負(fù)性情緒干擾下熟練漢英雙語者的空間工作記憶優(yōu)勢

趙 藝，白星宇，焦江麗

新疆師范大學(xué)心理學(xué)院 新疆心智發(fā)展與學(xué)習(xí)科學(xué)重點實驗室（中國烏魯木齊 830017）

雙語者指在日常生活中使用兩種或多種語言的個體［1］。根據(jù)第二語言的熟練程度差異，雙語者又可分為熟練雙語者和非熟練雙語者。熟練雙語者指第二語言達(dá)到了與母語相當(dāng)?shù)氖炀毘潭龋环鞘炀氹p語者指第二語言未達(dá)到母語相當(dāng)?shù)氖炀毘潭?，通常非熟練雙語者的雙語經(jīng)驗相對較少，非熟練雙語者在執(zhí)行功能方面與單語者相當(dāng)［2-3］。雙語經(jīng)驗對認(rèn)知能力具有一定的促進(jìn)作用，這種現(xiàn)象被稱為雙語認(rèn)知優(yōu)勢效應(yīng)［4］，特別表現(xiàn)為雙語者在涉及抑制控制、認(rèn)知靈活性和工作記憶等認(rèn)知任務(wù)中的表現(xiàn)優(yōu)于單語者［5-7］。雙語認(rèn)知優(yōu)勢效應(yīng)的發(fā)生，是由于雙語者在使用語言時，兩種語言表征是同時激活的，雙語者需要抑制非目標(biāo)語言的干擾，才能保證目標(biāo)語言的正確選擇，這一過程的不斷重復(fù)增強了雙語者的認(rèn)知功能［8］。

情緒是以個體的愿望和需要為中介的一種心理活動［9］，認(rèn)知活動會受到情緒的影響。執(zhí)行功能按照是否受到情緒的影響，分為“冷”執(zhí)行功能和“熱”執(zhí)行功能［10］。“冷”執(zhí)行功能主要涉及純認(rèn)知過程；“熱”執(zhí)行功能涉及情緒情感、動機等因素所引發(fā)的認(rèn)知過程［11］。以往有關(guān)雙語認(rèn)知優(yōu)勢效應(yīng)的研究主要集中于探究雙語經(jīng)驗對“冷”執(zhí)行功能的影響。近年來，有研究者發(fā)現(xiàn)，這一認(rèn)知優(yōu)勢效應(yīng)不僅體現(xiàn)在“冷”執(zhí)行功能認(rèn)知任務(wù)中，在“熱”執(zhí)行功能任務(wù)中也可能存在。例如：Janus等［12］選用單語和雙語的兒童為被試，讓他們完成情緒面孔n-back任務(wù)，情緒面孔的效價分為憤怒、愉快和中性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在有情緒刺激參與的這一任務(wù)中，雙語兒童的準(zhǔn)確率比單語兒童高6%～9%。Barker等［13］通過事件相關(guān)電位（event-related potential, ERP）技術(shù)發(fā)現(xiàn)在情緒背景下，雙語者受到的情緒干擾比單語者小，并且雙語者和單語者使用不同的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)完成實驗任務(wù)，這種神經(jīng)活動的差異可能是雙語者在情緒背景下表現(xiàn)出認(rèn)知優(yōu)勢的原因。國內(nèi)研究者也對“熱”執(zhí)行功能任務(wù)中的雙語認(rèn)知優(yōu)勢進(jìn)行了探究。Ma等［14］在實驗任務(wù)中加入積極、消極和中性3種干擾刺激，設(shè)置不同的情緒背景，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，熟練雙語者在有情緒干擾的認(rèn)知任務(wù)中仍然表現(xiàn)出了認(rèn)知優(yōu)勢，并且這種認(rèn)知優(yōu)勢效應(yīng)在高負(fù)荷條件下更加明顯。

