空间忽略症的稳健性与任务有关

1.参考文献 ¶

Mitchell, A. G., Harris, J. M., Benstock, S. E., & Ales, J. M. (2020). The reliability of pseudoneglect is task dependent. Neuropsychologia, 148(2020), Article 107618. https://doi.org/10.1016/j.neuropsychologia.2020.107618

论文原文

2.研究背景 ¶

空间忽略症表现为右半球中风后对右侧空间的偏好（Halligan，1991）。评估空间忽略症的一种方法是直线平分任务（Molenberghs & Sale，2011），即要求患者在线的中点画一条垂直平分线。忽视症患者认为的中点往往会比真正的中点更向右，也就是空间注意力的右偏向（Binder，1992；Halligan，1991；Reuter-Lorenz，1990）。然而，典型个体通常会在中点的左侧画垂直平分线（Benwell，2014；Learmonth，2015；Manning，1990；McCourt & Olafson，1997；Nicholls & Roberts，2002）。这种现象被称为假性忽略症，并在典型人群中重复发现（Brooks，2016；Friedrich，2018；Jewell & McCourt，2000）。了解假性忽略的原因可以帮助我们理解典型个体的空间注意。

两个相关的假设表明假性忽略是由于大脑左右半球的空间注意力不平衡导致的。右半球优势假说（Heilman & Van Den Abell，1979）将假性忽略描述为右半球注意力主导的结果，导致空间的过度左侧表征。半球间竞争假说表明，每个半球都在争夺空间注意力的主导地位（Kins bourne，1970，1987），空间注意力偏好取决于每个半球内的激活程度。尽管略有不同，但这两种理论都表明，大多数人都存在空间注意力的潜在偏好。因此，了解假性忽略在典型人群中的普遍性和稳健性可以提高我们对人类感知和注意力的理解。

Jewell和McCourt (2000) 的文献综述强调了直线平分任务中的左侧空间偏好似乎受一些因素的影响：直线长度（Rueckert，2002）、年龄（Bradshaw，1987；Failla，2003；Fujii，1995；Schmitz & Peigneux，2011）和直线位置（ (Luh, 1995a; McCourt and Jewell, 1999; Milner et al., 1992; Reuter-Lorenz et al., 1990）。平分任务的错误还取决于线条的自我中心位置：对于远离被试的直线，假性忽略会减少（Varnava，2002）。此外，平分任务中被试间的可变性较大（Brooks，2016；Learmonth，2015；Luh，1995；Manning，1990）。

图1

平分任务有三种经典变体。分别为tactile rod bisection、landmark (Milner et al., 1993) 和 line bisection (Axenfeld, 1915) 。其中landmark任务是直线平分任务的替代方案，要求被试确定被平分线哪一侧更长（Harvey，1995；Milner，1993）。使用触觉、视觉和视觉运动机制的三项任务中都出现了左侧偏好，并且空间注意力的转移会影响不止一种感官模态（Driver & Noesselt，2008；Driver & Spence，1998；Farah， 1989；Spence & Driver，1998）。实际上，假性忽略存在于许多任务中。包括landmark任务（Benwell，2013；Learmonth，2015；Milner，1992，1993）、视觉运动直线平分（Bradshaw，1986；Learmonth，2015；Luh，1995a；McCourt 和 Jewell，1999），触觉杆平分（Bowers & Heilman，1980；Sampaio & Chokron，1992；Sampaio 和 Philip，1991）心理想象（Brooks，2014；Longo & Lourenco，2010；McGeorge，2007）和嵌合人脸判断（Failla，2003；Luh，1995）中都存在组别水平的左侧显著偏好。然而，很少有研究调查假性忽略任务的可靠性。

一项研究通过两个独立的session（Learmonth，2015）。在landmark和直线平分任务的session中发现了被试内稳健性。然而该研究只在两个session评估了对每项任务的反应偏好。由于空间注意的偏好会在更长的时间内受到影响（Hausmann，2005），为了能够研究个体是否对空间注意有稳定的偏好，需要在更长的时间内评估假性忽视的存在时间段。此外，同一个体对不同任务的反应并不相关（Learmonth，2015）。这表明假性忽略任务的任务间可靠性非常低，并且这些研究中的任务只涉及视觉和视觉运动领域，并没有明显跨不同的感官模态。 此项研究使用跨多个session和模态的不同平分任务，对被试反应偏好的可靠性进行深入分析。使用了三种不同的平分任务；landmark（Harvey，1995；Milner，1993）、line bisection（Axenfeld，1915）和tactile rod bisection（Bowers & Heilman，1980），跨四个独立的session。这三项任务都要求被试招募不同的感官模态来判断线条长度。直线平分任务使用视觉和运动信息，landmark需要纯粹的视觉信息，而tactile rod bisection在没有视觉的情况下使用触觉和运动信息。研究问题：个体在跨session和模态中的结果是否可靠？

