情绪加工与阅读理解——ERP研究综述

Emotion Processing and Reading Comprehension—A Review of ERP Studies

摘要: ERP技术在心理学的研究当中得到广泛的普及与应用，许多研究者在研究与情绪加工相关的方面时采用了ERP技术。情绪加工的过程中所展现出的ERP成分振幅和潜伏期的不同反映了不同的内在机制，本文首先介绍了情绪加工过程中效价及唤醒度相互作用的ERP研究；然后介绍了情绪的不同效价与唤醒度对于阅读理解过程的影响，以及对不同群体之间，情绪对阅读理解的影响的差异进行了阐述；接着对在阅读理解过程中的情绪性特征以及语言词汇学特征的相互作用进行了简单的阐述；最后，对于以上的各方面研究进行总结，对未来的研究方向提出展望。

Abstract: ERP technology has been widely popularized and applied in the study of psychology, and many researchers have adopted ERP technology in the study of the aspects related to emotional processing. The different amplitudes and latency of ERP components during emotion processing reflect different internal mechanisms. This paper first introduces the ERP study on the interaction between titer and arousal during emotion processing. Then it introduces the influence of different emotional valence and arousal on the reading comprehension process, and expounds the difference of the influence of emotion on reading comprehension among different groups. Then the interaction between emotionality and lexicology in the process of reading comprehension is briefly explained. Finally, the above aspects of the research are summarized, and the future research direction is proposed.

1. 引言

自二十世纪六十年代起，Sutton率先引入了事件相关电位(ERP)的理论框架，这一创新方法聚焦于通过头颅表面记录大脑在特定事件刺激下产生的电活动。借助平均叠加技术，科学家们能够汇总并分析这些电位信号，从而揭示出认知过程中大脑神经电生理活动的微妙变化。这一过程不仅深化了我们对大脑功能的理解，还为实现不同认知活动的精确区分提供了科学依据。因为事件相关电位与认知过程有密切关系，所以ERP (event-related potential)技术被认为是“窥视”心理活动的“窗口”。许多学者将ERP技术运用到语言、情绪和动机等方面的研究。近年来，众多ERP (事件相关电位)研究表明，词汇的情绪属性显著提升了大脑皮层在处理这些词汇时的活跃度，这一效应贯穿于视觉词汇加工的全过程各个阶段 [1]。鉴于此，本文对近年来ERP技术在情绪相关研究领域的广泛应用进行了深入的整理、归纳与评论，旨在为后续研究者提供有价值的参考与启发，促进该领域研究的进一步发展。

