急性心理應激對協同運動知覺的影響及其機制：基于ERP的證據

王積福，賀夢陽，漆昌柱*

（1.長江大學 教育與體育學院，湖北 荊州 434023；2.武漢體育學院 心理學系，湖北 武漢 430079）

急性心理應激是指不可控制且不可預期的外在環(huán)境要求短時間內超出了身體的調節(jié)能力時，有機體做出的一種非特異性反應（Koolhaas et al.，2011）。由于急性應激是有機體短時內接受超出身體承受范圍的外在刺激，具有持續(xù)時間短、無軀體明顯痛苦以及強度大等特點。前期研究發(fā)現，急性應激會增加人們的警覺性和感官信息輸入（Shackman et al.，2011）。研究還發(fā)現，在高強度心理喚醒狀態(tài)下，人們對生物運動知覺任務的反應時間較短（Niederhut，2009）。在神經水平上，急性應激通過增加多巴胺、去甲腎上腺素和糖皮質激素介導的信號傳導來影響依賴前額葉皮層（prefront cortex，PFC）的認知功能（Arnsten，2009；S?nger et al.，2014）。研究表明，應激會削弱需要PFC參與的任務績效，依賴于基底神經節(jié)回路的行為習慣方式以保留或增強（Arnsten，2009；Sandi et al.，2007）。在一些簡單的任務中，或者當認知負荷不過度時，急性應激傾向于促進個體的認知功能（Qi et al.，2017）。協同運動知覺（coherent motion perception）作為認知功能領域中的一個重要組成部分，同時也是評價個體整體-局部運動知覺能力的重要指標之一（Robertson et al.，2014）。

協同性運動是指運動的點或客體之間相互獨立，沒有相同的運動規(guī)律，但其中一定數量客體的運動存在知覺特性中的“共同命運”原則，即有著相同的運動方向，具有知覺整體性的特點（Newsome et al.，1988）。當這些“共同命運”的點達到一定的數量后，被試則會察覺這些點會朝著同一個方向運動?！肮餐\”的點占全部散點的比例稱為協同性或協同性水平，如100個點中有50個點的運動方向是一致的，則協同性水平為50%。一般可通過被試按鍵判斷點刺激的運動方向（向左、向右、向上或向下）作為判斷被試對協同性水平感受力的途徑。研究發(fā)現，感受力大小與協同性閾值大小成反比，即當被試感受力越高，則只需要較少的點（共同命運）就能判斷出運動方向（胡奐，2013）。關于協同運動知覺的研究范式主要采用平面上的光點刺激任務來實現，并控制協同性水平（0、50%、100%等），如 RDK 任務（random-dot kinematogram）（Braddick，1974）、GDM 任 務（global dot motion task）（Newsome et al.，1988）等，點的運動包括水平運動與擴展運動。本研究采用RDK任務中的水平運動來實現協同運動知覺的判斷任務。

協同運動知覺受到多種因素的影響。有研究發(fā)現，其影響因素主要包括自閉癥、情緒狀態(tài)、年齡、認知風格、智力、刺激特征（刺激類型、呈現時間）等（Hallen et al.，2019）。Koldewyn等（2011）研究發(fā)現，自閉癥患者的協同運動知覺閾限顯著高于健康群體，即自閉癥患者只能判別出協同性水平較高的光點運動方向。自閉癥患者的嚴重程度與其協同運動知覺閾限的大小成正比例相關，即自閉癥患者程度越低，協同運動知覺閾限越低（Grinter et al.，2009）。Kunchulia等（2019）研究發(fā)現，與年輕人相比，老年人的協同運動知覺感受力有所下降，即協同運動知覺閾限增加。在這些影響因素當中，鮮見考察急性心理應激對協同運動知覺影響效果的研究。但也有研究發(fā)現急性心理應激對其他認知活動的影響，Qi等（2020）發(fā)現，急性心理應激會促進選擇性注意過程中的注意控制。另一研究發(fā)現，急性心理應激可以提升深度運動知覺任務的行為績效，以及增強其注意資源的投入（Wang et al.，2020）。從研究現狀來看，急性心理應激與協同運動知覺的關系尚不明確，但有關情緒與認知之間的理論假說認為，急性心理應激可能會對個體的協同運動知覺能力產生一定程度的影響。

卡尼曼（Kahneman）提出的認知資源占用學說認為，個體的認知資源有限，人們在特定時間內只能對有限資源進行分配，認知資源的本質是將個體可用于完成認知任務時的注意看作是一種有限的資源（王甦等，2006；Kahneman et al.，1979）；Pessoa（2009）提出的雙競爭理論模型認為，認知加工與情緒刺激加工同時進行時，它們會對有限的認知資源進行競爭。急性心理應激屬于情緒刺激，而協同運動知覺任務屬于認知加工過程，二者在先后加工過程中一定會出現相互影響。Qi等（2017）研究發(fā)現，人們在應激條件下go/nogo任務中表現出P2波幅減小而N2波幅增加，說明人們在急性心理應激狀態(tài)下可以通過減少早期選擇性注意過程和增強認知控制過程來改變反應抑制過程。本研究結合行為學和EEG指標，進一步探究急性心理應激對協同運動知覺的影響及其內在作用機制。

