视觉工作记忆中非语义编码信息对注意捕获的影响:来自ERPs的证据

为了探讨视觉工作记忆中非语义编码信息对注意捕获的调节以及这种调节作用发生的阶段,本研究采用视觉搜索范式,以二维抽象对称图形为材料,被试为17名大学生,利用事件相关电位技术,研究不同视觉工作记忆内容影响注意捕获的电生理机制。结果发现:(1)无效信息条件(同侧,对侧)下的反应时显著长于中性条件;(2)同侧无效信息条件下的N2pc波幅显著增大,两侧无效信息条件下的P300波幅大于中性条件。结果表明,在注意加工的中期阶段,与视觉工作记忆中非语义编码项目特征相同的干扰刺激在视觉搜索过程中获得了注意资源竞争优势,干扰个体对靶刺激的注意捕获,且该效应持续至注意的晚期加工阶段。     

视觉工作记忆内容对视觉搜索的影响

采用记忆任务与视觉搜索任务相结合的范式,以二维对称图形为材料,探讨视觉工作记忆内容对视觉搜索的影响。结果发现：（1）不同视觉工作记忆内容条件下的反应时存在显著差异,无效信息条件下的反应时显著长于有效信息条件下的反应时。（2）不同搜索序列条件下反应时差异显著,复杂序列条件下的反应时显著长于简单序列条件。结果表明,视觉工作记忆中的信息内容影响视觉搜索效率,其变化趋势不受序列大小的影响,结果支持偏向竞争模型。     

视觉工作记忆对自上而下注意控制的影响:发展视角的探讨

注意控制探讨个体以何种方式选择性地注意外界信息。本研究从发展角度探讨视觉工作记忆对自上而下注意控制的影响。研究采用记忆任务与视觉搜索任务相结合的范式,以小学三、四、五年级学生为被试,从视觉工作记忆中信息性质和视觉工作记忆负荷两个角度考察了视觉工作记忆对自上而下注意控制影响的发展特点。结果发现,(1)自上而下注意控制能力存在年级差异,小学五年级学生的成绩显著优于小学三年级学生;(2)视觉工作记忆内容影响自上而下注意控制,目标相关信息促进目标搜索,而目标无关信息干扰目标搜索;(3)视觉工作记忆负荷影响自上而下注意控制,高视觉工作记忆负荷条件下的反应时显著长于低视觉工作记忆负荷。     

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。     

工作记忆内容对不同学业水平学生自上而下注意控制的影响

该研究采用视觉搜索任务范式,以小学五年级学优生与学困生为被试,探讨了工作记忆内容对不同学业水平学生自上而下注意控制的影响。结果发现:(1)学优生与学困生的自上而下注意控制能力存在显著差异,学优生的反应时显著短于学困生;(2)工作记忆内容影响自上而下注意控制,靶相关信息能促进对靶刺激的搜索,而靶无关信息却会干扰对靶刺激的搜索。     

工作记忆的存储时间及目标时距对时间知觉的影响

本研究操作记忆信息与计时开始之间的时间间隔（ISI）和目标时距,探讨工作记忆影响时间判断的灵活性。被试首先记忆一个客体,然后在每个trial的最后判断测试刺激是否与记忆项相同;在延迟阶段,被试完成时间判断任务,即判断相继出现的两个刺激的时距哪个更长（或更短）。时间任务中的一个刺激与记忆内容完全相同,相应的另一个刺激与记忆内容在形状和颜色上都不同。重复条件下,被试忽略第一个刺激,仅完成时间判断任务。结果发现,时间间隔（ISI）短时,记忆匹配条件下的准确率更高,匹配刺激延长了知觉的时间;但随着时间间隔的增加,工作记忆匹配对时间判断的影响降低甚至消失。并且,长或短ISI,记忆任务或重复条件下,目标时距长时,记忆匹配反而缩短了知觉的时间。研究说明工作记忆对时间判断的影响是灵活的,受到注意或工作记忆等高级认知系统的调控。     

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。     

客体复杂度影响工作记忆可存储的客体数目

采用变化觉察范式,以对侧延迟活动（contralateral delay activity,CDA）的幅值为指标,通过操纵记忆刺激的复杂程度,对视觉工作记忆中可存储的客体数目（即工作记忆容量）问题进行了探讨。结果表明,2个复杂客体条件下的CDA幅值与4个复杂客体条件无显著差异,而4个简单客体条件的CDA幅值显著高于2个简单客体条件,即CDA的幅值受客体复杂度的调节。基于该结果推论：并非视觉工作记忆总能存储4个客体,其可存储的客体数目受客体复杂度影响。     

