Heil综述1：心理旋转过程中ERP作用的功能意义

1.文献 ¶

Heil, M. (2002). The functional significance of ERP effects during mental rotation. Psychophysiology, 39(5), 535–545. http://doi.org/10.1111/1469-8986.3950535 论文原文

2.背景和框架 ¶

在等同性判断任务中（parity judgment task），由于必须执行更多的心理旋转，顶骨电极部位的ERPs变得更加负。 本文提供了有关此振幅调制（amplitude modulation）的以观察或实验为依据的证据的综述。 更具体地说，据报道，实验验证了在单任务和双任务情况下心理旋转和振幅调制之间的功能关系以及时间关系。

在下文中，提出了一系列实验，目的是确定字母内旋转（ental rotation of characters）期间，顶上电极的ERP效应的功能意义。

实验验证了在该任务中可以观察到的心理旋转的认知过程，和与方向相关的振幅调制之间的功能以及时间关系。

（备注1） （待查验：字母内旋转（ental rotation of characters）？？？？？） 备注1：本综述仅限于以字符为刺激的心理旋转任务期间的ERP效果。 此外，报告的结果仅限于在顶中电极Pz处获得的ERP（mid-parietal electrode lead Pz.）。

如果字符以多种不同的方向显示，以常规格式或左右镜向反转显示，则决定字符同等性（parity）的时间，会随着从垂直方向的角度位移而单调增加（Cooper＆Shepard,1973）。但是，如果被试的任务是：将字符分类为字母或数字，则响应时间，至少在某些实验试次后，与字符的方向无关，请参见图1）

图1

对此效应最明显的解释是，如果没有“方向常规化”（ “orientation-normalization”）过程，被试可以进行分类，但不能判断字符是否相同。一般都假定（例如，参见Shepard＆Cooper，1982）对一个字母的展现，是使该字母以连续的方式心理旋转，以使其与其在记忆中表示的方向（即为竖直方向）匹配，（例如参见Cooper，1976; Heil，Bajric，Rösler & Hennighausen，1997）。此过程称为心理旋转，所花费的时间与从垂直方向上（转过来）的角度差异成比例。 尽管本文通篇使用术语“心理旋转”，但此处报道的实验的基本逻辑都不需要完整的心理旋转假设，即连续空间变换的假设（continuous spatial transformation）。

Wijers，Otten，Feenstra，Mulder和Mulder（1989）首次探索了以字母为刺激的心理旋转过程的电生理相关性（备注2），他们的结果被Perronet和Farah（1989年），Rösler，Schumacher和Sojka（1990）复制。在顶电极铅片上能最可靠地获得标准的ERP效应（见图2），即包含一个明显的正成分（P300）由字符的出现引起，该正成分的振幅与字符方向成反比，即，随着与垂直方向的角度差异增大，振幅变得相对更负。

图1

Wijers等（1989）认为，正性的逐渐降低，是由慢负性的调制引起的，该调制叠加在同时占优势的P300上，而P300本身与字符方向无关。 Wijers等（1989）和Rösler等（1990年）认为负性应该理解为心理旋转过程本身的直接电生理相关性。 因为假定：恒定的正性和与方向有关的负性在时间上重叠，所以将正性随角度方向的增加而降低的情况作为净效果（net effect）进行了测量。

如果有效，那当然意味着调幅可用作心理旋转认知过程的神经生理指标。例如，ERP效应因此可以提供独立证据，证明被建议存在心里旋转的某项任务中，是否真的存在心理旋转。此外，该效应的onset，可以用作该过程onset的时间心理生理学标记。因此，实验心理学中相当重要的辩论可以从这一发现中受益。

然而不幸的是，Wijers等人（1989），Perronet和Farah（1989），以及Rösler等（1990年）对于上述假设，没有提供任何经验证据。本文的主要目的是回顾最近几年获得的经验证据。因此，首先提出了有关心理旋转和振幅调制（amplitude modulation）之间的功能关系的证据。此后，提出了有关时间关系的最新实验数据，最后，首次报道了使用振幅调制作为心理旋转的心理生理指标的尝试，目的是解决实验心理学中理论上重要但在经验上尚未解决的问题。

