阈下信息技术在信息时代的新应用

阈下信息技术在信息时代的新应用

【摘要】信息技术的不断发展在给人们带来便利的同时，也给人带来了沉重的认知负担。人所能接收的信息量受到认知资源的有限性的制约，从而限制了信息化设备的有效应用。为解决这一问题，阈下信息技术被引入到人机交互领域中，用于在人意识不到的情况下将信息“插入”大脑中，从而减轻认知负担。本文总结了阈下信息技术研究方法和理论基础的发展成果，及其在人机交互领域中的应用研究情况。

【关键词】阈下信息技术；认知资源；人机交互

0 引言

在信息技术不断发展的今天，我们的生活与各种各样的信息化设备紧密地联系在一起。这些信息化设备使得信息传递和呈现的速度越来越快，数量越来越多，这在给生活和工作带来便利的同时，也给大脑带来了沉重的负担。信息技术领域的研究者逐步意识到了这一矛盾，并开始着手研究如何提高用户使用的舒适度和人机交互的有效性，阈下信息技术获得了许多研究者的青睐。所谓阈下信息，是指处在人感觉器官客观阈限之上，主观阈限之下，虽然不能被人意识到，但是能够为感觉器官接收的信息。而阈下信息技术，则是指利用这种信息来影响和改变人的心理和行为的技术。这种信息的知觉和加工不会占用意识的认知资源，能够在不增加认知负担的前提下，将额外的信息传递给个体。因此，有的研究者认为，利用恰当的方式，通过恰当的渠道给用户提供阈下信息，能够有效解决上述问题，提供一种更加自然、方便、有效的人机交互方式。

1 阈下信息技术研究的发展和完善

早期的阈下信息技术研究“重应用”而“轻理论”，导致阈下技术在短暂繁荣过后，受到了心理学界的广泛质疑。所幸的是，仍有学者坚持在吸取前人失败经验的基础上，不断完善阈下技术的研究方法，从基础理论出发，一步一步地推进阈下技术的研究。他们的努力最终获得了心理学界的认可，为阈下信息技术重新注入了活力。

过去的三十年来，研究阈下信息对行为影响的最常用实验范式是“掩蔽启动范式”，用于检验一个受到掩蔽的刺激对其随后呈现的刺激有何影响。但是对于该实验范式的争议也一直存在。这些方法论上的缺陷使得阈下信息的效果受到了广泛的质疑。为了弥补研究方法存在的不足，研究者们对原有的方法进行改进，形成了几种新的，更加可靠的阈下信息研究范式。

Humphreys[1]和Forster[2]借鉴了语言心理学的研究方法，用正字法以及重复启动代替了语义启动，从而绕开了之前实验范式的短板，证明了阈下信息能够在词汇层面进行加工。此后Greenwald等人又在原有范式的基础上进行了两点改进。首先是采用了“反应窗”技术，要求被试尽可能快地对目标刺激作出反应，从

而提高了间接测量的敏感度。然后是采用一种回归统计的方法，代替了原有的统计方法。[3]而Dehaene和同事首次使用了脑成像技术，并发现阈下启动能够引发运动皮层的神经活动，这表明，当被试在对目标进行语义分类任务时，他们也在无意识中将任务指令运用到了阈下启动中。[4]在这些研究方法提出之后，对阈下信息研究方法论上的批评渐渐平息，阈下信息的有效性逐步获得认可，并为深入研究和理解阈下信息的作用机理提供了有力的支撑。

可以说，阈下信息技术的基础理论研究是无意识认知研究的一个子集。早期的阈下信息技术基础研究几乎是与无意识认知研究相互脱离的。阈下信息技术研究的重点在于探讨无意识知觉到的刺激（主要是刺激强度处在阈下水平的信息）能否为人所知觉到，能否进行进一步加工处理，能否影响其他心理进程，从而导致心理和行为的改变。而无意识认知研究则主要考察无意识加工，而不仅仅局限于阈下知觉，还有那些没有意识到的认知加工过程也是研究重点。近年来，研究者们逐渐意识到，这两种研究思路应该相互融合，才能够取长补短，实现对两者的全面理解。Hassin在此思路上用“Yes It Can”（YIT）原则来描述无意识思维的能力，[5]该理论表明阈下信息对人的影响是十分广泛的，这为阈下信息技术在人机交互领域的应用奠定了理论基础。