2. 文献综述

2.1. 与情绪相关的ERP成分

在情绪处理的动态演变中，事件相关电位(ERP)成分的振幅与潜伏期的显著差异，凸显了大脑在处理情绪信息时采用的多样化机制。特别是，早期的ERP成分，如P1和N1，它们在刺激呈现后的极短时间内(大约100毫秒内)迅速显现，这些成分主要映射了大脑对刺激信息的初步、自动化的注意分配和初步处理过程[2]。这一过程体现了大脑在情绪加工初期的高效与灵活性。研究表明，情绪词汇的呈现能够影响这一早期的脑电活动模式，特别是N1-P1复合体。具体而言，与中性词汇相比，负性情绪词汇倾向于引发更大的N1振幅[3]以及P1波幅[4]，这一现象揭示了情绪词汇相比中性词汇更能有效吸引并分配个体的注意资源。N170/VPP成分作为大脑对面孔信息结构进行深入分析的标志，展现了其在表情识别中的类别效应，这一发现由Campanella S，Quiner P，Bruyer R等人(2005)的研究所证实[5]。有趣的是，在词汇处理的早期阶段，N170成分也显现出了与面孔识别过程相似的激活模式，这进一步拓宽了我们对该成分在视觉对象广泛识别中作用的理解。此外，N170成分的振幅还受到词汇情绪色彩的影响，具体表现为情绪性词汇相较于中性词汇能引发更强烈的N170波幅增强[6]，但在正性与负性情绪词之间，N170的振幅差异并不显著。另一方面，P300成分作为晚期正波，其潜伏期约为300毫秒，是情绪刺激加工的重要神经电生理指标。研究表明，无论是正性还是负性情绪刺激，均能引起P300成分的变化，但变化幅度有所不同。一些研究者发现，在正常受试者中，负性情绪刺激相较于正性刺激能诱发更大的P300波幅，这暗示了负性情绪可能调动了更多的神经资源参与情绪信息的深度处理[7]。然而，也有相反的观点提出，愉悦刺激实际上能引发比非愉悦刺激更大的皮层正电位。值得注意的是，尽管情绪刺激的性质不同，但在正常受试者中，这些刺激所诱发的P300潜伏期却相对稳定，这可能意味着情绪刺激的评价过程在时间上具有某种程度的恒定性。EPN (Early Posterior Negativity)成分在刺激呈现后的200至300毫秒时间窗内显著出现，其主要激活区域集中在顶颞叶皮层。相较于中性词汇，情绪性词汇能够激发更为显著的EPN波幅增强，这一发现得到了Schindler & Kissler (2016)的研究的支持[8]。另一方面，N400作为一个在刺激呈现后200至600毫秒内出现的单向负波，其主要分布于中央-顶叶区域，并略微偏向左半球。研究揭示，N400的波幅变化与情绪期待效应紧密相关：负性情绪词在引发N400时，其波幅相较于正性情绪词更小[9]。这一现象可能反映了大脑在处理与预期不符的情绪信息时的特殊机制。此外，N400波幅的增大通常被视为语义加工受阻的标志，而波幅的减小则可能表明语义加工的流畅性增强。当某个词在某个语境中出现的预期更低时，其N400的振幅会更大，所以，N400在阅读理解的过程中也反映了理解的困难程度。而在抑郁症患者中，负性情绪词诱发N400振幅比正性情绪小，当给出负性内容的时候，可在额叶观察到250 ms~500 ms的正波。在情绪处理的较晚阶段，LPP (Late Posterior Positivity，晚期正成分)或称为LPC (Late Positive Complex，晚正复合波)成分显得尤为关键。这一成分通常在刺激呈现后的500至800毫秒内显现，其主要激活区域覆盖了中央顶叶区域。LPP被视为情绪加工领域的一个重要晚期成分，研究者普遍认为它揭示了大脑对情绪信息进行深入、精细加工的高级认知过程。这一过程不仅体现了情绪处理的复杂性，也揭示了大脑在情绪调控与理解方面的强大能力。在词汇加工的后期阶段，情绪效应的一个显著体现是LPC (晚期正成分)的波幅变化，该成分对情绪信息中的细微差别展现出了高度的敏感性，从而成为评估情绪加工深度的一个重要指标。Hinojosa等人通过实施词汇–语义判断任务发现，与中性词汇相比，正性和负性情绪词汇均引发了更为显著的LPC (晚期正成分)波幅增大，这一发现表明情绪性刺激的加工过程相较于中性刺激更为深入和细致[10]。此外，还有研究进一步指出，正性情绪词与负性情绪词所触发的LPC波幅之间存在显著差异[11]，这进一步证实了LPC成分在区分不同情绪信息方面的有效性和敏感性。因此，LPC成分成为了研究情绪加工过程中信息区分与精细处理的重要工具。