3.心理旋转与振幅调制之间的功能关系 ¶

功能关系可以理解为以下问题：振幅调制是否确实可以追溯到心理旋转的过程，或者该任务中涉及的其他过程是否可能导致这种效应发生。 如果给出了功能关系，并且这是最简单的推理方法，那么如果可以在不用心理旋转的情况下解决任务，则应该不进行振幅调制。 如上所述，对一个分不清方向（甚至可能是镜像反转的）的字符进行分类（即它是字母还是数字）的响应时间，与字符的方向无关（例如，参见Corballis＆Nagourney，1978； Heil，Bajric，Rösler和Hennighausen，1996）结果，假定在字符分类中没有用心理旋转，因此，不应存在作为字符方向的函数的振幅调制。

我们意识到心理旋转是两种选择的强迫选择（2AFC） go–nogo任务（Heil，Rauch和Hennighausen，1998年）。刺激是字母数字字符F，P，R，G，Q，2、3、4、5和7。每个字符以其正常version或镜像显示，从30°，90°或150°顺时针或逆时针旋转，即从竖直方向转过去。字符分类（字母与数字）确定了go还是nogo，而字符的相同性parity（是标准的，常规的方向还是镜像反转）决定响应手（左对右）。 因此，例如，对于一个被试，该指令应显示为：“在正常数字的情况下，请按左手的按钮，而在镜像的数字的情况下，请按右手的按钮。但是，如果显示正常或镜像反转的字母，则根本不响应。”

显然，go试验涉及字符分类，但也涉及心理旋转，以便确定做出响应的手。但是，Nogo试验可以仅基于字符分类来解决，而无需进行心理旋转。因此，与Wijers等人（1989）和Rösler等（1990）的理论一致，振幅调制作为字符方向的函数应该出现在进行go尝试中，而在nogo试次中则不存在。结果完全证实了这些预测（见图3）。

图1

因此，功能关系假设的最简单结果得到了验证，（也请参见Heil等人，1996），也就是说，在没有心理旋转的情况下解决任务时，振幅调制就不存在了。 但是，在Heil，Rauch和Hennighausen（1998）所使用的任务中，go试次和nogo试次不仅在是否心理旋转过程存在方面存在差异，而且在：是否必须执行还是保留响应方面也存在差异。但是，响应执行问题本身，与振幅调制的存在与否完全无关。 也就是说，如果要在nogo条件下使用心理旋转，则尽管没有执行响应，仍应进行振幅调制。

因此，我们在2AFC go-nogo任务的另一个版本中实现了心理旋转（Heil，Rauch，＆Hennighausen，1998），在这个任务中，在进行go和nogo试验时都应出现心理旋转。呈现与前面描述的任务中相同的刺激。 但是，现在字符的parity决定了go与nogo，而字符分类决定了响应手。因此，例如，对于一个被试，该指令应显示为：“在常规数字的情况下，请按左手边按钮，在常规字母的情况下，请按右按钮。但是，如果显示的是反转的字符（字母或数字），则根本不响应。”

显然，在此版本的任务中，go和nogo试验都涉及字符分类以及心理旋转，以确定响应。按照理论上的假设，现在无论是go还是nogo测试，都应将振幅调制作为字符方向的函数。实际上，结果完全证实了这些预测（见图4）。对于振幅调制的存在问题，必须执行还是必须拒绝手动响应与振幅调制的存在与否完全不相关。

图1

为了总结这些发现，Heil，Rauch和Hennighausen（1998）的研究提供的证据表明，如果可以在不用心理旋转的情况下解决任务，则不存在振幅调制是字符方向的函数。但是，如果需要心理旋转来解决该任务，则无论是否执行响应，都将进行振幅调制。这些数据提供了初步的证据，表明心理旋转可能是振幅调制发生的必要条件和充分必要条件。

