工作記憶表征精度加工需求對注意引導的影響*

車曉瑋 徐慧云 王凱旋 張 倩 李壽欣

(山東師范大學心理學院,濟南 250358)

1 前言

注意和工作記憶是人類認知加工的兩個重要方面,注意反映對用于進一步加工信息的選擇,而工作記憶反映對信息的短暫存儲和處理。一方面,注意選擇信息進入工作記憶,并在工作記憶加工過程投入注意資源(Hu et al.,2016;Shen et al.,2015);另一方面,保存在工作記憶中的表征也會引導注意,影響隨后注意任務的完成(Downing &Dodds,2004)。

近些年,研究者分別采用目標搜索范式和注意捕獲范式,對工作記憶表征影響注意引導進行了大量探討。在目標搜索范式中,工作記憶表征與搜索任務的目標項匹配,有助于個體將注意引導到搜索目標。采用目標搜索范式進行的研究發(fā)現(xiàn),工作記憶中存儲的表征,能夠在隨后的搜索任務出現(xiàn)之前激活感覺神經(jīng)元,從而使得與該表征匹配的刺激獲得競爭優(yōu)勢,產(chǎn)生基于工作記憶的注意引導,促進視覺搜索(Desimone &Duncan,1995;Soto et al.,2005)。Houtkamp 和Roelfsema (2009)比較了不同數(shù)量搜索目標對注意引導的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn),與搜索1 個目標相比,搜索2 個目標時,搜索任務成績降低,產(chǎn)生雙目標搜索損耗,這種損耗可以由單模板模型預測,這說明,一次只有一個工作記憶表征引導注意。Ort 等人(2017)采用眼動技術,控制搜索序列中目標項數(shù)量,探討認知控制在雙目標搜索中的作用,結(jié)果發(fā)現(xiàn),當搜索序列中只有1 個目標項時,試次間目標變化的眼跳潛伏期長于試次間目標不變;當搜索序列中有2 個目標項時,試次間目標變化與否不影響眼跳潛伏期。這說明,在進行雙目標搜索時,一次只能激活1 個目標模板引導注意,轉(zhuǎn)換目標模板需要進行認知控制,從而產(chǎn)生雙目標搜索損耗。而Beck 和Hollingworth (2017)采用眼動技術,先后呈現(xiàn)2 個搜索目標,分別對應于先后呈現(xiàn)的2 個搜索序列,探討能夠同時引導注意的表征數(shù)量,發(fā)現(xiàn)當?shù)诙€搜索序列中出現(xiàn)第一個搜索序列的目標時,對2 個目標的注視概率相同,說明兩個搜索序列中的目標均能引導注意,即可以同時有兩個工作記憶表征引導注意。另有研究者采用事件相關腦電位(event-related potential,ERP)技術,以反映注意資源投入的后部對側(cè)差異波(N2-posterior contralateral component,N2pc)為指標,探討單目標和雙目標對注意引導的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn),在進行單目標搜索和雙目標搜索時,搜索目標誘發(fā)的N2pc沒有差異,說明注意資源可以靈活分配給不同搜索目標,工作記憶中存儲的多個目標表征可以同時引導注意(Berggren &Eimer,2018)。Kerzel 和Witzel (2019)從工作記憶資源分配角度,探討多項目工作記憶表征對注意引導的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn),單目標搜索和雙目標搜索時,位置線索對注意產(chǎn)生相同的促進效應;區(qū)分搜索目標和干擾項后,僅搜索目標能促進注意搜索,且搜索目標的記憶精度高于干擾項,這表明,當分配到兩個表征的工作記憶資源均等時,可以同時有兩個工作記憶表征引導注意;當分配到兩個表征的工作記憶資源不均等時,只有獲得工作記憶資源多的表征能夠引導注意?？傊?采用目標搜索范式進行的研究表明,事先存儲的工作記憶表征可以促進后續(xù)的注意引導,且工作記憶資源分配影響注意引導的表征數(shù)量。

在注意捕獲范式中,工作記憶表征與搜索任務的干擾項匹配,需要抑制對匹配干擾項的注意。在采用注意捕獲范式進行的研究發(fā)現(xiàn)中,工作記憶表征如何影響注意引導存在爭議。一些研究發(fā)現(xiàn)(Woodman &Luck,2007;Arita et al.,2012;Wen et al.,2018),與工作記憶表征匹配的干擾項不能吸引注意。Woodman 和Luck (2007)要求被試在記憶1個色塊后,完成彩色蘭道環(huán)朝向的搜索任務,結(jié)果發(fā)現(xiàn),不論干擾項與記憶項匹配與否,搜索任務的反應時沒有差異,說明與工作記憶表征匹配的干擾項不能自動捕獲注意。在明確工作記憶表征不會作為搜索目標的情況下,當搜索序列中出現(xiàn)與工作記憶表征匹配的干擾項時,完成搜索任務的反應時快于不出現(xiàn)干擾項時,這說明個體可以有效抑制與工作記憶表征匹配的干擾項捕獲注意,減少注意引導(Arita et al.,2012;Wen et al.,2018)。另有研究者采用記憶項與檢測項差異程度小的記憶任務進行的研究發(fā)現(xiàn),與工作記憶表征匹配的干擾項可以吸引注意(Hollingworth &Beck,2016;van Moorselaar et al.,2014)。van Moorselaar 等人(2014)采用線索化范式,使得線索化項目處于高激活狀態(tài),并采用相同類別的顏色對記憶任務進行檢測,探討工作記憶表征數(shù)量對注意引導的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn),當記憶項數(shù)量是1 個時,干擾項與記憶項匹配條件下的反應時長于不匹配條件,產(chǎn)生基于工作記憶的注意捕獲效應;當記憶項數(shù)量是多個且呈現(xiàn)線索時,僅線索化項目產(chǎn)生基于工作記憶的注意捕獲效應,說明當工作記憶表征與干擾項匹配時,一次只有一個高激活的工作記憶表征引導注意。Hollingworth 和Beck (2016)采用與記憶項難以區(qū)分的項目進行記憶檢測,探討能夠同時引導注意搜索的工作記憶表征數(shù)量,結(jié)果發(fā)現(xiàn),記憶2 個項目且搜索任務中有2 個干擾項與記憶項匹配時,基于工作記憶的注意捕獲效應大于記憶1 個項目且搜索任務中有1 個干擾項與記憶項匹配,這表明當工作記憶表征與搜索的干擾項匹配時,注意可以同時被2 個工作記憶表征引導。