關于協同運動知覺的ERP成分，Taroyan等（2011）采用3種水平的協同運動任務（10%、25%和40%）測試了9名患有閱讀障礙的青少年的協同運動知覺能力，結果發(fā)現，早期ERP成分（P1、N1、P2）或晚期ERP成分峰波幅與峰潛伏期之間差異不顯著。為滿足ERP實驗的要求，本研究選取改良后的乘法估算任務（MIST任務）作為實驗室急性心理應激誘發(fā)的手段（Dedovic et al.，2005），改良后的MIST任務中主要包括兩種急性心理應激情境：不可控性（應激條件下呈現時間很短）與社會性評價威脅（負反饋）。選取經典的RDK任務范式（Braddick，1974）作為評價協同運動知覺能力的任務。旨在通過采用具有高時間分辨率的ERPs實驗技術探究急性心理應激對協同運動知覺影響的深層次電生理學特點。依據相關理論基礎，研究假設：若應激條件與控制條件下被試在協同運動知覺任務中行為學表現存在差異，則協同運動任務中P1、P2、N2成分及晚期正成分（late positive potential，LPP）平均波幅會存在顯著性差異，且隨著協同性水平的逐漸升高，被試的反應時逐漸縮短、正確率逐漸升高。

1 研究方法

1.1 被試

參照Qi等（2017）的研究，并通過G*power 3.1.9計算樣本量大?。‵aul et al.，2007），探測重復測量方差分析中的主效應及其交互作用（組內設計），使其統計檢驗力達到0.8及中等效應量（d=0.25）所需要的總樣本數為19。隨機選取某院校25名在校大學生，并采用貝克抑郁量表（Beck，1967）、情緒狀態(tài)評價量表（漆昌柱 等，2007）、UCLA孤獨量表（Russell，1996）以及鑲嵌圖形測驗（鄧鑄等，2008）對被試的情緒狀態(tài)、孤獨狀態(tài)及空間思維能力進行篩查，發(fā)現25名被試均不處于抑郁狀態(tài)和自閉狀態(tài)，同時所有被試情緒狀態(tài)也未出現過度興奮或過度負性狀態(tài)；鑲嵌圖形測驗中所有被試的認知風格均為場獨立型，都處于同一基線水平。因此，排除了相關被試額外變量對實驗結果的影響。所有被試矯正視力正常，且均為右利手。由于有2名被試腦電偽跡過多而被剔除（偽跡試次數量大于總試次的50%而造成疊加次數過少），最后實際納入行為學與ERP數據分析的被試有23名（12男，11女，平均年齡19.78歲）。實驗過程得到學校人體實驗倫理委員會的批準。

1.2 實驗設計

該研究為兩因素被試內實驗設計，自變量為應激水平2（應激條件與控制條件）×協同性水平3（50%、75%、100%），其中為提升被試的自我卷入程度增加協同性水平為0%的刺激材料，兩個自變量均為組內變量。因變量為被試反應時（刺激呈現到被試按鍵反應）、反應正確率、ERP相關成分（P1、P2和N2）的峰波幅值與峰潛伏期，以及LPP的平均波幅值。

1.3 材料

實驗材料主要包括兩個部分：

其一，急性心理應激誘發(fā)參照改良后的MIST任務范式，為160個乘法心算題目（如4.78×2.16等），被試需要判斷所乘結果是大于10還是小于10，若小于10則需按鍵盤上的F鍵，若大于10則需要按鍵盤上的J鍵。

其二，協同運動知覺刺激材料采用Newsome等（1988）研究協同運動知覺的RDK范式，協同運動方向為水平流動（向左或向右），其中隨機點與協同運動點的比例分別為0%、50%、75%、100%，隨機點與協同運動點的數量總計100個[點的顏色為白色；視角：（0.3×0.3）o；密度：1.85點/度2；移動速度：5.0o/s]，黑色背景[視角：（50×48）o；亮度：0.1 cd/m2]，協同點的運動時間為2 000 ms，實驗視頻使用Matlab軟件制作，一共7個視頻，視頻格式均為WMV格式，分辨率為800×600 dpi。為增加被試實驗過程中的自我卷入程度，加入協同性水平為0的刺激材料，協同性水平為0的刺激是指視頻中100個點的運動方向均是隨機的，被試不需要做出按鍵反應，同時也可以作為被試是否認真參與實驗的一個指標。其他刺激材料中，當協同運動方向為向右時，被試需要按下鍵盤上的J鍵，當協同運動方向為向左時，被試需要按下鍵盤上的F鍵。

