不确定是坏的么？不确定状态...的错误加工特点及其解释机制_杨庆.pdf

心理科学进展 2023,Vol.31,No.3,338349 2023 中国科学院心理研究所 Advances in Psychological Science https:/doi.org/10.3724/SP.J.1042.2023.00338 338 研究构想(Conceptual Framework)不确定是坏的么？不确定状态中的 错误加工特点及其解释机制*杨 庆 李亚琴(曲阜师范大学心理学院,山东 曲阜 273165)摘 要 错误是人类决策和行为过程中在所难免的。然而,错误常常带来不利后果甚至危及生命(如高危作业时的失误)。如何有效监控错误并优化行为对于个体生存和发展至关重要。错误的发生受到内部心理状态影响,个体常在不确定的情境中做出判断,不确定状态增强还是削弱错误监控,是一个重要科学问题,却存在矛盾结果。在前期积累和理论分析基础上,本项目拟从人格差异角度探索不确定容忍度的调节作用。不确定容忍度的差异意味着个体对于模糊情境的耐受性和错误的敏感性不同,因而可能调节不确定状态中的错误加工过程。研究 1 采用行为实验,揭示多种不确定情境中(如奖赏/惩罚)错误监控和错误后调整的认知特点,考察不确定容忍度的调节作用;研究 2 通过考察电生理表征、时间加工进程和神经振荡机制等进一步解释这些现象。本项目对于探明不确定状态中的错误加工规律及其人格调节机制具有重要理论价值,对于促进个体的环境适应、目标达成等具有较好现实意义。关键词 错误加工,不确定,人格,不确定容忍度,认知控制 分类号 B842 1 问题提出“人谁无过,过而能改,善莫大焉。”错误是人们在决策和行为过程中难以避免的。然而,错误会产生负面影响(如考试失利、实验失败、投资受损等),甚至严重后果(如高速驾驶时方向偏离、高危作业等)。如何有效监控错误并调整行为对于个体生存与发展、环境适应以及目标达成等具有显著现实意义。个体时常在不确定的情境中做出选择(例如飞行员在复杂变化的天气中驾驶,投资者在损益不明的情况下投资),不确定状态如何影响错误发生,目前的研究尚有争议。一些研究发现不确定环 境 能 够 增 强 错 误 监 控 强 度,降 低 错 误 率 收稿日期:2022-04-06*国家自然科学基金青年项目(32100872);山东省高等学校“青创团队计划”项目(2022RW038)。通信作者:杨庆,E-mail:(Jackson et al.,2015;Speed et al.,2017);然而,另一些研究却发现不确定状态对错误监控和错误率没有显著影响(Willems et al.,2021),甚至降低错误监控强度(White et al.,2018)。如何解释这些矛盾结论,是一个有价值的科学问题,具有重要的理论意义。通过分析和比较,产生上述问题的一个重要原因是未能充分考虑人格差异性。不确定容忍度(intolerance of uncertainty)是一种稳定的人格特质,影响个体对于不确定情境的敏感性,进而可能调节错误加工过程。研究表明,难以忍受不确定的个体容易将模糊信息视为威胁,对于不确定环境具有更高的警觉和防御反应(Carleton,2016;Tanovic et al.,2018)。同时,不确定容忍度与错误敏感性也有关联,能够预测错误监控程度的变化(Jackson et al.,2016)。因此,不确定容忍度可能调节不确定状态与错误加工的关系。基于此,本项目拟从人格差异角度,结合成熟的不确定诱导范式,探索不确定状态中的错误第 3 期 杨 庆 等:不确定是坏的么？不确定状态中的错误加工特点及其解释机制 339 加工特点、神经表征和调节机制。具体来说,研究 1 通过设置多类不确定情境(如奖赏不确定、惩罚不确定)揭示错误加工过程的认知行为特征(如错误监控、错误后调整),并探索不确定容忍度的调节作用;在此基础上,研究 2 系统揭示不确定情境中错误加工的神经表征(如错误相关负波、错误正波)、时间进程和神经振荡机制(如 alpha 波)。2 国内外研究现状与分析 2.1 错误加工及其神经基础 错误加工(error processing)是个体实现目标的一种必需的高级认知功能,是认知控制的核心成分之一(Kerns et al.,2004)。错误加工包括错误监控(error monitoring)与错误后调整(post-error adjustment)两个子过程(Hajcak,2012)。错误监控是指对快速反应中偏离目标的行为的识别和监测(Ullsperger et al.,2014),它是产生行为调整的前提(Fu et al.,2019)。当个体犯错时,会在接下来的试次中进行调节,可能出现错误后减慢(post-error slowing)和错误后正确率提升(post-error improvement in accuracy)等错误后调整现象(Ullsperger et al.,2014)。脑成像研究表明错误监控与错误后调整的功能分别定位于前扣带回(anterior cingulate cortex,ACC)和 外 侧 前 额 叶(lateral prefrontal cortex,LPFC),其中 ACC 负责冲突检测和行为监控,当实际反应与正确反应不一致时,ACC 将冲突信号传递到 LPFC,通过提升认知控制水平实现行为校准(Ridderinkhof et al.,2004)。脑电研究主要揭示了错误监控的神经心理表征：错误相关负波(error-related negativity,ERN)和错误正波(error positivity,Pe)。ERN 是个体做出快速、冲动性错误后的 100 ms 内出现的负偏转电位(Falkenstein et al.,1991)。在 ERN 峰后的200250 ms 通常出现一个正偏转慢波,即错误正波(Falkenstein et al.,2000)。二者主要产生于前扣带回(Fu et al.,2019)。