食物相關(guān)刺激的注意偏向及其神經(jīng)機(jī)制

李 靈， 侯曉旭， 張 亞

(1.遼寧師范大學(xué) 心理學(xué)院，遼寧 大連 116029；2.華東師范大學(xué) 心理與認(rèn)知科學(xué)學(xué)院,上海市心理健康與危機(jī)干預(yù)重點(diǎn)實(shí)驗室，上海 200062)

一、引 言

日常生活中的食物選擇及良好的飲食習(xí)慣不但影響我們的生理健康，也影響我們的心理和精神健康。良好的飲食習(xí)慣，比如多吃粗、雜糧，會使腸道菌群中有益菌群數(shù)量增多，有利于延年益壽[1]。而不良的食物選擇及飲食習(xí)慣會帶來很多危害，甚至?xí)T發(fā)各種生理疾病，如肥胖癥[2]、高血壓[3]、非酒精性脂肪肝[4]等；在心理和精神健康方面，不良的飲食習(xí)慣與抑郁[5]、焦慮[6-7]等問題有關(guān)。

考慮到飲食習(xí)慣給個體帶來的諸多深遠(yuǎn)影響，有必要探討個體日常飲食的選擇特點(diǎn)及飲食習(xí)慣。也就是說，在眾多刺激信息中，個體是否會更加關(guān)注食物相關(guān)刺激，即是否存在對食物刺激的注意偏向。對食物相關(guān)刺激注意選擇之后，在對食物刺激進(jìn)行認(rèn)知加工過程中，注意的維持依然很重要，注意的維持決定后續(xù)加工的質(zhì)量。那么，與其他刺激相比，食物相關(guān)刺激在注意加工的不同階段有什么差異呢？其神經(jīng)機(jī)制又如何呢？本文將綜述與食物相關(guān)刺激注意加工的有關(guān)研究，探索個體對食物相關(guān)刺激的注意偏向及其神經(jīng)機(jī)制，從而回答上述問題，并對未來的研究進(jìn)行展望。

二、食物相關(guān)刺激的注意偏向

日常生活中，在沒有認(rèn)知加工任務(wù)的情況下，我們的注意選擇往往受刺激本身的特性及刺激對主體的意義所影響。也就是說，個體會自動地將注意轉(zhuǎn)移到更突顯或者與自己有關(guān)的刺激上。食物作為生存的必需品，對人類有著特殊的意義，與之相關(guān)的刺激常常成為人們注意的對象。與其他類型的刺激相比，個體有一種優(yōu)先注意食物相關(guān)刺激的趨勢，即注意偏向[8]。

測量注意偏向的常用方法是點(diǎn)探測任務(wù)[9]。Van Ens等人使用點(diǎn)探測任務(wù)，評估從兩次任務(wù)中獲得的食物注意偏向評分的內(nèi)部和重測信度，對選擇結(jié)果中的反應(yīng)時偏向(reaction time bias)和兩項眼動指標(biāo)進(jìn)行分析。兩項眼動指標(biāo)分別是位置偏向(direction bias)和駐留時間偏向(dwell time bias)，分別代表注意力的早期定向和維持。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在反應(yīng)時偏向和駐留時間偏向兩項指標(biāo)上，被試表現(xiàn)出對高、低卡路里食物圖片刺激比較明顯的注意偏向；在位置偏向指標(biāo)上，被試對高卡路里食物圖片刺激表現(xiàn)出注意偏向[10]。也就是說，在注意的早期定向和晚期維持階段，相比于其他刺激，食物刺激更能吸引個體的注意。

對食物的注意偏向可能會導(dǎo)致個體對食物攝入量的增加[11]，過度進(jìn)食還有可能導(dǎo)致肥胖[12]。Berridge提出的食物獎勵模型認(rèn)為，與美味食物相關(guān)的線索容易吸引人們的注意，因為這些食物線索和食物的獎勵體驗之間建立了聯(lián)系，這種聯(lián)系不斷得到強(qiáng)化，從而使美味的食物線索更加凸顯[13]。因此，食物線索會自動捕獲個體的注意力，進(jìn)而引導(dǎo)個體對食物的消費(fèi)行為。

