（发展与教育心理学专业论文）视空画板加工客体信息和空间信息的功能性分离研究.pdf

西南大学硕士学位论文摘要 视空画板加工客体信息和空间信息 的功能性分离研究 发展与教育心理学专业硕士研究生徐丽 指导教师徐展副教授 摘要 视空画板是工作记忆模型中的重要成分，其加工空间信息和客体信息的功能性分离是近 年来的一个研究热点。视觉一客体工作记忆成分主要操控视觉信息如样式、形状和颜色等，而 空间工作记忆主要负责空间信息如位置和运动，但是两者并不是完全分离的。本研究认为视 觉一客体和视觉空间工作记忆是不同的，但是他们之间可以互相影响，并开展了相关的研究。 本研究包括三个实验，前两个实验以真实的汉字和编制的假字为刺激材料，采用变化探测范 式，探讨了不同分心物条件下客体和空间工作记忆之间的分离。实验一为分心物干扰下的客 体再认任务，因变量为被试的反应时和正确率，结果发现刺激材料、空间位置和分心物都具 有主效应，且刺激材料与空间位置、刺激材料与分心物之间存在显著的交互作用。实验二为 分心物干扰下的空间位置再认任务，因变量同实验一，结果发现除了刺激材料、空间位置和 分心物的主效应显著之外，刺激材料与空间位置、刺激材料与分心物以及空间位置与分心物 之间的交互作用都是显著的。两个实验的结果证明了本研究的最初假设，即视空画板加工空 间信息和客体信息时不仅存在着功能性分离，而且两种任务之间存在着交叉区域。也就是说， 空间位置的变化会影响对客体的记忆，反之不同的客体也会影响对空间位置的判断。另外， 分心物也对客体以及空间工作记忆有着显著的影响。第三个实验运用e r p 技术对探究了客体 和空间工作记忆的不同脑电变化，运用了四个方位词作为刺激材料，采用变化特侧范式要求 被试按照要求再认方位词或其位置。结果发现，两个工作记忆任务都激活了p 2 、n 2 、p 3 ，但 是工作记忆任务只在n 2 成分上的主效应显著，空间工作记忆比客体工作记忆有更加正向的偏 移。另外虽然工作记忆任务在p 3 成分波幅上的差异是显著的，但是两者在p 3 成分的潜伏期 上却没有显著差异。差异波的地形图表明工作记忆任务在前中部激活最为明显。 关键词：视空画板客体工作记忆空间工作记忆功能性分离 西南大学硕士学位论文abstract r 玎pj 1 j o ln ei u n c t l o n a in l s s o c l a t l o nr e s e a r c nb e t w e e n j1 一 j v l s u a i 一0 b le c ta n c lv l s u a i s d a t l a il n l o r m a t l o n p r o c e s s i n gi nv i s u o s p a t i a ls k e t c h p a d g r a d u a t es m d e n tm a j o r e di nd e v e l o p m e n t a la n de d u c a t i o n a l p s y c h o l o g y ：x u “ s u p e r v i s o r ：x uz h a n a s s o c i a t ep r o f e s s o r a b s t r a c t t h c 讥s u 争s p “a ls k e t c l 】p a di so n eo ff o l 玎c o l t l l ) o 嗍t si l im ew o 永i l l gm e i r 坶叮m o d e l ，f e c 咖l y a 瑚g eo fr e s e a r c h e sf b c 鹏t i 圮如t i 伽l a ld i s s o c i 撕o nb 咖e e n 、r i s u a l - 0 ：b j e na i l d 啊s u a l s p a t i a l i i l j 研姒t i j n 啊s 一s p a _ t i a ls k e t c h p a d t h e 、r i 鲫a l 删tw 放i i 唱i 豫n l c i d rc 蚴1 p i m e n t 强诚a i l l 柚d 0 p e 眦啊鲫a li i l = f 0 】f i l l 国土i 锄l i k ep a n 锄，s h a p e ，锄dc o l o r 枷l es p 撕a lw 破i l l gm e i 巧c 伽叩o n 耐i s t oa c 石v e l ym a i l i p u l a t et l 圮s p 日t i a 】i i l f 0 n n a 石l i k el o c a t i 彻a l l dm o w 卸【e 1 1 t b u tt h e ya 陀n o t p a m t e c o 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i t i o n ， 