从RRN中推断心理旋转策略



1.文献 ¶

Ter Horst, A.C., Jongsma, M.L.A., Janssen, L.K., van Lier, R. & Steenbergen, B. (2012). Different mental rotation strategies reflected in the rotation related negativity, Psychophysiology,49(4), 566–573. http://doi:10.1111/j.1469-8986.2011.01322.x 论文原文

2. 背景 ¶

已知在手的心理旋转任务中,对于向外和向内旋转的手,可以观察到不同的反应时(RT profiles)。那么向内和向外旋转的不同,是否可以在神经生理上也体现出来?即本研究主要是利用ERP的手段测量手部刺激向内和向外旋转的RRN的不同。

在物体的心理旋转任务中,典型得,随着旋转角度的增加,反应时间(RT)增大,并且与旋转相关的负成分(RRN)的幅度增大。

在过去的四十年中,已经在行为和神经元水平上深入研究了心理旋转任务。在进行心理旋转任务时,被试必须判断自己的旋转刺激与参考图片的相似性(例如,Shepard&Metzler,1971)或判断侧向性(例如,是左侧还是右侧),(e.g.,Sekiyama, 1982)或判断足部图片(例如, Parsons,1987年)。通常,反应时间(RT)随着旋转角度的增加而增加。

总结:对于向外旋转的手刺激,RTs随着旋转角度的增加而增加,这表明使用了心理旋转过程(Sekiyama,1982; Shepard&Metzler,1971)。但是,对于向内旋转的手刺激,RT曲线不会随旋转角度的增加而增加,而相对不受刺激旋转角度的影响。

对于手部刺激,表现受生物力学约束的影响,这从向外旋转和向内旋转的手部图像之间的RT差异可以明显看出(Parsons,1994)。向外旋转的手远离身体的中矢状平面(midsagittal plane),而向内侧旋转的手则向身体的中矢状平面旋转。相对于向外旋转的图片,可以判断出向内要快(Helmich, de Lange, Bloem, & Toni, 2007; Sauner, Bestmann, Siebner, & Rothwell, 2006; Shenton, Schwoebel, & Coslett, 2004; ter Horst, van Lier, & Steenbergen, 2010; Thayer & Johnson, 2006; Tomasino & Rumiati, 2004)。观察到的RT曲线模拟了实际向外侧或内侧旋转手的运动时间,因为向外侧旋转手比内侧旋转更难(Parsons,1987,1994)。这种心理运动的过程通常称为运动想象(MI),因为它是一种心理演练,或对运动的模拟,没有实际的外显运动(Decety,1996)。

由于实际动作和模拟动作受被试生物力学约束的影响类似,两者都受同一个人的动作能力的约束。确实,人们认为不同的策略或运动路径是观察到的外侧和内侧旋转手之间RT曲线差异的基础(Parsons,1987)。对于向外旋转的手刺激,RTs随着旋转角度的增加而增加,这表明使用了心理旋转过程(Sekiyama,1982; Shepard&Metzler,1971)。但是,对于向内旋转的手刺激,RT曲线不会随旋转角度的增加而增加,而相对不受刺激旋转角度的影响。

总结:

向内和向外旋转可能使用不同的旋转策略,对于向内侧旋转的手刺激,被试可能会使用最短路径策略,这条路径会导致一条(几乎)水平的RT曲线;对于向外旋转,则是RT是旋转角度的函数。

需要注意的重要一点是,向外旋转和内侧旋转之间的RT曲线差异对于手掌视角刺激最为明显,而对于后视手刺激则较小(Parsons,1987);2008年Tao等人的研究仅用后视图的手部刺激做LJT任务的材料,得出左右手的RT曲线没有区别。

图1

帕森斯(Parsons,1987)指出,在进行手侧向性判断任务时,手很可能会沿着两条不同的路径在心理上旋转。第一个是按维度旋转的路径,其中,手沿三个不同的主轴(纵向,矢状和冠状轴)依次旋转,请参见图1。

沿着此效率低下的路径进行的手旋转,会导致通常观察到的情况:RT随着旋转角度的增加而增加。维度-旋转路径可能用于向外旋转的手刺激(Parsons,1987)。或者,对于向内侧旋转的手刺激,被试可能会使用最短路径策略,其中使用假想轴将观察到的手翻转180°,以便将自己的手内隐地定向到观察到的手的方向,请参见图1。这条路径会导致一条(几乎)水平的RT曲线,因为被试只需要(假想地)将自己的手在一个轴上翻转180°,即可进行手掌视角观察的手刺激。