但是，必须考虑一个重要的警告。以字符为刺激的心理旋转任务遭受了一个重要的困惑。旋转字符的呈现不仅涉及心理旋转过程本身，而且还可能涉及对旋转任务难度的处理。 不幸的是，这两个方面都是完全混乱的。与垂直的角度差异越大，必须执行的心理旋转越多。但是，与此同时，还存在其他关系：与垂直的角度差异越大，手头的任务就越困难。 因此，有人可能会说，造成振幅调制的原因是困难信息的处理而不是心理旋转过程本身。例如，Ullsperger和Gille（1988）发现刺激信号诱发的P300振幅表明，即将完成的任务的难度与所设想的难度信息有关（difficulty information conceived）。

因此，在对Bajric，Rösler，Heil和Hennighausen（1999）的研究中，心理旋转本身和通常难以理解的困难信息的处理，（这两个方面，通常容易引起困惑），在时间上是分开的。在字符进行心理旋转任务之前3 s，出现了视觉提示。提示（箭头）提供了有关稍后显示的字符的角度方向的有效信息。因此，有关任务难度的信息是通过提示给出的。但是，在字符本身出现之前就不可能onset进行心理旋转。因此，这两个方面在时间上成功地分离了。 （难度信息先作为线索提前3s给出，然后给出字符，然后才会有心理旋转，因此这两个方面在时间上成功分离）

结果（见图5）

图1

结果显然根据难度信息伪造了其他解释。提示的方向和字符的方向的effect根据其反向性（polarity）（并且还根据地形，参见Bajric等，1999）而有所不同；实际上，当提示发出更困难的任务（即非直立指向））时，提示引起的P300的振幅会更正。然而，呈现字符引起心理旋转，会引起众所周知的效应，即电势越负，就必须执行更多的心理旋转。

至少，这些数据表明振幅调制不是由困难信息的处理引起的，而是与心理旋转过程本身密切相关的。数据不能证明：在标准的心理旋转任务中，这两个过程都是（心理旋转和难度信息的处理）确确实实有重叠。这可能只是简单的情况，在标准任务中，难度信息的处理可能并不相关。 （It might simply be the case that in the standard task processing of the difficulty information is not relevant.）在难度信息的标准任务处理中，并不相干。 但是，如果这方面也发生在标准任务中，则振幅调制的效应大小就被低估了（如果有的话）。

但是，不管这些细节如何，重要的是，这些数据伪造了振幅调制的替代解释。目前，在寻找振幅调制原因的过程中，心理旋转的过程似乎是最有效的候选者。当然，从认识论的观点来看，不可能肯定地证明心理旋转和振幅调制之间的功能关系。但是，到目前为止提供的数据至少表明，没有反对功能关系模型的经验证据存在。到目前为止，我们验证了基于功能关系模型测试的预测。

4.心理旋转与振幅调制之间的时间关系 ¶

检查心理旋转和振幅调制之间关系的另一种策略是更详细的研究认知过程的时间方面（及其拟议的电生理相关性）。这样做时，可以利用事件相关的电位提供的高时间分辨率，而这种分辨率是其他大脑成像技术（如PET或fMRI）无法提供更高的空间分辨率所实现的。

因此，这第二项研究内容如下：鉴于字符方向导致的ERP的振幅调制直接反映了心理旋转的过程，那么振幅调制的onset因此应反映过程本身的onset。 此外，心理旋转之前的实验操作延长信息处理过程，因此，推迟心理旋转本身也应推迟振幅调制的onset。 最后，影响心理旋转完成后所涉及的处理阶段持续时间的实验性操作，对振幅调制的onset无论如何没有任何影响。

根据传统的心理旋转理论，（例如Corballis,1988年；Shepard＆Cooper，1982）在心理旋转任务中可以区分的功能独立的信息处理阶段。 是（1）感知编码，（2） 字符的辨别/辨认和方向的识别，（3）心理旋转本身，（4）parity的判断，（5）响应选择，（6）响应执行。 假定这些阶段是从一个阶段到下一个阶段的离散信息传输按顺序组织的。该模型的离散性和顺序性目前正在争论中，（see, e.g., Ruthruff & Miller, 1995; Stoffels, 1996）。迄今为止，来自实验心理学的经验证据表明，这些过程要么以严格的顺序方式组织起来（例如Stoffels，1996），要么连续的处理阶段确实重叠，但只在很小的程度上重叠（例如，Ruthruff＆Miller，1995）。考虑到这种二分法不是本综述的目的，基于现有的经验证据，这些子过程是连续执行的，这一假设似乎很有效。

