废旧手机回收方式的事件相关电位P300 实验研究

张宁

（山西工程职业学院财经系 山西省太原市 030009）

智能化时代的到来使得手机更新换代速度之快令人惊叹。它给人们带来极大便利与愉悦的同时，也不可避免地导致了大量废旧手机的存在。据悉，废旧手机中含有大量铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯（PBB）和多溴二苯醚（PBDE）等有毒有害物质，若不能得到适当处理，将对生态环境和人体健康造成严重损害。《2016-2021 年中国智能手机行业市场需求预测与投资战略规划分析报告》数据显示：用户更换手机周期已经从18 个月缩短到了15 个月，20%的用户1 年之内就会换手机。据IDC 统计，目前中国废旧手机存量有10 亿部以上，但手机回收率不足2%。同时，不容忽视的是废旧手机具有较高的资源化价值，若能将其中包含的铜、金、银、钯等金属有效回收，会节约大量矿产资源，这对于当前我国构建资源节约和环境友好型社会具有极其重要的意义。因此，推动废旧手机资源化回收利用已然迫在眉睫。

消费者是废旧手机回收的第一参与人，其环保意识、价值认知及选择废旧手机回收方式的态度及行为将直接影响废旧手机回收和资源化利用的实效。本文拟从消费者角度，研究消费者选择手机回收方式的态度倾向与行为决策，旨在为社会更有效推进废旧手机回收处理工作，提供一些有益参考。心理学研究表明，人对刺激的第一反应多是自发情绪反应，这种情绪反应会引导信息处理与判断，并影响对事物的评价，尤其是当评价需要较高程度的认知判断处理过程时。有学者认为，情绪是影响人们采取目标导向行为的重要激励，在消费者购买决策中扮演着重要角色，甚至影响消费者行为。本文以消费者情绪、态度为切入点，应用ERPs(event related-potentials)技术，在毫秒级时间进程上记录脑神经元的放电传递活动，定量化测量消费者对不同手机回收方式评估选择过程中的生理与心理指标，进而分析消费者选择废旧手机回收方式的态度倾向与行为决策。

1 理论背景和研究假设

事件相关电位(ERPs)是通过赋予刺激以特殊的心理意义（即事件），并作用于感觉系统或者脑的特定区域，当给予或撤消刺激时，诱发的一种特殊的脑电位变化。它反映了认知过程中大脑的神经电生理变化，也被称为认知电位。事件相关电位具有极高的时间分辨率（微秒～毫秒），能准确地反应大脑活动的动态时间过程，从而客观解释消费者行为的内在心理和神经机制。目前，ERP 研究已经深入到心理学、生理学、医学、神经医学、人工智能等多个领域，发现了许多与情绪和认知活动过程密切相关的成分，例如P300。

P300 属于ERP 中的内源性成分，一般在接受信息300ms 左右出现，是一个潜伏期大约从250ms 到1000ms 的正慢波，主要反映人脑的高级心理活动，包括感知、理解、记忆、判断、情感等,代表对信息初级加工的过程。一般认为，P300 的波幅与所投入的心理资源量呈正相关，反映了心理负荷的量，它随任务难度的增加而增加。刺激引发P300 的波幅愈大，内容被记住的可能性也越大。Hijack等人研究表明，额叶是情绪调节最重要也最高级的脑区，而且不同情绪刺激对大脑半球的影响不同。Davidson发现积极刺激在左半球有更大激活，而消极刺激在右半球有更大激活。基于以上P300 成分的研究成果，本文提出如下假设：

当消费者面对不同类型手机回收方式的条件刺激时，会诱发P300 波形。在左前额区，不同手机回收方式（刺激事件）所诱发的与情绪有关的ERP 成分存在显著差异，具体表现为“互联网+”手机回收方式所诱发的P300 振幅明显高于二手商贩/个体维修商和手机运营商设点回收的手机回收方式。

2 实验设计及数据收集

2.1 被试

本实验从某大学招募了20 名师生（年龄21 ～40 岁）作为研究样本，以下简称被试。该群体具有个体意识鲜明，对新事物关注度较高，参与手机回收意识较强等特点。20名被试中包括12 名男性，8 名女性，平均年龄28 岁。被试均为右利手，无神经或精神病史，视觉及色觉均正常。实验完毕后，2 名被试(包括1 男和1 女)数据均因伪迹干扰太大被剔除，最终只有18 名被试数据用于实验分析。