鲥m u l ia n dd i 曲哪c t i t h e 雏s i 伊l m 肌to f e 砰嘲面n t2i st 0f e c 嘎尹i 勰s p ep o s i t i 蚰w r ef 0 l d 也a t t l 圮涨r e s u l t 镐e 珥煳面【l e n t1 ，b e s i d 髓m ei i l t e m “o ne 任鳅姗e 蚰s p a c ep o s i t i o na n dd i s 臼眦t i o n i ss i 咖f i c 删枷l et h ed e p c 】f l d 肌tv 撕a b l ei sc o n 就tp e ：e n t a g e t h e 他锄l t so f 伽oe x p 甜m e n t p m w ：d t 1 1 e p r e 、，i o 懈h 卵h d l 岫s i s ，t l l a ti st l l e 他a 代c r o s s e d 撇b e 腑e e nv i s u a l 0 _ b j t 锄d 、r i 鲫a l - s p a d a lw o 出i i l gi 饿胁o r yt l l o u g ht l l e ya d i s p a r a 把，c h a n g e so fs p 日c ep i t i o nc a ni i 】皿u 锄c e l en 圮m o 巧o f0 b j e c t 锄dd i a f - e 陀n t0 b j t sa l 翘c c tt l l ej u d g 脉斌o fs p ep o s i t i o n h la d d i t i o n d i s 雠c t i h a 、r ep r o m i l l 饥ti i n p to n 讥s 眦l - o b j e c t 姐d 、r i 鲫m - s p a 6 a lw o r k i i 玛m e i ：【l m y t h en l i r d e x p c 血n e n te x p l o r e se r pt e c l l i l i q f 斫m 麟u r i i 喀也ec h a l 唱e so fb 池w a v c 、j l r _ t l i l ep 枷c i p 柚t s 0 f 旧r a t et a s ka t ，o u tm ef i l n c t i 0 i l a ld i s s o c i a t i o nb e 研e e no b j e c t 锄ds p a t i a lw o 呔i n gm e m o r y ，w e e i 】叩l o yf o u rs p a t i a l 耐伽【t e dw o r d s 舔s t i l i m l i ，锄dl l s ec h 锄i g cd e t e c t i o np a r a d i 舯t o 础p a n i c i p a 鹏 t 0 化c o g n i z es p a t i a lo r i 即惦dw o m 0 ri t ss p ep o s i t i a c c o r d i l l gt 0s p e c i a lr e q u e s t 1 1 坞s u l ts h o w s m a t 栅ow 幽gl i 聆m o 巧溅a c t i v a t cp 2 、n 2 、p 3c 讲珥姗鼬，b u to i l l yi 1 1t 1 1 en 2c 0 i i 唧l e m 也e i i 西南大学硕七学位论文abs衄ct 埝i l le 丘e c to ft a s ki so b 、，i o u s ，t i l e 豫a r en l o p o s i n v en i o v ei i ls p ew o 呔i n gm 锄o f ym 觚i i lo b j e c t w o r k i n g 悯。哆h la d d i t i ，t l l e 瑚i ne 彘c t0 fw o r l 【i i l gm e r i _ d r yt a s ki l ln l e 锄：l p l i t i l d co fp 3 c 叩。纰n ti s 舯瑚) k ，b t l tn l e 陀i sn 0m a j l le m 斌o ft a s l ( i l lo ft l 圮l 曲e i l c y 咖0 do fp 3 ，a n dn l e d i 珏猢c ew a 、r ea i 订i t sm a pe x p 托鸥m a tt l 圮t i v 撕伽i sn l o s t0 ：b 、r i 伽si l lm ef o n l 拼c 豇灯a l 撒a k e yw o r d s ：v i s u o - s p a t i a is k e t c h p a d ，o b j e c tw o r k i n gm e m o r y s p a c ew o r k i n gm e m o r y ， f u n c t i o n a ld i s s o c i a t i 蚰 l l l 独创性声明 学位论文题目：一一塑空匦趣盘三窒垡焦! 