1.4 過程

1）被試進入實驗室后，填寫被試知情同意書、貝克抑郁量表（基本信息部分包括利手測驗等）、情緒狀態(tài)評價量表、狀態(tài)特質焦慮量表、UCLA孤獨量表以及鑲嵌圖形測驗，然后并對其結果進行篩查，排除抑郁患者、過度興奮、負面情緒過多、自閉癥以及空間認知能力較差的被試。2）主試為被試佩戴Easycap64導腦電帽，注入導電膏，使所有電極點阻抗均降到5 kΩ以下。3）主試結合具體實驗內容以及實驗指導語給被試講解實驗的具體任務要求，被試明白實驗內容和任務后，身體坐正，并保持眼睛距離電腦屏幕中央約70 cm，并告知實驗過程中盡量不要出現擺頭、擺腿等大的動作。4）心率調整階段。屏幕上呈現一張放松圖片，被試仔細觀看并表象圖片里邊的內容，想象自己身臨其境，調整呼吸，放松時間為60 s。5）練習與正式實驗階段（圖1）。兩個階段主要區(qū)別在于練習階段協同運動知覺任務中有反饋，其反饋界面主要呈現被試方向判斷的正確與否或者是否反應。心算任務后的反饋內容為被試反應的正確與否以及其反應時與其他大多數人平均反應時（700～800 ms隨機）的比較（大于、等于或小于），控制條件下反饋內容為星號。被試練習結束后，將進入正式實驗階段。正式實驗階段包括兩個block：其一為應激條件（160個trail）；另一個為控制條件（160個trail），共 320個 trail，協同性水平分別為 0%、50%、75%、100%，均包含40個trail（左右各一半），其中每個trail隨機呈現。應激條件與控制條件之前均有一個練習block。其中，為排除任務難度的影響，應激條件與控制條件下心算任務的題目是一致的。由于研究為組內設計，為避免順序效應造成的實驗誤差，研究采用ABBA設計來進行被試間平衡處理，即應激-控制和控制-應激交替進行，兩種條件之間休息5～10 min，以避免兩種條件之間的交互影響。此外，在協同刺激視頻呈現中會有3種情況：一是所有運動的點均向左或向右（100%條件，向左按鍵盤上的F鍵，向右按鍵盤上的J鍵）；二是所有運動的點均為隨機運動（0%條件，不需要進行按鍵反應）；三是部分運動的點向左或向右，其他運動的點均為隨機運動（50%、75%條件，向左按鍵盤上的F鍵，向右按鍵盤上的J鍵）。

圖1 急性心理應激對協同運動知覺影響的正式實驗任務流程圖Figure 1.Experimental Flow Chart of the Effects of Acute Psychological Stress on Coherent Motion Perception

1.5 行為學數據

行為學數據主要由E-prime 2.0軟件采集，并采用Excel 2007軟件計算出每名被試應激條件與控制條件下乘法心算任務的反應時與正確率，以及不同協同性水平下的反應時及正確率。采用SPSS 17.0對23名被試在不同條件下的正確率及反應時進行描述性統計分析。在正確率方面，做Chi-square檢驗。在反應時方面，以應激水平與協同性水平做兩因素重復測量方差分析，若主效應顯著，則進行事后檢驗；若交互作用顯著，則進行簡單效應分析。

1.6 腦電記錄與分析

腦電數據主要通過Recorder軟件采集，采用BrainVision Analyzer 2軟件進行離線疊加分析與處理。實驗所采用BP設備的64導電極帽按照國際10-10系統安置電極，AFz點為接地電極。在線記錄的參考電極為FCz點，后期離線處理時轉換為平均參考。垂直眼電貼于右眼正下方1 cm處，水平眼電貼于左眼眼角外1 cm處。信號采樣頻率為1 000 Hz，濾波范圍0.01～100 Hz。離線腦電數據處理時濾波范圍0.01～35 Hz，采用獨立成分分析法（independent component analysis）識別并去除眼動偽跡，同時去除波幅超過±80 μV的偽跡（artifact rejection）。為探究不同應激水平下被試協同運動知覺的ERP特征，依據協同運動知覺刺激呈現時長與被試實際反應結果將EEG疊加時長定為-200～1 000 ms（共1 200 ms），基線為探測刺激呈現前的200 ms。關于ERP的疊加次數，Picton等（2000）認為，由于ERP實驗過程中會受到眼跳、肌肉偽跡與反應錯誤等因素的影響，建議各實驗條件疊加次數大于30次。通過統計分析，各實驗條件平均疊加次數約為33次，大于30次。