在執(zhí)行功能的3個成分中，工作記憶是其核心成分，也是多種認(rèn)知活動的基礎(chǔ)，主要表現(xiàn)為對信息進(jìn)行暫時存儲和加工的資源有限的系 統(tǒng)［15］；個體通過工作記憶對信息進(jìn)行更新和保持。研究［16-18］發(fā)現(xiàn)，雙語者在“冷”執(zhí)行功能的工作記憶方面存在優(yōu)勢。Dosi等［19］發(fā)現(xiàn)，雙語兒童在數(shù)字n-back任務(wù)中的表現(xiàn)好于單語兒童，說明雙語兒童較同齡的單語兒童有更強的工作記憶更新能力。Luo等［20］發(fā)現(xiàn)，青年和老年雙語者在空間工作記憶任務(wù)中的表現(xiàn)均好于背景信息相匹配的單語者。邱旭升等［21］也發(fā)現(xiàn)，熟練雙語者在工作記憶更新任務(wù)中存在認(rèn)知優(yōu)勢，尤其體現(xiàn)在高執(zhí)行功能需求條件下。在情緒背景下應(yīng)用工作記憶的能力被定義為情緒工作記憶，情緒工作記憶可以預(yù)測個體在情緒背景中是否可以抵制情緒信息的干擾并有效地進(jìn)行信息加工；另外，情緒工作記憶也是對個體情緒調(diào)節(jié)能力的一種評估［14］。以往研究已經(jīng)證明雙語者在“冷”執(zhí)行功能的工作記憶任務(wù)中存在優(yōu)勢，那么，在有情緒信息干擾的情緒工作記憶任務(wù)中，由雙語經(jīng)驗所引起的認(rèn)知優(yōu)勢是否也有所體現(xiàn)呢？

文獻(xiàn)梳理發(fā)現(xiàn)，基于加工效能理論，個體的工作記憶系統(tǒng)資源總量是有限的，在有負(fù)性情緒信息干擾的工作記憶任務(wù)中，負(fù)性情緒的產(chǎn)生會占用部分認(rèn)知資源，進(jìn)而導(dǎo)致個體能用于認(rèn)知操作的工作記憶資源減少，使得負(fù)性情緒條件下認(rèn)知操作的效率下降［22］。這一理論同時認(rèn)為，負(fù)性情緒通過工作記憶間接地影響了認(rèn)知活動。此外，從腦機制上看，在工作記憶的兩個成分中，空間工作記憶的優(yōu)勢腦區(qū)為右半球，言語工作記憶的優(yōu)勢腦區(qū)為左半球；負(fù)性情緒的產(chǎn)生激活了大腦右腹外側(cè)前額皮層［23］，即：空間工作記憶和負(fù)性情緒均以大腦右半球為優(yōu)勢腦區(qū)。同時負(fù)性情緒能自動占用認(rèn)知資源，被負(fù)性情緒所占據(jù)的這部分資源無法再用于其他認(rèn)知活動?；谝陨线壿嫹治?，在負(fù)性情緒存在的空間工作記憶任務(wù)中，負(fù)性情緒與空間工作記憶在認(rèn)知資源上存在 競爭［24］。

那么，在這種有負(fù)性情緒競爭認(rèn)知資源的空間工作記憶任務(wù)中（即“熱”執(zhí)行功能任務(wù)），雙語者是否仍然具有認(rèn)知優(yōu)勢呢？基于負(fù)性情緒和空間工作記憶在認(rèn)知資源中的競爭，本研究在Janus等［12］研究的基礎(chǔ)上，采用情緒空間2-back任務(wù)，進(jìn)一步探究在負(fù)性情緒刺激的干擾下，熟練和非熟練漢英雙語者在空間工作記憶任務(wù)中的認(rèn)知差異。

1 對象與方法

1.1 被試

選取新疆師范大學(xué)的漢族大學(xué)生作為被試。熟練漢英雙語者（熟練雙語組）入選標(biāo)準(zhǔn)：① 通過英語專業(yè)八級考試，母語為漢語，第二語言為英語，英語的獲得年齡在8～12歲；② 語言經(jīng)驗通過語言經(jīng)歷和語言水平問卷（language experience and proficiency questionnaire, LEAP-Q）進(jìn)行評定［25］，近3個月內(nèi)被試在聽、說、讀、寫方面的語言接觸均超過50%。非熟練漢英雙語者（非熟練雙語組）入選標(biāo)準(zhǔn)：① 未通過大學(xué)英語四級考試；② 除學(xué)校必修的英語課程外沒有其他的語言學(xué)習(xí)經(jīng)歷。

