導讀

簡單按鍵的反應持續(xù)時間是一種容易獲得但未被充分利用的測量指標。雖然反應時間在實驗心理學家和認知建模者開發(fā)的工具箱中占據主導地位，但任何關于標準按鍵反應的研究也允許測量從反應開始到反應結束等持續(xù)時間。此外，反應時間和持續(xù)時間是完全獨立的，所以反應持續(xù)時間很有可能是揭示認知加工過程獨特視角的一種手段。本研究展示了最近的觀察結果和相應的理論框架，以強調這一不起眼的測量指標值得比迄今為止更多的關注?？紤]到一般的實驗設置不需要額外的成本，因而建議所有研究人員考慮將反應持續(xù)時間指標添加到他們的實驗工具箱中。

引言

反應時間是實驗心理學的主要內容。它們提供了一種研究大腦內部活動的精巧方法，但評估起來卻非常簡單；它所需要的只是測量刺激出現和明顯反應開始之間的時間。
當前反應時間的卓越表現源于將這種測量方法與心理過程的一般原則聯(lián)系起來的經典實驗，包括與智力、人格和非典型心理功能的假設關系。重要的是，這一傳統(tǒng)假設反應時間涉及不同的處理階段(例如感知和分類刺激信息)，選擇適當的行動，以及啟動運動反應。然而，反應時間的一個主要缺點是具有高瞬時變異性。因此，隨著計算機技術的出現，反應時間被堅定地確立為一項首選的測量指標，這使研究人員能夠快速、輕松地收集每個參與者的多種觀察結果。然后，該數據庫允許研究人員對相同條件的多次重復進行平均，并將復雜的證據積累計算模型與觀察到的數據相匹配。
心理學和神經科學領域中的典型建模工作通過關注達到決策閾值所需的時間來利用反應時間。信息處理框架也是如此，例如人類認知的感覺運動階段模型，它涵蓋了運動開始前的過程，但不包括任何后續(xù)的加工過程。因此，這些理論傳統(tǒng)默認認為運動執(zhí)行只是認知加工的附屬物，并假設行動執(zhí)行的后期與心理理論沒有特別的關系。因此，實際的運動控制被稱為“心理學的灰姑娘”，以反映這種被忽視的狀態(tài)。
許多認知方法對運動執(zhí)行的忽視與一系列不高度依賴反應時間測量的領域形成了鮮明的對比。事實上，一些實驗設置顯然需要研究運動是如何實現的，例如伸手、抓握或指向動作；鼠標光標的移動和在觸摸屏上的滑動；以及日常生活中的移動數據。心理語言學研究中的音節(jié)持續(xù)時間測量和眼動追蹤研究中的停留時間測量同樣如此。
這些測量指標中的大多數都能獲得明顯的信息，因為它們能夠捕捉到微調和協(xié)調運動的難度，比如運動時間，或從視覺輸入中提取信息所需的時間(視覺停留時間)。對于目前的論點至關重要的是，即使是簡單的、預先編程的動作(例如，按鍵或點擊)，也比單一的反應時間測量提供了更多的信息。
與上述動作執(zhí)行過程密切相關的測量指標是反應持續(xù)時間的測量，即反應開始(按鍵)和反應結束(按鍵釋放)之間的時間。然而，在評估動作執(zhí)行的所有可能方法中，該測量方法到目前為止在社區(qū)中受到的關注特別少(這對我們來說也是如此，我們經常對更廣泛的運動進行類似的變量評估，而對常見按鍵反應的反應持續(xù)時間視而不見)。這種情況或許更令人驚訝，因為在心理科學和其他領域的無數研究中，反應持續(xù)時間是任何按鍵反應的重要組成部分。
盡管幾十年來反應持續(xù)時間一直隱藏在眾目睽睽之下，但我們有充分的理由假設該測量指標具有強大的潛力：(a)假設它提供了無法從反應時間測量中提取的獨特信息，以及(b)倘若這些信息有助于推進人類認知和行為理論。本文將在下一節(jié)中討論這兩點。

希望大，風險小

反應持續(xù)時間是否是一種獨特的信息來源，尤其是與簡單按鍵反應的其他方面相比？下面的例子說明了這一點。

評估反應持續(xù)時間是否提供了反應時間數據之外的信息的首要方法是在個體參與者試次中計算這兩種測量指標的相關性。圖1顯示了從最近一項研究的公開數據中計算出的相關性示例。在這項研究中，參與者根據刺激-反應映射規(guī)則，通過按電腦鍵盤上的左鍵或右鍵來對字母刺激做出反應。該研究包括視覺噪聲干擾和一個較短的反應期限，旨在引發(fā)錯誤以研究錯誤反應。暫且不考慮本研究的最初目的，首先只關注正確的反應，這在反應時間的研究中是比較常見的做法(本研究將在本節(jié)后面討論錯誤反應對反應持續(xù)時間的影響)。計算給定試次中反應時間和反應持續(xù)時間之間的個體相關性，然后對這些相關性進行平均，并不能揭示任何系統(tǒng)性關系(此數據集中的r=-.007)。當參與者之間的平均反應時間和平均反應持續(xù)時間相關(r=.104)時，亦是如此。因此，這兩個指標似乎非常獨立，重疊不超過1%。

