A8.01.1Reaction time stages研究设计

反应时由感觉传导、中枢处理、运动传导与肌肉激活四段构成

别名: 反应时分解 · Model Human Processor · information-processing stages of RT

概念解释

反应时(reaction time, RT)指从刺激呈现到反应动作开始(不是完成)之间的时间间隔,可以拆解为四个先后衔接的阶段:感觉传导(刺激从感受器经神经传入中枢的时间)、中枢处理(识别刺激并决定做出何种反应)、运动传导(决策信号经神经传出到达效应肌肉)、肌肉激活(肌肉从接收指令到产生足以启动可观察动作的张力)。这套拆分来自经典的人体信息加工模型(information-processing model of RT),Card、Moran 与 Newell 提出的 Model Human Processor 给出过常被引用的参考量级:知觉处理器约一个 100ms 周期,认知处理器约 70ms,运动处理器约 70ms,但这些数字是处理周期的参考值,不是每次反应必然经过的固定延迟。

机制

分段的依据是每一段对应不同的生理与心理过程,且可以被不同的实验操纵分别改变——增大刺激强度主要缩短感觉传导段,增加选项数量主要拉长中枢处理段,改变反应肢体或动作幅度主要影响运动传导与肌肉激活段。四段之间是严格串行还是存在重叠(例如运动系统是否要等感觉信息完全传入才开始预激活),在不同任务和感觉通道下并不一致,但作为分析工具,四段划分能把"反应变慢"这个笼统现象拆解为"哪一段变慢",从而对应到不同的干预点。

怎么研究

四段本身很难被直接测量——多数实验设备只能记录刺激呈现到反应动作产生(按键、发声)之间的总时长,无法单独读出感觉传导用了多少毫秒。研究者通常操纵单一变量(只改变刺激强度、只改变选项数)并观察总反应时的变化量,据此反推该操纵主要作用于哪一段;肌电图(EMG)能更精细地捕捉运动传导与肌肉激活之间的分界,把"中枢决策完成"和"肌肉真正开始发力"区分开来。

边界

四段模型是对连续神经加工过程的离散化简化,实际的感觉、认知、运动过程之间存在信息传递的重叠与提前启动(运动系统可能在决策尚未完全确定时就已开始预激活),把四段当作严格串行、互不重叠的流水线会高估某个单一变量对总时长的影响幅度。这套分解描述的只是从刺激到动作开始为止,动作本身的执行过程与到达目标所需的时间不在这四段的覆盖范围内。

怎么落地

需要缩短用户对提示的响应速度时,先判断瓶颈更可能出现在哪一段,再决定优化方向:如果识别提示含义本身困难(图标含义不明确),问题在中枢处理段,应简化含义而不是加快显示速度;如果提示本身的物理强度不足(对比度低、音量小),问题在感觉传导段,应增强刺激的物理显著性;如果反应动作本身笨重(需要长距离移动手臂),问题在运动传导与肌肉激活段,应缩短动作距离或改用更小肌群完成的动作。验证办法:分别单独改变刺激强度、任务复杂度、动作幅度三类变量,比较总反应时各自的变化量,确认改动是否命中了预期要优化的那一段。

延伸

  • 同组A8.01.2 反应时与运动时是两个独立阶段,需分别计量 · A8.01.3 简单反应时:单一刺激对应单一反应 · A8.01.4 选择反应时:反应时随可选项数量增长 · A8.01.5 辨别反应时:需先判断刺激类别再决定是否反应 · A8.01.6 存在反应时下限,快于该值的响应属于预判而非反应 · A8.01.7 反应时的个体差异大于多数界面优化的收益
  • 相邻A8.03 预期与预备信号 · A8.04 心理不应期
  • 站内检索reaction time · information-processing model · Model Human Processor

同组卡片

快捷操作

分享

分享当前页面

ios_share

https://hci.top/zh/handbook/A8.01.1