通常认为 ERN 不受错误意识影响,而 Pe 主要在意识到犯错时才出现(Dehaene,2018;韩明秀,贾世伟,2016)。尽管功能意义方面存在多种理论解释(综述见:刘春雷,张庆林,2009),但基本共识是,ERN/Pe 表征错误发生的警觉信号,促使个体采取认知控制和行为校正等方式避免错误(Hajcak,2012;Ullsperger et al.,2014)。一些研究表明,错误导致的 ERN、Pe 能够预测错误后调整效应(如错误后变慢、正确率提升)(Imburgio et al.,2020;Kerns et al.,2004)。由于个体不能每次都成功觉察到错误,一些研究发现意识到 vs.未意识的错误其监控和调整过程并不相同(王丽君 等,2020)。例如,意识到 vs.未意识到错误后被试的调整速度不同;时频分析发现意识到相较于未意识到的错误诱发更强的 alpha 波(814 Hz)能量,表明意识到的错误有更强的注意警觉和控制(王丽君 等,2020)。错误加工与认知控制的其他子成分既有密切联系,也有特殊性。根据一些学者,除了错误加工之外,认知控制(cognitive control)还包括抑制控制、任务转换和工作记忆等子成分(Gratton et al.,2018)。抑制控制(inhibitory control)主要涉及对冲突信息的加工(如色词冲突检测)和对优势反应的抑制(如在小概率的 Stop 信号出现时及时停止按键)等过程。而错误加工是在错误发生时出现的独特反馈信号。例如,当抑制控制失败时(即某一试次发生错误),大脑发出错误监控信号(如ERN),提醒个体进行适应性调整,在后续试次中通过放慢反应速度、增强控制水平等避免错误。因此,涉及到正误反应的任务(包含认知控制的多数范式)都需要错误加工的参与,其与抑制控制等协同配合共同促进认知控制和目标达成(Gratton et al.,2018)。错误加工与抑制控制的重要联系是二者都需要注意的参与,对目标刺激和无关刺激分配的注意资源权重影响认知控制结果(综述见：陈永强 等,2022),一般来说,对目标刺激注意越多、无关刺激注意越少,越有可能达成理想目标。不过,二者也有重要区别,比如表征它们的脑电信号的特征并不相同：错误加工信号是反应锁时(行为反应后出现),而抑制控制信号通常是刺激锁时(冲突刺激呈现之后、行为反应之前出现)。例如,N2 是抑制控制的经典信号,在冲突刺激出现约 200 ms左右达到峰值,表征对新异刺激或刺激反应冲突的识别和加工(Ridderinkhof et al.,2004)。研究显示,ERN 和 N2 存在特异性,比如无规律的背景音调虽然增强了箭头 Flanker 任务中的 ERN 信号,但是并未显著影响 N2 波幅,提示在不确定环境中错误加工相比于抑制控制或许有其独特作用机理(如 Speed et al.,2017)。2.2 不确定状态对错误加工的影响及不一致结论 关于不确定状态对错误加工的影响,一些观340 心 理 科 学 进 展 第 31 卷 点认为,不确定背景(如无规律的噪音)可能干扰个体的反应准备,使得犯错可能性增大(Grupe&Nitschke,2013)。因此,为了克服不确定环境造成的干扰,个体可能提升错误敏感性和注意偏向(Herry et al.,2007),进而增强错误监控强度。但是,也有一些研究持不同观点,认为不确定状态(如与不确定有关的急性应激)可能导致负性情绪体验,干扰前额叶的控制加工,进而损害错误加工过程(Hu et al.,2019;胡娜 等,2020)。研究发现总结如下：采用经典箭头 Flanker 任务,研究者在任务过程中创设无规律 vs.有规律的背景音调,结果发现,这种伴随性的环境不确定状态增强了错误发生时的 ERN 反应,并且降低错误率,研究结论在成年和青少年样本得到了重复(Jackson et al.,2015;Speed et al.,2017)。但是,当启动不确定评价威胁时(如数学成绩是否低于预期存在不确定;对照组是确定性评价威胁),个体在随后 Flanker 任务的ERN 反应受到削弱(White et al.,2018);通过应激诱导范式间接引起不确定状态时(如被试在严肃的“评委”面前即兴演讲;对照组是中性的非评价性任务),应激个体在随后认知任务的 ERN 反应被削弱(Hu et al.,2019),且错误意识水平显著降低(胡娜 等,2020)。此外,也有一些研究显示不确定状态对错误加工的作用并不确切。例如,采用内感受性范式时,不可预测(vs.可预测)的呼吸阻塞增强了吸气反应时任务的 ERN 反应,但是这种效应没有得到重复(只在不可预测条件先呈现时才有此效应)(Tan et al.,2019);采用错误惩罚范式(即犯错可能受到电击惩罚),Willems 等(2021)的研究并未发现不可预测(相较于可预测)的惩罚能够影响错误发生时的 ERN 反应。综上,不确定与错误加工的关系比较复杂,存在诸多矛盾结论。2.3 以往研究结论不一致的原因分析和解决思路 通过对比和分析,以往研究矛盾结论的主要原因可能一是研究范式不同质,二是忽视人格差异性。2.3.1 研究范式差异性任务相关性的调节 不同研究范式诱发的不确定状态的性质存在差别,从而可能影响研究结论。具体而言,一些研究诱发的不确定状态与错误反应后果没有直接关联,是 一 种“背 景 式”的 不 确 定(task-irrelevant uncertainty)。例如,部分研究在进行错误加工任务的同时伴随不确定的噪音背景(如 Jackson et al.,2015),或者先诱发不确定威胁状态(如应激),然后再进行独立的错误加工任务(如 Hu et al.,2019;White et al.,2018),这些研究中错误反应后果与不确定背景没有必然的因果关联。然而,另一些研究诱发的不确定状态与错误后果绑定(task-relevant uncertainty),比如按键错误将直接导致不确定/确定