使用两种不同策略进行向内和向外旋转的手掌视图手刺激的逻辑依据,源自采用观察到的手部姿势的能力。 对于向外旋转的刺激,很难采用姿势,因为需要在多个关节中旋转,尤其是对于角度在90°和180°之间的向外旋转的刺激。相反,对于内侧旋转的掌心向上的刺激,用反掌的姿势,将腕部屈曲就足够了(Parsons,1987,1994)。 需要注意的重要一点是,向外旋转和内侧旋转之间的RT曲线差异对于手掌视角刺激最为明显,而对于后视手刺激则较小(Parsons,1987)。

研究表明,心理旋转过程本身以大约300到800毫秒之间的调制正波形反映出来,并且与刺激的旋转角度成反比,其振幅随旋转角度的增加而减小(Heil,2002; Heil,Rauch, &Hennighausen,1998; Heil&Rolke,2002; Peronnet&Farah,1989)。振幅的逐渐减小被认为是由于在同时存在的占优势的P300复合波上叠加负值引起的(Peronnet和Farah,1989; Wijers,Otten,Feenstra,Mulder和&Mulder,1989),被称为旋转相关性负性(RRN)(Lust,Geuze,Wijers和Wilson,2006; Nunez-Pena和Aznar-Casanova,2009; Nunez-Pena,Aznar,Linares,Corral和Escera,2005)。

(This gradual decrease in amplitude is thought to be caused by a superimposed negativity on the simultaneously prevailing P300 complex (Peronnet & Farah, 1989; Wijers, Otten, Feenstra, Mulder, & Mulder, 1989) and is referred to as rotation related negativity (RRN))

RRN已被证明是心理旋转过程的电生理相关因素(Heil,2002; Heil等,1998; Heil&Rolke,2002)。尽管有形和非有形物体(corporeal and noncorporeal objects)的心理旋转在行为和神经学水平上都存在差异,但在两种物体的心理旋转过程中都存在RRN(Heil,2002; Lust et al.,2006; Tao et al.,2009;Thayer&Johnson,2006;Thayer,Johnson,Corballis和Hamm,2001年)。与用于非有形物体的RRN一致,手侧向性判断任务中的RRN的幅度随着旋转角度的增加而逐渐增加。这提供了越来越多的证据,表明RRN是心理旋转过程本身的电生理指标。

(有形物体如手;非有形物体 如字母?)

尽管对RRN的有形和非有形物体的电生理过程都进行了深入研究,但由于MI的参与,在手侧向度判断任务中使用不同策略(即按维度旋转和最短路径)的电生理相关性,尚未在文献中讨论。也就是说,我们的研究是第一个专注于电生理反应——根据旋转方向使用不同的心理旋转路径(即按维度旋转路径和最短路径)。使用不同的心理旋转路径揭示了生物力学约束作用对模拟运动(即MI)的影响,因此反映了任务的具身本质。

(当前的研究,在心里旋转过程中是否真的应用了运动想象策略?手的翻转和旋转哪部分是运动想象,还是仅仅应用了视觉心理旋转?)

MI的一个重要方面是它与执行的动作紧密联系(Jeannerod,2001年)。研究MI中涉及的过程可以使人们探索运动控制的内部动力学,例如计划和准备,而不会产生与运动执行相关的感觉或运动干扰(de Lange,Roelofs和Toni,2008年)。

(认为这里有个矛盾点:动觉运动想象可能会产生与运动想象执行相关的感觉啊!!)

当前的研究集中于RRN的调制——作为手掌视角刺激的旋转方向的函数(即,外侧或内侧)。我们假设对于向外旋转,将观察到典型的RRN,相反,对于内侧旋转,将不会观察到这种RRN,因为后者的RT曲线并不意味着使用渐进式旋转过程。

(本文认为向内侧旋转有可能是通过第二种策略——直接翻转手来实现的)

在本研究中,我们使用了手的心理旋转任务。我们之所以使用手掌视角的刺激,是因为与后视刺激相比,这些刺激显示出针对不同旋转方向的不同旋转策略(Parsons,1987),比后视角的刺激更显著。此外,我们使用了后视图刺激做填充物试验(filler trials),因为单视图的使用已显示不会引起MI(ter Horst等,2010)。

被试在MI中的参与对于在外侧和内侧旋转手刺激之间采用不同的策略至关重要。

(本文到底认为哪种是运动想象? 是内侧手的直接翻转,还是外侧手的心理旋转?)