2.2 实验设计方案

实验以目前常见的三类手机回收方式图片资料作为素材。实验条件1 是“二手商贩/个体维修商手机回收方式”，实验条件2 是“手机运营商设点回收方式”，实验条件3 是“互联网+手机回收方式”。实验首先呈现指导语图片，以告知被试实验操作要求及注意事项。实验开始，首先在屏幕中心呈现图片“+”，目的是让被试眼睛聚焦于“+”字上准备测试。随后呈现4 张关于废旧手机污染及回收价值的图片，目的是让被试知晓实验主题，为之后呈现实验刺激事件（不同手机回收方式）做铺垫。接着，随机呈现30 组测试图片，每组测试包括两张图片：第一张是某类回收方式场景图片（下方附文字问题“您是否知道以上手机回收方式？”，第二张是文字图片“当您的手机淘汰时，您是否会选择这样的手机回收方式？”，以上图片均需按键选择，“是”按“J”键，“否”按“F”键,且都会记录行为数据。

2.3 实验程序

被试在一间密闭隔音隔磁、可调节亮度的ERP实验室内，单独进行实验操作。一台19 英寸电脑屏幕用于呈现实验刺激材料以及被试进行按键反应。实验前告知被试将左手食指放于F 键，右手食指放于J 键，用于按键反应。尽量避免眨眼，以免脑电数据失真。

首先呈现指导语图片，告知被试按指定键开始实验。接着呈现“+”字图片，持续时间800ms，提示实验马上开始，随后呈现废旧手机污染及回收价值图片（被试只需观看，不做按键反应）。之后，随机呈现30 组（每组2 张）不同手机回收方式测试图片，每张图片均需按键反应，反应时间为5000ms。被试需在问题出现后尽快按键，然后进入下一组测试；若未按键，5000ms 后自动进入下一组测试。实验刺激材料共30 组（60 张）图片，每组测试结果都是相对独立的。每个被试会有60 次按键测试，实验刺激顺序如图1 所示。

图1：实验刺激顺序

2.4 EEG记录与分析

实验采用美国EGI 公司生产的 Net Station 4.3.1ERP 记录与分析系统，按国际10-20 系统扩展的64 导电极帽记录EEG，采样频率为500 Hz/导，滤波带通0.05 ～ 100 Hz，电极与头皮接触电阻均小于45kΩ。刺激图片用E-prime2.0 软件呈现，EEG 数据用Net Station 4.3.1 记录，同时记录行为数据（包括反应时间和按键值）。最终研究数据是基于脑电数据与行为数据的融合分析而得。

为确保波形可靠，对ERP 数据进行离线处理：检测并剔除伴有眨眼(±140μV)、眼动(±55μV)、肌电等伪迹数据；对数据进行30HZ 低通无相移数字滤波处理；坏通道检测与替换；刺激事件进行EEG 分段，分析时程为刺激呈现前200ms 至刺激呈现后800ms，基线为刺激呈现前200 ms；按实验条件进行平均叠加EEG 片段，得到该条件下的ERP；再对所有被试数据进行叠加总平均；采用频率500 HZ 去除主要噪声，最终得出所要研究的ERP。

研究消费者选择手机回收方式的神经机制，采用组内单因素重复方差检测的方法比较实验条件1、2、3 事件相关电位的振幅。方差分析的因素是实验条件(三类手机回收方式)和左前额区电极位置(AF3、F1、F3、F5、FC3、FC5)。

3 实验数据分析

3.1 行为数据分析

所有被试均在5000ms 内对刺激作出了反应，因此60 次测试均有效。根据被试按键反应记录其行为数据：知晓率是消费者对某类回收方式的知晓数占三类回收方式总数的比重；选择率是消费者对某类手机回收方式的选择数占三类回收方式总数的比重。经过Excel 数据统计处理，被试行为数据如图2 所示。

图2：三类手机回收方式知晓率与选择率

从图2 可分析出三类手机回收方式的知晓率和选择率情况：

（1）知晓率最低（31%）的 “互联网+”手机回收，其选择率却最高达到55%；

（2）二手商贩/个体维修商手机回收知晓率最高75.9%，但选择率却最低25.9%；

（3）手机运营商设点回收知晓率与选择率与其它比较，都是居中状态。基于以上数据，从情绪效价角度看，“互联网+”手机回收方式属于积极情绪刺激，二手商贩/个体维修商手机回收方式属于消极情绪刺激，手机运营商设点回收方式属于中性刺激。