ERP分析分為應激誘發(fā)部分與協同運動知覺部分。一方面，在應激誘發(fā)部分，根據前期研究結果（Bertsch et al.，2011；Qi et al.，2016），并結合ERPs總平均、差異腦地形圖，應激誘發(fā)階段選取Pz和POz作為分析N1成分的電極點，N1的分析時間窗為 80～200 ms（Reinvang et al.，2000）；選取PO3、PO4和POz作為分析P2成分的電極點，P2成分的分析時間窗為 150～250 ms（O’toole et al.，2012）。另一方面，在協同運動知覺部分，依據前人研究基礎（Manning et al.，2019；Niedeggen et al.，1999），協同運動知覺分析的ERP成分主要包括P1、P2、N2以及晚期正成分（LPP）。結合ERPs總平均和差異腦地形圖，各成分的時間窗和電極點具體如下：P1成分的時間窗為刺激呈現后60～160 ms，分析電極點為左右后顳枕區(qū)P3、P5、PO7、P4、P6、PO8；P2成分的時間窗為 150～300 ms，分析電極點為P3、P5、PO7、P4、P6、PO8；N2成分的時間窗為刺激呈現后100～300 ms，分析電極點為枕區(qū)POz、PO3、PO4；晚期正成分LPP的時間窗為400～-600 ms，分析電極點為P3、P5、P4、P6。采用重復測量方差分析方法對應激誘發(fā)部分和協同運動知覺部分產生的ERP成分進行差異檢驗，包括主效應和簡單效應分析。重復測量方差分析中若不滿足球形檢驗，則方差分析的P值采用Greenhouse Geisser法校正，所有主效應的多重比較均通過Bonfferni方法校正。

2 結果

2.1 行為學結果

在應激誘發(fā)有效性檢驗方面，配對樣本t檢驗發(fā)現心算任務中應激條件的正性心理喚醒得分（13.86±5.29）顯著低于實驗前（17.05±4.49），t=3.32，P＜0.01；被試在應激條件實驗后的狀態(tài)焦慮得分（43.36±11.70）顯著大于實驗前的得分（37.50±7.03），t=-2.95，P＜0.01（圖2）。在心算任務反應時方面，應激條件下心算任務反應時顯著短于控制條件（t=-8.81，P＜0.01），應激條件下的心算正確率顯著小于控制條件（χ2=13.94，P＜0.01）。說明被試在應激狀態(tài)下的心算反應時較快且正確率較低，心算任務起到了應激誘發(fā)效果。

圖2 不同應激水平下狀態(tài)焦慮（A）與正性心理喚醒（B）差異Figure 2.Averaged Subjective Ratings of State Anxiety（A）and Positive Affect（B）in the Stress and Control Conditions

以應激水平（應激與控制）、協同性水平（0.50、0.75、1.0）為被試內變量，對被試反應時進行兩因素重復測量方差分析。結果表明，在被試反應時方面：應激水平主效應顯著，F（1，22）=10.76，P＜0.01，，事后檢驗發(fā)現M應=813.14＜M控=906.15；協同性水平主效應顯著，F（1.53，33.65）=87.73，P＜0.01，，M0.5=1 012.69，M0.75=812.26，M1.0=753.99（圖3A），可見隨著協同性水平的增加，被試反應時逐漸縮短。事后檢驗發(fā)現，4種協同性水平兩兩比較均存在顯著性差異（P＜0.01），即隨著協同性水平的增加，被試反應時顯著性降低；應激水平與協同性水平交互作用不顯著，F（1.44，31.71）=1.97，P＞0.05，。在反應正確率方面：以應激水平與協同性水平做交叉表Chi-square檢驗，結果為χ2=0.26，df=2，P＞0.05，說明應激水平與協同性水平兩個自變量相互獨立，即交互作用不顯著。以應激水平做單一變量的 Chi-square檢驗，結果為χ2=0.04，df=1，P＞0.05，說明不同應激水平下被試協同運動方向判斷正確率差異不顯著。以協同性水平做單一變量的Chi-square檢驗，結果為χ2=17.84，df=2，P＜0.01，說明不同協同性水平下被試判斷正確率差異顯著（圖3B），隨著協同性水平的增加，被試反應正確率逐漸增加。

圖3 不同應激水平與協同性水平下反應時（A）與正確率（B）結果Figure 3.Results of Reaction Time（A）and Accuracy（B）at Different Stress Levels and Coherent Levels

2.2 電生理學結果

應激誘發(fā)部分：在N1峰潛伏期方面，電極位置主效應顯著，F（1，22）=8.27，P=0.009＜0.01，，事后檢驗發(fā)現POz電極點（137.44±3.31）ms的N1峰潛伏期顯著大于Pz電極點（129.87±2.83）ms（P＜0.01）；應激水平主效應以及電極位置與應激水平交互作用均不顯著（P＞0.05）。在N1峰波幅方面，電極位置主效應與應激水平主效應均不顯著（P＞0.05）；電極位置與應激水平交互作用顯著，F（1，22）=5.42，P=0.03＜0.05，，簡單效應分析未發(fā)現兩兩之間存在差異。

對于P2峰潛伏期而言，發(fā)現應激水平主效應不顯著，F（1，22）=0.73，P＞0.05，；電極位置主效應不顯著，F（2，44）=1.37，P＞0.05，；應激水平與電極位置交互作用不存在顯著差異，F（2，44）=2.45，P＞0.05，。對P2峰波幅而言，應激水平主效應顯著，F（1，22）=7.70，P=0.01，，事后檢驗發(fā)現應激水平下P2峰波幅（8.41±0.58）μV顯著小于控制條件（9.67±0.59）μV（P＜0.05，圖4A）；電極位置主效應，F（2，44）=1.48，P＞0.05，；應激水平與電極位置交互作用不顯著，F（2，44）=0.96，P＞0.05，。