当然，这意味着如果时间关系模型有效，则（a）感知编码的实验性操作应影响振幅调制的onset，（b）识别字符的实验操作/辨别力：也应该如此，而（c）等同性判断的实验性操作应该没有效应。

我们在许多实验中测试了这些预测。通过将高感知质量（perceptual quality）条件与低的（更低的对比度或增加视觉噪声）进行比较，我们（Heil＆Rolke，2002a，实验1）操纵感知编码的持续时间。这种操作对大约200毫秒的响应时间有影响，这与方向的影响相加（请参见图6），这表明由于长时间的感知编码，在感知质量低的情况下，心理旋转的过程被延迟了。

图1

图6还将振幅调制表示为通过从150°条件中减去30°计算出的电位差（difference potential）。备注3

备注3：有关原始波形，请参见Heil和Rolke（2002a）。

更重要的是，显然存在onset-潜伏期效应：在低知觉质量条件下，其中心理旋转的认知过程的onset被延迟，振幅调制的onset也被延迟。 此外，字符“正常”与“镜像反转”，影响parity判断处理阶段的持续时间，对调幅调制的onset无论如何没有任何影响。 综上所述，该实验为心理旋转的认知过程与ERP中的振幅调制之间的时间关系提供了第一批经验证据。

如果在知觉处理之后但在心理旋转之前进行后续处理阶段，即字符识别和辨别，也应找到相同的效应模式。为此，我们（Heil＆Rolke，2002a，实验2）回到Ruthruff和Miller最初于1995年提出的实验方法）将响应时间作为因变量。 在此实验中，有四个不同的字符（e，F，g，7）用于parity判断。在这四个模块中的每个模块中，每个给定的试验中仅显示了两个可能的字符中的一个，而被试意识到了这种操作。 在简单字符识别块中，使用的两个字符非常不同，因此易于识别和区分，例如e或者F）。但是，在困难的字符识别块中，一个字符的镜像版本与所使用的另一个字符的普通版本非常相似，例如F和7）。

响应时间复制了Ruthruff和Miller（1995的结果）参见图7。字符辨别困难和方向的影响被证明是累加的，这表明这种操作延迟了适当的心理旋转的onset。根据时间关系模型，如果字符辨别困难，调幅的onset会被延迟（请参见图7））。

图1

响应时间（RT）：正常字符比逆向镜像字符的RT短150 ms，这种效应被认为是由于parity判断阶段延长所致（Shepard＆Cooper，1982）。然而，无论parity性如何，振幅调制的onset都是相同的。

迄今为止报道的两个实验验证了时间关系模型。当由于感觉编码或字符分类和辨别过程的操纵而使心理旋转过程的onset延迟时，振幅调制（作为字符方向的函数）的onset在时间上被延迟。然而，即使RT效应相当大，影响parity判断过程的实验操作，也完全不会影响振幅调制的onset。

但是，关于单任务情况下的心理旋转的经验证据，不能自动推广到双任务情况下的心理旋转。因此，Heil和Rolke（2002b）在出现大量ERP成分重叠的双任务情况下，测试了时间关系模型的有效性。

在这个实验中，被试被顺序地呈现，带有音调和字符的刺激onset异步（stimulus onset asynchrony）（SOA）操纵了（大约50或350毫秒）。 必须通过按钮响应将音调分类为高音或低音。但是，字符（分类与parity校验的）任务取决于音调分类。因此，例如，对于一个被试，指令是：如果音调偏低，则确定字符是字母还是数字；但是，如果调较高，请确定字符是以正常version还是镜像反转format显示。 这种操作的含义很简单：使用较长的SOA（刺激开始不同步），被试会在字符弹出之前有时间对音调进行分类。因此，他们应该能够毫不延迟地继续进行提示音指示的任务。 但是，如果SOA较短，则在显示字符时，没有有关需要执行哪个任务的信息。因此，被试应推迟所涉及的过程，以便对字符（分类和心理旋转）做出反应，直到他们知道提示音指示了什么任务。

