客体运动方向的视觉工作记忆容量

记忆动态场景中多客体的特征和时空信息是人类重要的认知活动。目前有关视觉工作记忆的研究虽然广泛探讨了对视觉信息的存储容量及机制,然而所采用的刺激材料均呈现于静态场景中,且不包含运动信息。而有关多客体追踪的研究只关注动态场景中多客体信息的实时更新,而不涉及一段时间内对客体信息的保持。本研究结合视觉工作记忆领域的变化觉察范式和多客体追踪范式,以独立运动的客体为刺激材料,探讨多个客体的运动方向信息在工作记忆中的存储容量问题。结果表明,在工作记忆中能够存储大约3个客体的运动方向信息。     

客体的视觉工作记忆研究进展

近年来,客体信息的视觉工作记忆问题引发了大量研究,并获得不少成果。本文对视觉工作记忆的研究范式,客体在视觉工作记忆中的存储方式、容量及保持时间等相关研究进行了概述,重点介绍关于视觉工作记忆存储单元和容量问题的"强客体"假设、"弱客体"假设和双重存储机制假设,并提出进一步的研究思路。     

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     

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。     

客体运动方向的视觉工作记忆存储方式

采用变化觉察范式,以独立运动的客体为对象,通过两个实验,探讨多个客体的运动方向在视觉工作记忆中的存储机制,即单个对象独立存储,抑或其存储受多个客体构型的影响。实验一和实验二相继考察了非目标客体运动方向变化,以及是否存在非目标客体对觉察目标客体运动方向的影响。结果发现,非目标客体运动方向变化条件下的觉察正确率显著低于不变的条件,然而只呈现目标客体条件下的觉察正确率与同时呈现目标和非目标条件无显著差异。该结果与前人在静态条件下对目标客体的觉察受目标客体和非目标客体整体构型影响的结论不一致。本研究的结果支持多个客体的运动方向信息在工作记忆中是以独立方式存储的假设。     

视觉工作记忆中基于客体的存储机制：来自ERPs的证据

该研究以简单形状和颜色构成的客体为材料,采用延迟匹配范式,通过记录事件相关电位,以反映工作记忆表征与知觉输入间冲突的N270为指标,就视觉工作记忆中的客体存储机制进行了探讨。结果发现,无关维度特征变化与目标维度特征变化均可诱发N270。该结果表明,视觉工作记忆对客体目标特征进行存储时,无关特征亦自动得到选择加工,支持基于客体的存储说。     

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。     

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。     

振动触觉频率信息的工作记忆容量及存储机制

工作记忆可以同时保存多个信息并且容量有限, 这一内在机制是工作记忆研究的重点问题。视觉和言语等研究领域都发现工作记忆能够存储多个信息单元, 但对振动触觉工作记忆是否能存储多个频率信息目前尚无相关研究。由于振动触觉频率刺激和视觉刺激具有不同的神经编码机制, 以及振动频率信息是通过躯体感觉产生的模拟的、单维的、参数化信息, 振动触觉工作记忆容量及其加工存储机制的研究也必不可少。首先, 本项目将采用新的实验范式, 探究不同的刺激呈现方式以及不同反应报告方式下, 振动触觉工作记忆的容量及其认知机制。其次, 本项目也将同时运用功能磁共振成像(fMRI)技术, 来阐述振动触觉工作记忆加工存储的神经机制。探究基于触觉频率信息的参数工作记忆容量及其神经机制是完善工作记忆模型的重要补充, 将有助于提高我们对工作记忆系统的理解, 并为视觉、听觉、触觉多模态感知觉信息的跨通道研究奠定基础。     

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。     

Perceptual organization influences visual working memory

Previous studies have demonstrated that top-down factors can bias the storage of information in visual working memory. However, relatively little is known about the role that bottom-up stimulus characteristics play in visual working memory storage. In the present study, subjects performed a change detection task in which the to-be-remembered objects were organized in accordance with Gestalt grouping principles. When an attention-capturing cue was presented at the location of one object, other objects that were perceptually grouped with the cued object were more likely to be stored in working memory than were objects that were not grouped with the cued object. Thus, objects that are grouped together tend to be stored together, indicating that bottom-up perceptual organization influences the storage of information in visual working memory.     

Visual working memory capacity for objects from different categories: a face-specific maintenance effect

The capacity of visual working memory was examined when complex objects from different categories were remembered. Previous studies have not examined how visual similarity affects object memory, though it has long been known that similar-sounding phonological information interferes with rehearsal in auditory working memory. Here, experiments required memory for two or four objects. Memory capacity was compared between remembering four objects from a single object category to remembering four objects from two different categories. Two-category sets led to increased memory capacity only when upright faces were included. Capacity for face-only sets never exceeded their nonface counterparts, and the advantage for two-category sets when faces were one of the categories disappeared when inverted faces were used. These results suggest that two-category sets which include faces are advantaged in working memory but that faces alone do not lead to a memory capacity advantage.     

客体相似性对不同认知方式个体视觉工作记忆表征的影响

采用整体检测的变化察觉范式,探讨客体的相似性对客体—空间型认知方式个体视觉工作记忆表征的影响。行为结果显示,在不相似客体的视觉工作记忆表征任务中,客体型者在长延时条件的成绩优于空间型者,而在相似客体的视觉工作记忆表征任务中,两者无差异;ERP结果显示,在不相似客体视觉工作记忆表征任务中,与客体型者相比,空间型者在大脑皮层诱发出更大的负SP。以上结果表明,客体型者比空间型者对不相似客体视觉工作记忆加工具有优势,其潜在机制可能在于,客体型者对不相似客体视觉工作记忆表征时的神经活动效能更高。     

The effect of spatial and nonspatial contextual information on visual object memory

Recent research has found visual object memory can be stored as part of a larger scene representation rather than independently of scene context. The present study examined how spatial and nonspatial contextual information modulate visual object memory. Two experiments tested participants’ visual memory by using a change detection task in which a target object's orientation was either the same as it appeared during initial viewing or changed. In addition, we examined the effect of spatial and nonspatial contextual manipulations on change detection performance. The results revealed that visual object representations can be maintained reliably after viewing arrays of objects. Moreover, change detection performance was significantly higher when either spatial or nonspatial contextual information remained the same in the test image. We concluded that while processing complex visual stimuli such as object arrays, visual object memory can be stored as part of a comprehensive scene representation, and both spatial and nonspatial contextual changes modulate visual memory retrieval and comparison.     

客体相似性对不同认知方式个体视觉工作记忆表征的影响

采用整体检测的变化察觉范式,探讨客体的相似性对客体—空间型认知方式个体视觉工作记忆表征的影响。行为结果显示,在不相似客体的视觉工作记忆表征任务中,客体型者在长延时条件的成绩优于空间型者,而在相似客体的视觉工作记忆表征任务中,两者无差异;ERP结果显示,在不相似客体视觉工作记忆表征任务中,与客体型者相比,空间型者在大脑皮层诱发出更大的负SP。以上结果表明,客体型者比空间型者对不相似客体视觉工作记忆加工具有优势,其潜在机制可能在于,客体型者对不相似客体视觉工作记忆表征时的神经活动效能更高。