【大腦S02E03】人究竟可能「一心多用」嗎？　注意力的晚期選擇模型與知識負荷理論

各位聽眾朋友大家好，歡迎收聽大腦好好玩，我是節目主持人謝伯讓，用科學故事，讓腦說話。在上週的節目中，我們介紹了人類的「注意力」。我們現在知道至少三種區分方式，每一種都可以把注意力區分成兩種類別。

大腦的過濾器？　早期資訊處理的兩大模型

第一種區分方法，以「注意力是否集中」區分。當我們把注意力集中起來，專注在某個事物上的時候，我們稱這種能力為選擇性注意力。相對的，當注意力不集中在單一事物上，而是分配在好幾個不同事物上時，那就是分配性注意力。

第二種區分方法，是以「有沒有動眼睛」區分，如果我們在注意東西時，把眼睛移動過去看著我們正在注意的東西，那就叫做外顯注意力。相對的，如果我們在注意東西時，不移動眼睛，而只是用餘光，那就叫做內隱注意力。

第三種區分方法，就是以「驅動注意力的源頭」區分，如果驅動我們注意力的，是源自於我們內心的意念，那就叫做內源導引注意力。相對的，如果是源於外在世界的刺激物驅動我們注意力，那就叫做外源導引注意力。

上次除了介紹過注意力的基本分類之外，我們還聊了一下早期學者在研究注意力的時所提出的理論。早期的注意力學者所關注的一個有趣問題就是：沒有被注意到的資訊，有被大腦處理嗎？沒有被注意到的資訊，是像耳邊風一樣就直接消失了？還是其實仍然有進入大腦的資訊處理歷程？

一位心理學家布洛班（Donald Broadbent），他認為，資訊進入大腦之後，馬上就會由注意力負責篩選重要訊息。只有被注意到的訊息，才能繼續通往下一關處理。由於布洛班認為，這個注意力篩選訊息的機制介入在訊息處理的早期，所以他的模型也稱作早期選擇模型（early selection model）。注意力在此的功能性就像是一個篩選器、瓶頸，只讓少量訊息通過，所以也叫做瓶頸模型（bottleneck model）。

後來又有另外一位學者崔斯曼（Ann Treisman），他把布洛班的瓶頸模型稍作修改，崔斯曼認為，注意力應該不是像篩選器一樣會整個過濾，完全排除沒去注意的訊息，而是把沒注意到的訊息減弱而已，所以崔斯曼的理論也叫做「減弱」理論（attenuation theory）或是「漏水過濾器」理論（leaky filter theory）。也就是說，Treisman 認為，被注意力關注到的訊號可以被增強，而沒被注意到的資訊則會減弱；不過，雖然沒被注意到的資訊會減弱，但還是能進到下一階段。

不管是布洛班的模型，或是崔斯曼的模型，都算是早期選擇模型，因為他們都主張，注意力是在資訊處理的早期階段就介入了。

Bank是河邊還是銀行？　馬凱的晚期選擇理論

注意力真的是在資訊處理的早期就介入嗎？

關於這個問題，有許多人不以為然，比方說，UCLA的心理學家馬凱（Donald MacKay），就認為注意力應該是在晚期介入才對。

大家如果有聽過第一季的大腦好好玩節目，應該會覺得這位馬凱的名字，聽起有點耳熟對吧。原因不是因為台灣有位經濟學家也叫做馬凱，而是因為第一季節目介紹海馬迴的時候，就曾經介紹過這位UCLA馬凱教授的海馬迴記憶雕刻刀理論，大家如果有興趣的話，可以去找出大腦好好玩第一季第八集的節目重溫舊夢。

MacKay在1973年進行一項實驗，他要求受試者注意聽其中一隻耳朵中所播放的語意模糊語句，比方說“They were throwing stones at the bank.”。由於英文中的bank這個字可以當成「河邊」也可以當成「銀行」，所以我們會說這句話的語意是模糊的，它的意思可以是「他們朝河邊丟石頭」，也可以是「他們朝銀行丟石頭」。