在任务期间,我们测量了RT和脑电图(EEG)信号。从后者,我们计算了事件相关电位(ERP)。假定使用不同的心理旋转策略,来反映生物力学约束的影响。 RRN的存在,反过来显示为反映了心理旋转过程。因此,外侧和内侧旋转刺激之间存在RRN的假设差异,很可能反映了在神经水平上任务的具身本质。

3. 实验 ¶

在获得书面知情同意后,有14名健康个体参加了该实验。 所有被试的视力正常或矫正,并且都是右利手。 没有被试报告有神经或心理疾病的病史。 由于错误率超过20%,因此将两名被试的数据排除在进一步分析之外。 其余十二名被试(一名男性)年龄在18-26岁(M = 20.5,SD = 2.46)的数据用于分析。

刺激是左右手的黑白线条画。 既显示了后视刺激,也显示了手掌观察的刺激。 手在两个视角(即,从背面和正面)、10个不同方向中展示,从0°(手指朝上)开始,顺时针旋转至40°,75°,110°,145°,180°,215° ,250°,285°,320°产生总共40种不同的刺激,请参见图2。

所有刺激均显示在19英寸LCD计算机屏幕上,与被试的眼睛相距约70 cm,从而产生视觉角度上,大约6°的角度。

图1

使用手侧向性判断任务来暗示性(implicitly)地唤起MI(de Lange等,2008; ter Horst等,2010)。被试必须通过用食指按下两个按钮中的一个来确定给定的刺激是左手还是右手,并指示他们尽可能准确,快速地这样做。左右按钮分别对应于观察到的刺激的左手判断和右手判断。没有给出可能的策略使用指导。

该实验由10个连续的块组成,每个块进行90个试次。我们以1:8的比例呈现了后视和手掌视的手部刺激。掌视刺激重复40次。后视刺激被用作填充试验。刺激由Presentation软件包(Neurobehavioral Systems,奥尔巴尼,加利福尼亚)中的定制开发软件顺序显示,并针对每个区域进行随机化和平衡,并针对被试进行平衡。试验以白色固定十字开始,显示0.5-1.5 s,然后进行刺激。做出回应后,刺激消失了。刺激间间隔(ISI)持续1.5-2.5 s,并且在这个区间内随机变化。 (计算出后视刺激每种出现5次)

被试坐在计算机屏幕前的隔音室内,并要求被试在试验过程中不要眼动或眨眼,而应在做出回应后立即眨眼几次。 在两个区块之间,被试可以休息。 记录RT和判断(左/右)。 在实际测试之前,先进行60次刺激测试,以使被试熟悉该任务。

根据国际10–20系统,在运行Brain Vision Recorder的计算机上,使用64通道actiCAP(德国慕尼黑的Brain Products GmbH)记录EEG信号,并通过两个32通道BrainAmp DC EEG放大器对其进行放大。 将接地电极放在AFz上方,所有电极在线参考左乳突,离线参考连接的乳突。 电极阻抗保持在5 kW以下。 信号以500 Hz的频率数字化,并在0.016 Hz(即10 s的时间常数)和250 Hz之间在线过滤。从其余三个电极的水平和垂直眼电图(EOG)记录下来,分别位于外眼角和右眼下方。

4. 数据分析 ¶

RT低于300 ms或高于3500 ms的试验被排除在分析之外。这些边界是根据以前使用手侧向性判断任务进行的研究选择的(de Lange,Helmich,&Toni,2006; Ionta,Fourkas,Fiorio,&Aglioti,2007; ter Horst等,2010; ter Horst,van Lier,& Steenbergen,2011年)。从剩余的数据设置,错误的响应被用于计算单个对象的错误率。

不正确的试验是那些对右手刺激用左手反应的试验,反之亦然。仅将正确的手掌刺激响应用于RT的进一步分析。为了评估被试在任务中是否使用MI,我们测试了生物力学约束的影响。为了这个目的,分析了外侧和内侧旋转的手刺激之间的RTs差异(Parsons,1987,1994; ter Horst等,2010)。外侧旋转的刺激包括右手的40°,75°,110°和145°以及左侧旋转的215°,250°,285°和320°。向内旋转手刺激包括215°,250°,285°和320°旋转的右手刺激以及40°,75°,110°和145°旋转的左手刺激,请参见图2。在下面的图中,我们将向外旋转和向内旋转之间的区别称为旋转方向(DOR)。