當(dāng)然，在進(jìn)行選擇時，個體會優(yōu)先選擇對其行為有獎勵意義的刺激。也就是說，獎勵會促進(jìn)個體的注意選擇，從而使個體對食物刺激的反應(yīng)時更短或者知覺敏感性更高[14-15]。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)食物圖片作為線索出現(xiàn)在有效試次中時，被試在完成工作記憶任務(wù)時所用的時間更短[16]。這說明，與食物建立聯(lián)系的刺激的凸顯性增加，更容易吸引注意。食物的這種吸引注意的偏向，在主體饑餓時的表現(xiàn)會更強(qiáng)[17]。

這些研究很好地探討了對食物線索注意的認(rèn)知加工過程。正如食物相關(guān)刺激注意偏向引起了研究者的廣泛興趣一樣，對食物相關(guān)刺激注意加工的神經(jīng)機(jī)制也引起了研究者的極大興趣，并進(jìn)行了大量的研究。筆者對食物相關(guān)刺激注意加工研究的有關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了梳理，并歸納總結(jié)研究結(jié)果的一致性及差異性。

三、食物相關(guān)刺激注意偏向的神經(jīng)機(jī)制

食物作為一種有效刺激，更容易吸引個體的注意。但是在注意加工的過程中，信息處理的不同階段是以非常快的速度依次進(jìn)行的，傳統(tǒng)的行為學(xué)數(shù)據(jù)很難清晰地區(qū)分出這些階段。fMRI研究發(fā)現(xiàn)，高脂肪食物圖片比非高脂肪和非食物圖片更能刺激大腦獎賞中心的神經(jīng)活動[18]，但無法很好地將大腦對信息各階段的處理進(jìn)行一個細(xì)致的劃分，而腦電儀因其高時間分辨率、無創(chuàng)性的優(yōu)點(diǎn)，成為一個理想的研究工具。所以，研究者通過記錄腦電變化過程來研究食物相關(guān)刺激注意偏向的神經(jīng)機(jī)制。

(一)食物相關(guān)刺激注意加工早期的神經(jīng)機(jī)制

對食物相關(guān)刺激注意的早期加工過程與對其他類型刺激注意的早期加工過程的機(jī)制是一樣的，涉及的腦電成分有P1、N1、P2和N2，這些是反映最初感覺或視覺注意過程的ERP成分，刺激導(dǎo)致的波幅變化反映了初始注意分配的增加[19]。

N1和P1波幅是常用的早期注意的指標(biāo)，食物刺激注意加工過程也在這些指標(biāo)上有所體現(xiàn)。對食物刺激進(jìn)行加工會引發(fā)P1和N1波幅改變[20]，比如當(dāng)面對高熱量食物圖片時[21]，P1和N1的波幅增大?？梢?，對食物刺激加工的注意偏向在腦電的早期就出現(xiàn)了，并且會受到食物對個體意義的影響。

不過，對于P2波幅的變化，不同研究之間存在著較大的分歧。有研究發(fā)現(xiàn)，在饑餓狀態(tài)下，對食物詞匯和性詞匯有更大的P2波幅。但是，對于限制飲食者來說，相比于中性刺激，對食物刺激的P2波幅更小[22]。這說明P2波幅的變化可能與刺激的喚醒度有關(guān)。S?nger 采用修改過的oddball范式考察饑餓和飽腹?fàn)顟B(tài)下個體對食物相關(guān)刺激的注意選擇，要求被試注視屏幕中間呈現(xiàn)的“+”注視點(diǎn)，檢測其顏色的變化，當(dāng)顏色發(fā)生變化時按下相應(yīng)的鍵，同時在注視點(diǎn)的兩側(cè)呈現(xiàn)食物圖片或非食物圖片。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在飽腹?fàn)顟B(tài)下，被試對所有食物圖片的P2pc波幅比中性圖片大；而在饑餓狀態(tài)下，被試對中性圖片和低卡路里食物圖片的P2pc波幅比對高卡路里食物圖片的P2pc波幅大。P2pc波幅代表不同狀態(tài)下主體對食物相關(guān)刺激的抑制程度[21]。