於此同時呢，受試者的另一隻耳朵有則會播放「river」（河流）或「money」（金錢）這兩個字的其中一個。

這個實驗的目的，就是想要知道，當受試者只專注在聆聽其中一隻耳朵裡的語句時，另外一隻耳朵中沒有被注意到的單字，會不會影響到受試者對語句的理解。如果早期選擇理論是對的，那這些沒有被注意到的單字，應該會直接被過濾掉，所以就不會影響我們對另外一隻耳朵中的語句的理解。但是如果沒有被注意到的單字仍會影響我們對語句的理解，那就表示早期選擇理論可能有問題。

結果發現，當受試者沒注意聽的那隻耳朵中播放的是「river」（河流）這個字時，則事後他們比較有可能會說自己聽到的語句意思是「他們朝河邊丟石頭」。相對的，如果受試者沒注意聽的那隻耳朵中播放的是「money」（金錢）這個字時，則事後他們比較有可能會說自己聽到的語句意思是「他們朝銀行丟石頭」。

根據這個結果，MacKay認為，由於受試者沒有注意到的那隻耳朵中的字，仍然可以影響受試者的語意判斷，因此這些沒有被注意到的字，應該至少有被處理到語意的階段才對。也因此，MacKay主張，注意力並非在資訊處理的早期就介入，而應該是在資訊處理的晚期才介入，也就是至少是在語意已經被處理完之後才介入的。

我們把這樣的理論，稱作是晚期選擇理論「Late selection model」，藉此來和Broadbent以及Treisman的早期選擇理論「early selection model」做區別。兩者的差異就是，在early selection model中，是注意力先介入後，才進行語意處理。而在late selection model中，則是先進行語意處理，然後注意力才介入。

70年代的注意力研究，其實多數就是圍繞在注意力究竟是早期選擇還是晚期選擇的這個議題上，但是後來發現，這個爭議有點不了了之。因為有些情境下，似乎是早期選擇理論比較對，另外一些情境下則是晚期選擇理論比較對，最後大家開始發現，原來刺激的種類、環境的情境、還有試驗操弄方式等等的各種因素，都會造成結果不同。因此，相關學者開始把重點轉向，到底有哪些因素，會影響注意力的運作。

舉例來說，不知道大家有沒有在日常生活中，發現以下的這些現象。有時候，當我們全神貫注的時候，常常會忽略掉周遭的很多資訊，不但聽不到環境中的噪音，有時連重要的資訊都會聽不到，像是有時候我們會專心打電動到有人叫我們的名字也聽不到。相反的，當我們有時隨意放鬆的在看電視、看書、聽音樂或滑手機時，反而很容易就會被周遭的噪音所干擾。

到底是什麼原因，決定環境中的雜訊是否會干擾到我們呢？

知覺負荷理論　那些可分配的認知資源

關於這個問題，有一個近期十分知名的理論試圖提出答案，這個理論就是知覺負荷理論（perceptual load theory）。

這個理論主張，當我們進行低負荷的簡單作業時，我們只用掉了一部分的認知資源，因此還有剩下一些認知資源。這個時候呢，只要環境中出現分心物（distractor），我們剩下的認知資源就會挪去用在處理這些分心物。反之，我們在進行高負荷的困難作業時，會用盡所有的認知資源，此時環境如果出現分心物，由於我們已經用盡了所有的認知資源，所以沒有剩下任何認知資源可以去處理分心物，也因此，分心物就不會對我們產生影響。

那這個理論有沒有獲得實驗上的證據支持呢？

關於支持的證據，比方說，在一項實驗中，心理學家要求受試者在螢幕上一堆排列成環狀的字母中，尋找是否有出現Ｘ或Ｎ。如果字母中有出現Ｘ，就要按某一個按鍵，如果環狀排列一堆字母中有出現Ｎ，就要按另一個按鍵。

結果發現，當作業很簡單，也就是認知負荷很低的時候，旁側出現的干擾物很容易就會拉長反應時間。比方說，在環狀排列的一堆字母Ｏ中出現一個Ｘ的時候，如果旁邊出現了一個干擾字母Ｎ，那受試者的反應時間常常就被拖長。相反的，當認知負荷很高的時候，比方說在一堆環狀排列的不同字母中出現一個Ｘ的時候，旁側出現的干擾物Ｎ就幾乎不會拉長反應時間。