2 阈下信息技术在人机交互领域的应用

阈下信息技术在认知心理学研究的推动下日趋成熟，才会被众多人机交互领域的研究者们视为解决人机交互信息传递难题的首选方法，都将阈下信息技术作为研讨的重点，并发表了一系列应用研究的新成果。根据这些研究所依托的基本原理，大致可以将他们分为两类。

第一类主要依托阈下条件反射原理，这与操作性条件反射原理相似，当一个信息与积极的阈下信息不断重复匹配出现之后，这种信息将会引起人的好感；相反的，如果该信息与负面的阈下信息不断匹配出现，则会使人感到厌恶。依据这一原理，只要依据人对计算机显示的信息是否理解正确，及时地给予相应的阈下信息作为反馈，就能够使人对正确的理解产生条件反射，提高信息交流的效率。Ham等人研究了计算机呈现的阈下信息能否在用户意识不到的情况下影响用户。发现阈上反馈和阈下反馈组的被试与无反馈组的被试相比，排序正确率更高。

[6]Ritter则更进一步将阈下信息技术用于改善人在使用计算机时的主观体验。[7]

另一类主要依托阈下反应相容原理。该原理认为，如果之前显示的阈下信息与随后显示的目标信息所需要作出的反应一致的话，阈下信息就能够提高随后显示信息的反应速度和理解度；而当这两者所需要作出的反应不一致时，阈下信息则会抑制随后显示信息的反应速度和理解度。Chalfoun和Frasson的研究表明，这一原理能够用于提高虚拟环境中的学习效率。而且他们还使用脑电技术记录下了学生实验过程中的情绪和脑电反应，生理数据分析为阈下信息对虚拟学习的影响提供了有力的证据。[8]此外，Riener利用这一原理，来帮助驾驶员作出正确的驾驶操作。相对于没有提供阈下信息的行驶路段来说，提供了阈下信息的路段中驾驶更加经济环保安全。而且数据分析表明，安全带提供的阈下信息效果显著，而座位提供的信息效果不明显。[9]

3 结语

虽然阈下信息技术发展的时间并不算长，而且发展过程中饱受争议，但是在认知心理学无意识研究的推动下，其研究方法不断改进，理论研究不断深入和应用研究不断扩展，最终获得了众多研究者的认可和青睐。在信息技术不断发展的今天，阈下信息技术的发展成熟为我们解决人机交互的主要难题提供了全新的思路。然而，虽然认知心理学相关文献中已经陈述了许多“成功”应用阈下信息的例子，为无意识认知心理活动提供了大量证据，但是这些研究依旧存在缺陷，最主要的问题就是缺乏在真实情境下阈下信息技术的应用研究。因此，尽快在模拟的真实环境中开展阈下信息技术的应用研究，对于深化我们对于该技术基本原理的理解具有重要意义。【参考文献】

[1]Humpherys G. W.，Evett L. J.，Taylor D. E.（1982）. Automatic phonological priming in visual word recognition[J]. Memory Cognition，1982；10：576-590.

[2]Forster，K.I.，& Davis，C.（1984）.Repetition priming and frequency attenuation in lexical access[J].Journal of Experimental Psychology：Learning，Memory，and Cognition，10，680-698.

[3]Greenwald，A.G.，Draine，S.C.，& Abrams，R.L. （1996）. Three cognitive markers of unconscious semantic activation[J]. Science，273，1699-1702.

[4]Dehaene，S.，Naccache，L.，Le Clec’H，G.，Koechlin，E.，Mueller，M.，Dehaene- Lambertz，G.，van de Moortele，P. F.，& Le Bihan，D. （1998）. Imaging unconscious semantic priming[J]. Nature，395，597-600.

[5]Hassin，R. R.（2012）. Yes It Can：On the Functional Abilities of the Human Unconscious[M]. Perspectives in Psychological Science，in press.

[6]Ham，J.，Midden，C.，Beute，F.（2009）. Unconscious Persuasion by Ambient Persuasive Technology：Evidence for the Effectivity of Subliminal Feedback[C]// Proceeding of the Persuasive Technology and Digital Behavior Intervention Symposium.Published by SSAISB，16-21.