在這項研究中，參與者通過左右按鍵對目標字母進行分類，圖中顯示的是正確分類反應的數據。小提琴圖(a)顯示了每個參與者(點)的RT和RD的跨試次相關性。分布以相關系數0為中心，表明兩種測量指標之間不存在系統(tǒng)的線性關系。圖形評估(b)衡量了RT和RD之間潛在的非線性關系。該圖顯示了所有參與者的匯總數據，陰影越深表示相對頻率越高(等密度輪廓)，這里再次顯示這兩種測量指標是彼此獨立的。
當使用時間序列分析來評估這些測量指標在多個反應中的演變時，相關的觀察涉及反應時間和反應持續(xù)時間的隱藏統(tǒng)計特性。在這里，關于人類反應時間的研究表明，這種衡量方法遵循復雜、自組織系統(tǒng)的一般規(guī)律。如果將反應時間的整體可變性分為性能水平相對緩慢的波動(即，長時間的整體性能更好或更差)和快速的瞬時波動時，這一點就很明顯了。相對于快速波動，復雜的自組織系統(tǒng)通常表現出緩慢波動的強烈貢獻，并且這種模式也可靠地出現在反應時間上。有趣的是，反應持續(xù)時間也存在相同類型的波動，但這兩個變量的波動是相互獨立的。也就是說，實驗操作——例如，可預測和不可預測的刺激，包括或不包括即將到來的刺激的預覽——對反應時間和反應持續(xù)時間的波動有獨立的影響，這表明兩種測量指標都攜帶不同的信息。
觀察到反應持續(xù)時間獨立于反應時間，這表明這種測量指標可能確實是對心理科學家經驗工具包的一個有價值的補充。但只有當它為認知過程提供了相關的見解時，它才是有用的。到目前為止，有越來越多的證據支持這一說法。
對動作失誤的研究是分析反應持續(xù)時間附加值的最新例子。該研究領域通常使用神經生理學技術來評估何時、如何檢測到錯誤，以及對這些事件是如何進行加工的。從這些發(fā)現中得出了幾個理論模型，假設在犯錯誤后大約需要十分之一秒才能檢測到動作失誤。然而，最近的研究結果表明，錯誤反應的持續(xù)時間通常比這個時間尺度短，而正確行動的反應持續(xù)時間則要長得多。此外，這種模式不能用其他錯誤反應推論來解釋。這些發(fā)現表明，反應的開始和結束可能與不同的認知過程有關。在這種情況下，反應持續(xù)時間捕獲了對錯誤反應的早期行為適應，這表明錯誤行為在一個非常短的時間范圍內被取消，而這之前是指與檢測錯誤行為有關，而不是取消錯誤行為。因此，反應持續(xù)時間的發(fā)現對當前的錯誤加工模型提出了挑戰(zhàn)，因此可能有助于完善認知和行為的理論方法。
鑒于反應持續(xù)時間是任何反應的必然結果，反應持續(xù)時間的特別之處在于該測量不涉及任何額外的成本。也就是說，雖然之前關于額外行為測量的建議都是指向擴展設置的說法，但反應時間幾乎可以在任何用于收集反應時間的設置中輕松測量，而且不需要額外的實驗設備。
實施的簡便性也將反應持續(xù)時間與按鍵反應的其他屬性(例如力分布)區(qū)分開來。反應力作為一種巧妙的測量方法，在早期的實驗心理學中已有強調，因為力可以被視為人體的一種基本輸出量。因此，反應力被用作有關認知加工的獨特信息來源，特別有望作為決策信心的隱性衡量標準。雖然測量反應力需要專用的記錄設備和復雜的分析程序，但可以很容易地評估反應持續(xù)時間，從而挖掘相關信息。
然而，充分利用一種測量指標不僅需要技術手段來評估它，還需要對該測量指標實際捕獲的內容有扎實的理論理解。本文將在下一節(jié)中討論這一點。

解釋反應時間和反應持續(xù)時間

許多心理學家發(fā)現從反應時間實驗中解釋數據是很直觀的。通常采取這種測量來反映一系列組成過程，例如感知和分類感知事件、選擇適當的行動過程以及發(fā)起身體運動(圖2)。然而，這一看似直觀的測量指標其實是建立在學者們長期努力理解其潛在心理過程的基礎上的。例如，大約200年前，許多科學家仍然相信基本的心理功能，例如感知視覺對象，不需要很長的時間。只有持續(xù)的、系統(tǒng)的實驗才能通過確定反應時間與準備公開反應的一系列心理過程相關來改變這種誤解。