基于对情绪加工的认识以及相关的各种ERP成分情绪的认识，许多学者开始通过ERP来研究情绪加工过程中的情绪效价和唤醒度之间的关系。Russell最早提出了核心情感理论，个体的具体情绪都是源于核心情感，认为核心情感是情绪产生之前的一种神经生理状态，是享乐效价(愉悦–不愉悦)和唤醒效价(困乏–激活)的整合[12]。冯特是心理学领域的先驱之一，他率先提出了情感体验的二元属性框架，即情绪效价与唤醒度。这一理论将情绪解构为两个基本维度：效价(Valence)和唤醒度(Arousal)。效价，作为情绪的一个核心维度，描述了情绪体验在愉快至不愉快之间的连续变化，它刻画了情绪本身的性质或方向。而唤醒度，则衡量了情绪从平静到强烈兴奋的激活程度，反映了情绪状态的激烈与否。这一经典的理论框架，由Russell (1980)等学者进一步阐释和完善，为后续的情绪研究奠定了坚实的基础。那么，在情绪信息的加工过程中，不同的情绪效价会产生如何不同的大脑皮层活动的变化呢？在过去对于情绪信息大量的研究中，对于不同情绪效价的情绪效应的研究进行了一系列的探讨。得出的大部分结论是认为，积极情绪信息和消极情绪信息的唤醒度高于中性情绪信息的唤醒度，大部分研究还通过对高唤醒度和低唤醒度的情绪信息的比较，来对比不同情绪信息的情绪加工过程的大脑皮层产生的差异。研究表明，情绪效价各异的词汇能够激发大脑皮层产生不同程度的唤醒反应，且这种交互效应在词汇处理的初始阶段便已开始显现。Hofmann、Kuchinke、Tamm和Jacobs等人通过设计一项词汇判断任务，深入探讨了这一现象[13]。在该任务中，受试者被要求对不同类型的词汇进行分类，包括高唤醒度的消极词汇、低唤醒度的消极词汇、低唤醒度的积极词汇以及中性词汇。实验结果显示，在刺激呈现后的80至120毫秒之间，高唤醒度的消极词汇和低唤醒度的积极词汇相较于中性词汇和低唤醒度的消极词汇，引发了一个更为显著的负波反应。这一发现表明，具有显著情绪色彩的词汇能够在词汇处理的早期阶段就触发大脑更强烈的活动，反映出情绪对认知过程的快速影响。然而，对于低唤醒度的消极词汇与中性词汇而言，它们在引发大脑活动方面并未展现出显著差异，这可能意味着在低唤醒状态下，情绪对认知过程的影响相对较弱。这说明在情绪加工早期阶段，不同情绪效价的词汇是会与不同的唤醒度产生相互作用的，即词汇的情绪效价与唤醒度之间是存在着交互作用的。然而，西南大学袁加锦采用双选择Oddball范式，情绪图片呈现时间最长1000 ms，研究发现被试对正性效价与唤醒度的变化不敏感，而对负性效价与唤醒度的变化比较明显，这也支持了在情绪加工的过程中效价与唤醒度之间存在着交互作用。并且Bayer等人采用了语义判断任务，对比了高唤醒的消极词汇、低唤醒的消极词汇和中性词汇的加工，结果发现高唤醒的消极词汇比中性词汇引发了更大的LPP波幅，但高低唤醒度的消极词汇之间没有显著差异[14]。这也说明效价与唤醒度之间不是相互独立的，他们之间是密不可分的，但是主要是发生在情绪加工的晚期阶段。综上可知，情绪效价和唤醒度之间在情绪加工的早期和晚期都存在着非常紧密的关系。

2.2. 情绪对阅读理解过程的影响

2.2.1. 情绪对个体情境感知的影响

众所周知，情绪会影响个体的认知活动，同一个行为，由于个体处于不同的情绪状态下，会使得个体感知到不同的信息。情绪会改变个体对当前所处情境的感知，从而会影响个体的认知行为，比如问题解决、推理和与个体息息相关的阅读技能。不同的情绪效价和不同的唤醒度对个体的认知活动会产生不同的影响。积极或者消极的情绪可以通过两种不同的方式影响认知处理：一是当其内容与情绪效价的配价相匹配时，它可以促进信息的处理；二是它可以决定在执行任务时采用的处理策略。

2.2.2. 情绪对个体语义加工的影响

情绪可以影响语篇理解语境当中的语义加工，因为情绪构成了一种情绪框架，而不是语言语境。情绪影响阅读理解的过程在很早之前就得到了大多数学者的认可。通过对阅读理解的文献梳理，可以得出，大多数的研究所得的结果都认为积极情绪会提高阅读理解的效率，而消极情绪则会降低阅读理解的效率。Chwilla et al. (2011)利用ERP技术中的N400成分研究了消极情绪和积极情绪状态下对阅读理解的影响。在这个研究中，向被试简单的展示了情感诱导图像，然后展示了最后一个单词，其中包含一个很容易预测的高完型句和一个难以预测的低完型句，研究结果显示，在两种条件下，积极情绪状态下所引起的N400的振幅比消极情绪状态下和中性情绪状态下所引起的N400振幅更大，并且对于积极情绪状态下的被试，N400效应扩散到大脑的两个半球，积极情绪促进了对语义加工的处理，但对于消极情绪的被试来说，N400效应仅限于大脑的右侧，仅促进了对外部刺激和分析处理的狭隘关注。这和Van Berkum (2013)的研究结果相一致，该研究使用了因果偏差句，要求被试解释句子的因果关系，结果发现，在积极情绪状态下，N400效应更明显，意外词汇的出现会导致更大的N400振幅。

