是研究双语Stroop范式的重要工具。Laheij 和Debruyn 等采用翻译任务检验双语中Stroop效应。在实验中要求被试进行从第二语言到第一语言的翻译,干扰词则以第一语言呈现;并且要求干扰词与要生成词语在正字法、语义等方面存在相关。结果在干扰词呈现140ms 的时候,与生成的词语义上相关的干扰词产生干扰作用,翻译词语的反应时显著增加,而与生成的词在正字法上相关的干扰词促进了翻译任务的完成,反应时显著缩短。这正如同经典Stroop效应中的不一致条件下的干扰和一致条件下促进作用。　　

　　Stroop效应的反转范式是由Logan提出的,后由Merikle等人对其改进,并把它用于研究无意识知觉。这种范式只涉及红、绿两种颜色。色词“RED”或“GREEN”是启动刺激,用于启动对红、绿两种靶颜色的命名反应。色词和色块的一致概率是25 % ,色词和色块的不一致概率是75 %。当在意识状下,被试对不一致色块的命名要快于对一致色块的命名,出现了典型的Stroop效应的反转。而在无意识状态下,被试对一致色块的命名要快于对不一致色块的命名,出现了典型的Stroop效应。这种范式也适用在集中注意和分散注意的任务中。在集中注意下,被试利用不一致的概率大于一致概率的预期,出现Stroop效应的反转;而分散注意下,被试对此没有预期,出现典型的Stroop效应。

　　情绪Stroop效应研究是当前Stroop研究中的热点问题。情绪Stroop效应主要是指刺激中的情绪信息对非情绪信息的影响。这个范式也是经典Stroop范式的变式。用表示情绪信息的图(表情图) 或情绪词作为启动刺激,颜色块作为目标刺激,要求被试对色块进行颜色命名。该范式在实验研究中应用甚广,如禁忌语的Stroop效应[3 ] ,当被试命名忌讳语的颜色时候,要比命名中性词语反应时显著长;Willebrand 和Mimmie 等利用情绪Stroop范式研究曾被烧伤的患者的认知失调。18 个烧伤患者构成实验组,18 个健康被试作为匹配组,任务是要求被试命名有关烧伤的、外伤的、中性的词语。结果发现烧伤患者命名烧伤词语的反应时显著长于命名外伤词语、中性词语的反应时。而匹配组对这三种词语的命名时间没有显著差异。　

　　Besner等改变过去命名单词的颜色,要求被试命名单词中一个字母的颜色,字母处于有语言特征(单词) 和无语言特征一串符号( # 、@、%、&) 两种背景下,结果发现语境严重影响和制约Stroop效应的出现。Allen等用数字或符号与其个数之间的匹配关系为材料,如符号( - , + + + , = = = , : : , : : :) 、英文字母(C ,AAA ,DD) ,相匹配的数字(指数字与其数量一致,如1 ,4444 ,333) 、不相匹配的数字(指数字与其数量不一致,如2 ,1111 ,66) ,结果被试记住不匹配的数字比记住符号和字母费时较长,这类似于颜色的Stroop效应;被试读不匹配的数字比读字母花费反应时更长,这类似于颜色Stroop效应的反转;被试读和记相匹配的数字比读和记字母花费时间显著缩短,这类似于颜色Stroop效应的易化。

　　Risko和Jennifer等研究者通过把视觉搜索和Stroop范式联系起来,进行Stroop效应的研究。3 、5 、7个单词的排列包括1 个有颜色的目标(实验1 和3 中是词,实验2 中是条线) 呈现给被试。不相关的颜色词也呈现在材料中,并且和颜色目标位置有统一的或分离的两种情况。实验1 和3 要求被试报告目标颜色词的颜色,实验2 要求被试确定目标颜色是否出现过。