结果，如果该音调指示心理旋转，则由SOA操作引起的处理延迟，应与方向效应相加。而且，仅当该音调指示心理旋转任务时，才应出现作为字符方向的函数的振幅调制。最后，如果SOA太短，则应该延迟心理旋转任务中的振幅调制，因为心理旋转的过程被推迟了。

Heil和Rolke（2002b）完全获得了上面预测的数据。如果该音调指示字符分类任务，则RT和ERP均与字符方向无关。但是，如果该提示音表示心理旋转任务，则RT揭示了SOA效应和方向效应是相加的（请参见图8）），

图1

这表明，如果SOA较短，则确实会推迟心理旋转过程。实际上，ERP数据证实了这一结论。振幅调制的onset明显被延迟了。参见图8。 总而言之，这些数据表明，在双任务情况下，心理旋转和振幅调制之间的时间关系也成立，在这种情况下，短期连续出现多个刺激，导致大量的ERP组件重叠。

因此，到目前为止，关于心理旋转和振幅调制之间的时间关系的经验证据是非常有说服力的。无论采用哪种实验操作分别推迟心理旋转过程（知觉质量，困难字符分类或双任务情况下SOA，分别），振幅调制也都被推迟了。备注4

备注4：ERP onset延迟潜伏期的延迟总是小于RT效应。但是，这种差异可能是由于方法上的原因造成的。 RT效应基于离散的单次试验响应时间的平均值，因此受到所有响应的均等影响。相比之下，ERP潜伏期的影响是基于平均的单次试验波形的平均值。因此，ERP效应的onset更多地取决于RT分布快端的试验（by trials in the fast end of the RT distribution）（参见Meyer，Osman，Irwin，＆Yantis，1988）

同时，正常与镜像字符之间的差异也被推迟了，尽管产生大约相同大小的RT效应，但对振幅调制的onset没有影响。从理论的角度来看，这是我们有所预期的，因为这种操作被认为会影响执行心理旋转后的处理阶段的持续时间。综上所述，所有这些数据表明，振幅调制的onset作为字符方向的函数，为适当的心理旋转过程的onset提供了时间心理生理学标记。

5.关于心理旋转的电生理相关性的其他问题 ¶

在某些研究中（见上文），通过研究心理旋转过程与调幅调制的onset之间的时间关系，我们发现在那些推迟了心理旋转的条件下，ERP调幅的振幅无法预测地降低。某些减少可能是由于方法上的原因。众所周知，RT的增加伴随着RT的标准偏差的增加。这种增加可能会导致ERP效应的峰值振幅有污点（smearing）。这也至少可以（部分）解释为什么这些研究中的RT效应要大于ERP中的潜伏期效应？（另请参见脚注4）。但是，方法论上的原因是否可以完全解释不可预测的振幅效应，这仍然是一个悬而未决的问题。但是，到目前为止，可用的经验证据并不能真正证明理论上的理由是可以替代的。一些数据表明，不应将心理旋转任务中的信息处理理解为，是通过离散的信息传输有顺序的组织的(as being organized sequentially with discrete information transmission)（请参阅下文））。需要进行更多的实验，以查看所谓的非顺序信息处理组织是否可以解释振幅效应。

在所有使用ERP的研究中，与方向有关的振幅调制在顶电极铅片（parietal electrode leads）处显示出最大值。 尽管有一些观点支持将心理旋转理解为右顶叶占主导地位的功能，（例如Bajric，1999； Yoshino，Inoue，＆Suzuki，2000 ），然而，大多数发表的论文都暗示了双侧皮层都会被涉及到，（例如Heil等，1996； Heil等，1996。 Heil，Rauch和Hennighausen，1998； Heil＆Rolke，2002a；（Rösler），（Heil），（Bajric），Pauls）&（Hennighausen），1995） 该结果与使用fMRI的研究完全吻合，该研究表明在顶上和顶下的双侧皮层激活（参见，Jordan，Heinze，Lutz，Kanowski，＆Jäncke，2001。 Richter等，2000）。