暨塑空间焦! 垦鲍边筐! 眭金 盔盈壅 本人提交的学位论文是在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。论文中引用他人已经发表或出版过的研究成果，文中已加了 特别标注。对本研究及学位论文撰写曾做出贡献的老师、朋友、同仁 在文中作了明确说明并表示衷心感谢。 学位论文作者：彳台两签字日期：口碧年毕月移日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解西南大学有关保留、使用学位论文的规 定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允 许论文被查阅和借阅。本人授权西南大学研究生院( 筹) 可以将学位 论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩 印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书，本论文：口不保密， 口保密期限至年月止) 。 学位论文作者签名：彳家葡 签字日期：卿g年匕月砌日 导师签名j辱娠 签字日期：油墨年丫月；移日 西南大学硕十学位论文1 前言 1 前言 1 1 研究起源 视空画板( v i s l 蛉s p a t i a ls k e t c h p a d ) 作为1 9 7 4 年b a d d e l e y 和h i 劬所提出的工作记忆( w o 出i i 唱 珊日n o 巧) 模型的重要成分，是一个能暂时保持和操作与视觉、空间任务有关信息的认知系统 【l 】。与工作记忆的另一个子系统语音回路( p h o l o 百c a l1 0 0 p ) 相比，视空画板的结构及其机 制尚不够明了，需要更多的实验研究【2 】。p e a 鳓l 曾指出，最初有关视空画板的功能性分离只是 一种理论假设。许多学者认为视空画板可分为两部分，一是视觉客体工作记忆( 、r i s u a l 曲 e c t w 放抽g 删洳o d r ) ，指能够暂时保存视觉信息，如客体结构、形状、颜色、图案等的工作记忆 子系统或成分，另外一部分是视觉。空间工作记忆( 、，i 乳l a l - s 叫a lw o 血i l l g 财叮) ，指暂时保 存空间信息，如位置、运动、方向、空间关系等的工作记忆子系统。也就是说，视空画板在 处理外界信息刺激时出现了功能性分离( 如1 c t i 彻a ld i s s o c i a t i ) 。 对该观点的最初证据来源于非人类的灵长类动物的研究。器官损伤【3 】和单细胞记录【4 】的资 料都支持了对视觉客体和视觉空间信息的短时保持记忆有不同的神经解剖学基础的观点。在 大脑背侧区域，视觉客体工作记忆与颞叶腹侧表面的大脑皮层操作密切相关。相反视觉一空间 工作记忆是由位于项叶内脑回及其周围的项叶联合新大脑皮层所支持的。在大脑额叶，视觉 空间工作记忆的大脑皮层表征似乎更复杂。确实有资料报告称在各自支持客体和空间工作记 忆的大脑皮层区域有显著的区别4 】 1 2 客体和空间工作记忆功能性分离的实验证据 已有大量行为实验、发展性研究、神经心理学和病理学研究报告支持视觉客体和视觉 空间工作记忆之间存在功能性的分离。尤其是视觉客体和视觉空间工作记忆任务成绩之间的 双重分离，视觉客体和视觉空间工作记忆在既定年龄上具有不同的发展速率，以及视觉客 体和视觉空间工作记忆在大脑皮层不同的神经解剖定位，在脑损伤个体身上发现的视觉一客体 或视觉空间工作记忆成绩的选择性缺失，这些研究结果都为视觉客体和视觉空间工作记忆 存在不同功能提供了一致的证据。 1 2 1 行为实验的证据 仉s c h 等人的一项研究要求被试记忆客体的形状或位置。在识记阶段有三种条件：( 1 ) 无 任务；( 2 ) 颜色辨别任务，要求被试判断一彩色物体有更多红色还是更多蓝色；( 3 ) 运动辨 别任务，要求被试在多个运动项目中找出一个固定的项目。之后要求被试回忆项目的形状或 位置，结果显示：( 1 ) 运动辨别任务干扰了空间而非客体记忆的成绩；( 2 ) 颜色辨别干扰了 客体而非空间记忆的表现阁。p o s t l e 等人运用双任务范式研究了客体和空间工作记忆中的言语 l 西南大学硕十学位论文1 前言 编码问题。主任务为n b a c k 记忆任务，分心任务则分为言语的和运动的两种，结果显示，言语 分心任务严重地干扰了客体工作记忆，而运动分心任务则严重地影响了空间工作记忆成绩。 他们最后得出结论，即客体工作记忆自动地包含了言语编码机制，而空间工作记忆则没有包 含言语编码1 6 】。d e y 踢c 等人的一项研究也运用了双任务范式来研究空间工作记忆。