数量枚举中注意调控机制的实验研究

A frontier topic in cognitive psychology is how human beings process the magnitude information. Recently, studies had demonstrated the existence of three types of magnitude enumeration, i.e., subitizing, estimation and serial counting. However, so far, there is lack of consensus agreement on the underlying mechanisms of how attention modulates the three types of magnitude enumeration. The unsolved issues include whether subitizing, estimation and counting share a unified attentional mechanism, whether the support of attentional resource is essential for all of them, and whether the influence of different attentional modulations is the same for each of them, etc. In the proposed project, we try to explore the cognitive mechanisms and the underlying neural substrates of attentional modulation on different types of enumeration by using behavioral and neurophysiological measurements. Proposed research questions include: Do different attentional modulation levels (bottom-up vs. top-down) show the same modulation on subitizing, estimation and serial counting? Can we observe a dramatic drop of counting accuracy due to a switch between a continuous attentional mode to a rhythmic attentional mode in a typical serial counting task, which is predicted by the framework of Schroeder & Lakatos's 2009 theory? How endogenous and/or exogenous rhythmic signals may influence magnitude enumeration, i.e., the potential existence of endogenous/exogenous entrainment effects in magnitude enumeration? And what is the corresponding cognitive mechanism and neural basis of the potential links between attentional modulation levels and attentional processing modes during numerical processing? Particularly, what roles the continuous and the rhythmic modes play relatively during different levels of attentional load or different levels of attentional allocation, respectively? In order to test those questions directly, we have proposed several feasible hypotheses and developed several novel experimental paradigms on the basis of current literature.

数量加工是认知心理学的一个前沿领域，虽然大量研究表明人类数量枚举过程可以采取感数、估计和计数三种加工方式，然而迄今为止，对于这三种加工方式的注意调控机制尚未有定论——包括三者是否共享同一注意加工机制，是否均需要注意资源支持，以及不同注意调控方式的影响是否一致等。本项目利用行为和EEG技术系统探讨数量枚举中注意调控的认知机制及神经基础。研究问题包括：注意调控层次（自下而上vs.自上而下）对三种数量加工的影响是否一致？序列计数中是否存在两种注意加工方式（连续性vs.节律性）的转换？内外源注意夹带效应在数量加工中是否存在？本项目更进一步探讨了数量加工中注意调控层次与注意加工方式之间关联机制的认知和神经基础，特别是不同注意负荷水平下，或者不同注意分配水平下，连续性和节律性注意加工方式各自所承担角色。为使以上问题可操作化，本项目提出了若干可直接验证的研究假设，并在前人基础上发展出若干较新的实验范式。

数量加工是认知心理学的一个前沿领域，虽然大量研究表明人类数量枚举过程可以采取感数、估计和计数三种加工方式，然而迄今为止，对于这三种加工方式的注意调控机制尚未有定论——包括三者是否共享同一注意加工机制，是否均需要注意资源支持，以及不同注意调控方式的影响是否一致等。在吸收前人实验方法基础上，本项目发展出较新的实验范式，以行为和心理物理学方法系统探讨数量枚举中注意调控的认知机制及理论解释，并通过高分辨率脑电技术探讨了数量加工中注意调控的神经机制。在以上研究背景和思路的指导下，本项目提出若干可直接检验的研究命题，取得一系列重要实验数据并验证了多个实验假设，包括：注意调控层次（自下而上vs.自上而下）对三种数量加工的影响存在不对称性；序列数量枚举中存在类似同时性数量枚举的感数效应，并且该序列感数效应建立在基于注意、容量有限的客体个别化机制上；基于同时性数量枚举和序列性数量枚举的认知加工中，存在基于客体个体化资源的“任务切换”和“资源竞争”；非数量连续刺激特征对感数和估计加工的调控具有不对称性，N2pc和N1可能是数量与非数量信息在注意调控过程中的神经指标等。本项目实施以来已经发表SCI/SSCI英文论文5篇，CSSCI论文1篇，多篇项目论文手稿目前正在修改或审稿中，项目团队在国内国际学术会议做口头报告或张贴8次。总体来讲，本项目按照原计划开展了一系列实验研究，取得多项研究成果，基本回答了原始申报书中所提的研究问题。在项目的动态执行过程中，对个别实验设计做了调整，并结合理论问题和相关文献的最新发展，在研究计划实施中进一步充实、提升了相关研究设计和研究内容的学术价值。项目整体研究工作量、研究成果产出数量、研究内容的未来学术拓展价值等方面均达到原始项目申报书要求。