采用A2*4的重复测量方差分析(ANOVA)以测试旋转角度和生物力学约束对RT的影响,设计如下:2个被试内因素(角度,DOR),即4个角度级别(40°,75°,110°和145°)和2个DOR水平(向外,向内)。 角度的显著影响是由RT随旋转角度的增加而增加的,表明被试在心理上旋转了手部刺激物(Kosslyn,DiGirolamo,Thompson和Alpert,1998; Sekiyama,1982; Shepard和Metzler,1971; Ter Horst 等人,2010年)。 显著的DOR效应表明RT受生物力学约束限制,因此受到MI的使用的限制(Parsons,1994; ter Horst等,2010)。 (如果DOR效应显著,则证明:生物力学约束决定反应时,使用了心理旋转会决定反应时)

在相同的方差分析(identical ANOVA)中分别分析了错误的响应。 Alpha级别设置为p =.05,并在适当时应用Bonferroni校正。

ERP数据的脱机处理是在BrainVision Analyzer 1.05版(Brain Products GmbH)上进行的。只分析与正确的手掌视角试验相对应的ERP。计算了相对于刺激开始-200到700 ms的ERPs。 ERP在0.016和80 Hz之间进行过滤。使用-150到0 ms的预刺激间隔进行基线校正。在仔细观察原始数据的基础上,将带有运动伪影的试验排除在分析之外。 使用基于Gratton,Coles和Donchin(1983)的对数的半自动校正程序校正眼动伪迹。 对于外侧和内侧旋转,计算与RT数据分析所用的相同角度(即40°,75°,110°,145°)的总体平均值。

视觉检查(visual inspection)总体平均值显示顶叶P300峰,随后是450至600 ms的预期RRN。 此外,在视觉检查过程中,我们发现了一个从280到300 ms的意外P290峰,其振幅随我们的实验操作而变化。 两个峰在顶电极部位都最明显。 因此,根据文献,对P290和RRN的ERPs在包含电极P3,Pz和P4的顶电极感兴趣区域(parietal region of interest)(ROI)进行了量化(Beste,Heil,&Konrad,2010; Gootjes,Bruggeling, Magnee,&Van Strien,2008; Heil,2002; Heil&Rolke,2002; Prime&Jolicoeur,2009)。

通过重复测量方差分析来分析顶电极ROI内的平均振幅,该方差分析有Angle和DOR两因子,其中Angle有4个水平(40°,75°,110°和145°),DOR有2个水平(向外和向内)。此ANOVA设计用于P290和RRN ERP数据。Alpha级别设置为p = .05,并在适当情况下应用Bonferroni矫正。

所有被试的错误响应总数(即所有试验的3.2%)与以前的研究相对应(de Lange等,2006; ter Horst等,2010)。方差分析对错误响应没有显著影响或没有相互作用。

方差分析对RT数据显示出显著的主效应和DOR。DOR效应是由内侧(986 ms)相比外侧(1138 ms)旋转刺激的平均RT较小引起的。DOR和角度的交互作用也很显著。计划的进一步分析(Planned further analysis)显示,存在向外旋转的显著简单角度效应,但向内旋转不是这样,请参见图3。

对于向外旋转,RTs线性增加(p <.005)。事后分析显示,40°(1077 ms)和75°(1129 ms)的RT与145°(1301 ms)显著不同(p <.05)。经过多次比较校正后,110°(1197 ms)和145°之间的RT差异未能达到常规的显著性水平(p = .055)。

行为数据的结果证明:我们通过显示RT随向外旋转角度的增加而增加,复制了Parsons(1987)的发现,向内旋转则不是这样。

向外旋转的RT的增加很可能源自使用的通过维度旋转的加工(rotation-by-dimension process),正如Parsons(1987)所指出的那样。 由于手向外侧面旋转的尴尬姿势,被试使用了一种无效率(但有效)的策略来将自己的手,在心理上向刺激方向移动。 对于向内旋转的手,身体的运动能力提供了有效且有效率的策略,反映了通过以反掌的姿势,弯曲手腕(即,最短路径旋转)将手旋转不同角度的能力。