主任务要求 被试听一段关于城市格局的描述，然后记忆；同时有视觉空间的干扰任务。描述方式有两种， 一种是路径描述( r 伽t ed e r i 州0 l i s ) ，即运用自我中心为参照来描述某一地标( 1 锄d m a r k ) ，例 如“向左转一直走到修车厂”；另一种是俯瞰描述( s u n ，e yd e _ s c r i 埘。璐) ，即从俯瞰角度，以先 前提到的地标为参照来描述另一地标的位置，类似人们看地图的方式，例如“在加油站左边 有一个修车厂”结果表明路径描述和俯瞰描述对应不同的认知加工过程，对地标本身和地标 所处位置的记忆是由不同的工作记忆资源支撑的【7 1 。这也间接证明了工作记忆的视觉客体和 视觉一空间成分对应于不同的加工过程。这些研究结果表明，至少在某些条件下，视空画板中 客体记忆和位置记忆是分离的。 1 2 2 发展性研究的证据 l 0 垂e 和p e 矧；运用“发展性分离”技术探究了视觉一空间工作记忆中存在的分离情况。发 展性分离的基本逻辑是如果一种任务成绩以不同于另一种任务成绩的速率发展，则可以认为 两种认知任务依赖于或反应了不同的认知系统。他们以5 - 6 ，8 9 和1 1 1 2 岁的儿童为被试，进行 了视觉客体和视觉一空间工作记忆的两种测验。视觉客体工作记忆测验过程如下：先给被试 呈现一个方块组成的矩阵，其中一半的方块是红色的。然后出现一个由空白方块构成的探测 矩阵，要求儿童再认或回忆先前呈现时为红色的方块。而视觉空问工作记忆任务建立在c o f s i b l o c k s 程序的基础上，要求儿童再认或回忆呈现过的一系列靶运动。k 哂e 和p e a 瑙吼发现，在 再认和回忆两种条件下对矩阵的颜色记忆都要好于对运动顺序的记忆，并且这种差异随着儿 童年龄差异的增大而增大也就是说，视觉图式记忆随着年龄的增长比空间顺序记忆要快速 得多【s 】。v i c 撕等人通过两个不同的实验考察了视觉客体和视觉空间工作记忆之间在发展特点 上的差异。第一个实验被试是一组不同年龄的正常儿童，任务是视觉客体和视觉空间工作记 忆广度测验，结果显示视觉一客体和视觉空间工作记忆随着年龄增长呈现不同的发展速率。该 结果肯定了视觉客体和视觉空间工作记忆具有不同的认知系统。第二个实验以正常儿童为控 制组，实验组被试是1 3 名心理年龄相同却患有w i l l i a m s 综合症( w s ) 的儿童，他们在特殊轮 廓的学习任务中有认知困难，两组被试都接受了两种记忆广度测验。第二个实验的结果表明， 与同龄正常儿童相比，w s 组儿童的视觉空间广度显著地低，但两组的视觉客体广度差异不 显著，该结果也证明了视觉空间广度和视觉一客体广度具有不同的发展特点。后来进一步的研 究揭示，视觉- 客体广度在5 岁到7 岁间几乎保持不变，然后在7 岁到1 0 岁间显著地增加。然而， 视觉一空间广度在5 到6 岁时就已表现出了。发展性的跳跃”，而不是7 到1 0 岁之间。那些关于视 觉一客体和视觉空间工作记忆的发展性研究结果都反映了二者具有不同的发展特点，也表明了 2 西南大学硕士学位论文 1 前言 它们各自对应不同的认知过程【9 】。由发展性研究得出的多项研究结果意味着两种工作记忆能 力具有不同的发展趋势，而对特殊人群如患w i l l i 锄s 综合症儿童的研究结果则肯定了存在两种 不同的视觉工作记忆系统，它们分别负责视觉空间和视觉客体信息的暂时记忆，且记忆成分 在发展过程中的进展情况也得到了证实。对患有w i l l i a m s 综合症儿童的研究似乎清晰地证明了 视觉客体和视觉一空间工作记忆任务包含着相对独立的加工过程。 1 2 3 神经心理学、病理学研究的证据 在一些运用非人类的灵长类动物进行的研究中，已发现从功能和脑区来看，编码客体一 致信息如颜色和形状的大脑皮层神经元不同于编码客体空间位置相关信息的神经元。按照 w i l s 蚰等人的观点，加工视觉一客体和视觉空间信息过程中的区域特殊性不仅存在于大脑皮层 的感觉加工区域，而且还存在于被广泛认为是整合认知加工和执行功能的大脑皮层前额叶； 此外，灵长类动物的前额叶似乎包含了不同的客体和空间加工区域( 即腹外侧与背外侧前额 叶皮层) ，它们分别支持视觉客体和视觉空间工作记忆任务的执行【8 1 。而器官损伤和单细胞研 究的资料也支持了视觉客体和视觉空间信息的短时保持具有不同的神经解剖学基础。在大脑 背侧区域，视觉客体工作记忆与颞叶腹侧表面的大脑皮层操作密切相关。相反，视觉空间工 作记忆是由位于项叶内脑回及其周围的项叶联合新大脑皮层所支持的【l o l 。另外与此相关的是 有两条解剖上不同的神经通路分别对客体本身以及客体的位置进行加工。焦点系统( 妣a l s y s t 锄，又称w l l a t 通路) 司职客体的识别与再认，即膝状体纹区视觉系统，它包括视网膜中 央凹在内的中心区、外侧膝状体和初级视皮层区；周围系统( a l n b i e n ts 懈咖，又称r t i e 陀通 路) 司职客体的定位，即视网膜背盖视觉系统，它包括视网膜的中央凹区域以及边缘区域、 上丘和外纹状体【l 。