三维图形的客体和空间工作记忆存储时程研究

研究采用单探测变化检测范式,探讨了三维图形在视觉客体和空间工作记忆中的存储时程。实验一的三维图形由不同颜色、形状组成,实验二的图形由不同颜色、图案组成。两个实验的结果均发现:被试的正确率随刺激间隔时间的延长而显著下降; 空间工作记忆任务的正确率显著高于客体工作记忆任务。研究结果表明,视觉刺激消失后,不论是客体信息还是空间信息,均随间隔时间的延长而逐渐衰退,且客体信息衰退的速度比空间信息快。总体来看,三维图形的客体和空间信息在视觉工作记忆满负荷条件下能保持大约3～5秒的时间。     

三维图形的视空间工作记忆容量研究

采用三维几何图形为材料,通过单探测变化觉察范式来测定视觉工作记忆的存储容量,并比较客体工作记忆和空间工作记忆容量的差异。实验1、2的材料分别为由颜色和形状两个基本特征组成的三维图形和由一个基本特征和一个细节特征组成的三维图形。两个实验结果显示,被试能在视觉工作记忆中存储约2-3个客体和4个空间位置,空间工作记忆容量显著大于客体工作记忆容量。进一步的比较发现,被试对由两个基本特征组成的三维图形的存储容量大于由一个基本特征和一个细节特征组成的三维图形。这表明,组成三维图形的特征类型对视空间工作记忆的存储容量有显著影响。     

三维图形的客体和空间工作记忆存储机制

采用单探测变化检测范式,通过两个实验探讨了三维双特征图形在视空间工作记忆中的存储方式。实验一的记忆材料为由颜色和形状两种基本特征组成的三维图形,实验二的材料为由基本特征和细节特征组成的三维图形。被试为60名大学本科生（实验1、2各30名,年龄在19~24岁之间,平均21.25岁和21.71岁）。两个实验的结果均显示：特征交换变化条件下的记忆成绩与单一特征变化条件下最小的平均检测正确率无显著差异。这表明,由两种异质特征组成的三维图形在视觉客体和视觉空间工作记忆中均能以整合的单元进行存储。     

视觉客体工作记忆中图形特征存储与捆绑时程

采用单探测变化检测范式,考察了形状和颜色客体在工作记忆中的表征方式、特征检测类型及初始刺激呈现时间对工作记忆表征的影响。结果表明:(1)视觉客体工作记忆的表征包括两个水平,首先是对客体的特征进行加工存储,其次才是对特征的捆绑;(2)不同特征的加工时间不同,颜色的加工完成的较早,记忆效果好,而形状的加工完成的较晚,记忆效果也差,表现出颜色的子系统优势;(3)特征的捆绑不是必需的,只有在任务需要时才进行,并且捆绑的过程符合特征捆绑的双阶段理论。     

两维特征图形的客体和空间工作记忆存储研究

研究采用单探测变化检测范式,考察了两维特征图形在视觉客体和视觉空间工作记忆中的存储机制,并对其容量进行测定。40名被试(平均年龄20.56±1.73岁)随机分为两个等组,分别完成实验一和实验二。实验一的刺激图形由颜色和形状两基本特征组成,实验二的刺激为由不同颜色和开口朝向组成的兰道环。两个实验结果均显示:(1)特征交换变化条件下的记忆成绩与单特征变化条件下最差的记忆成绩差异不显著;(2)空间工作记忆任务的成绩显著优于客体工作记忆任务;(3)被试在视觉工作记忆中能存储2~3个客体和3~4个空间位置。这表明,由两种不同维度特征组成的图形在视觉客体和视觉空间工作记忆中均以整合方式进行存储,空间工作记忆的容量大于客体工作记忆。     

图形规则性对客体和空间工作记忆存储的影响

采用单探测变化检测范式,考察了单维度特征图形在视觉客体和视觉空间工作记忆中的存储机制,并对这两种视觉工作记忆的容量进行测定。结果显示,在客体工作记忆中,规则图形的记忆成绩显著高于不规则图形,但在空间工作记忆中,这两种图形的记忆成绩无显著差异;空间工作记忆的存储容量显著大于客体工作记忆容量,分别为4-5个位置和3-4个客体。这表明,图形规则性影响了客体工作记忆的存储但不影响空间工作记忆的存储,由单维度特征组成的图形在客体工作记忆中是以特征为单元储存,而在空间工作记忆中是以整合方式储存。     

客体在视觉工作记忆中的存储机制

采用变化觉察范式,通过两个实验对不同类型视觉信息在工作记忆中的存储机制进行了探讨。实验一中要求记忆的客体由颜色和形状两基本特征构成;实验二中的客体为具有不同颜色及开口朝向的兰道环。通过观察检测项变化方式对记忆绩效的影响,获得以下结论:（1）对颜色和形状两基本特征的存储以整合客体为单位;（2）兰道环的颜色与开口朝向信息难以以整合客体方式存储。笔者推测,视觉工作记忆中存储的整合客体并非如现有理论假设的,是在集中注意参与下创建的,而是由并行加工阶段所获信息构成;客体中所含需集中注意提取的细节特征信息难以与其基本特征信息整合于该客体表征     

