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前言西蒙效应是在1963年Simon和Wolf在一次实验中发现的。
1967年,Simon和Rudell做了第一个意义上的西蒙效应的实验,他们随机给被试的左耳和右耳呈现“左”、“右”这两个词,被试根据词的意义按左键或者右键,词出现在左耳或右耳都是随机并且是和任务无关的,但即使与任务无关,声音出现空间位置对应比不对应的反应快一些。
比如,在左耳出现“左”比在右耳出现“左”的反应快。
Simon等首先揭示了刺激出现的空间位置与反应速度的这种关系,并且把这种效应命名为西蒙效应。
在一个任务中,要求被试当屏幕出现红色方块时按左键,出现绿色方块时按右键,忽略方块出现的位置,这被定义为一个标准的西蒙任务(HedgeMarsh,1975),方块刺激出现的位置和反应按键的位置对应时比他们空间位置不对应时的反应更快且准确率更高。
比如,当红色方块出现在屏幕左侧时,被试做出的反应要快于红色方块出现在右侧的情况,出现了西蒙效应(RubichiNicoletti,2006;
Rubichi,Nicoletti,Iani,Umilta,1997;
Rubichi,Nicoletti,Pelosi,Umiltà
2004;
SimonRudell,1967;
ProctorVu,2006;
Rubichi,Vu,Nicoletti,Proc-tor,2006)。
Hedge和Marsh在研究中发现,被试根据出现的颜色刺激的颜色按相应颜色的按键,不仅有相容性任务(按与刺激颜色相同的键),还有不相容任务(按与刺激颜色不同的键),在相容任务中出现了西蒙效应,在不相容任务中出现了西蒙效应的反转效应。
1.西蒙效应的理论研究信息辨别选择的过程分为三个阶段:
刺激的觉察、反应选择和执行。
西蒙任务就是信息辨别选择的过程。
西蒙效应发生在反应选择阶段,在觉察阶段,被试只是意识到了有刺激出现,这个阶段不会出现错误,除非被试有视觉上的障碍。
被试在反应选择阶段后就决定要做何种反应了,那么在执行阶段也不会发生延迟和错误。
所以说西蒙效应发生在反应选择阶段。
西蒙他自己解释说出现这种现象是因为人都有朝向刺激资源反应的倾向。
解释西蒙效应的理论有很多,其中双通道理论和反应辨别理论是最具有代表性的(梁娟,金志成.2007)。
1.1双通道理论双通道理论模型(Iani,Rubichi,Gherri,Nicoletti,2009)认为,西蒙效应发生在反应选择阶段,连接着觉察和执行的两个并行且独立的加工路线相互作用的结果:
一个间接(受控)路线,一个直接(自动)路线。
这两个加工路线基于不同的记忆联结。
间接路线激活的是基于任务要求的反应,这些刺激和反应的联结因为是基于任务的,是在工作记忆中实现的,所以联结较之是短暂的。
而直接路线是基于预先存在的S-R联结,是基于遗传或者大量的练习且独立于任务的,这些联结是长久的。
当刺激出现,如果在直接路线和间接路线激活的反应是相同的,反应效果就好,相反,如果在两个路线激活的反应不同,直接路线和间接路线就会产生冲突和干扰,使得反应时增加,正确率降低。
1.2反应辨别理论反应辨别理论认为,西蒙效应主要源于工作记忆中对刺激位置和反应位置的表征编码间的交互作用(AnsorgeWü
hr,2004;
Wü
hrAnsorge,2007;
hr,Biebl,Ansorge,2008;
王力,张栎文,张明亮陈安涛,2012)。
具体而言,执行西蒙任务,被试需要在工作记忆中表征任务要求的S-R映射,并且使用空间编码来辨别两种不同的反应从而做出正确的选择。
这两种理论是从不同的角度对产生西蒙效应机制做出了阐述,虽然观点不同,不过他们都认为在各种情境中的西蒙效应有共同的产生机制。
3.go/no-go任务中调制出来的西蒙效应及其反转现象3.1调制出西蒙效应的Go/no-go任务形式在go/no-go任务中,按键只有一个,被试只需要做出一种反应,而根据反应辨别理论(AnsorgeWü
hr,2004,2009;
hretal.,2008),反应要有一个辨别选择的过程,没有另一个反应的存在,就不需要对刺激位置和反应位置的表征编码间的交互作用的过程,西蒙效应就不会出现。
很多研究表明,go/no-go任务中也有可能调制出西蒙效应。
然而,就算go/no-go任务中只有一个反应,即没有两个选择反应,但如果要求被试在go/no-go任务之前执行两个选择的任务,刺激的颜色和反应的位置的映射就会在任务之间保留,之前的反应的表征可能从第一个任务延续到第二个任务中,西蒙效应也会在go/no-go任务中出现(AnsorgeWü
hr,2004,2009)。
除此之外,两个被试在go/no-go任务中共享一个西蒙任务时,西蒙效应也会出现。
在社会西蒙任务变形中,两个个体彼此挨着坐着,执行互补的两个go/no-go任务(比如一个被试只对红色的方块反应,另一个被试只对绿色的方块反应),就组合成一个完整的西蒙任务。
联合的西蒙效应是否主要依赖于社会或者空间参数,这点仍然是个有争议的问题。
最近已经表明,通过要求被试在go/no-go任务中操纵一个操纵杆来增强反应的空间维度的相关性以诱发西蒙效果(LuisaLugli,CristinaIani,RobertoNicolettiSandroRubichi,2013)。
总而言之,空间对应效果是可能出现在西蒙任务的go/no-go变形中。
当反应的空间维度突显并且另一个反应以某种方式在任务里表征时这种情况就会发生。
3.2Go/no-go任务中调制出来的西蒙效应现象的解释既然go/no-go任务中可以调制出来西蒙效应,那么怎么来解释呢?
