超越视觉词汇识别中的平均反应时：词频、刺激退化与反应时分布间显著稳定的三方交互作用之扩展

《Acta Psychologica》：Beyond mean RTs in visual word recognition: Extensions of a remarkably stable three-way interaction amongst word frequency, stimulus degradation, and RT distributions

　　

视觉词汇识别文献中具有重要理论意义的见解，源于对不同因素如何共同影响词汇加工的研究。几乎所有的联合效应均表现为超相加（over-additive）交互作用，这符合大多数当前模型的预测。相比之下，相加效应对这些模型构成了严峻挑战。本研究探讨了刺激质量（stimulus quality, SQ）与词频（word frequency, WF）的联合效应，先前的研究已表明，这两者在词汇判断任务（lexical decision task, LDT）的平均反应时（response time, RT）上能稳健地产生相加效应。研究人员评估了非词难度（可发音非词，如 FLIRP，与易位字母非词，如由 JUDGE 变换而来的 JUGDE）如何调节上述因素对 RT 分布的影响。在高难度的易位字母非词背景下，众数 RT 显示出刺激质量与词频之间存在超相加交互作用，而较慢的反应则表现出相反的低度相加（under-additive）交互作用。相比之下，在使用标准可发音非词时，前述的三方交互作用消失，词频与刺激质量在整个 RT 分布上均呈现相加效应。这些发现强调了在当前模型背景下，考虑特定任务加工与一般任务加工在 RT 分布中相互作用的重要性，同时证明了该领域内复杂的经验模式是可预测且高度可复现的。

视觉词汇识别领域长期致力于探究影响词汇加工的各类因素及其相互作用机制。尽管大量研究证实了词频、语境及刺激质量等因素的主效应，但学术界普遍认为，因素间的交互作用模式往往能提供更为关键的理论洞见。现有主流计算模型，如交互式激活模型（Interactive Activation model）和双通路级联模型（Dual-Route Cascaded model），大多预测并解释了因素间的超相加交互作用，即一个因素在另一个因素的慢速水平上效应更大。然而，词汇判断任务中观察到的词频与刺激质量的稳健相加效应构成了重大例外，这对现有理论提出了严峻挑战。先前的研究提出，这种相加性可能源于一个早期的、受刺激质量影响的知觉归一化阶段，以及一个随后的、受词频影响但对刺激质量不敏感的加工阶段。然而，当非词与真词的相似度增加（如使用伪同音非词）时，这种相加性在反应时分布的不同部分表现出复杂的消长关系。为了进一步验证这一现象的普适性并深入理解其背后的认知机制，特别是探究正字法重叠是否足以引发与语音重叠相似的效应，研究人员开展了本研究，旨在通过操纵非词类型来考察其对词频与刺激质量交互作用的调节效应。

本研究发表于《Acta Psychologica》，主要包含两个实验。实验一招募了 98 名滑铁卢大学（University of Waterloo）的学生参与在线实验，采用词汇判断任务，刺激材料包括高频词和低频词，背景非词选用易位字母非词（transposed-letter nonwords, TL nonwords），即通过交换基词中两个字母位置生成的非词（如 JUGDE），以此增加词与非词在正字法熟悉度上的重叠。实验二作为控制组，招募了 93 名同校学生，除将背景非词替换为标准合法非词（legal nonwords，如 FLIRP）外，其他程序、刺激子集及分析流程与实验一保持一致。两个实验均采用在线平台进行，通过快速交替呈现目标词串与掩蔽符号（如@#%&?*）来操纵刺激质量（清晰 vs. 退化），并记录参与者的反应时与准确率。研究人员重点利用反应时分布分析（RT distributional analyses），将数据划分为不同的分位数（quantiles），以精细考察实验因素在快速反应与慢速反应中的不同影响模式。

研究结果表明，在实验一中，当背景为易位字母非词时，平均反应时层面上词频与刺激质量仍表现为相加效应，但在反应时分布分析中发现了显著的三方交互作用。具体而言，在反应较快的分位数区间，观察到超相加交互作用，即退化刺激下的词频效应大于清晰刺激；而在反应较慢的分位数区间，交互作用方向反转，呈现低度相加趋势，即清晰刺激下的词频效应反而更大。这种分布上的交叉模式在实验二中完全消失。当背景替换为标准合法非词时，无论是在平均反应时还是反应时分布的各个分位点上，词频与刺激质量均表现出稳健的相加效应，未出现交互作用的反转。

讨论部分指出，研究结果支持了双重加工假设：在词汇判断任务中，存在一个基于熟悉度的快速加工过程和一个需要注意力参与的慢速分析过程。当非词与真词相似度较低时（如标准非词），参与者主要依赖早期的知觉归一化过程来恢复熟悉度信号，该过程受刺激质量影响但不受词频影响，随后的词汇通达过程受词频影响但不受刺激质量影响，从而在整体上表现为相加效应。然而，当非词难度增加（如易位字母非词或伪同音非词），词与非词的熟悉度重叠度提高，导致基于熟悉度的判别策略失效。此时，早期知觉归一化过程被抑制，导致在快速反应段出现符合级联加工预测的超相加效应。而在慢速反应段，由于刺激退化严重且判别困难，参与者被迫启动更耗时的词后分析检查（如拼写核查或语义提取），这种检查在低频词和退化条件下尤为显著，且由于难度过大，导致高频与低频词在尾部反应时的差异缩小，从而产生了低度相加甚至反转的交互模式。

综上所述，研究结论强调，词频与刺激质量的相加性并非词汇加工的普遍属性，而是特定于依赖熟悉度判别的标准词汇判断任务。一旦任务难度增加迫使加工策略发生转变，这种相加性即被复杂的交互作用所取代。这一发现揭示了任务特异性需求对一般加工机制的深刻调节作用，指出当前的计算模型若要准确模拟人类词汇识别过程，必须能够解释这种随任务语境动态变化的分布模式，特别是需要纳入对任务策略性调整及多阶段加工机制的考量。这不仅为视觉词汇识别理论提供了严格的经验基准，也突显了超越平均反应时、深入分析反应时分布在揭示潜在认知过程方面的重要价值。