圖4 不同應激條件下P2總平均波形圖（A）及差異腦地形圖（控制-應激，B）Figure 4.The Grand Average Waveform of P2（A）and Topographic Map（B）at Different Stress Levels

協同運動知覺部分。P1成分：對于P1峰潛伏期而言，應激水平主效應不顯著，；協同性水平主效應顯著，M0.50=109.53 ms，M0.75=123.92 ms，M1.00=116.73 ms，事后檢驗發(fā)現，0.50水平協同運動的P1峰潛伏期顯著短于0.75水平協同運動（P＜0.01）與1.00水平協同運動（P＜0.01）；電極位置主效應顯著，事后檢驗發(fā)現，P3電極點的P1峰潛伏期顯著短于P5電極點（P＜0.01），P4電極點的P1峰潛伏期顯著短于PO8電極點（P＜0.05）；電極位置與協同性水平交互作用顯著，，進一步做簡單效應分析表明，在0.50水平上P5電極點P1峰潛伏期顯著大于P4電極點（P＜0.01）、P6電極點（P＜0.05）和PO8電極點（P＜0.05），在PO7與P4電極點0.50水平協同運動P1潛伏期顯著小于0.75水平協同運動（P＜0.05），在P6電極點0.5水平協同運動P1潛伏期顯著小于1.00水平協同運動（P＜0.05），在PO8電極點0.50水平協同運動P1潛伏期顯著小于0.75水平與1.00水平協同運動（P＜0.01），以及0.75水平協同運動P1潛伏期顯著大于1.00水平協同運動（P＜0.05），其余兩兩比較之間差異均不顯著（P＞0.05）；其余交互作用均不顯著（P＞0.05）。

圖5 不同協同性水平下P1總平均波形圖（A）及差異腦地形圖（0.50～1.00水平，B）Figure 5.The Grand Average Waveform of P1（A）and Topographic Map（B）at Different Coherent Levels

圖6 不同應激水平下P2總平均波形圖（0.75協同水平，A）及差異腦地形圖（0.75協同水平：控制-應激，B）Figure 6.The Grand Average Waveform of P2（0.75 coherent level，A）and Topographic Map（0.75 coherent level，B）at Different Stress Levels

圖7 不同協同性水平下P2總平均波形圖（A）及差異腦地形圖（0.50～1.00水平，B）Figure 7.The Grand Average Waveform of P2（A）and Topographic Map（0.50 to 1.00 coherent level，B）at Different Coherent Levels

N2成分：本研究發(fā)現，0.50水平協同運動刺激并未誘發(fā)出明顯的N2成分，這與前人研究結果具有一致性，即協同性水平較低的運動未能誘發(fā)可觀察到的視覺誘發(fā)電位（Niedeggen et al.，1999；Patzwahl et al.，2000）。因此，本研究納入高協同性水平運動（0.75與1.00水平）進行重復測量方差分析，并進一步探究應激條件與非應激條件下協同運動知覺的差異機制。

圖8 不同協同性水平下N2總平均波形圖（A）及差異腦地形圖（0.75～1.00水平，B）Figure 8.The Grand Average Waveform of N2（A）and Topographic Map（0.75 to 1.00 coherent level，B）at Different Coherent Levels

圖9 不同應激條件下N2總平均波形圖（A）及瞬時腦地形圖（應激條件與0.75協同水平，B）Figure 9.The Grand Average Waveform of N2（A）and Instant Topography Map（stress condition and 0.75 coherent level，B）at Different Stress Levels

晚期正成分（LPP/400～600 ms）：由于23名被試中有2名被試的EEG數據中LPP的平均值小于0 μV而被剔除，故本部分數據分析共納入21名被試（10男，11女，平均年齡為19.76歲）。對于LPP而言，應激水平主效應顯著，，進一步事后檢驗發(fā)現，應激水平下的LPP平均波幅（3.13±0.57）μV要顯著小于控制條件（5.21±0.65）μV（P＜0.05，圖10A）；協同性水平主效應顯著=4.98 μV，M1.00=4.83 μV，進一步做事后檢驗發(fā)現，0.50水平協同運動的LPP平均波幅均要顯著小于0.75水平（P＜0.01）與1.00水平（P＜0.05）的協同運動刺激；電極位置主效應顯著，進一步做事后檢驗發(fā)現，P3電極點LPP平均波幅顯著大于P5電極點（P＜0.01），P4電極點LPP平均波幅顯著大于P6電極點（P＜0.05）；電極位置與協同性水平交互作用顯著，進一步做簡單效應分析表明，在0.75水平協同運動上P5電極點LPP平均波幅顯著小于P3與P4電極點（P＜0.01）以及P4電極點LPP平均波幅顯著大于P6電極點（P＜0.05），在1.00水平協同運動上P4電極點LPP平均波幅顯著大于P5與P6電極點（P＜0.05）以及P3電極點LPP平均波幅顯著大于P5電極點（P＜0.01），在P4與P6電極點上0.50水平協同運動的LPP平均波幅顯著小于0.75水平與1.00水平協同運動（P＜0.01）；其余兩兩之間交互作用均不顯著（P＜0.05）。