(上两句认为:心理旋转的向内旋转更容易,那为什么掌心向上的,向内旋转,不用心理旋转呢?是否是因为这个最短路径旋转比心理旋转速度快,由于在这里只能通过强制规定被试进行心理旋转和最短路径旋转,才能得出二者之间的不同,因此目前二者的时间差异不得而知,只能通过RT不随着角度增加而增加,判断被试没有利用心理旋转策略) (由于向外旋转RT随角度的增加而增加,向内旋转无函数关系,因此判断向外旋转采用了心理旋转策略,向内旋转则无;向外旋转有RRN,向内旋转则无)

图1

在图4中描绘了在ROI内的电极处引发的ERP。ERP P290数据上的方差分析揭示了DOR的显著主效应和DOR和角度的显著交互作用。 简单的效应分析显示,内侧旋转存在角度的显著效应,但不适用于向外旋转,请参见图5。

图1

图1

(???外侧旋转的RT数据存在角度和DOR的交互作用,证明外侧旋转中应用心理旋转;内侧旋转的ERP数据存在角度的显著效应,说明了不是心理旋转,是早期的视觉空间处理)

对向内旋转刺激的进一步分析显示,40°和110°旋转刺激之间存在显著差异(p <.02)。 Bonferroni校正后,在40°和145°旋转刺激之间的幅度差异没有导致显著差异(p = .077)。 另请参阅图5。

(可能是40° 145° 手是竖直状态,翻转之后比较好判断;110°手是横向的,不好判断)

RRN ERP数据的方差分析显示显著的角度的主效应和Angle和DOR的显著双向交互作用。显著的双向相互作用表明,调制的幅度是外侧和内侧旋转刺激之间的角度差异的函数,请参见图6。

进一步的分析显示,外侧的角度存在显著的简单效应,内侧旋转无此效应。 对向外旋转的进一步分析显示,在40°和110°和145°之间存在显著差异(所有p <.05)。 发现振幅随着旋转角度的增加而减小是线性的(p <.01)。 没有发现二次或三次方趋势显著(所有p> .2)。

(这是什么意思???)

结论:RRN仅存在于外侧而不是内侧旋转的刺激中。对于外侧旋转,观察到的振幅随旋转角度的增加而线性降低。

另外,关于向外旋转和内侧旋转的角度差的处理的电生理过程的开始潜伏期(onset latency)不同。

(猜测:本身振幅应该随旋转角度的增加而增加,由于叠加在P300 负成分上,才会线性降低;即P300本身在300ms峰值之后可能本身不会下降得这么快,也不会降得这么线性,是由于叠加了心理旋转负成分的影响,形成了现在的RRN)

图1

获得了一个P290峰,反映了旋转方向之间角度的调制影响。与RRN相比,P290揭示了在内侧旋转中,旋转角度影响ERP振幅,但外侧旋转不影响。

RRN对于向外旋转很重要的时间窗口(即450-600 ms)与以往文献相对应。不同研究之间,RRN的观测时间窗口有所不同,从300毫秒延长至800毫秒。

5. 讨论 ¶

在这项研究中,我们从手侧向性判断任务中分析了RT和ERP。 众所周知,这样的任务导致了自己双手的心理旋转过程的使用(de Lange等,2008; Parsons,1994; ter Horst等,2010)。 帕森斯(Parsons,1987)指出,被试对内侧和外侧旋转刺激使用不同的心理旋转策略。 在本研究中,我们检查了这些不同的旋转策略是否也通过电生理测量评估在神经水平上得到反映。 由于RT的增加随着旋转角度的增加与心理旋转过程之间存在密切的关系,我们假设RRN仅在向外旋转时出现,而在向内侧旋转时不存在。

这种用于向外旋转的RRN可能反映按维度旋转方法期间的平面内旋转过程。 这与有关非物体对象和字母的心理旋转的文献一致(Heil,2002),表明刺激的平面内心理旋转反映在RRN中。 此外,观察到的向外旋转RRN符合我们的行为数据,因为它们显示RT随向外旋转角度的变化而增加。 因此,我们的发现进一步证实了RRN与平面内(in-plane mental rotation)心理旋转过程之间的密切关系。

(通过RT与角度之间的关系显示:存在心理旋转,且和字母与非物体对象心理旋转的文献一致,由于叠加的复合正波的作用,导致RRN这个负波线性减少——说明RRN与心理旋转之间的确有关系)