采用簡版瑞文智力測驗對被試的智力進(jìn)行評估［26］，以排除智力因素對實驗結(jié)果的影響。家庭經(jīng)濟(jì)地位被認(rèn)為是影響雙語認(rèn)知優(yōu)勢效應(yīng)的一個關(guān)鍵因素，因為其與執(zhí)行功能相關(guān)［27］，故在家庭經(jīng)濟(jì)地位方面對兩組被試進(jìn)行組間平衡，采用師保國等［28］編制的家庭社會經(jīng)濟(jì)地位（social economic status, SES）問卷進(jìn)行測量。為排除被試近期可能存在的情緒問題，所有的被試通過焦慮自評量表（self-rating anxiety scale, SAS）和抑郁自評量表（self-rating depression scale, SDS）進(jìn)行篩選，SAS標(biāo)準(zhǔn)總分小于50分、SDS平均分小于0.5分者，進(jìn)入實驗。

1.2 方法

1.2.1 實驗設(shè)計 采用2（被試類型：熟練漢英雙語者和非熟練漢英雙語者）×2（干擾刺激效價：中性情緒和負(fù)性情緒）混合實驗設(shè)計。被試間變量為被試類型，被試內(nèi)變量為干擾刺激效價。

1.2.2 實驗材料 實驗中目標(biāo)刺激為阿拉伯?dāng)?shù)字0～9，字體為Times New Roman，字體顏色為白色，字號為72，垂直視角為2.5°，刺激材料分辨率為1 024×768，屏幕背景為黑色。情緒圖片選自國際情緒圖片系統(tǒng)（international affective picture system, IAPS），負(fù)性情緒圖片32張（效價：M =1.91， SD = 0.58；喚醒度：M = 6.72，SD = 0.55），中性圖片32張（效 價：M = 5.03，SD = 0.37；喚 醒 度：M = 2.95, SD = 0.59），垂直視角為19.1°，兩類圖片在效價和喚醒度上的差異顯著（P ＜ 0.001）。

1.2.3 實驗程序 使用E-prime編程，首先呈現(xiàn)注視點500 ms，垂直視角為1°；接下來呈現(xiàn)情緒圖片2 000 ms，再次呈現(xiàn)注視點500 ms；然后呈現(xiàn)目標(biāo)刺激1 000 ms，目標(biāo)刺激可能出現(xiàn)的位置為左上、左下、右上和右下。隨后第2次呈現(xiàn)情緒圖片 2 000 ms，注視點500 ms；然后第2次呈現(xiàn)目標(biāo)刺 激；之后再次呈現(xiàn)情緒圖片2 000 ms，注視點500 ms； 第3次呈現(xiàn)目標(biāo)刺激時，被試需判斷當(dāng)前呈現(xiàn)的目標(biāo)刺激所處的位置與往前數(shù)第2個目標(biāo)刺激所處的位置是否相同，若相同按“F”鍵，不同按“J” 鍵。被試做出反應(yīng)后，目標(biāo)刺激消失，進(jìn)入下一試次。每組被試中，一半被試采用該按鍵方式，另一半被試則采用相反的按鍵方式。實驗分為負(fù)性情緒干擾刺激和中性干擾刺激2個block呈現(xiàn)，中間被試休息10 min。每個block包括30個試次，相同和不同的判斷分別為15個試次。實驗開始前被試先進(jìn)行15個試次的經(jīng)典空間2-back任務(wù)練習(xí)，當(dāng)被試明確明白實驗任務(wù)，并且熟悉了實驗之后進(jìn)入正式實驗部分。圖1呈現(xiàn)的是負(fù)性情緒干擾刺激條件下的空間2-back任務(wù)。

圖1 負(fù)性情緒干擾刺激條件下的空間2-back任務(wù)

1.2.4 分析指標(biāo) 記錄被試在空間工作記憶2-back任務(wù)中經(jīng)中性和負(fù)性情緒干擾刺激條件下的反應(yīng)時和準(zhǔn)確率，并計算平均值。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法

使用 SPSS 20.0 統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行重復(fù)測量方差分析和簡單效應(yīng)分析。當(dāng)P ＜ 0.05時，判斷為數(shù)據(jù)差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 一般資料

共納入被試46名。所有被試聽力、視力或矯正視力均正常，均為右利手。熟練雙語組23名，均為英語專業(yè)學(xué)生，男生7名，女生16名，平均年齡（22.03±1.03）歲。非熟練雙語組23名，均為非英語專業(yè)學(xué)生，男生8名，女生15名，平均年齡（21.63±0.77）歲。兩組被試在年齡、性別、智力和家庭社會經(jīng)濟(jì)地位方面的差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P ＞ 0.05）。詳見表1。