感知、動作選擇、監(jiān)控和運動優(yōu)化的過程可能分別包含與實驗設置相對應的不同組成部分。至關重要的是，這兩種測量都可用于研究任何至少影響所列成分之一的變量。例如，如果可以假設確定性(相對于不確定性)會影響監(jiān)測需求，那么在評估反應持續(xù)時間時將很容易觀察到這種影響。最后，可以預期反應持續(xù)時間對即將到來的要求敏感，例如動作序列中的后續(xù)動作。
目前尚未建立類似的反應持續(xù)時間數據庫。盡管在20世紀初，許多實驗心理學家仔細研究了反應時間數據，但那個時代的常見教科書要么根本不討論按鍵或按鍵釋放反應的執(zhí)行，要么將其視為不值得深入討論的“后期(after-period)”。一個特例是早期的工作將反應持續(xù)時間討論為“恢復時間”或“重啟時間”。目前的建議確實呼應了這些開創(chuàng)性的觀察結果，因為這些研究人員已經提出使用反應持續(xù)時間來捕獲對反應的持續(xù)加工，同時也觀察到此持續(xù)時間與反應時間無關。由于技術原因，人們對反應持續(xù)時間的興趣也迅速上升，因為人因工程師注意到，在操作機械打字機時，按鍵持續(xù)時間是至關重要的。在機械打字機被精密的計算機技術所取代后，應用心理學和人為因素不再系統(tǒng)地研究按鍵持續(xù)時間。無論如何，該領域強調反應持續(xù)時間是任何按鍵反應的組成部分，這可能反映了監(jiān)控當前行為的認知機制的持續(xù)時間。
人類運動控制理論提供了幾個概念來完善監(jiān)測的概念。對于從經濟學角度分析控制身體運動所涉及的認知努力和代謝成本的模型來說尤其如此。在這個觀點中，監(jiān)測必須適應兩個相反的目標。首先，一個動作必須以足夠的力度執(zhí)行足夠長的時間，以記錄預期的動作是否按計劃展開。另一方面，動作的力量和持續(xù)時間應保持在最低限度，以避免過度的新陳代謝投入。最近的一些觀察結果與這種觀點一致。一個相應的例子是，按鍵或手指按壓動作能夠觸發(fā)可靠的聽覺反饋，與沒有聽覺反饋的表面相似動作相比，其力度較小，持續(xù)時間較短。反饋信號的可靠性降低，反過來又會增加反應力和持續(xù)時間。這些觀察結果與參與者使用額外的與身體無關的反饋來優(yōu)化運動的觀點是一致的，也就是說，將平衡轉向更少的運動努力。
綜上所述，這些研究表明，反應持續(xù)時間反映了監(jiān)測努力，以確定運動是否按預期展開，同時最大限度地減少代謝能量投入。這種觀點認為反應持續(xù)時間特別適合于研究性能的在線調整。然而，下面概述了一些有趣的附加應用。

應用

充分理解反應時間和反應持續(xù)時間背后的加工可以進行有根據的推斷，如圖2所示。到目前為止討論的新興觀點只是反應持續(xù)時間作為研究人類認知和行為的潛在應用的冰山一角。由于反應持續(xù)時間可以在任何測量反應時間的研究中進行評估，因此建議未來的研究人員在心理研究的不同領域尋找系統(tǒng)性效應。例如，已經觀察到反應持續(xù)時間會受到即將到來的任務需求的影響，反應持續(xù)時間越短，智能體預計執(zhí)行新動作的時間就越早。同樣的工作也揭示了滯后效應，即反應持續(xù)時間受到前一個動作的影響。指導參與者產生特定持續(xù)時間的反應也被用于研究運動編程或刺激-反應相容性效應。然而，反應持續(xù)時間的一個特別典型的特性是，如果沒有明確的指示，參與者通常很少注意他們行為的這一方面。因此，考慮到這些變量可能會影響監(jiān)測需求，未來應將反應持續(xù)時間用作相關概念的內隱測量。

結論

任何研究人員都可以通過簡單的按鍵反應輕松獲得反應持續(xù)時間。常規(guī)地測量和分析反應如何產生的特性，為任何關于人類認知的研究提供了強有力的補充。記錄和分析簡單按鍵反應持續(xù)時間具有光明的應用前景，當然應該被視為對行動執(zhí)行測量的其他補充來源，而不是替代，因為最大限度地進行多樣化測量是在認知和行為方面取得令人興奮的發(fā)現的關鍵。然而，每當研究人員選擇進行一項涉及任何類型的按鍵反應的研究時，記錄反應持續(xù)時間這一指標可能恰恰會產生這樣的發(fā)現。
原文：Pfister, R., Neszmélyi, B., & Kunde, W. (2023). Response Durations: A Flexible, No-Cost Tool for Psychological Science. Current Directions in Psychological Science, 0(0). https://doi.org/10.1177/09637214221141692

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