總的來說，相比于中性刺激，在注意加工的早期對食物刺激存在著注意偏向，個體對與健康和生存相關(guān)的食物刺激關(guān)注更早，而且，對食物刺激與情緒刺激(例如性詞匯)的腦電反應(yīng)相似。

(二)食物相關(guān)刺激注意加工晚期的神經(jīng)機(jī)制

對食物刺激進(jìn)行選擇后，認(rèn)知加工過程中依然需要注意的參與，也就是注意的晚期加工。與認(rèn)知功能有關(guān)的注意的晚期ERP成分反映的是意圖驅(qū)動的信息加工過程，在該加工過程中，與刺激相關(guān)的信息在視覺工作記憶中得以保存[23]。反映高級階段注意過程的ERP成分主要包括P3(P300)、晚期正波(LPP)、早期后負(fù)波(ENP)和正慢波(PSW)。對這些ERP成分進(jìn)行評估，有助于我們了解刺激的動機(jī)或者情感意義，以及哪些特性會影響個體的決策行為。

大多數(shù)與食物刺激認(rèn)知相關(guān)的注意研究都涉及P3和LPP。P3是刺激呈現(xiàn)300 ms左右出現(xiàn)的正偏離，大約持續(xù)到600 ms左右，它反映了有意注意的分配。LPP在刺激呈現(xiàn)300 ms之后出現(xiàn)，是一種正向慢波，在中央頂葉區(qū)域達(dá)到最大，該波對情緒刺激的意義的評估過程非常敏感[24]。

P3反映了基于動機(jī)的注意。一般情況下，相比于中性刺激，食物刺激會誘發(fā)更大的P3波幅[25]。這表明食物屬于一種動機(jī)顯著性的刺激，個體對其分配了更多的注意資源。P3波幅也會受被試的動機(jī)狀態(tài)、飲食行為(如節(jié)食)等的影響。有研究通過控制被試當(dāng)前的饑餓狀態(tài)來操縱被試的動機(jī)狀態(tài)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，相比于飽腹?fàn)顟B(tài)，饑餓狀態(tài)時被試對食物刺激有更大的P3波幅。P3波幅也與自我報告中對食物的渴望呈正相關(guān)[26]：食欲增加，對食物刺激的P3波幅增大[27]。由此可見，動機(jī)越強(qiáng)，對食物分配的注意資源就越多。

在飲食行為上，P3波幅似乎也因節(jié)制飲食而有所不同。例如，在一項包括節(jié)食被試的研究中發(fā)現(xiàn)，相比于非節(jié)食者，節(jié)食者對食物刺激的P3波幅增大，即更多地注意食物線索[28]，這與另一項被試全部為節(jié)食者的研究相一致[25]。也就是說，節(jié)食者會表現(xiàn)出對食物線索的高注意，對食物的視覺、嗅覺和味覺等外部線索的反應(yīng)增強(qiáng)。

LPP波幅對于情緒刺激敏感。與P3類似，被試對食物刺激反應(yīng)的LPP波幅會增強(qiáng)[25，29],這證明了饑餓狀態(tài)下對食物刺激有更強(qiáng)的注意。但是LPP更多地與受情緒影響的注意有關(guān)，對情緒刺激的LPP波幅要大于對食物刺激的LPP波幅[30],高情緒狀態(tài)的飲食者對食物圖片有更大的LPP波幅[31]。Adrian等人在一項研究中要求被試觀看一些高熱量和低熱量的食物圖片，并且讓被試考慮長期食用這些食物的后果。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)考慮到長期食用高熱量食物的后果時，被試的LPP波幅明顯增大。研究者認(rèn)為這是由于關(guān)注食用高熱量食物的后果可能會引起消極的情緒反應(yīng)，從而導(dǎo)致LPP波幅的增大[32]。這與另一項研究結(jié)果相一致。當(dāng)食物詞匯與慢性或急性疾病詞匯搭配出現(xiàn)時，不論食物刺激如何，與慢性疾病搭配的食物刺激都會引起更大的反應(yīng)，因為慢性疾病可能與更消極的情緒反應(yīng)有關(guān)[33]，即不愉快的情緒比食物刺激更能引起人們的注意[34]。由此可見，相比于食物刺激，情緒刺激更能吸引人們的注意，尤其是消極的情緒刺激。

