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。     

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。     

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。     

无关长时记忆表征能否引导视觉注意选择?

与任务相关的长时记忆表征在引导视觉注意选择的过程中扮演着重要的角色,它可以使人们在熟悉的视觉情境中快速搜索目标刺激,并偏离干扰刺激。但当长时记忆表征与任务无关时,还能否引导视觉注意选择?目前还不清楚。实验1采用眼动追踪技术直接比较无关工作记忆表征与无关长时记忆表征在视觉搜索阶段对视觉注意的捕获效应,行为反应时与首次注视点百分率的结果都发现,当无关工作记忆表征在视觉搜索中再次出现时能引导视觉注意偏向到与之匹配的干扰刺激,但无关长时记忆表征并没有表现出类似的注意引导效应;实验2探讨记忆表征由工作记忆系统转移到长时记忆系统的过程中对视觉注意的引导效应,结果发现,随着记忆表征的转移,注意引导效应消失了,实验3排除工作记忆表征的干扰后,依然没有发现无关长时记忆表征对注意的引导效应。以上结果表明,无关长时记忆表征并不能像工作记忆表征一样引导视觉注意选择,工作记忆表征和长时记忆表征对视觉注意的引导属于两个不同的认知过程。     

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。     

视觉与言语工作记忆表征对视觉注意的引导

通过三个实验,探讨不同时间进程下视觉和言语工作记忆表征对视觉注意的引导。实验1采用注意引导与注意探测任务同时呈现的范式,探讨不同记忆项与注意项时间间隔(SOA)条件下言语工作记忆表征对视觉注意的引导。结果发现,当SOA较短时言语工作记忆表征对视觉注意有引导效应,而SOA较长时未观察到引导效应;实验2、3采用注意引导任务与注意探测任务分离范式,分别探讨在不同SOA条件下言语和视觉工作记忆表征对视觉注意的引导。结果发现,不同SOA条件下言语和视觉工作记忆表征均能引导视觉注意。研究表明,不同实验范式对言语工作记忆表征对视觉注意的引导有明显影响,视觉比言语工作记忆表征能在更广泛条件下引导视觉注意。     

言语工作记忆内容在语义水平的注意捕获

采用工作记忆−视觉搜索双任务范式, 探讨不同呈现方式下与言语工作记忆内容语义水平匹配的刺激的注意捕获效应。结果发现：(1)视觉呈现下, 与言语工作记忆内容知觉和语义匹配的刺激均能捕获注意, 且在视觉搜索快速反应的阶段仍能捕获注意; (2)听觉呈现下, 与言语工作记忆内容语义匹配的刺激不能捕获注意, 反而被抑制, 但在视觉搜索快速反应的早期阶段却能捕获注意。研究表明, 基于视听呈现的言语工作记忆内容在语义水平对注意的引导作用可发生在注意搜索过程快速反应的早期阶段。而晚期阶段由于受到跨通道注意选择的抑制, 听觉呈现下的语义表征不能捕获注意, 而视觉呈现下的语义表征仍能捕获注意。     

基于N2pc成分的视觉空间注意功能老化机制

视觉空间注意是人的一种基本认知功能,对老年人的生活有重要影响。N2pc作为一种与注意选择相关的ERP成分,可以反映注意资源在空间上的分配,是研究视觉空间注意的一个良好指标。本文对此前基于N2pc成分的注意功能老化研究进行了综述。前人研究主要采用视觉搜索范式与空间线索范式。采用视觉搜索范式的研究发现,当目标周围有干扰子时,目标诱发的N2pc在老年人中振幅减小,潜伏期延迟,同时在行为上老年人与年轻人相比,正确率更低,反应时更长; 当目标周围无干扰子时,目标诱发的N2pc振幅老年人与年轻人相当或比年轻人更大,老年人的正确率与年轻人无显著差异。采用空间线索范式的研究发现,与目标无相同特征的线索奇异子(singleton cue)不会诱发N2pc,与目标有相同特征的线索奇异子诱发的N2pc未表现出年龄差异,差异体现在一种反映抑制的ERP成分—Pd上(年轻人有Pd而老年人没有),此时老年人在行为上表现出比年轻人更强的空间线索效应。这些研究共同说明,视觉空间注意功能的老化是一个复杂的过程,涉及到搜索目标时注意分配速度的减慢,对干扰子抑制能力的下降以及基于特征的注意捕获能力的良好保持。     

工作记忆内容驱动完全无关刺激捕获注意

研究通过三个实验以检验工作记忆内容能否自动引导注意选择视场中与之匹配的任务完全无关刺激。实验一要求被试在工作记忆保持阶段完成一个视觉搜索任务，结果发现当搜索序列外的无关干扰刺激与工作记忆内容匹配时搜索绩效显著降低；实验二结果表明该干扰效应不能归因于自下而上的启动机制，因为对颜色刺激仅仅进行知觉辨认而没有工作记忆加工时并没有产生启动效应；实验三通过缩短搜索任务刺激的呈现时间以使得被试在完成搜索任务前没有足够时间眼跳至无关干扰刺激，结果发现了与实验一类似的干扰效应，说明在没有眼跳的情况下与工作记忆内容匹配的完全无关刺激可以捕获注意。这些结果表明保持在工作记忆中的信息表征可以自动引导注意选择视场中与之匹配的任务完全无关刺激，为基于工作记忆内容的注意捕获提供了新证据支持。     