　　尽管这些范式在一定程度上都是对经典Stroop范式的改进,但是同时这也表明了Stroop范式的多样性与多变性,以及应用范围的广泛性。　

　　有许多因素影响并制约着被试在Stroop任务中对词的加工。像语境因素、被试的颜色识别能力、操作任务、SOA 的多少、被试的年龄、词和非词的比例等等。　　

　　早在80 年代,Smith 和Thedor 等人就提出语境和加工深度之间的相关。随后Simth 等通过实验证明语境能够调节语义的启动,并指出这是对自动化加工的挑战。Benser等提出词语的视觉识别不是自动的,语境强烈影响并制约着词的加工。当处于注视点的中性词中所有字母都是有颜色的时候,一致条件下的反应时显著快于不一致条件的反应时;但是当中性词中仅仅有一个字母是有颜色的时候,一致和不一致条件下的反应时没有显著差异。Risko 和Jennifer 等指出,对语义的加工存在严重的语境依赖性。据此我们提出语境或背景的强弱会影响Stroop效应加工的数量。背景复杂性越高干扰就会越大。如红蓝两个字之间呈现绿字,让被试命名中间绿字的颜色,这样颜色的干扰就比较大,Stroop干扰的数量就越大。

　　Tulving 等认为在对词的加工中,遵循编码特异性原则,即编码和提取依赖于语境。Besner 和Stolz等[14 ]曾报告他们的若干实验:在注视点呈现中性词语,用白色书写的颜色词呈现在中性词的上方或下方。其中中性词是有颜色的,要求被试报告中性词呈现的颜色,并且忽略呈现材料上其它词语。当注视点上中性词所有字母都是有颜色的时候,一致的条件显著快于不一致的条件;但是词中仅仅有一个字母是有颜色的时候,在一致和不一致条件之间没有显著不同。随后他们又进行了四个实验,进一步提出当词被看作非语言对象时候,在Stroop范式中仍存在严重的语境依赖性。据此,Besner 等提出加工的相对自动化假设,即便当词被看作非语言对象时候,语境对词的加工仍有强烈的影响。尽管以上两个研究都认为对词汇- 语义的加工,存在默认的加工模式,而非加工的完全自动化。但他们也承认该模式的发生机制有待探究。他们预言,随着认知神经科学的发展,特别象fMRI、ERP 等技术的应用会给他们的观点提供支持。

　　情绪Stroop效应指刺激中的情绪信息对非情绪信息加工的影响。情绪状态的不同会影响了Stroop任务的加工的观点受到ERP 研究的支持。Annett Schirmer ,Sonja A Kotz等通过使用ERP 技术,发现情绪词的性别- 特定Stroop效应。在韵律- 词语干扰任务中,给被试听用愉快、中性和生气的韵律说出的积极、中性或消极的词语。要求被试忽略情绪的韵律,评估词语的效价。研究发现韵律与语义一致的刺激比不一致的刺激反应相对较快较准。ERP 证实一致条件下有一个较小N400 的振幅。然而,该结果仅仅对于词语效价的判断任务和仅仅女性被试来说, ERP 的效应是显著的。当前的研究显示:词语效价的判断比起韵律判断更明显受到性别的影响。另外,ERP 显示:男女对情绪Stroop的内在加工存在差异。女性在语义加工阶段,对韵律判断和词语效价判断两个任务之间存在交互作用。

　　Brooke 等 在与诈病- 相关的词语中, 也发现情绪Stroop效应。使用改编的Stroop测试,一组被试是假装有轻度的脑损伤,另一组经确诊患轻度脑损伤。结果在轻度脑损伤的被试中,中性词语和诈病词语没有显著差异;而对诈病被试却发现在诈病词语成绩表现显著较差。作者试图探明是否存在诈病Stroop效应,对诈病的侦查提供更有效的指标。

　　近年来MacKay 等发现在在忌讳语中也存在情绪Stroop效应。忌讳词语的颜色命名的时间比中性词语长,这个效应随着词语的重复而减少。在情绪Stroop效应中,启动刺激自动激活了被试的积极或消极评价,诱发了某种反应的趋势,而这种反应趋势可促进或抑制对目标刺激的反应,这也是和Stroop效应的反应冲突一样,因此也可说是情绪Stroop效应。

　　当然也有研究者对此提出否定。他们认为情绪Stroop效应不等于情绪启动。情绪启动的含义有二:一是指个体对于在情绪效价上与启动刺激相关联的靶刺激更为敏感,主要体现在加工速度上;二是指个体先行加工某情绪刺激后,使得后继的加工也易于蒙上相应情绪色彩。所以有的文献也用“情绪一致性效应”代替“情绪启动效应” 。当然,不是任何程度的情绪都能引起情绪Stroop效应的。　

