Stroop任务范式概述.docx

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Stroop任务范式概述

Stroop任务范式概述

美国心理学家JohnRiddleyStroop在1935年发现，在颜色命名实验中，当色词的颜色和该色词所表示的意义不一致时，被试的反应时比命名非颜色词或字符串颜色时长，如在命名用红墨水写的“green”时所花的时间要比命名用红墨水写的“xxxxx”时所花的时间长。

这种同一刺激的颜色信息和词义信息发生相互干扰的现象就叫Stroop效应，国内也有人将其译为斯楚普效应。

能引发Stroop效应的实验任务就叫Stroop任务。

由于Stroop效应发现之初正处于行为主义鼎盛时期，而且Stroop本人没有继续深入研究该现象，所以其工作并未引起关注。

但是20世纪60年代以后，随着信息加工心理学成为实证心理学的主流，Stroop的工作被重新发现并得到广泛重视。

在随后的近半个世纪里，涌现了大量有关Stroop效应的研究，并一直长盛不衰。

据不完全统计，到目前为止采用Stroop任务及其变式的研究已达上千个，具体涉及知觉、注意、执行控制、语言认知、意识等认知心理学领域的研究，和临床心理、人格测评、社会心理、神经心理以及老化等领域的多方面研究（Brown等，2002）。

围绕Stroop效应的研究主要分成两大类：

一是有关这种效应产生的内在机制的研究；二是将Stroop任务作为一种研究工具或实验手段去揭示各种相关的心理问题的机制。

也就是说，Stroop效应既是一种重要的研究对象，又是一种有效的研究方法。

该任务之所以能产生重大影响，主要还在于其方法上的意义。

因此本书侧重于后者，旨在对该任务的程序、变式以及在各领域研究中的应用进行较系统的介绍。

（一）经典Stroop任务的程序及机制

在经典的Stroop色词干扰任务中，实验者给被试呈现一个一个用不同颜色写成的单词，要求被试尽快而且尽量正确地说出每个词的颜色，而不理会这个词的名称及其所代表的意义。

一般包括两个实验条件：

一是色词干扰条件，一是控制条件。

在色词干扰条件下，给被试呈现用不同颜色写成的颜色词，而且每个颜色词的名称所代表的意义与这个词的颜色都不相同，如“绿”字用红颜色写成，如图11-7；在控制条件下，给被试呈现用不同颜色写成的非颜色词或非词的字符串，如红色的“good”，绿色的“xxxxx”等。

这种任务的典型结果是色词干扰条件下的反应时比控制条件下的反应时长。

这两种条件的反应时差异就是Stroop效应。

图11-7Stroop任务实验示意图（Gazzaniga,2002）

虽然导致Stroop效应的实验任务比较简单，但是其产生的原因却非常复杂，不同的研究者往往有不同的解释。

不同的理论解释直接决定着Stroop任务作为一种研究工具的价值。

目前针对Stroop效应的产生机制已经提出很多理论模型。

其中比较经典和流行的是自动化理论。

这种理论认为，人的信息加工系统存在自动加工和控制加工两种加工方式。

自动加工速度快，不需注意参与，能随意发生；而控制加工则需要消耗注意资源，在有意控制或调节下才能发生，因此加工速度相对较慢。

在Stroop任务中，字词的语义激活属于自动加工，而颜色命名则属于控制加工。

在色词干扰条件下，由于色词的语义信息先自动激活，所以在颜色命名时，自动激活的颜色信息会与要求命名的颜色信息发生冲突，被试必须对二者进行区分并作出选择之后才能做出正确的反应。

而在控制条件下，如果实验刺激是非颜色词，则自动激活的意义与所命名的目标颜色无关；如果实验刺激为字符串，则不涉及字词的语义激活，在这两种情形下都不会引发反应冲突。

因此，在色词干扰条件下被试的反应时要长于控制条件，从而出现Stroop效应。

由于后来有人发现色词的语义激活未必完全是自动化过程，为此该理论进行了一定的修正，把自动加工看成随学习和经验而发展的一种阶梯性连续体。

在Stroop任务中，由于读词非常自动，而颜色命名较不自动，较自动的加工可能对较不自动的加工产生干扰，从而产生Stroop效应。

除了自动化理论，其他用来解释Stroop效应的理论还有相对加工速度理论、知觉编码理论、Logan的平行加工模型和PDP模型等。

相对加工速度理论提出最早，但因无法解释一些实验结果而逐渐被忽视；知觉编码理论试图从编码阶段的语义冲突解释该效应，而完全排除编码后加工的作用，但由于其实验证据被推翻，并未取得成功。