此外,在我们的研究中,RRN对于向外旋转很重要的时间窗口(即450-600 ms)与文献相对应。不同研究之间,RRN的观测时间窗口有所不同,从300毫秒延长至800毫秒(Milivojevic,Hamm和Corballis,2009年; Thayer和Johnson,2006年)。

此外,观察到的RRN在顶电极上的分布也与以前的文献一致(Heil,2002; Heil等,1998; Heil&Rolke,2002; Parsons,2003; Prime&Jolicoeur,2009; Tao等 (2009年; Thayer&Johnson,2006年; Thayer等人,2001年)。 在有关心理旋转任务的功能磁共振成像研究中,上顶叶皮层在心理旋转任务中表现出活跃性(de Lange,Hagoort和Toni,2005; de Lange等,2006; Harris&Miniussi,2003; Vingerhoets, de Lange,Vandemaele,Deblaere和Achten,2002年)。 上顶叶皮层被认为是心理旋转的重要大脑区域。 该区域涉及时空视觉处理的各个方面(de Lange等,2005; Graziano,Cooke和Taylor,2000),并被认为将观察到的物体与以自我为中心的参照,或非自我中心/客体参照的参照系相关联(Parsons,2003)。 后者与心理旋转任务特别相关。

(????客体参照与心理旋转任务相关????)

(The superior parietal cortex is regarded as an essential brain region for mental rotation. This area is involved in aspects of spatiovisual processing (de Lange et al., 2005; Graziano, Cooke, & Taylor, 2000) and is thought to relate observed objects to egocentric or allocentric frames of reference (Parsons, 2003). The latter is of specific relevance during a mental rotation task)

P290在向内旋转时的振幅随旋转角度的增加而增加。 因此,观察到的效果不能归因于RRN的较早发作(earlier onset),这被描述为叠加在P300波形上的负向过程(a negative-going process superimposed on the P300 waveform)(Wijers等,1989)。人们认为这个相对较早的过程反映了早期的视觉空间处理(Gootjes等人,2008),振幅的增加可能反映了随着旋转角度的增加,脑力劳动(mental effort)的增加(Pritchard,1981; Ullsperger,Metz,&Gille,1988)。

  1. 客体参照与心理旋转任务相关
  2. 没有发现二次或三次方趋势显著(所有p> .2)。

(推测:受生物力学约束效应越小,日常生活中此类运动和手的姿势调整就越多,动作就越熟悉,采用心理旋转的策略就越高效反应就越快;) (但是身体感觉上似乎手掌和手背向上生物力学约束影响差不多)

在我们的研究中,包括11名女性和1名男性被试。在文献中,已经观察到了在心理旋转任务中的性别差异(Johnson,McKenzie和Hamm,2002; Parsons等,2004; Seurinck,Vingerhoets,de Lange,和Achten,2004)。帕森斯等(2004年)表明,普遍观察到,男性相对于女性的RT优势仅存在于二维(2D)呈现的3维(3D)对象中,而在3D呈现的3D对象的心理旋转任务中不存在。

这一发现暗示男性优势本身并不适用于心理旋转过程本身,而是适用于从2D对象派生(derivation)3D对象(Neubauer,Bergner和Schatz,2010; Parsonset等,2004)。

(也就是说,研究并非说明男性在心理旋转上本身的优势,而是说明男性更擅长从2D对象中派生出3D对象)

在这种情况下,我们的研究结果可能适用于两性,因为我们的研究重点是心理旋转过程本身。然而,已证明女性的RRN onset与男性不同(Gootjes等,2008)。此外,尽管在一项功能磁共振成像研究中未发现顶叶激活模式的性别差异(Seurinck等,2004),但脑电图研究显示有关男性和女性被试之间P300振幅差异的结果相互矛盾(Desrocher等,1995; Johnson等人,2002)。鉴于这些发现,在将我们的结果推广至男女时应谨慎。 (男女差异!!!)