表1 兩組被試基本信息

2.2 反應(yīng)時和準(zhǔn)確率

兩組被試在中性干擾刺激和負(fù)性情緒干擾刺激條件下的反應(yīng)時和準(zhǔn)確率如表2所示。

重復(fù)測量方差分析結(jié)果顯示：在反應(yīng)時方面，干擾刺激效價主效應(yīng)顯著［F（1,44）= 33.00, P ＜ 0.001,= 0.43］，被試在中性干擾刺激條件下的反應(yīng)時顯著快于負(fù)性情緒干擾刺激條件下的反應(yīng)時；被試類型主效應(yīng)不顯著［F（1,44）= 0.31，P = 0.581］；被試類型與干擾刺激效價交互作用不顯著 ［F（1,44）= 2.36，P = 0.131］。在準(zhǔn)確率方面，干擾刺激效價主效應(yīng)顯著［F（1,44）= 619.53，P ＜ 0.001，= 0.93］，被試在中性干擾刺激條件下的準(zhǔn)確率顯著高于負(fù)性情緒干擾刺激條件下的準(zhǔn)確率；被試類 型主效應(yīng)顯著［F（1,44）= 7.71，P = 0.008，= 0.15］， 熟練漢英雙語者的準(zhǔn)確率顯著高于非熟練漢英雙語者；被試類型與干擾刺激效價交互作用顯著 ［F（1,44）= 47.28, P ＜ 0.001，= 0.52］。

簡單效應(yīng)分析表明：在中性干擾刺激條件下，熟練漢英雙語者的準(zhǔn)確率與非熟練漢英雙語者的準(zhǔn)確率差異邊緣顯著［t（44）= 1.99，P = 0.052，Cohen’s d = 0.59］；在負(fù)性情緒干擾刺激條件下，熟練漢英雙語者的準(zhǔn)確率顯著高于非熟練漢英雙語者［t（44）= 3.52，P = 0.001，Cohen’s d = 1.04］。

表2 被試在兩種干擾條件下的反應(yīng)時和準(zhǔn)確率±s, n = 23

表2 被試在兩種干擾條件下的反應(yīng)時和準(zhǔn)確率±s, n = 23

項目 熟練雙語組 非熟練雙語組中性情緒 負(fù)性情緒 中性情緒 負(fù)性情緒準(zhǔn)確率/% 75.94±9.15 70.44±9.17 70.58±9.08 60.87±9.28反應(yīng)時/ms 729.44±44.73 772.53±40.53 718.73±40.88 784.63±61.87

3 討論

本研究通過情緒空間2-back任務(wù)，考察了熟練漢英雙語者和非熟練漢英雙語者在帶有負(fù)性情緒干擾刺激的空間工作記憶任務(wù)中表現(xiàn)的差異。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在中性干擾刺激條件下，熟練漢英雙語者的準(zhǔn)確率與非熟練漢英雙語者的準(zhǔn)確率差異邊緣顯著，在負(fù)性情緒干擾刺激條件下，熟練漢英雙語者的準(zhǔn)確率顯著高于非熟練漢英雙語者，在反應(yīng)時上沒有顯著差異；兩組被試均在負(fù)性情緒干擾刺激條件下的反應(yīng)時更長、準(zhǔn)確率更低。

對以上研究結(jié)果做如下分析：在中性干擾刺激條件下，熟練漢英雙語者的準(zhǔn)確率與非熟練漢英雙語者的準(zhǔn)確率差異邊緣顯著，而在負(fù)性情緒干擾刺激條件下，熟練漢英雙語者的準(zhǔn)確率顯著高于非熟練漢英雙語者，說明在有負(fù)性情緒干擾的“熱”執(zhí)行功能任務(wù)中，熟練漢英雙語者表現(xiàn)出了認(rèn)知優(yōu)勢，即：雙語認(rèn)知優(yōu)勢效應(yīng)在“熱”執(zhí)行功能中也可能存在。這一結(jié)果與已有的研究結(jié)果［13］一致。Barker等［13］通過類似的情緒n-back任務(wù)探究了青年雙語者和單語者在情緒工作記憶任務(wù)中的表現(xiàn)差異，發(fā)現(xiàn)在含有情緒干擾刺激的試次中，雙語者的準(zhǔn)確率比單語者更高，但是其語言組主效應(yīng)只達(dá)到了邊緣顯著水平。在本研究中，這種情緒背景下的工作記憶優(yōu)勢體現(xiàn)得更明顯，在負(fù)性情緒干擾刺激條件下，熟練漢英雙語者的準(zhǔn)確率顯著高于非熟練漢英雙語者。這兩個結(jié)果的差異可能是所用任務(wù)的具體性質(zhì)不同導(dǎo)致的。Barker等［13］使用的字母n-back任務(wù)，被試需要對字母的語義屬性進(jìn)行判斷；而本研究使用的n-back任務(wù)，被試需要對刺激的空間位置進(jìn)行判斷。