视觉客体在工作记忆中的累积构建

本研究采用变化觉察范式,以包含高、低空间频率信息的形状为刺激材料,探讨客体表征在工作记忆中的构建。结果发现,低频形状的工作记忆绩效显著优于高频形状,且二者辨别力的差别随SOA延长逐渐消失,说明低频信息优先进入视觉工作记忆。该结果支持工作记忆中客体表征的构建并非采用"全或无"的方式,而可能采用累积加工方式的假设。     

注意水平对视觉工作记忆客体表征的影响

运用单探测的变化检测范式和注意分配程序,两个实验分别考察了由相同维度特征组成的客体和由不同维度特征组成的客体在工作记忆中的表征方式,以及注意对其的作用。实验1用双色框作为客体,实验2用不同颜色的形状作为客体。被试为27名大学生。结果发现,由相同维度特征组成的客体在工作记忆中只能以单一特征为储存单元,且这种储存不受注意水平的影响,可能是一种自动化的过程;由不同维度特征组成的客体在工作记忆中能以整合形式表征,但是这种表征需要集中性注意的参与。该结果表明,在知觉过程中整合起来的信息在储存到工作记忆的过程中时,仍需要消耗注意资源。     

客体工作记忆研究的现状与展望

近年来, 大量的研究分别从行为和认知神经心理学的角度探讨了客体工作记忆的特性。行为水平上, 相关研究主要集中在客体工作记忆研究范式、客体在视觉工作记忆中的存储方式、视觉工作记忆容量等方面, 而客体工作记忆存储的争论体现在客体工作记忆存储的“强捆绑”假设、“特征-捆绑统一存储”假设、双重存储机制假设, 以及客体的捆绑等方面。认知神经水平上, 颞叶、枕叶和顶叶在视觉工作记忆中的作用不同, 顶叶、颞叶和前额叶在工作记忆特征捆绑和加工中起重要作用。     

Feature binding in visual working memory evaluated by type identification paradigm

Memory for feature binding comprises a key ingredient in coherent object representations. Previous studies have been equivocal about human capacity for objects in the visual working memory. To evaluate memory for feature binding, a type identification paradigm was devised and used with a multiple-object permanence tracking task. Using objects defined by shape and color, observers identified types of changes in feature combinations across an occlusion event, and the effects of object motion and number of switches were investigated. With only one switch, task performance was impaired even under stationary conditions, suggesting highly limited capacity of binding memory. Second switch improved performance only in the stationary condition, suggesting that object motion strongly disrupts feature binding. Further analyses and experiments suggest that improvement by the second switch reflects transition of binding memory by selective attention.     

Retrospective cues based on object features improve visual working memory performance in older adults

Research with younger adults has shown that retrospective cues can be used to orient top-down attention toward relevant items in working memory. We examined whether older adults could take advantage of these cues to improve memory performance. Younger and older adults were presented with visual arrays of five colored shapes; during maintenance, participants were presented either with an informative cue based on an object feature (here, object shape or color) that would be probed, or with an uninformative, neutral cue. Although older adults were less accurate overall, both age groups benefited from the presentation of an informative, feature-based cue relative to a neutral cue. Surprisingly, we also observed differences in the effectiveness of shape versus color cues and their effects upon post-cue memory load. These results suggest that older adults can use top-down attention to remove irrelevant items from visual working memory, provided that task-relevant features function as cues.     

空间距离对视觉工作记忆巩固的影响

以往研究发现,个体对不同类型的视觉信息进行视觉工作记忆巩固的模式存在差异,如对于方向信息,一次只能有一个项目被巩固进入视觉工作记忆系统,而对于颜色信息,个体则可以一次巩固两个项目进入视觉工作记忆系统。但对于视觉信息的巩固模式是否会受其他因素的影响,目前仍然没有明确的定论。本研究将探讨视觉信息的巩固模式是否可能受到记忆项目空间距离因素的影响。研究采用变化觉察范式、序列-同时呈现操作及控制记忆项目呈现间距的方法,通过3个实验考察记忆项目之间的空间距离是否能够影响个体对颜色信息和方向信息的巩固模式。在三种空间距离水平上序列呈现或同时呈现两个记忆项目,实验结果一致发现记忆项目之间的空间距离会对视觉工作记忆巩固模式产生明显影响,个体在同时呈现条件下的正确率会随着空间距离的增大而降低。这些结果表明对同一类视觉信息进行巩固的过程中所存在的项目数量限制并不是固定的,个体可以采用序列模式或有限容量的并行模式对同一类信息进行巩固,巩固的模式可能与视觉空间注意的分配以及视觉信息所能获得的注意资源有关。     

工作记忆对基于颜色的注意返回抑制的影响

前人研究发现返回抑制与工作记忆间存在特异性关系,即某种特定类型的返回抑制只依赖于此种工作记忆。然而,这些研究都只考察了空间和客体返回抑制。为了验证两者间的这种特异性关系在其他类型的返回抑制中仍然存在,本研究考察了工作记忆对基于颜色的返回抑制的影响。结果发现颜色返回抑制只受颜色工作记忆任务的影响,不受形状工作记忆任务影响,这为返回抑制和工作记忆特异性关系的普适性提供了进一步证据。