2.3. 情绪对阅读理解影响的个体差异

以往的大多数学者对情绪与阅读理解的关系所研究的对象都局限于面向具有良好阅读能力的年轻被试，但却缺少对于认知能力退化的老年被试的研究。Clore和Huntsinger等人提出积极情绪会促进启发式的阅读策略，而消极情绪会促进算法式的阅读处理。老年人在阅读理解的过程当中更倾向于使用算法处理的策略，而年轻人在阅读理解的当中则更倾向于使用启发式策略。算法方法的阅读是对单个信息片段的理解，而不是整体信息以及上下文的联系，因此很难推断后续阅读的内容。而启发式方法的使用是基于正在阅读的文章的内容推导出新的信息，这样就可以更容易的预测后面将要呈现的内容。基于以上学者们的研究，在积极情绪下与消极情绪下，老年人与年轻人在阅读理解的过程当中应该存在着差异，并且老年人与年轻人在阅读理解的过程当中所引起的N400的振幅也应该存在着差异。并且在积极情绪状态下，年轻人的阅读理解能力应该大于老年人，而在效价情绪状态下，阅读能力的情况应该相反。Wlotko (2012)所做的研究年轻人和老年人在使用含有弱约束词的句子和强约束词的句子在阅读理解方面的差异时发现，老年人和年轻人在弱约束词的句子条件下所引起的N400振幅没有显著的差异，而在强约束性句子的条件下，年轻人所引起的N400的振幅要小于老年人所引起的N400振幅[4]。以上研究虽然没有直接指出老年人和年轻人的阅读理解的能力是由于老年人认知能力退化所引起的，但是却明确指出了老年人和年轻人的对于信息加工的方式是存在差异的。两位韩国学者分别对老年人被试和年轻人被试进行研究，通过情感诱导图像先让被试获得某种特定的情绪，通过RSVP范式，然后要求被试对一些谓语被进行替换的错误的句子和完整且正确的句子进行准确性的判断。结果发现，年轻人在积极情绪状态下和消极情绪状态下所产生的N400振幅没有显著的差异；研究发现，老年人在体验积极情绪时，其N400成分的振幅显著低于处于消极情绪状态下的振幅，这揭示了情绪状态对老年人大脑语言处理能力的影响。进一步分析表明，在积极情绪背景下，无论是年轻人还是老年人，N400成分的潜伏期均呈现出相似的模式，未展现出显著差异。然而，当情绪转向消极时，老年人的N400潜伏期相较于年轻人出现了明显的延长[15]。这一发现强调了情绪状态与年龄因素在大脑语言处理效率中的复杂交互作用。在消极情绪状态下，老年人在判断句子的任务当中的潜伏期比年轻人长是由于在消极情绪状态下，在老年人原本认知资源就退化的情况下，增加了老年人的认知和记忆的负荷[16]。年轻人在消极状态下，N400的潜伏期较短，Schindler等人(2016)的研究当中发现，当噪音干扰增加时会导致消极情绪的产生，从而会产生心理阻力，为克服干扰，从而年轻人就需要增加注意力，导致N400潜伏期较短[8]。