3.2 脑电数据分析

图3 显示了在实验条件1、2、3 刺激下，位于左前额区的总平均 EPR 波形（电极点：AF3、F1、F3、F5、FC3、FC5）。从波形图可发现，在3 种条件下都诱发了P300 波，且在270 ～350ms 窗口内，隶属于条件3 的“互联网+”手机回收方式诱发了波幅更大的P300 波形。图4 示了在340 ms 时点，3 种条件刺激所诱发的脑地形图分布特性。可以看出 ，条件3 刺激下大脑左半球激活程度最高，P300 振幅明显大于条件1 和条件2，单位为 μV。

图3：3 种条件下左前额区6 个电位的总平均ERP 波形

图4：3 种条件刺激下的脑地形图（340ms）

为了检验消费者对手机回收方式评估选择过程的P300特征，对3 种实验条件下时间窗口270 ～350ms 的波形分别作平均，并通过3（3 种实验刺激） ×6（6 个电极位）被试内重复测量方差分析进行比较，如表 1 所示。

表1：3 种条件下大脑左前额区P300（270-350ms）均值（方差）描述统计

ANOVA 的结果表明，在270 ～350 ms 时间窗口内，3种条件下P300 波形存在极显著性差异(P =0.000)。Post hoc分析显示，两两之间也存在显著差异(p<0.01)，且在6 个电极位上，条件3 诱发的P300 振幅明显大于条件1 和2 诱发的P300 振幅。这与ERPs 波形图（图3）和脑地形图（图4）的结果基本吻合。

4 结果讨论

本文以废旧手机回收方式为研究对象，应用事件相关电位技术探测消费者选择手机回收方式的情绪特点和态度倾向。通过分析被试行为数据发现，消费者对二手商贩/个体维修商手机回收方式具有强烈厌恶情绪，对手机运营商设点回收方式持中间态度，对“互联网+”手机回收方式认可度最高。ERPs 波形也证明了不同情绪刺激对大脑半球的影响不同：在左前额区，“互联网+”手机回收方式所诱发的P300 波形，在270 ～350ms 窗口内波幅明显大于其它两类回收方式；340ms 时点脑地形图显示，“互联网+”手机回收方式相比于其它手机回收方式，在左半脑区域的激活程度和大小最强，在右半脑区域的激活程度和大小最弱，说明该手机回收方式能带给消费者非常积极的情绪效价，是消费者认可度和喜好度最高的手机回收方式。

近年来“互联网+”渗透到我们生活各个领域，“互联网+”手机回收方式也越来越受到消费者认可和青睐。但由于线上回收交易存在商品标准化、服务标准化难界定，毛利率偏低等顽疾，线下存在手机回收逆向物流系统不完善，回收终端覆盖率低等问题，导致此类手机回收呈现消费者意愿选择率很高，但使用率很低的现象。基于此，本文提几点建议供政府和有关企业参考：

（1）取缔拆解处理成本很高、资源利用率极低、二次污染很严重的二手商贩/个体维修商手机回收方式；

（2）适当鼓励手机运营商与手机生产商合作构建权责明确、利益共享的废旧手机回收渠道；

（3）大力扶持和补贴手机生产商、回收处理商与第三方电商企业共同构建“互联网+”手机回收方式，加强网络平台信息与交易安全，线上商品标准化、服务标准化等方面建设；大力提升手机智能回收终端覆盖率，完善逆向物流系统，最终实现废旧手机回收“环境保护”和“资源再利用”的双重目标。

5 结语

本研究结论有两方面重要价值：

（1）从神经学视角揭示了消费者在选择评估废旧手机回收方式过程中会诱发P300 波形，并再次证明P300 成分与刺激的重要性、态度评估、注意、记忆、情绪与认知等因素有关，与决策者的决策行为也密切相关。也证明了大脑对不同情绪刺激的脑半球优势，积极情绪下左半球ERP波形明显，消极情绪下右半球ERP 波形明显。

（2）为政府和有关企业建立完善的废旧手机回收体系提供重要参考依据。即利用互联网、大数据和云计算整合废旧手机上下游产业链各企业资源，建立线上和线下高度融合的综合回收服务平台是构建合理高效废旧手机回收体系的必然趋势。