而且，在另外一個實驗中也發現，如果我們把旁側干擾物換成了毫不相干的小狗圖樣，結果和上一個實驗一樣，當作業簡單、認知負荷很低的時候，旁側出現的干擾物小狗很容易就會拉長反應時間。而當作業困難、認知負荷很高的時候，旁側出現的干擾物小狗，就不太會影響到受試者的反應時間。

簡而言之，早期的注意力研究其實對各種影響注意力的因素了解有限，但是隨著大家開始發現早期選擇和晚期選擇理論的爭議，其實是來自各種內在和外在的環境影響因子，相關的理論和研究也就因此越來越興盛，我們現在對於注意力的影響因子也才有了更廣泛和深入的了解。

一心二用是傳說嗎？　注意力是否能被主動分配　

在介紹過一些注意力的影響因子後。下一個問題，就是究竟有沒有注意力分配的現象。我們常常會說，我們有時候可以一心二用、可以進行多工處理（multitasking），那有沒有證據顯示，我們真的可以把注意力主動分配兩個以上的刺激物或是作業呢？

關於這個問題，我們先來回想一下剛剛聽到的認知負荷實驗。比方說，在認知負荷低的實驗情境中，旁側干擾物仍然可以影響我們的反應，這似乎就表示，注意力可以被分散不是嗎？

但是我們要注意，上述這個狀況，似乎是「被動的」分散注意力，我們現在要進一步追問的就是，如果是我們「刻意的」要把注意力分配給好幾個作業呢？我們能不能「主動的」把注意力分配給不同的作業呢？

如果大家還記得第二集中，Colin Cherry在1953年的實驗，答案應該是不行才對。因為Cherry的實驗顯示，當我們的兩個耳朵中播放了兩個完全不同的語句時，我們一次只能注意一個語句，而無法主動的去同時聆聽兩個耳朵中的不同語句。

不過經過後續許多研究後發現，只要經過適當的練習，其實我們是可以做到主動分配注意力的。比方說，有一項實驗就發現，當受試者被要求同時做兩項作業時，例如在閱讀短文的同時，又要寫下進行聽寫。一開始他們根本做不到。但是有趣的地方就在於，經過每週五天、長達85次的訓練之後，受試者的表現程度竟然大幅提升！訓練過後，無論是在閱讀速度、理解正確度、以及聽寫字的記憶上，他們的表現都可以變得和只進行一項作業時的表現程度不相上下。也因此，我們可以說這是注意力可以被主動分配的一個證據。

此外，後來還有其他實驗也發現，如果我們要同時注意的刺激物，是來自兩個不同的知覺模組，那就會更容易進行注意力分配。比方說，當我們要求受試去覆述一隻耳朵中的語句時，如果在沒注意聽的另一隻耳朵中播放單字，那一如預期，事後去辨識那些單字時，錯誤率就會很高。

相較之下，如果受試者在覆述一隻耳朵中的語句時，同時以「視覺的方式」來呈現單字，那麼辨識的錯誤率就會下降許多。再來，如果是同時呈現圖片，那錯誤率就更低。由此可知，我們的注意力確實是可以被分配到不同的作業上，而當兩個作業所涉及的知覺模組不同時，注意力的分配就會更容易。

有鑑於此，注意力分配的理論很快就有了新的修正。而原本大家以為做不到的注意力分配，現在我們也已經有了較多的支持證據。

最後幫大家稍微整理，我們在這兩集節目中，已經聽到了關於人類注意力的最早期研究。注意力的最早研究之一，是Colin Cherry在1953年的雙耳聆聽不同語句的研究，最早的理論，則是布洛班Donald Broadbent的注意力瓶頸理論。

不過呢，關於這些早期大家原本以為正確的一些觀念與想法，現在都已被修正了。比方說，大家原本以為沒被注意的訊息就不會被處理，但現在已經發現了許多反例。至於早期選擇理論，也有了其他的挑戰者，例如晚期選擇理論。原本大家不知道有什麼因素可以影響注意力，但現在我們知道有許多因素都會造成影響，例如認知負荷、干擾物的強度等等，都是影響注意力的因子。最後則是原本大家以為注意力無法被主動分配，但是新的實驗和理論則指出，注意力資源可以被主動分配，而且可能不同的知覺模組都有各自的注意力資源。

以上就是注意力的早期研究介紹。我是大腦好好玩的節目主持人謝伯讓，用科學故事，讓腦說話，我們下次再見！

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