除P3和LPP以外，對食物相關(guān)刺激進(jìn)行研究的與高級認(rèn)知功能有關(guān)的注意成分還有EPN與PSW。通常情況下，食物刺激和中性刺激引起的EPN和PSW波幅沒有差異[35]。但有趣的是，在饑餓狀態(tài)下，食物圖片會引發(fā)更大的EPN-like波幅[35]，而且相比于不愉快的刺激，對食物刺激的EPN波幅減弱[34]。雖然目前對這兩個波的研究較少，但僅有的研究結(jié)果似乎能夠說明動機(jī)狀態(tài)以及情緒對人們飲食方面的影響。

綜上所述，雖然有一些因素影響著個體對食物刺激晚期階段的注意加工，但是從一般規(guī)律來看，個體還是會將更多的注意資源分配給食物線索；而且雖然分配給食物刺激的與高級認(rèn)知功能有關(guān)的注意資源少于或等于分配給情緒刺激的注意資源，但當(dāng)面對食物刺激時個體的LPP和EPN-like波幅依然會增強(qiáng)。這說明個體對食物刺激也有著與情緒刺激相類似的注意資源的分配，在注意加工的晚期階段，個體對食物的相關(guān)刺激依然存在著注意偏向。

四、總結(jié)與展望

本文綜述了以往對食物相關(guān)刺激注意的研究，關(guān)注對食物注意的早期和晚期加工階段，目前與食物注意相關(guān)的ERP研究還沒有一個系統(tǒng)的結(jié)論。綜合來看，研究表明，食物相關(guān)刺激或者高熱量的食物刺激比中性刺激或者低熱量的食物刺激能引起更大的ERP波幅，表現(xiàn)為對食物刺激最初感覺和視覺注意分配的增加，以及與高級認(rèn)知功能有關(guān)的注意分配與維持的增加。但是，與食物刺激注意偏向的相關(guān)研究依然存在著不足，未來的研究需要考慮以下幾個問題。