一个有趣但仍未解决的问题是，刺激的复杂性和/或心理旋转任务的类型是否“仅”影响过程的难度，或者它是否可能在可涉及到的认知过程中引入质变。不能仅仅从行为的角度来解决这个问题，（例如，参见Bethell-Fox＆Shepard，1988; Shepard＆Metzler，1988 ），这个问题也来自心理生理学。 通过使用功能磁共振成像，Jordan et al.（2001）的结果表明，在心理旋转过程中，与Shepard和Metzler（1971）所使用的三维立体图相似，字母和二维抽象图形，分别或多或少地涉及相同的大脑区域。 Rösler, Heil, Bajric, Pauls, and Hennighausen （1995）使用带有抽象二维图形的心理旋转任务，其中被试必须根据指令刺激的命令旋转图像。被试检查了由12个黑白三角形构成的星状图形，然后刺激被取消。在指令刺激的命令下，必须将记忆中的图像维持9 s，以可以旋转60°或旋转120°。然后将转换后的图像与测试刺激进行比较。在这种情况下，顶叶皮质出现了非常明显的，持久的负电性。其振幅随着旋转角度的增加而增加。 任务的触觉版本（参见Röder，Rösler和Hennighausen，1997）产生相同的地形图效应（topographic pattern of effects），即在顶电极处随着旋转角的增加，负性增加（Rösler，Röder，Bajric，＆Heil，1995）。然而，这些结果尚未提供强有力的证据，对于本次综述中报道的，是否相位调制振幅（phasic amplitude modulation）更大，以及Rösler，Röder等人观察到的慢负电势（1995年）产生，是由相同且仅相同的皮质组织和/或相同且仅相同的认知过程产生的。

心理旋转是衡量空间智力的最重要任务之一，实际上，大多数空间能力的性别差异都可以追溯到心理旋转的速度和准确性上的性别差异。（例如，参见Voyer，Voyer ，＆Bryden，1995）。不幸的是，空间能力上的个体差异与其神经元相关性（neuronal correlates）之间的关系仍然知之甚少，（例如，参见Willerman，Schultz，Rutledge和Bigler，1992 ）。 Rösler，Heil，Pauls，Bajric和Hennighausen（1994年）根据他们的空间智力评分将较大的被试样本分为两组，并发现左顶电极铅片而不是右顶电极铅片上的组间差异。尽管这些数据与Kosslyn的（1987）心理想象的理论框架很符合，在这个问题上还需要做更多的工作。 为了使事情变得更加复杂，这项工作必须考虑到，练习对心理旋转的影响，（例如，参见Heil，Rösler，Link＆Bajric，1998年）

顶叶皮层参与了心理旋转，而心理旋转是衡量空间能力最广泛使用的任务之一；心理旋转被理解为空间变换的任务，并且空间处理被认为发生在顶叶皮层中，（例如参见Heilman＆Valenstein，1993）基于这种推理链，Heil，Rösler等人的发现（1998年）符合整体情况。

通过将空间与语言的长期记忆检索任务，与单词的性别分类任务相结合，对心理旋转任务，作者获得了清晰的双重解离（double dissociation）。性别分类任务对言语的干扰比对空间记忆检索的干扰要大得多。更相关的是，心理旋转对空间的干扰远比对语言记忆的干扰大。 （？？？）

然而，最近，另一种观点挑战了将心理旋转作为位于顶叶皮层上的空间任务的观点。Wexler, Kosslyn, and Berthoz （1998）and Wohlschläger and Wohlschläger （1998）认为心理旋转严重依赖于运动过程。使用fMRI进行的一些脑成像研究确实发现了运动皮层的激活（Cohen等，1996）对于至少一些被试来说是这样的，而其他人则没有（Jordan et al。，2001）。 然而Wexler等（1998年）和Wohlschläger和Wohlschläger（1998 ），他们的论据是基于观察到了心理和手动旋转之间的干扰（interference）。然而，对这种干扰的确切水平仍然知之甚少（参见Heil，Rolke和Hennighausen，2002），还需要做更多的工作来更详细地研究运动过程在心理旋转中的作用。