圖10 不同應激條件下LPP總平均波形圖（0.75協同性水平，A）及差異腦地形圖（控制-應激，B）Figure 10.The Grand Average Waveform of LPP（0.75 Coherent level，A）and Topographic Map（B）at Different Stress Levels

3 討論

本研究旨在通過雙任務范式探究急性心理應激對協同運動知覺的影響及其機制的ERP特征，乘法估算任務（包括不可控制性與社會威脅性）作為先行任務，用于誘發(fā)被試的急性心理應激狀態(tài)；協同運動知覺中RDK光點任務作為后行任務，用于探測被試的協同運動知覺能力大小。研究發(fā)現，乘法估算任務成功地誘發(fā)了被試的急性心理應激反應，同時急性心理應激狀態(tài)下被試在協同運動知覺任務中加工速度加快、注意控制能力增強；在協同運動知覺加工早期階段注意資源投入較早，在晚期階段枕區(qū)表現出持續(xù)性抑制減弱現象。

在應激誘發(fā)效果方面，應激條件下的心算任務反應時要短于控制條件且正確率要小于控制條件。這與Qi等（2016）研究結果一致，即應激狀態(tài)打破了被試的速度準確性之間的平衡狀態(tài)，在應激與控制條件中被試可能采用了兩種認知加工策略，即應激條件下更傾向于速度優(yōu)先型，而控制條件下更傾向于準確率優(yōu)先型。在ERP指標方面，應激條件下的P2成分峰波幅小于控制條件。Bertsch等（2011）研究發(fā)現，個體注意加工過程中若出現反應較快且準確率下降，則P2成分的波幅值會表現出下降的現象。Qi等（2016）采用乘法估算任務誘發(fā)被試的應激狀態(tài)，發(fā)現相比較于控制條件，應激條件下誘發(fā)的P2峰波幅值也小于控制條件。這些研究結果與本研究基本一致，說明P2成分與注意加工過程有緊密關聯，即在視覺任務中若注意資源分配增加則會造成P2波幅值的顯著增加（Lenartowicz et al.，2014；L?w et al.，2015）。此外，有研究發(fā)現，應激對個體的注意加工過程具有削弱功能，即影響了注意資源的合理分配（Dambacher et al.，2014；S?nger et al.，2014）。因此，本研究采用改良后的MIST任務誘發(fā)被試的急性心理應激狀態(tài)，并輔以時間壓力、社會評價壓力以及任務績效壓力等多重壓力下削弱了被試將更多的注意資源投入到乘法估算任務。結合前人研究結果，可以發(fā)現本實驗中乘法估算任務較為成功地誘發(fā)了被試的急性心理應激狀態(tài)。

在急性心理應激對協同運動知覺影響的行為學層面，應激與控制條件下隨著協同性水平的增加，被試的反應時逐漸縮短而正確率逐漸升高，支持了研究假設。這一結果與Robertson等（2014）的研究基本一致，其研究發(fā)現，隨著協同性水平的升高，自閉癥患者與正常人在協同性知覺任務中表現出的正確率逐漸增加且反應時逐漸縮短。Britten等（1992）將協同性水平分為1%、10%、100%，發(fā)現隨著協同性水平的增高，被試的判斷正確率也隨之升高。Siegel等（2007）的研究也發(fā)現了這一類似現象?？梢?，隨著協同性水平的增高，被試越容易做出判斷，進而會降低任務反應時與增加正確率。相比較于控制條件，應激條件下被試協同性知覺判斷的反應時較短，支持了假設。Dambacher等（2014）研究發(fā)現，時間壓力下個體的注意焦點縮小，進而影響有機體的知覺加工過程的效率，表現出速度快而正確率較低的現象。Bertsch等（2011）研究發(fā)現，有機體在應激狀態(tài)下知覺加工的速度加快，但是其準確性會有所下降。因此，在本實驗應激條件下被試協同性知覺判斷的反應時縮短，說明急性心理應激提升了有機體警覺性水平，縮小了注意范圍，進一步促進了視覺信息內在辨別的過程，加快了有機體快速做出反應，即急性心理應激狀態(tài)下有機體的自身適應性行為反應。