工作记忆对视觉搜索的引导作用

以25名大学生为被试,采用眼动记录法结合双任务范式探讨工作记忆对视觉搜索的引导作用。结果发现:在工作记忆与视觉搜索内容相匹配的条件下,工作记忆可以对视觉搜索起引导作用,对视觉搜索具有自上而下的影响。而在工作记忆与视觉搜索内容不匹配的条件下,由于受到工作记忆容量的限制,工作记忆内容会对视觉搜索产生干扰作用。研究结果验证了偏好竞争模型。     

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。     

工作记忆负荷、形状干扰对聋人与听力正常人注意捕获影响的眼动研究

通过记录和分析被试的行为和眼动指标,本研究试图探讨不同工作记忆负荷下,形状干扰对聋人与听力正常人不同视野位置上刺激信息捕获注意的异同。研究结果表明：（1）形状干扰刺激虽然没有影响被试视觉加工的认知绩效,但被试的眼动模式会由于工作记忆负荷的改变而改变,高工作记忆负荷时,有形状干扰的注视次数高于无形状干扰。（2）工作记忆负荷、视野位置影响被试视觉加工任务的完成,被试在不同视野位置的加工过程表现出不一致的眼动模式。（3）聋人视觉加工在高工作记忆负荷时存在一定的劣势,但其对不同视野位置的信息加工及形状干扰所产生的注意捕获效应与听力正常人一致。     

无关工作记忆表征的负性情绪信息能否捕获视觉注意?一项眼动研究

研究通过分析视觉搜索任务的首次注视点和行为反应时, 探讨无关工作记忆表征的负性情绪信息对视觉注意选择的影响。实验1发现在反映早期注意选择的首次注视点百分率指标上, 不管工作记忆表征的情绪效价如何, 均出现了显著的注意捕获效应; 实验2发现当采用中性情绪靶子刺激时, 首次注视点百分率指标上仍表现出了稳健的注意捕获效应; 在首次注视点持续时间指标上, 实验1和实验2均发现记忆匹配条件的干扰刺激显著小于控制条件的干扰刺激, 表现出注意的快速脱离; 而在行为反应时指标上, 早期的注意捕获效应消失(实验1), 甚至被反转为注意抑制效应(实验2)。这些结果表明在早期注意选择阶段, 记忆驱动的注意捕获效应不受工作记忆表征情绪效价的影响, 但认知控制会在早期注意捕获之后促使注意快速脱离记忆匹配的干扰刺激, 其作用效果受靶子刺激情绪效价的调节。     

工作记忆表征引导视觉注意选择的眼动研究

工作记忆表征能否引导视觉注意选择？目前实验结果尚不一致。有研究者认为能否观察到注意引导效应取决于视觉搜索类型。研究采用工作记忆任务与视觉搜索任务相结合的双任务范式, 结合眼动追踪技术, 对不同视觉搜索类型下的注意引导效应进行验证。实验1结果发现, 不管视觉搜索任务的靶子是否变化, 在早期的眼动指标上都发现了显著的注意引导效应, 但注意引导效应在靶子固定的视觉搜索任务下表现得更强。实验2在平衡两种视觉搜索任务中的工作记忆负载后发现, 两种视觉搜索任务下都出现了显著的注意引导效应, 但没有发现实验1中所出现的任务间差异。实验结果否定了视觉搜索类型对注意引导效应的决定性影响, 同时也提示工作记忆负载可能在注意引导效应中起重要作用。     

基于记忆的注意捕获和注意抑制效应：ERP证据

采用工作记忆与视觉搜索双任务范式, 通过操作匹配试次出现概率来诱发不同水平的认知控制动机, 考察了基于记忆的注意引导过程的时程特点。结果：记忆匹配刺激首先诱发了N2pc成分, 随后诱发了与抑制过程相关的差异正波。并且, 认知控制动机水平越高, N2pc波幅越小、潜伏期越短; 抑制性差异正波波幅越大。结论：基于记忆的注意引导过程包括早期的注意捕获和后期的注意抑制两个阶段; 其效应量和时程受到认知控制动机水平的调节。     

Do the contents of visual working memory automatically influence attentional selection during visual search?

In many theories of cognition, researchers propose that working memory and perception operate interactively. For example, in previous studies researchers have suggested that sensory inputs matching the contents of working memory will have an automatic advantage in the competition for processing resources. The authors tested this hypothesis by requiring observers to perform a visual search task while concurrently maintaining object representations in visual working memory. The hypothesis that working memory activation produces a simple but uncontrollable bias signal leads to the prediction that items matching the contents of working memory will automatically capture attention. However, no evidence for automatic attentional capture was obtained; instead, the participants avoided attending to these items. Thus, the contents of working memory can be used in a flexible manner for facilitation or inhibition of processing.     

