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        心理所研究揭示基于單眼的無意識獎賞學習的機制
        作者: 中國科學院行為科學重點實驗室 鮑敏研究組 ║ 日期: 2021/06/30 

          獎賞可以影響人的知覺和行為,這在生活中隨處可見,例如外賣平臺、打車軟件對騎手和司機實行的金錢與積分的獎懲規則,再到其他各種行業職場里常見的績效考核,以及體育競技中的獎項獎金的激勵……

          值得注意的是,絕大多數的實驗室研究乃至生活經驗,無一例外都具有一個基本共同點——人們可以從意識和知覺上來區分哪些事物能帶來獎賞、哪些不能。這種意識和知覺上的差異為人們追求獎賞提供了重要的線索,所以在很多情況下,人們很清楚在何種情況下可以得到獎賞,并借此尋求更多的獎賞。其實,這也符合很多獎勵規則制定的初衷:希望藉由獎勵來引導人們選擇一種行為或者關注一件事物。

          獎勵規則的制定顯然是人們有意為之的??墒谴竽X的獎賞系統未必需要靠意識來調控獎賞學習?,F在已經了解到,對于獎賞的神經調節信號彌散地分布在整個大腦,獎賞系統也與大腦中很多腦區都有連接。這種連接的復雜性使得無意識的獎賞學習成為潛在的可能。但以往研究難以證明這一猜想,因為正如前面所說的,以往研究的范式里用來關聯有無獎賞(或者不同程度的獎賞)的視覺刺激在外觀上大多是可以區分的。

          為解決這個問題,中國科學院心理研究所的鮑敏研究組與蔣毅研究組合作開展了一項研究。以往研究發現,人類對于單眼呈現的刺激并不能很好地判斷刺激究竟是通過哪只眼呈現的。研究者把一個單眼刺激究竟從哪只眼呈現,簡稱為刺激的“眼源信息”。利用這個原理,研究者嘗試把獎賞和眼源信息關聯起來。如圖1A所示,在實驗1a中,通過立體鏡給被試的一只眼呈現彩色動態的連續閃爍刺激,另一只眼呈現一個目標刺激。在這種視覺呈現方式下,被試一開始只能意識到連續閃爍刺激,目標刺激則被掩蔽于意識之外。但是隨著呈現時間的推移,目標刺激有可能破除連續閃爍刺激的掩蔽,被試便能夠看見目標刺激了。被試被告知實驗任務是只要看見目標刺激就按鍵。被試不知道的是,目標刺激在有的試次中呈現在左眼,有的試次中呈現在右眼,并且只有當被試報告發現在給定的一只眼中呈現的目標時,他(她)才會得到金錢獎賞,我們把這只眼稱作“獎賞眼”。根據上面介紹的原理,被試并不能意識到有獎賞的試次和無獎賞的試次僅僅區別在目標刺激呈現在哪只眼;對他們來說,實際感受可能是只有一部分按鍵報告能伴隨獎勵。關于這一點,該研究之后通過對96名被試進行的問卷報告得以確認(見圖2)。

          由于每個試次有幾秒的最長呈現時間限制,如果在限定時間內被試一直沒看見目標刺激,也就不會做出反應;倘若這是一個有獎賞試次,也就意味著被試錯過了一次賺錢的機會。那么既然被試并不知道目標刺激的眼源信息,隨著獎賞學習的進行,被試是否可以習得這個關聯?如圖1C所示,答案是肯定的。相對于訓練前來說,訓練過程中被試在有獎賞試次中報告發現目標刺激的概率顯著上升。這意味著被試的獎賞系統在訓練過程中似乎已經“知道”:只有獎賞眼中呈現的刺激與獎賞有關,需要被更早發現和報告。而被試自己卻并不知道這一點,說明發生了無意識的獎賞學習。由于單眼神經元在初級視皮層中存在,因此這種無意識獎賞學習效應可能發生在視覺加工的很早的階段。

         

        圖1. 實驗1a的刺激和結果

        (A) 試次流程; (B) 四種可能的目標刺激,分別對應右、左、下、上的按鍵報告; (C) 訓練階段1、訓練階段2,目標刺激突破連續閃爍刺激的掩蔽的概率相比于訓練前有所增長,且在獎賞眼里增長更為明顯。這一基于單眼的獎賞學習效應在后測階段消失。

         

        圖2. 實驗后的問卷調查發現96名被試中,僅2人報告認為獎賞與刺激呈現在獎賞眼有關。大部分被試要么報告不認為獎賞有規律,要么錯誤地認為獎賞與其它刺激屬性有關聯。

         

          實驗1b進一步發現,當把目標刺激挪到一個偏離視野中心的位置,并使用一個較為困難的注視點任務來控制被試的注意遠離目標刺激所在的位置,這種無意識的獎賞學習效應就消失了。說明該效應的形成需要注意的參與。實驗2和實驗3證明該效應還依賴連續閃爍刺激所帶來的眼間抑制,且當任務中含有意識上的獎賞刺激關聯時,無意識的獎賞學習效應就無法被觀測到,說明它被意識上的獎賞學習效應遮蔽了。

          總的來說,該研究揭示了人類獎賞系統存在兩種不同類型的獎賞學習。其中一種被稱為無意識獎賞學習,它并不依賴于意識上可以分辨的獎賞刺激,但是仍需消耗注意資源;另一種可稱之為意識上獎賞學習(也是生活中更常見的),它可以教導選擇性注意去選擇獎賞關聯的刺激;而意識上的獎賞學習可以遮蔽無意識的獎賞學習效應。該研究目前已在線發表于British Journal of Psychology。

         

          論文信息:

          Dong, X., Zhang, M., Dong, B., Jiang, Y., & Bao, M.* (2021). Reward produces learning of a consciously inaccessible feature. British Journal of Psychology. [Epub ahead of print] doi: 10.1111/bjop.12518.

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