在急性心理應激對協同運動知覺影響的ERP特征方面：對P1成分而言，本研究發(fā)現，0.50水平協同運動的P1成分出現時間早于0.75與1.00水平，左側枕顳葉中0.50水平協同運動誘發(fā)的P1成分出現時間慢于右側枕顳葉，以及0.50水平協同運動的P1成分波幅值大于0.75與1.00水平。前期研究發(fā)現，P1成分是一種與感覺分析器對外在物理刺激進行早期視覺信息加工有關的成分，即與視覺外在信息刺激的初級特征編碼有關，同時P1成分還與個體對無意識信息感覺偏向的抑制相關（Luck et al.，2011），且它較易受到外在刺激的對比度與亮度大小的影響（Kubová et al.，1995）。外在刺激信息進入視覺系統后，感覺分析器首先會對物理刺激的形狀、顏色等視覺特征進行分析加工，這種加工屬于較低水平的加工過程，主要位于顳枕區(qū)。在P1潛伏期方面，0.50水平協同運動較早地誘發(fā)出了有機體的P1成分，從3種協同運動知覺任務來看，0.50水平協同運動的任務難度較難，在屏幕上隨機運動的點較多，更容易吸引有機體的注意力，故被試需要過早地分配注意資源去辨識其共同運動點的方向。此外，由于相較于0.75水平與1.00水平協同運動，0.50水平協同運動的辨識過程較長，任務難度較大，被試需要分配更多的注意資源去辨識出相應協同運動點的方向，所以0.50水平下被試的P1成分波幅值較大。

在P2成分方面，本研究發(fā)現，隨著協同性水平的升高，P2成分的潛伏期逐漸縮短。在視覺任務中若注意資源分配增加則會造成P2波幅值的顯著增加（Lenartowicz et al.，2014）。P2成分還與有機體工作記憶有緊密關系的ERP成分（Finnigan et al.，2011）。工作記憶也稱為短時記憶，涉及模式識別，即將外在刺激信息與長時記憶儲存的信息進行匹配并找出最佳的匹配選項。也就是說，隨著協同性水平的增高，協同方向的判斷變得更加容易，被試可以較快地進行模式識別，并與腦海中所儲存的方向模式進行匹配，最后快速做出判斷反應，所以P2成分的潛伏期會隨著協同性水平的增加而逐漸縮短。此外，0.50水平協同運動的P2波幅值要大于0.75與1.00水平，且0.75水平協同運動的P2波幅值要小于1.00水平。P2成分的波幅值大小與個體的注意資源分配具有一定的關系，0.50水平協同運動的方向識別需要被試付出較多的認知資源，故P2波幅值較大。相比較于控制條件，應激條件下協同運動知覺的P2成分出現較早。研究發(fā)現，急性心理應激可以使個體處于高喚醒與高警覺的精神狀態(tài)（Qi et al.，2020；Wang et al.，2005），心理應激會使有機體的感覺信息輸入與早期視覺加工過程變得更加敏感（Davis et al.，2001）。可見，心算任務誘發(fā)了被試的急性心理應激狀態(tài)，個體在心算任務中的高警覺狀態(tài)延續(xù)到了協同運動知覺任務中，高警覺狀態(tài)促使有機體集中注意力于當前任務，故應激條件下被試會過早地調用注意資源來辨別協同運動方向。

對于N2成分而言，本研究發(fā)現，POz電極點上的N2波幅值最大，0.75水平協同運動的N2波幅值要顯著大于1.00水平。有研究發(fā)現，N2是運動特定的一種成分，與早期P1成分（與模式特點識別有關）不同，其關鍵區(qū)別在于運動特定機制捕獲關于運動方向的信息，而不僅僅是亮度的動態(tài)變化信息（Clifford et al.，2002）。Kuba等（2007）在述評運動刺激誘發(fā)的腦電位活動特征中發(fā)現枕葉存在兩個與運動有關的ERP成分：其一是運動開始后約130 ms的正成分P1，其二是150～200 ms的負成分N2。從這兩項研究來看，N2成分可以作為運動刺激誘發(fā)的一個電位活動。關于N2的腦區(qū)，Meier等（2018）研究發(fā)現，對運動刺激比較敏感的背部流區(qū)域主要包括V3A、背側枕葉溝中的V6以及沿著頂內溝的前部和下部區(qū)域?？梢娔X部枕葉參與運動刺激辨別的認知過程。在協同運動知覺任務中，Niedeggen等（1999）在協同運動知覺任務中發(fā)現N2出現于枕葉電極，且其潛伏期約在300 ms達到峰值，伴隨著與知覺決策有關的正向偏移慢成分。研究發(fā)現，協同運動知覺任務誘發(fā)的N2成分波幅值與協同性水平有一定關系，且協同性水平較低的運動未能誘發(fā)可觀察到的視覺誘發(fā)電位（Niedeggen et al.，1999；Patzwahl et al.，2000）。這些研究表明，或許由于刺激物理信息的原因，協同運動知覺過程中會在枕葉出現一個較晚的N2成分，且波幅值與協同性水平有關，同時較低的協同性水平未能誘發(fā)出視覺誘發(fā)電位，這與本研究結果基本一致。Manning等（2019）采用ERP技術研究發(fā)現，被試在協同運動知覺任務中會在枕區(qū)中出現潛伏期約300 ms的一個負成分，如同前期研究中有關協同運動知覺誘發(fā)的N2成分。可見，協同性知覺任務中枕葉區(qū)域確實存在一個潛伏期約300 ms的N2成分。除了N2成分代表運動特征信息外，Olson等（2016）認為，N2成分是有關注意控制的策略認知控制過程中的一種ERP成分。這說明，相較于1.00水平協同運動，0.75水平的辨別過程需要更多的注意控制能力，這是由于0.75水平的難度要比1.00水平大所造成的。此外，本研究還發(fā)現，相較于控制條件，應激條件中0.75水平協同運動知覺誘發(fā)的N2波幅值較大，支持了假設。研究發(fā)現，心理應激會促使個體的喚醒水平與警覺性水平升高（Qi et al.，2020；Wang et al.，2005），而焦慮與緊張狀態(tài)會讓個體的注意控制能力得到進一步加強（Hum et al.，2013；Righi et al.，2009）。0.75水平屬于難度適中的狀態(tài)，同時也需要被試具有較好的注意控制能力，易受到焦慮狀態(tài)的影響。因此，應激條件下0.75水平協同運動知覺任務過程中被試的注意控制能力較好。