孟明等人曾利用功能性核磁共振( 彻r j ) 研究了形状和位置知觉的不同 通路问题，结果支持正常人的视皮层可分为知觉形状的腹侧通路和知觉空间位置的背侧通路 的观剧1 2 l 。n e 纰盯等人在总结前人研究的基础上，认为客体材料与空间材料存储之间的差 别主要反映左右大脑半球的偏差，即客体材料存储的脑功能区主要位于大脑左侧( 或双侧) 额 叶，而空间材料的功能区主要位于大脑右侧额叶。也有学者认为客体材料存储与空间材料存 储之间似乎也存在额叶腹外侧与背外侧之间的差别1 3 1 。具体到背侧视觉通路而言，a s o 等人最 新的一项研究运用m u 探究了与客体朝向相关的脑项叶激活区，结果表明背侧视觉通路存在 两个平行的子系统：侧面负责加工客体朝向，而中部则负责加工客体位置【1 4 】。 p o s t l e 等运用眼动仪研究视空工作记忆，结果表明是眼动控制而非眼动本身对工作记忆任 务产生了干扰效应；扫视分心物造成的干扰效应只限于对位置的工作记忆，但并不对形状的 视觉工作记忆产生影响，而词语阅读则只干扰形状的工作记忆旧。o l i v 丽等人则以实验方式检 验了经颅磁刺激技术( ，i m s ) 能否引发正常人对视觉客体与视觉空间信息的工作记忆选择性 缺失开展了研究。3 5 名正常被试完成电脑呈现的两项视觉n 二b k 任务，其中要求他们记忆空间 位置或抽象图形。第一个实验中，在工作记忆任务期间，延迟后双边或单边的1 m s 运用于大 3 西南大学硕+ 学位论文1 前言 脑半球的顶叶后部与颞叶中部区域。发现双边颞叶上的t m s 在视觉客体上增加了反应时，而 双边顶叶上的t m s 则选择性地在视觉一空间工作记忆任务中增加了反应时，该效应在延迟 3 0 0 m s 时是显著的。不管是单边还是双边的1 m s ，反应正确率都不受任何大脑皮层区域中t m s 的影响。第二个实验中，双边1 m s 应用于额上回( 乳l p 商o r l 蛐t a lg y n 酗简称s f g ) 或背外侧前 额叶皮层( m ed 0 娼o l a t e m lp 佗矗d n t a lc o n e x ，简称d l p f c ) 。s f g 上的1 m s 选择性地在视觉空间 作记忆任务中增加了反应时，而d l p f c 的1 m s 则在两项任务中的反应时和正确率都受到了干 扰。当t m s 实施后6 0 0 i i 塔这些效应是显著的。该结果支持了在大脑皮层后部区域工作记忆功能 分离为客体和空间信息的观点。另外该研究表明在前额叶皮层，不管刺激材料如何，似乎背 外侧前额叶皮层对工作记忆操作都是必需的【1 6 】。沃建中等人利用1 2 8 导事件相关电位技术 ( e r p ) ，采用延迟匹配任务的实验范式，考察了1 6 名正常被试在完成视觉一客体任务和视觉 空间任务时的皮层慢电位( s l o w c o n i c a l l 斌e i l t i a l s ，简称s p 成分) ，结果发现：在后部脑区，视觉一 客体工作记忆与视觉空间工作记忆在慢波活动的时间上存在分离，视觉空间任务更早的诱发 出负s p 成分，并且视觉空间任务激活更多的后部脑区；左下前额叶在视觉客体工作记忆任务 与视觉空间工作记忆任务中都有激活，并且激活强度不存在显著差异；背侧前额叶主要负责 客体信息的保持与复述，但左右背侧前额叶的激活强度存在不对称性【1 7 l 。 多个来自于病理学方面的实验也证明了视觉客体工作记忆和视觉空间工作记忆是分离 的，且各自受影响的大脑区域及部位不同。f a r a l l 等人报告了一则病例，该病人因车祸而使大 脑双侧颞叶枕叶区、右侧颞叶和右下侧额叶区受损。该病人在一些图象记忆任务上表现出了 严重受损害，而其他方面的表现非常正常，这清楚地表明了视空工作记忆中存在分离。一方 面，在需要视觉高度参与的任务上，该病人表现很差，如估计美国各州形状的相似性或者判 断两个州哪个更大。另一方面，在空间任务上他却表现正常，如估计美国各州的临近性、b m o l c s 空间任务以及包含表象旋转的任务。f 缸a l l 等人把该病人的问题解释为视象系统中视觉客体 成分和视觉空间成分的差别，而视觉客体成分损伤使该方面的表现受到了影响【1 8 】。 c 撕等人2 0 0 6 年的一项研究再次考察了患有w s 的儿童视觉一客体和视觉空间工作记忆 之间可能存在的分离。他们分别测验了被试的视知觉、视觉意象、空间意象以及视觉客体和 视觉空间信息的工作记忆。结果表明患有w s 的个体在视觉空间而非视觉客体的工作记忆任 务中表现出了特殊的困难。这些结果再一次支持了工作记忆模型中视空画板子系统中存在分 离的假设【l 引。综上所述，从不同角度和方面对视觉客体与视觉空间的功能性分离这一问题进 行的研究表明，视觉客体与视觉空间的加工机制是不同的。 