Tagliabue(2000)等人认为,S-R联结在空间相容任务里激活并且迁移影响到随后执行的任务中。
在执行go/no-go任务之前先做一个练习,习得一个映射的联结,刺激的颜色和反应的位置的映射就会在任务之间保留,之前的反应的表征可能从第一个任务延续到第二个任务中,西蒙效应也会在go/no-go任务中出现。
LuisaLugli(2013)的研究也证明了这一点。
一个go/no-go任务里西蒙效应的出现是取决于要求不同位置反应之间选择(e.g.,Callanetal.,1974;
LuProctor,1995)还是取决于在一个特定任务里的反应在工作表征包含的位置,这仍是一个有争议的问题(AnsorgeWuhr,2009)。
值得注意的是,Ansorge和Wuhr(2009)认为也可以用考虑短时记忆联结对长时记忆联结的调节来解释这种现象。
西蒙效应到底是因为特定的S-R联结的习得还是因为一个更普遍的空间映射规则的习得?
LuisaLugli(2013)的研究中,要求被试先执行一个练习部分,白色方块出现在屏幕左边或右边,要求一半被试在白色方块出现在屏幕左边时按左键或者出现在屏幕右边时按右键,另一半被试在白色方块出现在屏幕左边时按右键或者白色方块出现在屏幕右边是按左键,那么一半的被试习得的是空间相容的联结,另一半被试习得的是空间相容的联结,然后执行一个go/no-go任务,这个就是练习范式(LuisaLugli,CristinaIani,RobertoNicolettiSandroRubichi,2013)。
LuisaLugli(2013)的练习范式研究说明了:
在一个空间不相容的练习下,被试可能开发了一个普遍的反应选择策略。
然而,已经显示,在空间相容性任务里习得的联结转化成为一个普遍的规则并迁移到西蒙任务中需要更大量的练习(300个试次以上)。
(e.g.,Marinietal.,2011;
Vu,2007)。
3.3Go/no-go任务中调制出来的西蒙效应的总结短时记忆联结似乎真的存在的时间并不是很短,它们并不是从执行任务开始起作用并慢慢衰退(BarberO’leary,1997;
Umiltazorzi,1997)。
根据LuisaLugli(2013)的研究结果认为短时记忆联结从形成到任务结束都是激活的,并且有可能调节随后的任务。
这个研究发现,这些联结在一个go/no-go空间相容性任务中形成并足够强大影响西蒙go/no-go任务。
事实上,当短时记忆联结在一个go/no-go任务中形成,在刺激的空间位置和反应的空间位置信息中形成的联结足够强大到影响已经存在的长时记忆联结的效果,从而干扰随后或者同时的空间位置无关的go/no-go任务并且可能调节着西蒙效应的出现(LuisaLugli,CristinaIani,RobertoNicolettiSandroRubichi,2013)。
4西蒙效应的应用西蒙效应在生活中有广泛的应用,研究西蒙效应有利于人们理解人类处理信息的规律,然后实践于生活。
西蒙效应多应用于人机交互系统设计中,比如飞机、汽车驾驶的操作盘按键位置的设计尽量与信号呈现位置一致,这样可以尽量减少错误,提高反应时间,尽量减少损失和伤亡几率。
西蒙效应也不仅仅体现在空间位置上,研究者们发现当操控刺激形式和呈现方式,比如,刺激形式为视觉或听觉(e.g.,RoswarskiProctor,2003),排列方式为水平或垂直(e.g.,Vallesi,Mapelli,Schiff,Amodio,Umilta,2005;
WiegandWascher,2005)时,可以产生西蒙效应。
此外,当反应方式不同时,比如,反应为按键(e.g.,AnsorgeWü
hr,2009)、口语报告(e.g.,Wü
hr,2006)、单手移动(e.g.,WiegandWascher,2007a)、双手交叉按键(e.g.,Wallace,1971;
Wascher,Schatz,Kuder,Verleger,2001),也会出现西蒙效应(中文),有的人机交互系统非常复杂,这时候要善于利用西蒙效应是非常有益的,可以最低的减少损失,所以说西蒙效应的理论研究是非常必要和重要的。
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