關于LPP，本研究發(fā)現，相較于控制條件，應激條件下協同運動知覺的LPP平均波幅值較小。研究發(fā)現，LPP成分通常在人們大腦后部（枕區(qū)）出現（Hajcak et al.，2010），其中內源性LPP成分代表著有機體的高級信息加工階段，它和個體的工作記憶更新密切相關。也有研究提出，LPP成分反映了大腦視覺皮層活動的全局抑制能力，與情緒刺激加工活動的選擇密切相關，它是衡量情緒調節(jié)的重要指標之一（Thom et al.，2014）。前期研究發(fā)現，應激條件下有機體大腦警覺性升高，注意力范圍縮小，被試需要付出更多的認知資源來應付應激環(huán)境，故在協同運動知覺判斷任務中注意資源會受到應激狀態(tài)的影響，進而造成大腦中用來參與協同運動知覺任務的認知資源減少，即大腦在協同運動知覺任務中抑制持續(xù)性較弱。而在控制條件下，LPP波幅較大，大腦用于協同運動知覺任務中認知資源較多，即大腦在該部分的抑制持續(xù)性較好。本研究還發(fā)現，右側枕顳葉上0.50水平協同運動的LPP平均波幅要小于0.75水平與1.00水平。相較于0.75與1.00水平，0.50水平協同運動的任務難度較大，被試不僅要付出較多認知資源應對應激環(huán)境，同時還需要付出較多努力去判斷協同方向，故其0.50水平協同運動中的抑制能力較低。

結合行為學數據與腦電數據的分析來看，相比較于控制條件，應激狀態(tài)下協同運動知覺任務表現較好，可以通過較低的反應時來體現。同時，與控制條件相比，應激狀態(tài)下協同運動知覺任務誘發(fā)的P2成分出現時間較早和N2波幅值較大，說明應激狀態(tài)下早期注意資源投入較早以及注意控制增強。綜合行為學和神經生理學結果來看，可以推斷出應激條件下協同運動知覺任務反應時縮短與P2、N2成分的活動高度相關。這與前期的研究結果基本一致，即心理應激會促使有機體感覺信息輸入和早期知覺加工更加迅速（Davis et al.，2001），同時緊張狀態(tài)會使個體的注意控制能力增強（Hum et al.，2013；Righi et al.，2009），進而體現為有機體在協同運動知覺任務中的反應速度加快。隨著協同性水平的增加，協同運動知覺任務中P2成分的潛伏期逐漸縮短，體現在行為學層面上為協同運動知覺任務反應速度加快。這一結果也表明，協同運動知覺任務反應速度大小與P2成分活動情況相關，即注意資源的調用速度與行為反應速度呈現一定程度的正相關?？梢?，本研究行為學結果與腦電數據結果具有一定的相關性。

通常認為急性心理應激是“有害”的，但本研究卻發(fā)現，急性心理應激對協同運動知覺的影響并非如此。研究從行為學層面發(fā)現，急性心理應激促進了協同運動知覺任務的操作表現。這一結果符合了雙競爭理論模型（Pessoa，2009），即兩種任務之間產生了影響。同時該結果也符合倒U型假設模型（Yerkes et al.，1908），即適度的心理喚醒水平有利于個體的行為表現。此外，不論是ERP早成分還是晚期正成分，均從側面說明急性心理應激增強了人們在協同運動知覺任務的注意控制能力，以及早期注意資源的投入。可見，急性心理應激提高了個體警覺性水平（Wang et al.，2005），促進了視覺信息內在辨別的加工過程（Davis et al.，2001）。也就是說，人們在急性心理應激狀態(tài)下的知覺加工過程表現出了較好的自適應狀態(tài)。據此，人們可依據知覺刺激的運動場景做出適時的情緒調整，達到最佳的知覺-情緒-行為狀態(tài)。

4 結論

1）乘法心算任務成功地誘發(fā)了急性心理應激反應且削弱了后期注意資源分配。2）協同性水平對協同運動知覺加工具有積極效應，注意效率更高。3）急性心理應激狀態(tài)下協同運動知覺加工速度加快、注意控制能力增強；在協同運動知覺加工早期階段注意資源投入較早，在晚期階段枕區(qū)表現出持續(xù)性抑制減弱現象。