1 3 对视觉一客体与视觉一空间工作记忆功能性分离的理论解释 按照b a d d c l e y 和l 0 9 i e 的观点，视觉空间工作记忆系统的确切本质还是一个有待验证的 问题。例如，他们认为视空画板可以进一步分为视觉客体和视觉空间成分，那么如何定义每 4 西南大学硕士学位论文l 前言 个成分的功能和机制，以及这两个成分之间的关系如何描述都有待实验解决【2 0 j 。近年来，已 有许多研究尝试用不同的研究范式和不同的实验任务来进一步研究工作记忆的视觉客体和视 觉空间成分。在这些研究的基础上出现了关于视觉空间工作记忆系统功能性分离的理论观 点，主要是从视空画板结构性的角度对此进行解释。该种观点依据视觉空间工作记忆的基本 理论和实验发现，认为在这个系统中似乎至少有两种机制或认知过程以被动与主动形式保持 或操控视觉客体和视觉空间编码的信息。例如h 嚼e 曾提出视觉空问工作记忆也许包括一个 被动的“视觉存储器”和一个主动的“内部规划器( i i m 盯s c r i b e ) ”，前者存储视觉一客体信息 如图式，形状和颜色，后者保持视觉空间信息如位置和运动并且复述视觉存储器中的内容。 该视觉空间工作记忆系统匹配了b a 甜e l e y 于1 9 8 6 年提出的工作记忆模型中的语音环路，其 中包括了一个被动的语音存储和一个主动的发音复述系统【2 l d g i e 和p e a 砌l 对他们在1 9 9 7 年所做的视觉客体与视觉一空间发展性分离研究的结果解释为，视觉空问工作记忆中暂时视 觉存储器和空间倾向的内在规划器的功能性分离；尤其视觉存储器被认为存储视觉形状和颜 色，与视知觉系统联系紧密，而空间成分被认为保持了如运动顺序的空间信息，与规划和运 动的执行密切联系。或者象c l l i 和c 讲叫d i 于1 9 9 9 所提出的观点那样，在视觉空间工作 记忆系统中被动存储和主动加工之间有区别：被动存储参与了视觉客体和视觉空间编码信息 的保存而主动加工则与控制，转换或存储信息的整和有关圈然而p e a 璐则认为，k 嘻e 的 视觉空间工作记忆中的空间成分负责复述存储在视觉存储器中材料的观点没有得到现有实验 证据的有力支持；相反，视觉一客体成分中的信息也许通过功能上不同于视觉一空间复述的视觉 复述机制而得到积极的保存网 在一些运用双任务干扰范式的视觉空间记忆研究中，对结果进行解释不能排除测量误差 所造成的混淆。有些实验中，言语策略，长时记忆，和或工作记忆的执行中枢及其他因素也 许对运用的视觉空间任务的成绩有影响，并且在双重分离的结果产生中起重要作用。也就是 说实验研究中所运用的视觉客体或视觉空间记忆任务也许主要测量了其他的认知资源而非 假设的客体或空间工作记忆资源：或者客体或空间记忆任务测量了视觉空间工作记忆和其他 认知系统有多种因素可能造成这样的测量误差：例如，有时被试会利用与不同认知资源相 联系的不同策略灵活地处理实验任务；有时他们会依靠多个认知系统来完成记忆任务尤其 在一些报告了双重分离结果的实验中，结果也许反映的是所运用的记忆和干扰任务之间分配 视觉一空间资源的一种权衡，或记忆任务和干扰任务刺激的相似性。如果在这样的情况下得到 了视觉客体与视觉空间的双重分离，那么这样的双重分离不能简单地被认为是视觉空间工 作记忆系统分离的证据。例如1 f l l 伽叩s o n 等人研究了稳定型双极性障碍( e u t l l 蜘cb i p o l 缸 d i s d c r ) 病人和正常人的工作记忆表现，结果表明病人组在空间广度上表现不好并不是空间 记忆本身的缺陷造成的，而是支持空间广度任务的中央执行资源受损的结果。该研究显示， 用来表明工作记忆子系统的几项传统任务不能完全表现这些子系统，例如，c b t ( c o r s ib k l 【s t e s t ) 也许更多地反映了中央执行成分，而非假定的空间成分。而视觉样式测验( s u a lp 挑 5 西南大学硕七学位论文1 前言 t ) 则需要视觉以及中央执行资源。所以我们需要谨慎地运用定义一种子成分的任务，因为 需要认知资源的任务很可能包含了一种以上的工作记忆成分。因此，两项不同工作记忆任务 成绩的差异并不必然反映任务的视觉和空间本质，也许正是因为对执行资源不同的需要导致 了成绩的不同。n 伽删等人认为，只有当更好的理解了可分离任务的加工过程后，才能确 定视觉空间工作记忆的分离本质4 。p i e k e i l 硪等人对短时和长时记忆系统之间的严格分离提出 了怀疑，具体而言就是几项脑神经成像研究表明颞叶中部一总是与长时记忆相联系的一个 区域参与了积极主动的短时记忆保持。他们探究了海马在空间和非空间联合的主动保持 中的作用。1 8 个被试完成了一项与样本延迟匹配的任务，其中要求他们保持要么是客体啦置 联合，颜色一数字联合，单个颜色要么是单个位置的保持。运用事件相关功能性磁共振成像来 测量脑的活动，并且运用随机效应模型( 脚m 鲫e 丘跳删) d e l ) 进行分析。