Logan（1980）的平行加工模型和Cohen等人（1990，1992）提出的PDP模型能很好地解释和模拟绝大多数有关Stroop效应的实验结果，在理论化上相对其他模型具有明显的优势，尤其是PDP模型被认为是用来解释Stroop效应的最佳理论。

但是这两个理论过于概念化，数理参数过多，对实验结果预期起来不够方便。

所以目前自动化理论仍受多数研究者的推崇。

如Brown（2002）指出，Stroop任务之所以能引起广泛关注，主要原因就在于该任务可有效地用于考察那些不随意的（involuntary）或自动的（automatic）加工过程，为揭示无意识加工的内在机制提供有效途径。

（二）Stroop任务的变式及应用

研究者将Stroop任务用于各领域问题的研究时，往往需要对其在实验程序上做一定的变化，而不可能固定地套用传统的实验程序。

根据研究需要，通过对经典Stroop任务程序做一定调整而得到的实验任务就叫Stroop变式。

Stroop任务在方法上的意义主要通过各种变式的应用体现出来。

到目前为止，文献中已经出现了大量的Stroop变式，本书将其主要归为色词变式与不采用色词命名的其他变式。

非色词变式包括字符变式、空间变式、听觉变式、情感变式和成隐行为变式等。

色词变式是认知心理学中应用最广泛的Stroop变式，非色词变式则可用于认知研究之外的大量其他心理学领域的实验研究，实际已超出认知实验范式范畴。

但为系统起见，本部分将对这些变式做全面的介绍。

1．色词Stroop变式及应用

色词Stroop变式指仍然以色词为刺激材料，以颜色命名为实验任务，但具体实验条件不同于经典Stroop任务的实验任务。

这种变式具体很多，这里主要介绍在认知心理学中应用比较普遍的变式及相应的研究。

（1）选择性注意研究中的Stroop变式与应用

启动技术与经典Stroop色词任务的结合可以使Stroop任务广泛用于启动效应、负启动效应和习惯化等选择性注意机制的研究。

近十几年的认知心理学研究表明，选择性注意包括目标激活和分心信息加工两种机制。

前者主要通过降低目标信息的阈值使任务相关信息进入工作记忆接受进一步加工，后者则用于排除无关信息对目标信息的干扰。

这种排除机制又有两种成分，一是对重复出现的干扰物习惯化，使个体对这种干扰不再敏感；二是对无关信息进行积极的抑制，使这些信息提高这些信息的阈值，使其无法进入意识。

三种选择性注意成分都可通过典型的行为指标测量出来。

目标激活机制一般以启动效应量表示；分心信息抑制一般以负启动量为指标；习惯化则以习惯化量表示。

值得一提的是，这三种指标均可以通过Stroop色词任务的变式在同一个实验中测量出来。

上述三种指标可通过以下四个实验条件的颜色命名测得。

条件1：

目标重复条件，要求启动显示中的目标颜色与探测显示中的目标颜色相同，如前一个色词“红”用绿色显示，后一个色词“蓝”也用绿色显示，探测显示的反应时记为RT1；条件2：

忽视重复条件，要求启动显示中的干扰刺激在探测显示中成为目标刺激，如前一个刺激为绿色的“红”字，后一个刺激为红色的“蓝”字，在前一显示中红对命名“绿”起干扰作用，在后一显示中红色成为命名目标，探测显示的反应时记为RT2；条件3：

重复忽视条件，要求在一个色词刺激系列中，起干扰作用的色词重复出现，而命名的目标颜色前后之间没有任何关系，如连续四个色词都为“蓝“字，但颜色分别为红、黄、绿、棕，反应时记为RT3；条件4：