3.研究方法 ¶

29名健康志愿者（22 名女性，平均年龄 = 21.3，SD = 2.6，范围 = 11）。所有人的视力正常或矫正，是右利手。由于假性忽略可能会随着年龄的增长而减少（Failla，2003），专门招募了18-35岁的年轻人。要求被试在不同的四天里完成四次实验，至少相隔24小时。未能完成所有四个session的被试数据都从研究中删除 (N = 1)。28名被试完成了所有测试。在分析阶段排除了四名被试的数据。

使用Iiyama ProLite触摸屏显示器来呈现视觉刺激。该实验是在MATLAB 64位R2018a上使用 Psychtoolbox 3.0.16（Brainard，1997）进行的。对于直线平分任务，触控笔用于记录被试的反应，键盘用于landmark任务。使用 MATLAB 中的Psychtoolbox记录landmark和直线平分任务的所有反应。计算机位于被试身体中线前57厘米（图 1）。

对于触觉杆平分任务，黑色塑料杆（直径10毫米，长度为 100、200 和300毫米）安装在平台（尺寸 = 500×200×20毫米）上，平台上有两个凹槽（相距10毫米，最宽处各为16 毫米）。两个金属尺子沿凹槽的外边缘放置，用于精确测量杆的位置。每次试验的手部放置位置由实验者手动记录。

控制了相对于被试的线条长度和线条位置、使用的手的顺序（左，右）。在触觉杆任务中，使用的手和起始手位置（杆的左端、右端）也均衡。为了减少顺序效应，在被试内的session中也平衡了使用手和起始手。为了便于测试，视觉任务（直线平分和landmark）放在同一模块进行，在触觉杆平分任务之前或之后。任务的顺序在被试之间是平衡的。

图2

（1）直线平分任务 首先，被试进行触摸屏校准，从直线平分任务的平分误差中减去每个被试的最终校准误差，以排除触控笔位置的校准差异。对于直线平分任务，呈现一个黑色的中央十字，持续1000毫秒，之后出现100、200、300毫米的直线（图2A）。线条显示在屏幕中间或距离中线左侧或右侧20毫米处（50% 白色和 50% 黑色）。通过移动直线的位置，被试不能总是假设直线的中点位于屏幕的中心或与他们的身体中线对齐。要求被试用手写笔触摸其感知的中点来平分直线。记录下触摸的坐标位置后便开始下一次试验。如果被试在5秒后没有做出反应，会自动进行到下一个试验，没有反应的试验从分析中排除。对于每个模块，被试完成了90次试验，每个长度30 次，每种偏移30次，每只手45次。每个模块的时间为6-8分钟，完成了四个模块。在四个session中完成了360次试验。

（2）landmark任务 对于landmark任务，线条是50%的白色和50%的黑色，线上特定点的颜色相反，因此有两种不同的线段（图2B）。这两种线段可以位于刺激的中间（0 毫米）或向左右 2、4、6、8 、10 毫米。一个黑色的中心十字呈现1000毫秒，然后是一条平分线（长度为100、200、300 毫米），持续200毫秒。此持续时间允许被试查看直线每一边的长度，但限制了任何计划眼动的机会（Jewell & McCourt，2000）。要求被试使用键盘上的按钮说明平分线的哪一侧更长（“1”—左侧更长，“2”—右侧更长）。在直线消失后，鼓励被试尽快反应（最长反应时为 5000 毫秒）。被试每个session完成180次试验，每种长度60次，每种偏移15次，两边相等的30次。 不对称的试验次数翻了一番，因为这种情况在空间注意力方面最敏感。在四个session中完成了720次试验，每个模块持续了大约5-6分钟，完成了四个模块。