　　Risko 等把Stroop范式和视觉搜索范式结合起来,研究发现词语的视觉加工要受到空间注意和任务要求影响,并不是大家认为的词加工是自动化的、被试不可避免要对词进行加工。Risko 和Besner 等给被试呈现3 、5 、7个词,包括一个有颜色的靶子(其中实验1 和3 中靶子是词,实验2 中靶子是一条有颜色的线) 。不相关的颜色词也出现在呈现材料中,并且和靶子的位置有两种情况:整体的、分离的。实验1 和实验3 的任务是要求被试报告靶子的颜色,实验2 任务是要求被试确定靶子的颜色是否出现过? 结果实验1 中,当颜色词和靶子是整体的时候,产生了Stroop效应,但是在分离的情况下却没有产生Stroop效应;实验2 、3 都没有产生Stroop效应。据此,他们提出视觉词语的识别依赖于空间注意和被试的心向。空间注意不确定性的增加在一定程度上减少了外围词语被加工可能性。这个结论在以前的研究中也有人提到。Besner 和Stolz、Brown总结他们的一系列实验认为:空间确定性高低、注意负荷的大小、是否要求译码等都对词的视觉识别有严重影响。　　

　　早在90 年代Macleod 综述Stroop效应18项研究成果就提出Stroop干扰受被试年龄的影响。Stroop干扰在小学低年级时就已经出现,随着阅读技能的提高,大约在二、三年级之间达到最高水平。随着阅读能力的继续发展,成年时期干扰逐年下降,直到接近60 岁,此时干扰又重新升高。彭聃龄等采用事件相关电位技术,研究小学六年儿童的Stroop效应的时间进程。他们通过与成人Stroop效应的ERP 比较,提出儿童Stroop效应的产生机制可能与成人有一定的差异,并且提出儿童Stroop效应的产生是一个复杂过程,干扰效应是早期刺激颜色识别和后期反应选择两个阶段共同作用的结果,而促进效应则发生在后期的反应选择阶段。West 和Robert 等利用ERP 技术让年轻人和老年人完成Stroop任务,发现老年人的Stroop干扰数量显著大于年轻人。这个结果支持老年人抑制能力下降或不足的假设。　

　　以往研究较少关注被试对颜色识别的能力是否会影响Stroop效应。这种局面直至Laeng 和Bruno 等首次将被试的颜色识别能力引入到Stroop实验方发生改变。他们对被试进行标准的颜色视觉测试,结果发现被试在标准颜色视觉测试中错误多者,其Stroop干扰量也多,二者之间呈显著的正相关。同时他们认为颜色之间如何搭配也会影响到Stroop效应。众多实验之中的颜色选择都是随机的,没有考虑到颜色之间的搭配不同能够影响到实验的结果。他们通过根据色觉理论中的对立过程理论,在实验中采用对立的颜色如黑—白、红—绿、黄—蓝和不对立的颜色如红- 蓝等,结果他们发现当颜色- 字不一致的时候,对立的颜色(例如黄色的“蓝”) 比不对立的颜色(例如红色的“蓝”) 引起的Stroop干扰的数量显著减少。

　　现已有研究表明,实验条件如分散注意和集中注意、任务类型、SOA 的设置等均有可能影响Stroop效应。在分散的注意下出现典型的Stroop效应,而在集中的注意下出现Stroop效应的反转; 有研究表明口头报告和按键任务都出现了Stroop效应,也有研究却发现按键任务未出现Stroop效应;Klauer 等采用被试间设计,设置了6 种SOA ( - 100ms、0ms、100ms、200ms、600ms 和1200ms) ,以词作为启动刺激和目标刺激,结果表明在SOA 为0ms 和100ms 时候出现了显著的启动效应。还有其它研究证明当SOA 是0ms 和150ms 的时候,才出现显著的启动效应。而Sharma 等人研究发现情绪Stroop效应会随着SOA 的延长而减弱、消失。至于Stroop效应精确的发生在哪一个时间段,影响Stroop效应出现的因素等目前仍有争论。