工作记忆表征的激活与抑制状态对注意引导效应的影响

本研究采用双任务范式, 通过定向遗忘任务操纵工作记忆表征状态, 分别在目标无关和目标相关条件下考察工作记忆激活与抑制状态对视觉搜索早期注意引导效应的影响。实验1与实验2发现当工作记忆表征只可能与视觉搜索分心物匹配时(目标无关条件), 处于激活状态的工作记忆表征会引导视觉注意偏向到与之匹配的分心物, 表现出注意引导效应, 而处于抑制状态的工作记忆表征则没有观察到注意引导效应。实验3与实验4发现, 当工作记忆表征有可能与视觉搜索目标匹配时(目标相关条件), 处于激活状态的工作记忆表征能捕获注意, 而处于抑制状态的工作记忆表征只有与视觉搜索目标匹配时, 才表现出对该搜索目标反应的延迟。这些研究的结果表明(1)处于激活状态的工作记忆表征能有效地引导注意偏向到与之匹配的搜索目标或分心物, 并且这种注意引导效应并未受到抑制动机的影响而被消除或反转; (2)处于抑制状态的工作记忆表征能将抑制状态传递到视觉搜索阶段, 并延迟对与之匹配的搜索目标的反应。     

Strategic and automatic effects of visual working memory on attention in visual search

Previous research indicates that visual attention can be automatically captured by sensory inputs that match the contents of visual working memory. However, Woodman and Luck (2007) showed that information in working memory can be used flexibly as a template for either selection or rejection according to task demands. We report two experiments that extend their work. Participants performed a visual search task while maintaining items in visual working memory. Memory items were presented for either a short or long exposure duration immediately prior to the search task. Memory was tested by a change-detection task immediately afterwards. On a random half of trials items in memory matched either one distractor in the search task (Experiment 1) or three (Experiment 2). The main result was that matching distractors speeded or slowed target detection depending on whether memory items were presented for a long or short duration. These effects were more in evidence with three matching distractors than one. We conclude that the influence of visual working memory on visual search is indeed flexible but is not solely a function of task demands. Our results suggest that attentional capture by perceptual inputs matching information in visual working memory involves a fast automatic process that can be overridden by a slower top-down process of attentional avoidance.     

Capture of the gaze does not capture the mind

Sudden visual changes attract our gaze, and related eye movement control requires attentional resources. Attention is a limited resource that is also involved in working memory??for instance, memory encoding. As a consequence, theory suggests that gaze capture could impair the buildup of memory respresentations due to an attentional resource bottleneck. Here we developed an experimental design combining a serial memory task (verbal or spatial) and concurrent gaze capture by a distractor (of high or low similarity to the relevant item). The results cannot be explained by a general resource bottleneck. Specifically, we observed that capture by the low-similar distractor resulted in delayed and reduced saccade rates to relevant items in both memory tasks. However, while spatial memory performance decreased, verbal memory remained unaffected. In contrast, the high-similar distractor led to capture and memory loss for both tasks. Our results lend support to the view that gaze capture leads to activation of irrelevant representations in working memory that compete for selection at recall. Activation of irrelevant spatial representations distracts spatial recall, whereas activation of irrelevant verbal features impairs verbal memory performance.     

工作记忆表征捕获眼动中的颜色优先性

刺激属性所具有的引导效力在工作记忆表征自上而下地引导注意捕获过程中起重要作用, 已有研究表明工作记忆表征的颜色属性在引导注意时具有一定的优势。研究采用工作记忆任务与视觉搜索任务相结合的双任务范式, 结合眼动追踪技术, 通过设置具有较强引导效力的颜色属性与朝向属性进行直接竞争的实验条件, 进一步考察工作记忆表征的颜色属性是否依然具有优先性。实验1发现工作记忆表征的颜色属性与朝向属性同时竞争眼动捕获时, 颜色属性表现出较强的优势, 而朝向属性单独呈现时并未表现出任何捕获效应。实验2与3进一步证实了颜色属性捕获眼动的优先性, 即当颜色属性在面临作为靶子属性的朝向属性的竞争时, 依然能捕获更多的注视点。这些结果直接证实了工作记忆表征的颜色属性在工作记忆表征的捕获眼动的过程中具有较强的引导效力, 相对于其他刺激属性(如朝向、形状)更具有优先性。     

工作记忆负荷对注意捕获的影响研究

注意捕获研究对于探讨两种控制过程:自上而下的加工与自下而上的加工之间的关系具有重要的意义。本文通过检验不同工作记忆负荷对注意捕获的影响,探讨自上而下的认知控制对注意捕获的影响机制。本研究共包括二个实验:实验一比较了单、双任务条件对颜色干扰子注意捕获的影响;实验二探讨了不同工作记忆负荷对颜色干扰子注意捕获的影响。实验结果表明:工作记忆不仅在选择性注意任务中具有认知控制作用,而且这种作用能扩展到注意捕获现象中。注意捕获不是纯粹的刺激驱动的加工过程,它还受到自上而下的认知控制的调节。具体表现为,随着工作记忆负荷水平的增加,无关干扰子产生的注意捕获的程度增大。