控制条件，要求在刺激系列中前后两个色词及其颜色之间没有特殊关系，随机安排，反应时记为RT4。

此外，上述四种条件下都不允许出现色词的意义与色词颜色一致的情况。

假设启动量以△RTpp表示，负启动量以△RTnp表示，习惯化量用△RThb表示，则上述实验条件与各选择性注意的指标之间的关系如下：

△RTpp=RT4-RT1；△RTnp=RT2-RT4；△RThb=RT4-RT3

一些研究者利用这种Stroop色词变式分别考察了分心信息抑制机制与习惯化机制之间的关系。

Lorch和Cowan认为，只要是新颖的刺激，即使是无关刺激也能进入注意中心，从而干扰目标信息的加工；但是如果进入注意中心的无关信息保持不变，个体就会通过习惯化使目标信息的加工免受干扰，从而促进对目标信息的反应；而且习惯化是一种独立的排除分心信息干扰，促进注意选择的机制。

但Tipper等人却认为习惯化机制与分心信息抑制机制实际上是相同的，出现习惯化效应只是由于重复出现的分心物的内部表征连续受到抑制，从而导致分心物的干扰性减弱，进而表现出所谓的习惯化效应。

金志成等人（2002）则运用这种变式对学习困难学生和学习优秀学生的分心信息加工机制进行了比较，并同时对习惯化和分心物抑制机制之间的关系进行了验证。

结果发现，在Stroop色词干扰效应上，学困生显著大于学优生，说明前者更易受色词的干扰；在负启动效应上，学困生显著小于学优生，说明前者在抑制无关信息方面远不如学优生；而在习惯化量上，学困生显著大于学优生，前者在重复忽视条件下比控制条件下反应时缩短71毫秒，而后者只缩短36毫秒，可见学困生的习惯化能力反而比学优生强。

从负启动效应和习惯化量的差异模式可以看出，出现了结果的双重分离现象，即学困生的分心信息抑制小于学优生，而习惯化量却大于学优生。

这种分离说明，习惯化机制不是象Tipper所说，由分心物连续抑制造成，而是一种独立于抑制机制的分心信息加工机制。

（2）执行控制研究中的Stroop变式与应用

有关认知控制或执行功能（executivefunctions）的研究是近年来认知心理学和认知神经科学研究的突出热点问题。

以往的心理实验研究主要集中在知觉、注意和记忆等相对较低级的认知过程，而对执行控制这种最高级的认知功能研究得很少。

随着认知实验技术和脑成像技术的日趋成熟，目前对这种高级认知机制的研究已完全可能，而且已取得一系列重要成果。

Stroop任务及其变式在这方面的研究中发挥着非常突出的作用。

一般认为，执行控制功能用于负责观念和行为的控制，在计划设置、问题解决、克服冲突和完成不熟悉任务中起到关键作用。

此外，执行功能对避免习惯性反应，抑制过度习得（overlearned）的反应倾向，以及任务转移等过程的操作成绩也具有重要影响。

有关执行控制的模型很多，其中Shallice等（1986，1994）的模型影响比较大。

他们认为认知控制有两种水平：

低水平的控制叫任务计划（contentionscheduling），根据习惯或优势性知识解决认知冲突，目的是把加工的优先权给予与当前目标相关的行为图式，或最近经常被激活的行为图式；高水平的控制用于解决复杂的新情境中的认知冲突，用于激活一些观念和行为同时抑制另一些观念和行为，具体通过注意管理系统（supervisoryattentionalsystem,SAS）实现。

有关注意管理系统的子成分和具体功能的区分是执行控制研究中的主要课题之一。

Stroop任务变式和任务转移是SAS功能测量中的最有影响的两种任务。

在Stroop任务中存在典型的认知冲突：

一方面被试必须对颜色进行命名，另一方面又习惯于看到色词后就读出这个字的名称。

因此为了作出正确的反应，被试必须克服习惯性的但又与任务目标无关的优势性反应倾向，并把注意指向颜色命名上。

显然被试只有通过执行控制功能才能完成这种任务。

Stroop效应反映了被试在维持非优势性任务目标，抑制优势性干扰信息方面的能力。

任务转移主要通过转移代价（switchcosts）效应揭示认知控制效率。

这种实验通常要求被试完成两种任务（任务A和任务B），分两种方式进行：

一是要求被试分别完成同一种任务，叫非转移条件；二是要求被试随机交替