  1. 向外旋转的手似乎使用了更基于视觉的策略,目前研究只能分离向内和向外旋转是基于两种策略,无法判断两种策略哪个基于运动想象;即如最快的翻转策略(本文中认为是向内旋转的策略)是视觉上的翻转,还是运动想象,它是否是具身的?对于更为复杂的策略,采用的是单纯的心理旋转,还是运动想象的心理旋转?
  2. 因此基于(1),似乎可以把非实体(如字母)的心理旋转和手部刺激(实体)的心理旋转相对比做比较实验,非实体肯定不会引起运动想象,但这里又引出一个问题:非实体和实体的想象时间,RT,熟悉度,难易度肯定不一样,可能本身对于RRN的激活程度就有区别,潜伏期有区别,这个区别不一定是由于运动想象这个变量造成的
  3. 那么如果不利用非实体,利用线条绘画的手部图片和真实手部照片做对比是否有意义?感觉应该无意义,对于被试来说都能同等程度地引发运动想象;并非说线条图就是一个长得像手的图,只当作图片处理就可以。
  4. 那么如果设计一个长得形态跟手部图片的走向一致(只能引发视觉心理旋转,不能引发运动想象),但是看起来肯定不是手的图片来跟手对比呢?
  5. 手部刺激在这里是客体参照(与心理旋转一致),还是主体参照;是客体还是主体参照这个问题是否等同于是视觉心理旋转还是运动想象,还是基于视觉心理旋转的运动想象?是否遮盖住被试的手,它就不引发主体参照了?
  1. 本文未提及被试完成任务时,被试的手放在哪,咋放,如果手掌向上,是否处理手掌向上的刺激会容易得多?是否被试的手的姿势和刺激之间会有交互作用?
  1. 加大统计的电极区域
  2. 被试做出判断和执行判断之间需要有个时间差,即为延迟判断反应

(以下为原文)

任务依赖的向外和内侧旋转刺激的处理之间的分离与以前的研究一致,指出在心理旋转过程本身之前,选择了一种策略(Desrocher,Smith,&Taylor,1995; Ruchkin,Johnson,Canoune, &Ritter,1991年)。在行为和电生理数据中,针对向外旋转和内侧旋转的角度差异处理之间的差异可能与帕森斯(Parsons,1987)所采用的不同策略有关。非实体物体的心理旋转(例如Heil,2002)与向外旋转的手,在RT和ERP数据上的显著相似之处可能表明,与内侧旋转的手相比,向外旋转的手使用了更基于视觉的策略。 由于难以执行向外旋转,因此这在直观上也是可行的,因此,基于非运动(nonmotor-based)的策略可能更有效。对于内侧旋转,由于能够使自己的手向内侧旋转的能力,因此基于运动的策略非常高效。 (似乎可以推断:心理旋转是一项非运动的策略,对于掌心向上向外旋转的手来说,只有竖直轴的旋转是运动想象(也可能是视觉策略),对于向内旋转的手来说,基于运动策略更容易更高效(由于生物力学约束作用)) 然而,由于它超出了当前研究的范围,因此仍然是推测性的。在未来的研究中,研究向外旋转和向内旋转之间的Mu波段同步和去同步,作为测量以具身为基础的想象(MI)的参与,可能会很有趣(Pineda,2005)。 In future research, it might be interesting to study Mu-band synchronization and desynchronization between lateral and medial rotations as a measure for the involvement of an embodied-based imagery (i.e., MI) (Pineda, 2005).

6. 总结 ¶

向外和内侧旋转之间的行为观察差异也反映在神经水平上。关于向外旋转和内侧旋转的角度差的处理的电生理过程的开始潜伏期(onset latency)不同,并且对于向外旋转,观察到RRN。

但是,对于内侧旋转的手刺激,在RRN间隔中未发现RT随着旋转角度的增加而增加,这表明不存在典型的平面内心理旋转过程。 取而代之的是,随着旋转角的增加,观察到了P290的增加。 由于手侧向性判断任务的具身本质,这些在内侧和外侧旋转之间观察到的差异很可能反映了针对不同旋转方向,使用不同策略的情况。

7. 关于P300 ¶

(一)1965年Sutton等发现,“Science (二) Oddball实验模式:对同一感觉通路的一系列刺激由两种刺激组成,一种刺激出现的概率很大(如8%),称为标准刺激;另一种刺激出现的概率很小(如15%),称为偏差刺激。两种刺激出现的顺序是随机的。这样,对被试者来说偏差刺激具有偶然性。令被试者发现偏差刺激后尽快按键或记忆其数目。此时偏差刺激已成为靶刺激,如此可在偏差刺激后约300ms观察到一个正成分,即为P300.