图3

（3）触觉杆平分任务 在每次任务开始时，被试将头放在下巴托上，以确保他们的身体始终保持笔直、居中的位置，并蒙上眼睛，这样他们就看不到杆的长度。为了让实验者能够确定被试横切的位置，在每个被试的食指指甲上画了一条小的垂直线。实验者将杆（100、200、300 毫米）放入离被试最远的槽中。杆的位置以相同的方式偏移。要求被试用右手或左手食指从左侧或右侧开始扫描（图3A），并沿另一个方向重复相同的动作（图3B）。最后，将手指放在杆的感知中点（图 3C）。一旦他们确定了一个中点，被试说“好的”，实验者进行记录。一旦实验者记录了手指的位置，就要求被试将手放回身体中线。实验者根据需要调整杆子，开始下一次试验。在一个session中每18次试验改变杆长度。被试每个session完成54次试验，每种长度18次，每种偏移18次，每个起始位置（右或左）27 次，每只手27次。在4个session中共进行了216次试验。一个模块持续了15-20分钟。

4.数据分析 ¶

直线平分误差定义为感知中点减去实际中点。向左误差用负值表示，向右误差用正值表示。对于每个被试，每个session计算三种直线长度的平均误差。

图4

对于landmark任务，针对每个session，计算“右侧更长”反应的比例。对于每个被试，使用来自Palamedes的累积心理测量函数拟合心理测量曲线（图4）（Prins and Kingdom，2018）。还针对所有session中的每种偏移计算了“右侧更长”反应的百分比。在心理测量曲线拟合后，使用主观平分点 (PSE) 计算每个session的误差。 PSE是观察者认为线两侧等长的点，这是沿x轴的点，被试在该点表现出“右侧更长”的百分比为50%。（y 轴上的 0.5，图 4B）。例如，图4B中的PSE是-1.5 mm。因此，左侧必须比右侧长1.5毫米，被试才能将直线视为对称。因此该被试有右侧偏好，因为当两侧相等时，他们认为线的左侧比右侧短。

对于触觉杆平分，误差的计算方式与直线平分任务（感知中点-实际中点）相同。对于每个被试，计算每个session的三个杆长度的平均误差。

组别分析：为了证明假性忽略在整个session中是可靠的，使用Cronbach’s alpha计算跨session和模态的类别内相关系数（ICC，Bland 和 Altman，1997；Shrout 和 Fleiss，1979；Weir，2005）。为了证明假性忽略跨模态可靠的假设，Cronbach’s α 还用于评估同一被试不同任务误差的一致性。进行单样本t检验以评估每个任务和每个session中组别的假性忽略的存在。使用Bonferroni校正。最后，为了调查不同模态的误差和四个session的误差是否存在显著的差异，对任务（landmark、直线平分和触觉杆平分）和session（1、2、3 和 4）进行了3×4方差分析。

5.结果 ¶

对所有session和所有任务的反应时进行平均，发现了假性忽略的整体影响（左侧偏好） (t = = 3.33 , p = .003, Cohen’s d = = 0.68)。

对于landmark任务（α= 0.80，p < .001，图5顶部），在所有session中观察到很强的可靠性，而触觉杆平分任务有中等可靠性（α = 0.63，p < .001，图.5底部）。然而，直线平分任务却观察到更多的跨session差异（图5中间），没有观察到跨session的显着可靠性（α = = 0.11，p > .050）。

单样本t检验也用于确定每个session中是否存在假性忽略。在所有session都发现了平均的左侧偏好（图 6）。然而，只在第二个session中与0显着不同（t23 = = 3.29，p = .003）。在所有任务中，landmark任务在整个session中显示出最高的可靠性，而直线平分任务在整个session中显示出非常低的可靠性。

Cronbach’s α 显示出任务间没有显着的可靠性（α= -0.12，p > .050），表明个体内对不同任务的误差表现不同（图7）。所有被试在每个任务中都出现了左侧偏好（图8），但是只有直线平分任务表现出显着的左侧偏好（t23 = = 3.44，p = .002）。没有在landmark (t23 = = 0.69, p > .050) 或触觉杆平分任务 (t23 = = 1.24, p > .050) 中发现显著的假性忽略。这些结果表明，任务间的误差存在明显差异。

进行了方差分析，以确定样本中不同session和任务的误差差异。 session 的主效应不显着 (F3,69 =2.62, p = .058, η2 = 0.10) ，任务的主效应也不显着 (F3,69 = 2.58, p = .087, η2 = 0.10)，没有显着的交互作用。

6.讨论 ¶

当对不同session和任务的数据进行平均时，出现了假性忽略，这支持了大部分研究。但显示出假性忽略显着影响的唯一任务是直线平分任务，这不符合之前的研究结果，因为大多数研究确定了landmark和触觉杆任务的显着左侧偏好。而且session2是唯一产生显著假性忽略效应的session。直线平分任务中的跨session可靠性较差，支持使用landmark任务来可靠地评估整个session中空间注意力偏好的存在。