当被试对客体，位 置联合保持，而非对客体颜色或单个项目保持时，右侧海马的激活是显著的。结果表明当包 括特征信息的特征联合需要在线式保持的时候，海马参与了这样的积极主动的保持。也就是 说在长时记忆保持中起重要作用的海马参与了工作记忆的加工另外其他因素也可能对工作 记忆任务起重要影响作用，从而影响到对结果的解释弘川。s l 疵l i 腩等人运用虚构客体再认( n o v e l 0 b j tr o 鲥t i 蚰) 任务研究了白鼠的性别与发情期对工作和空间记忆的影响。结果发现，长 时保持的n 个虚构客体再认任务中雌鼠的客体再认成绩优于雄鼠。而雄鼠在空间虚构客体再认 任务中的空间再认则优于雌鼠。当测试试验间隔超过1 小时以上雌鼠在虚构客体再认任务上的 成绩不受发情期阶段的影响；而空问记忆则受到发情期不同阶段的影响。该结果表明性腺激 素影晌记忆的成分，且性别在实验设计中是一个重要的影响因素弘。 1 4 问题提出 b a d d e i e y 曾论述到视觉客体与视觉空间信息是由视空工作记忆系统各自独立成分所处 理的，但两者之间又存在很大程度的交互作用【l 】。实际上，尤其被试通过视知觉获得信息时， 视觉客体和视觉空间工作记忆存在多大程度的交互作用，以及何种条件下同一刺激的客体信 息和空间特性能被各自地独立表征，这是一个尚待解决的问题。j i a n g 等人发现对“慨”的 编码会影响“w h a t ”的视觉工作记忆。他要求被试对客体颜色或形状进行短暂识记，对位置的 记忆不做要求。但是，当识记对象的位置发生改变时，被试对颜色或形状的工作记忆也受到 损害。在同系列的研究中，j k m g 等人指导被试记忆随机放置的彩色正方形的颜色，然后呈现 探测刺激，考察彩色正方形的位置改变对颜色记忆的影响。结果显示当探测刺激的整体位置 改变而局部位置不变时，被试记忆颜色的成绩保持不变；而探测刺激的整体和局部位置都改 变时，被试成绩下降。这些结果表明视觉客体工作记忆与客体局部位置的信息相联系丌。饶 恒毅等人运用e l 心技术，设计同时知觉图形形状和空间位置任务与单纯知觉图形形状任务， 探究了同时注意物体的两种不同特征与仅注意其中一种特征的e r p 特征与差别。e r p 结果显 6 两南大学硕士学位论文 。 1 前言 示两种任务表现出非常相近的e r p 波形特征，并且与单纯形状知觉任务相比，图形形状和空 间位置知觉任务表现枕颞区n 2 波幅显著减弱，p 3 潜伏期显著缩短，额区的p 2 波幅显著减弱。 脑电地形图与高分辨率断层成象( l o i 也t a ) 显示，两种任务的特征波n l 成分均来源于双侧 的枕颞皮层，表明两种任务均涉及到与物体形状识别相关的视皮层腹侧通路，而差别波d n 2 成分来源于左侧枕颞区，暗示特征加工的差异主要发生在左侧枕颞区。该结果意味着当同时 涉及物体的形状特征和空间位置特征加工时，腹侧通路与背侧通路之间并非简单的功能分离 的关系，而是很有可能存在复杂的并行协作关系【2 钔。也就是说，视觉客体与视觉一空间工作记 忆并非完全独立，而是两者有交互的成分，对视觉客体的编码会影响对视觉空间的编码，反 之亦然。o l s 和m a 耐m e t ：之0 0 5 年的实验也研究了空间和客体工作记忆之间的行为的分离， 她们要求被试完成简单的视觉工作记忆再认任务，要求被试再认面孔，或一个简单的虚构客 体，另外还通过改变参考物的大小、框架及其他客体来考察视觉工作记忆的参照框架内涵。 实验结果表明客体记忆受到局部相对而非整体绝对位置信息的影响，局部相对空间可以由突 出的方框或分心物来作参照物。总之，这些结果意味着“慨”影响对“咖t ”的记忆鲫。 由此看来，视空画板加工空间信息和客体信息并不是简单的功能性分离，而很有可能是 两者之间存在着交叉区域，即空间信息会影响对客体的记忆，而客体信息也对空间信息的工 作记忆产生干扰。那么对于汉字和无意义的符号而言，是否都存在着视空画板的分离以及视 空的互相影响作用呢? 基于此，本研究中的前两个实验以真实的汉字和编制的假字为刺激材 料，采用变化探测范式，参考o l s 和m 娜h u e 乜之0 0 5 年的研究，探讨了不同分心物条件下客体 和空间工作记忆之间的分离，最后一个实验运用e r p 技术探讨了客体和空间工作记忆任务不同 的脑电变化。 1 5 预调查 运用问卷调查法来选择实验中所运用的假字材料，根据调查结果，选用与实际文字相似 度较低的假字作为实验材料，避免被试通过假字联想到其他含义( 见附录1 ) 。 1 6 本研究的创新点和意义 本研究的新意主要在于实验材料和实验方法方面。首先，以编制的假字，虚词和方位词 作为研究的刺激材料，突破了大多以往研究中材料只有图形、英文字母或单词等的局限性。 而且分心物的选择上采用了从无到面孔，即从分心程度从完全没有到分心程度最强的一个方 式。第二个方面是实验方法上，前两个实验可以做对比研究，而第三个研究在前面两个实验 的基础上运用比较特殊的方位词作为刺激材料，根据任务不同要求被试做出反应，从而探究 视空画板功能性分离的生理机制。