(一)根據(jù)實(shí)驗?zāi)康倪x擇適當(dāng)?shù)膶?shí)驗程序

在實(shí)驗刺激、被試選擇、實(shí)驗任務(wù)等方面要盡量做到標(biāo)準(zhǔn)化。在以往的研究中，不同研究者使用的刺激、被試、任務(wù)等是不一樣的，這可能是導(dǎo)致實(shí)驗結(jié)果出現(xiàn)差異的一個重要原因。首先，在使用的刺激類型上，不同研究產(chǎn)生的差異較大，有的研究將不同種類的食物進(jìn)行比較，如高、低卡路里的食物刺激；有的將中性線索作為控制刺激考察食物刺激的注意偏向，如使用辦公室或者學(xué)校用品圖片等；還有的將帶有情感色彩的線索作為控制刺激，如色情詞匯、疾病詞匯等。不同的刺激類型是實(shí)驗結(jié)果產(chǎn)生差異的重要因素，如當(dāng)控制刺激是鮮花或者巖石圖片時，對食物圖片刺激的LPP波幅更大[29]；當(dāng)控制刺激是帶有情感色彩的圖片(如不愉快圖片、與慢性疾病相關(guān)的食物圖片)時，對食物圖片刺激的LPP波幅小于控制刺激[33]。由于在現(xiàn)實(shí)生活中人們對食物做選擇時都是在食物之間進(jìn)行，比如選擇健康或者不健康的食物，而不是在食物和非食物之間，因此需要更多的研究來對比不同類型的食物刺激對個體注意的影響程度。其次，在被試選擇的標(biāo)準(zhǔn)上，篩選被試時所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)不同也會影響被試的劃分，例如在篩選限制性飲食者時所使用的量表如果不同，那么個體對過度進(jìn)食的影響因素的敏感程度也不同[36]，而且也會影響個體對食物刺激的注意狀態(tài)。再次，在研究范式(實(shí)驗任務(wù))方面，選擇不同的實(shí)驗任務(wù)，得到的實(shí)驗結(jié)果也存在著差異。例如，同樣選擇精神健康的個體，使用Oddball任務(wù)顯示不同刺激之間P3波幅無差異[37]，然而使用GO/NO-GO任務(wù)或者直接要求被試指出呈現(xiàn)的圖片是食物還是中性詞匯時[20，38]，對食物刺激的P3波幅增強(qiáng)，這很可能是因為不同的實(shí)驗任務(wù)對被試的認(rèn)知資源的要求不同。因此，對該部分的研究還需要根據(jù)具體的研究內(nèi)容選擇合適的方法，以便對以往的研究做進(jìn)一步驗證。

(二)進(jìn)一步擴(kuò)展相關(guān)ERP成分的研究

食物關(guān)系到人類的生存發(fā)展，考慮到對食物刺激的早期快速選擇的進(jìn)化意義，對食物的注意應(yīng)該更多發(fā)生在注意的早期階段，例如N1、P1、N2、P2所反映的時間窗口。但是，對食物相關(guān)的注意研究大多關(guān)注注意的晚期階段，例如P3、LPP等時間窗口。這些成分波幅的增加反映的是注意有意分配的增加，考慮到對食物的相關(guān)認(rèn)知可能因注意的具體類型不同而有所不同[19]，因而深入研究這些ERP成分是有必要的。未來的研究可以更多地關(guān)注與食物相關(guān)的最初感覺和視覺加工，以豐富和擴(kuò)展先前的研究。

(三)將ERP研究的發(fā)現(xiàn)與現(xiàn)實(shí)生活中的飲食習(xí)慣和行為相關(guān)聯(lián)

選擇食物的行為在每個個體的日常生活中都會發(fā)生。因此，對于食物相關(guān)注意的研究應(yīng)貼近人類的生活。除了在實(shí)驗材料的選擇上要加以改善，比較不同類型的食物刺激對個體注意的影響(例如選擇高、低卡路里食物圖片作為刺激)，還可以在研究的內(nèi)容上進(jìn)行豐富，不僅考察單一的認(rèn)知過程，還可以研究一些不同認(rèn)知過程的相互作用。比如，有研究發(fā)現(xiàn)，抑制控制會影響到個體對食物線索的注意偏向，使限制性飲食者比正常人更有過度飲食的傾向[37]。對其他認(rèn)知過程進(jìn)行更加細(xì)致的研究，有助于我們更加全面地理解人們選擇食物的認(rèn)知機(jī)制。

本文的重點(diǎn)放在以往與食物注意相關(guān)研究的ERP成分與結(jié)論上，對以往的研究進(jìn)行了系統(tǒng)的歸納，以確定今后需要解決的問題以及研究的重點(diǎn)。此外，對食物選擇的認(rèn)知加工進(jìn)行研究還具有臨床意義：不良的飲食習(xí)慣會帶來許多危害，對食物刺激注意偏向的ERP研究，有助于了解和解釋不良飲食習(xí)慣的神經(jīng)機(jī)制，為完善對不良飲食行為干預(yù)的措施提供理論依據(jù)。通過對特定認(rèn)知過程的干預(yù)來改善人們的飲食習(xí)慣，讓個體做出合理的飲食決策，進(jìn)而改善個體在現(xiàn)實(shí)生活中的飲食行為。