研究中使用的情緒空間2-back任務(wù)，先呈現(xiàn)情緒干擾刺激，再呈現(xiàn)需要匹配空間位置的目標(biāo)刺激。被試只有更快地從情緒干擾刺激中脫離注意，將注意重新集中在目標(biāo)刺激上，才能更好地完成實驗任務(wù)。在負(fù)性情緒干擾刺激條件下，熟練漢英雙語者表現(xiàn)出更高的準(zhǔn)確率，說明熟練漢英雙語者可以更快地將注意從負(fù)性情緒干擾刺激中脫離投入到空間2-back任務(wù)，故在負(fù)性情緒干擾刺激條件下表現(xiàn)出更高的準(zhǔn)確率。有研究者［29］通過模糊圖像任務(wù)發(fā)現(xiàn)，雙語者可以更好地識別第二圖像。Grundy等［30］使用任務(wù)轉(zhuǎn)換范式發(fā)現(xiàn)，雙語者能更快地從誤導(dǎo)刺激或錯誤反應(yīng)中脫離注意力。這些結(jié)果均表明雙語者在注意脫離方面具有優(yōu)勢，這與本研究的結(jié)果相一致。

情緒n-back任務(wù)需要被試在呈現(xiàn)情緒刺激的同時執(zhí)行n-back任務(wù)，這個范式的基本思想就是情緒刺激的自動加工會干擾工作記憶。工作記憶系統(tǒng)的資源是有限的，而情緒刺激又具有自動優(yōu)先加工的特性［31］，此時，工作記憶系統(tǒng)資源的分配和有效利用尤為重要。當(dāng)存在負(fù)性情緒干擾刺激時，工作記憶任務(wù)的執(zhí)行加工需求提高，為了更好地完成任務(wù)，雙語者會激活執(zhí)行控制來分配認(rèn)知資源，而雙語者在一般領(lǐng)域的執(zhí)行控制方面存在優(yōu)勢，所以雙語者可以更有效地進(jìn)行資源分配，從而表現(xiàn)出工作記憶優(yōu)勢。Alain等［32］通過功能性磁共振成像（functional magnetic resonance imaging, fMRI）技術(shù)探究雙語者和單語者在完成n-back任務(wù)時的大腦活動差異，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，雙語者表現(xiàn)出了更低的BOLD信號。這表明雙語者成功完成工作記憶任務(wù)所需要的神經(jīng)資源更少，也就意味著雙語者比單語者付出更少的認(rèn)知努力就可以完成工作記憶任務(wù)，雙語者的工作記憶優(yōu)勢至少部分來源于他們可以更有效地利用認(rèn)知資源。負(fù)性情緒干擾刺激的自動加工占據(jù)了一部分的工作記憶系統(tǒng)資源，使得同時可用于空間工作記憶任務(wù)的資源減少。在這種情況下，熟練漢英雙語者能做到更有效地利用剩余的工作記憶資源，因此在負(fù)性情緒干擾刺激條件下有更好的表現(xiàn)。

綜上所述，在負(fù)性情緒刺激干擾下，熟練漢英雙語者在空間工作記憶任務(wù)中表現(xiàn)出了認(rèn)知優(yōu)勢。其原因有兩方面：第一，熟練漢英雙語者可以更快地將注意力從情緒刺激中分離，投入到空間工作記憶任務(wù)中；第二，熟練漢英雙語者在日常生活中頻繁使用兩種語言的經(jīng)歷，增強了其執(zhí)行控制機制，使得他們可以更有效地利用認(rèn)知 資源。