该研究为现实中人们认知事物的加工过程提供了理论的和 生理的具体实验证明，人们根据不同的目的来认知加工外界事物，在此过程中会或多或少地 7 西南大学硕士学位论文 1 前言 受到其他刺激的干扰，至于受干扰的程度则与人们对事物的关注度以及干扰刺激性的多少来 决定，而不同的任务引起的脑电变化也不同。 8 西南大学硕十学位论文 2 实验一 2 实验一 2 1 被试 4 2 名来自西南大学各学院的大学生，无色盲，色觉正常，视力或矫正视力正常，男生2 1 名，女生2 1 名，平均年龄2 1 3 3 岁，标准差为2 1 7 2 2 实验材料 由汉字基本笔画所构建的无意义的假字或汉字( 其中字频与笔画进行了平衡处理) ，虚构 的几何图形，真实的面孔( 面孔没有头发或显著的面部特征，所有的面孔为中性表情) 。在一 个内部白色边框为黑色的方形框中，假字或汉字会随机呈现在局部中央十字的四个对角位置。 这个方形框可能出现在背景为白色的屏幕上的四个对角位置，运用了1 6 个无意义假字，1 6 个 汉字作为要学习的刺激材料( 见附录2 ) 。 2 3 实验设计 运用的是探测性变化判断研究范式( a 础c h 锄g e 出c e c t i 删舯) 。总的任务是再认， 每个试验包括学习阶段和探测阶段，学习阶段和测试阶段之间有简短的时间间隔。在学习阶 段随机呈现假字或汉字，探测性材料则在随机位置呈现相同或不同的假字或汉字。随机位置 变化包括方形框在屏幕上四个对角位置和方形框内四个对角位置的变化。被试的任务是判断 客体相同还是不同，尽量忽略位置的变化。因变量是被试的反应时和正确率。 空间位置共有三种变化条件：无变化探测阶段与学习阶段相同，即客体刺激物在方形 框内的空间位置和方形框在屏幕上的位置保持不变。局部改变( 1 0 c a lc h a n g e ) 刺激材 料在方形框架内的位置发生变化，但是整个方形框在屏幕上的位置保持不变。整体改变 ( 9 1 0 b a lc l l a n g e ) 方形框在屏幕上的位置发生了变化，但方形框内各项目的局部位置没有 变化。 被试分为三组：实验组一没有分心物，实验组二是一个虚构的几何图形作为分心物，实 验组三是一个面孔作为分心物，分心物与客体刺激的局部位置是在方形框内的对角线上。每 一组内都包括假字和汉字的再认判断。每一组为1 4 人。实验为2 ( 汉字假字，被试内) 3 ( 无一个几何图形一个真实面孔，被试间) 3 ( 无变化整体变化局部变化，被试内) 的被 试问与被试内的混合设计。 2 4 实验程序 9 两南大学硕士学位论文2 实验一 实验前要被试在登记表上填写必要的信息，包括姓名，性别，年龄，年级，专业以及视 力。被试阅读指导语后按键开始实验。首先在屏幕中央呈现“十字”型注视点1 0 0 0 毫秒，然 后会出现方形框3 0 0 毫秒，接下来是1 5 0 0 毫秒的空白保持间隔，接着呈现探测刺激直到被试 按反应键。要求被试记忆学习阶段呈现的假字或汉字，判断探测阶段的假字或汉字是否与学 习阶段相同。如果两个阶段的客体相同则按数字键l ，不同按键3 告知他们尽量忽略位置的 变化，因为客体会在屏幕上移动，要求尽快作答。每次判断后会给被试反应时和正确率的反 馈。实验结束后送给被试一个礼物作为纪念品，同时致谢。1 6 个假字和1 6 个汉字随机分配到 方形框内的四个对角位置，并进行平衡处理。每个被试完成8 个练习和2 个b 1 0 c k 共1 9 2 个试 验( 即3 种条件2 种测验反应类型x1 6 个c 雠s ) 。所有被试的试验顺序均不相同，反应判断 “是”和“否”各占5 0 的比率，对整体实验顺序进行了平衡。实验结束后询问被试在完成 实验过程中是否使用策略以及何种策略。 实验一的目的是用假字或汉字作为刺激物，在分心物条件不同的情况下考察空间位置变 化对客体工作记忆的影响。我们预期，汉字的再认反应时要短于假字，空间位置具有主效应， 具体而言就是空间位置无变化的反应时会短于整体变化的反应时，两者的反应时都短于局部 变化的反应时。有研列冽表明，就单独的材料而言，对真实面孔的记忆要难于几何图形，所 以我们预期由于面孔的特殊性可能会引起被试更多的无意注意，从而使得无分心物条件下的 反应时将小于几何图形分心物的反应时，两者都小于真实面孔分心物的反应时。另外我们预 期空间位置会影响客体的再认，即空间位置和刺激材料之间会有交互作用。 2 5 实验结果 超过4 s 以上的反应时数据被剔除，运用2 3 3 重复方差分析统计结果( 见表一) 。该 实验的正确率很高，所以本实验结果主要以反应时作为判断指标来考量，而正确率只作为参 考因变量。 就反应时作为因变量而言，刺激材料的主效应显著f ( 1 ，4 0 ) = 6 8 9 0 9 ，p 0 0 l ，且汉字 的反应时显著短于假字。空间位置具有显著主效应，( 2 ，3 9 ) _ 3 9 6 6 ，p o o l ，双重比较 发现空间位置不变的反应时最短，其次是空间位置的整体变