2.4. 情绪与阅读理解过程中的词汇具体性的关系

情绪会对阅读理解的过程产生影响，并且这样的影响在面向不同认知特点和风格的群体，时会产生差异，比如老年人和年轻人之间，而这样的差异是基于情绪加工过程中的感知信息效价和唤醒度等情绪性特征的所产生的作用，而当输入刺激的情绪性特征和语言本身的词汇学特征信息产生相互作用时，又会如何来影响个体对于感知到的信息的加工呢？语言，作为人类情感交流不可或缺的核心工具，其词汇依据其能否在听者的心智中唤起具体形象的能力，被细致地划分为具体词与抽象词两大类别。这一分类体系深刻揭示了词汇在语义层面的本质差异与多样性。在词汇学的广阔领域中，词汇的情绪性和具体性作为两个相互独立却又紧密相连的特征，各自在词汇的认知处理过程中占据独特地位，它们相互交织，共同作用于词汇的加工速度与质量，深刻影响着我们对词汇内容的理解深度与广度[17]。具体而言，情绪性关乎词汇所携带的情感色彩，而具体性则侧重于词汇能否直接映射到具体的物理或心理表象上。而过去学者们对情绪、词汇的具体性与阅读理解过程中词汇通达的关系的研究得出了大量的结果。广泛的ERP研究已证实，词汇的情绪属性能够显著增强大脑皮层的活动响应，这一过程贯穿于视觉词汇加工的整个链条[1]。Yi等人(2015)采用创新的双任务RSVP范式，深入探索了情绪名词与情绪形容词在加工过程中的差异，指出除词性差异外，情绪名词的加工还可能受到词汇具体性的影响，进而将情绪名词细分为具体情绪名词与抽象情绪名词[6]。词汇加工的具体性效应是一个重要的研究发现，它揭示了在不同实验情境下，具体词汇相较于抽象词汇往往加工速度更快，准确性也更高。这种效应在ERP的晚期成分上尤为显著，具体表现为具体词汇诱发了更大的N400和N700振幅，同时伴随着LPC振幅的减小。然而，Trauer等人(2015)的研究发现，在反应时间上存在抽象性效应，即被试对抽象词的加工速度实际上快于具体词[18]。研究者指出，在严格调控词汇的表象性和语境有效性的条件下，传统上认为的具体词在加工过程中的优势地位变得不再显著。相反，抽象词由于其与情绪信息的紧密关联以及蕴含的丰富情感内涵，在信息处理上展现出了独特的优势。这一发现挑战了以往对词汇加工机制的认知，强调了情绪因素在抽象词处理中的重要作用。这一发现挑战了以往对词汇加工具体性效应的传统理解，并促使我们重新审视词汇属性在情感表达与信息处理中的复杂角色。在名词的加工过程中，ERP (事件相关电位)成分的早期和晚期阶段均受到情绪效价的显著调节。具体而言，与中性词相比，情绪性名词能够诱发更大的N170和LPC波幅，这显示了情绪信息在词汇加工初期即已产生显著影响。此外，词汇的具体性也在名词加工的早晚期扮演了重要角色，具体名词相较于抽象名词，同样触发了更强的N170和LPC反应，这揭示了具体性在词汇早期感知和后期处理中的优势。然而，进一步的分析表明，词汇的具体性对情绪名词加工的晚期阶段产生了特定的影响。在这一阶段，LPC波幅的变化能够敏感地区分出不同情绪效价的抽象词，而对于具体词，则主要限于区分情绪性与非情绪性。这一发现暗示了抽象词可能承载着更为丰富的情绪信息，从而在大脑的加工过程中展现出了对情绪信息的更深层次和精细化的处理能力。因此，可以认为抽象词在情绪信息的传递与解析上，相较于具体词，具有其独特的优势与复杂性。

3. 总结与未来展望

首先，多数学者对于情绪性信息的效价和唤醒度的单独的研究已经有了大多数的结论，并且也得到了大多数学者的认同。但是对于情绪效价与唤醒度之间是否存在相互作用？如果存在着相互作用的话，那么两者之间的关系是如何的？问题仍然没有统一的大多数人认可的定论。其次，在研究情绪对阅读理解过程的影响方面确实也有了一定的进展，但是，以往的研究大多基于具有良好认知能力的年轻人进行的，对其他特殊群体的研究还较少涉及到，比如儿童、老年人、学习障碍者等，或者对于不同特征群体之间差异的比较也较少涉及到，比如文中提到的老年人与年轻人之间的比较或者不同性别差异的比较。最后，对于阅读理解当中，在获取输入的信息时，对信息本身的情绪性特征以及词汇学特征的相互作用的关系以及对阅读理解的影响方面还较少涉及到。