视觉工作记忆负载类型对注意选择的影响

通过操纵Flanker任务相对于视觉工作记忆任务的呈现位置, 探讨在视觉工作记忆编码和保持阶段, 精度负载和容量负载对注意选择的影响。行为结果发现, Flanker任务呈现位置和视觉工作记忆负载类型影响注意选择; ERP结果发现, 在保持阶段, 当搜索目标和干扰项不一致时, 负载类型影响N2成分。研究表明, 在编码阶段, 视觉工作记忆负载主要通过占用更多知觉资源降低干扰效应, 支持知觉负载理论; 而在保持阶段, 当Flanker任务位于记忆项内部时, 两类负载在工作记忆表征过程中不同的神经活动导致投入到注意选择的认知控制资源不同, 可能是两类负载影响保持阶段注意选择的机制。     

非目标工作记忆表征下颜色关联和抽象关联的注意捕获和抑制

采用工作记忆—视觉搜索双任务范式,探讨在非目标工作记忆表征下,颜色关联和抽象关联干扰子的注意捕获和抑制现象。实验一结果发现,颜色关联干扰子在快速反应阶段捕获注意,随后被成功抑制;抽象关联干扰子仍能捕获注意。实验二消除知觉凸显后,结果发现颜色关联条件的抑制消失,干扰子重新捕获注意。结果表明,有效抑制策略受不同关联干扰子加工先后顺序的影响,选择性抑制颜色关联干扰子,而颜色特征的凸显有助于抑制策略形成。     

工作记忆与知觉负载对工作记忆表征引导注意的调节

本研究采用4个眼动实验探讨不同知觉负载条件下的视觉搜索任务中工作记忆负载对基于工作记忆表征的注意引导效应的影响。实验1和实验3采用低知觉负载的视觉搜索任务,结果在视觉工作记忆负载为1和2时观察到了显著的注意引导效应,但当负载增加到4时注意引导效应消失了;实验2和实验4采用高知觉负载的视觉搜索任务,结果发现注意引导效应在工作记忆负载增加到2时就已经消失了。上述结果表明:工作记忆负载和知觉负载都能够通过调控认知资源的方式来影响工作记忆表征对注意的引导,当认知资源充足时,工作记忆能够同时保持多个记忆表征对视觉注意的引导。     

Cognitive control over working memory biases of selection

Across many studies, researchers have found that representations in working memory (WM) can guide visual attention toward items that match the features of the WM contents. While some researchers have contended that this occurs involuntarily, others have suggested that the impact of WM contents on attention can be strategically controlled. Here, we varied the probability that WM items would coincide with either targets or distractors in a visual search task to examine (1) whether participants could intentionally enhance or inhibit the influence of WM items on attention and (2) whether cognitive control over WM biases would also affect access to the memory contents in a surprise recognition test. We found visual search to be faster when the WM item coincided with the search target, and this effect was enhanced when the memory item reliably predicted the location of the target. Conversely, visual search was slowed when the memory item coincided with a search distractor, and this effect was diminished, but not abolished, when the memory item was reliably associated with distractors. This strategic dampening of the influence of WM items on attention came at a price to memory, however, as participants were slowest to perform WM recognition tests on blocks in which the WM contents were consistently invalid. These results document that attentional capture by WM contents is partly, but not fully, malleable by top-down control, which appears to adjust the state of the WM contents to optimize search behavior. These data illustrate the role of cognitive control in modulating the strength of WM biases of selection, and they support a tight coupling between WM and attention.     

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.     

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。     

Distractor devaluation requires visual working memory

Visual stimuli seen previously as distractors in a visual search task are subsequently evaluated more negatively than those seen as targets. An attentional inhibition account for this distractor-devaluation effect posits that associative links between attentional inhibition and to-be-ignored stimuli are established during search, stored, and then later reinstantiated, implying that distractor devaluation may require visual working memory (WM) resources. To assess this, we measured distractor devaluation with and without a concurrent visual WM load. Participants viewed a memory array, performed a simple search task, evaluated one of the search items (or a novel item), and then viewed a memory test array. Although distractor devaluation was observed with low (and no) WM load, it was absent when WM load was increased. This result supports the notions that active association of current attentional states with stimuli requires WM and that memory for these associations plays a role in affective response.     

非目标工作记忆表征下颜色关联和抽象关联的注意捕获和抑制

采用工作记忆—视觉搜索双任务范式,探讨在非目标工作记忆表征下,颜色关联和抽象关联干扰子的注意捕获和抑制现象。实验1结果发现,颜色关联干扰子在快速反应阶段捕获注意,随后被成功抑制;抽象关联干扰子仍能捕获注意。实验2消除知觉凸显后,结果发现颜色关联条件的抑制消失,干扰子重新捕获注意。结果表明,有效抑制策略受不同关联干扰子加工先后顺序的影响,选择性抑制颜色关联干扰子,而颜色特征的凸显有助于抑制策略形成。