在心理旋转期间是否可以进行反应准备：根据信息处理的离散连续阶段模型，是不可以的；然而其他模型例如，Eriksen＆Shultz，1979；Eriksen＆Shultz，1979；cClelland，1979；Miller，（1988）明确允许这种可能性。

本文的结论是：反应准备在心理旋转过程中不存在。

6. 将结果应用于实验心理学中的一个开放性问题 ¶

1.心理不应期（PRP）范式和中央瓶颈模型（Pashler，1994年）（psychological refractory period （PRP） paradigm and the central bottleneck model）的基本原理。

2.回顾了有关PRP范式中心理旋转的矛盾RT数据，并提出了Ruthruff，Miller和Lachman（1995）最初提出的可能的理论解决方案。

PRP范式的逻辑如下：两个不同任务的刺激（S1和S2）以它们之间的多变的间隔（SOA）快速连续地呈现。要求被试在施加限制（大多数但不是全部研究中都施加限制）的情况下，尽快对两种刺激做出反应。R1应该先于R2。 事实证明RT1或多或少与SOA无关，降低SOA会导致RT2急剧增加（所谓的SOA效应）。使用这种范例进行的大量研究得出的结果或多或少与中央瓶颈模型相符（Pashler，1994））。根据此模型，每个选择反应任务的处理阶段链可以分为三个连续的处理阶段类：（1）瓶颈前阶段，例如预处理或特征提取，（2）确实需要访问中央瓶颈的信息处理阶段，例如响应选择（参见，例如，McCann和Johnston，1992年）或短期记忆扫描（Heil，Wahl＆Herbst，1999 ）,和（3）后瓶颈阶段，例如程序加载（program loading）和运动调整。 假定对于任何一项任务，此处理阶段链都是连续执行的。对于双任务执行，中央瓶颈模型允许任务1的任何处理阶段与任务2的任何处理阶段并行发生，但有一个且很重要的限制：需要中央瓶颈的过程不能并行发生。

此处理模型对PRP范式有重要的影响（请参阅Pashler，1994，以获取详细说明）假定第一个任务是简单的高-低音调识别，第二个任务是视觉识别任务，让我们首先考虑低任务重叠条件（即长SOA）的情况。在提示音出现后的某个时间点（因此，任务1的处理链已经onset），出现了视觉刺激，任务2的处理阶段链onset了。在那时，任务2的响应选择（是一个中心瓶颈过程）要开始执行了，任务1的响应选择已经完成——因此，任务2可以使用中心瓶颈，并且可以在不受任务1干扰的情况下开始工作。 因此，在低重叠条件下，假定RT2等同于单任务条件下的RT。

高任务重叠条件的情况待补充

图1

总结与结论 ¶

在parity判断任务中，在顶电极部位的ERPs变得越负，必须执行更多的心理旋转。据称（Wijers等，1989），调幅应该理解为心理旋转过程本身的电生理相关性。本文介绍了这一似是而非的推测性假设（plausible although speculative hypothesis）的最新实验研究，可以将其概括如下：

•无需心理旋转就可以对分不清方向的字符进行分类不会引起振幅调制。 •在涉及心理旋转的parity性判断任务中，无论是否必须执行或保留手动响应，都存在振幅调制。 •刺激的方向（任务的难度）的处理，不会引起振幅调制。此外，振幅调制也存在于实验情况下，在这种情况下，被试在呈现刺激之前就知道刺激的方向。 （待验证） •如果被试的感知质量降低，则心理旋转的过程将被推迟。同时，调幅被延迟。

•如果增加字符识别的难度，则心理旋转的过程将被推迟。同时，调幅被延迟。

•在双任务情况下，如果被试策略性地推迟了心理旋转的过程，则振幅调制也会被延迟。

所有这些结果证实了Wijers等人最初提出的假设（1989），关于在心理旋转任务中获得的振幅调制的功能意义。振幅调制的确可能是心理旋转的直接电生理相关因素。这一最合理的假设已通过针对心理旋转和振幅调制之间的功能和时间关系的实验得到了证实。