上述研究存在爭議的主要原因可能與工作記憶資源投入有關。在變化記憶項和檢測項差異的研究中,對記憶項加工投入的工作記憶資源是不同的(Zhang &Luck,2011)。當記憶項與檢測項差異較大,容易區(qū)分時,對工作記憶表征投入較少資源即可完成記憶檢測任務,工作記憶表征不引導注意;當記憶項與檢測項差異較小,難以區(qū)分時,需要對工作記憶表征投入較多資源,才能完成記憶檢測任務,工作記憶表征能夠引導注意。而采用線索化范式進行的研究中,線索化項目獲得的工作記憶資源多于非線索化項目,線索化項目捕獲注意,而非線索化項目不捕獲注意。工作記憶資源投入的多少既可能影響注意模板的建立,也可能影響搜索任務中對干擾項的抑制。有研究發(fā)現(xiàn),與工作記憶項目僅用于記憶檢測任務相比,當工作記憶項目作為搜索任務的目標項呈現(xiàn)時,需要投入更多的資源用于建立注意模板,從而引導注意(Gunseli et al.,2014)。并且,在搜索任務中,存在對匹配干擾項的認知控制,這種認知控制受到投入認知資源多少的影響。當資源充足時,認知控制更易發(fā)揮作用,對搜索任務中干擾項的抑制也更為有效(Dube et al.,2016;Wen et al.,2018)。已有研究發(fā)現(xiàn),當工作記憶表征與搜索目標匹配時,工作記憶資源分配影響多項目工作記憶表征對注意的引導(Kerzel &Witzel,2019),那么,當工作記憶表征與搜索的干擾項匹配時,工作記憶資源分配是否影響工作記憶表征對注意的引導？

本研究通過控制記憶項和檢測項之間的差異程度,改變工作記憶表征精度加工需求(Zhang &Luck,2015;李壽欣 等,2019),操縱工作記憶表征過程認知資源投入,探討注意捕獲范式下工作記憶表征對注意引導的影響。工作記憶表征精度是指工作記憶表征的精確性,提高工作記憶表征精度加工 需求(以下簡稱精度加工需求),需要在工作記憶表征過程中投入更多認知資源(Bays &Husain,2008;Machizawa et al.,2012)。本研究共包括4 個實驗：在實驗1 中呈現(xiàn)1 個記憶項,探討單項目工作記憶表征精度加工需求對注意引導的影響。提高表征精度加工需求時,消耗更多工作記憶資源(Bays &Husain,2008),使得用于搜索任務中抑制干擾的資源減少,干擾效應增加。因此,假設1 是,高精度加工需求條件下基于工作記憶的注意捕獲效應大于低精度加工需求條件。在實驗2 中呈現(xiàn)2 個記憶項,采用線索化范式改變記憶項的表征狀態(tài),探討精度加工需求對注意引導的影響是否是由于改變了工作記憶表征的激活狀態(tài)。在高精度加工需求條件下,工作記憶表征數(shù)量和表征精度加工需求提高均會增加認知資源的消耗,無論工作記憶表征的激活狀態(tài)高還是低,由于完成注意任務的資源不足,干擾項會產(chǎn)生較大干擾;在低精度加工需求條件下,由于線索的存在,相比于非線索化項目,線索化項目處于高激活狀態(tài),較難抑制,產(chǎn)生的干擾更大。因此,假設2 是,高精度加工需求條件下,高、低激活項目基于工作記憶的注意捕獲效應沒有差異;低精度加工需求條件下,高激活項目基于工作記憶的注意捕獲效應大于低激活項目。在實驗3 中呈現(xiàn)1 個或2 個記憶項,并控制搜索任務中匹配干擾項數(shù)量,探討能夠同時引導注意的工作記憶表征數(shù)量。由于工作記憶表征數(shù)量和表征精度加工需求增加,工作記憶資源消耗增加,使得用于完成注意任務的資源不足,干擾項會產(chǎn)生較大干擾。因此,假設3 是,高精度加工需求條件下,可以有兩個工作記憶表征同時引導注意;而低精度加工需求條件下,只有一個工作記憶表征引導注意。在實驗4 中,采用ERP 技術,以反映沖突監(jiān)測和認知控制的N2 成分(Heil et al.,2000)和反映注意資源分配的N2pc (Eimer,1996)為指標,進一步探討工作記憶表征精度加工需求影響注意引導的機制。由于在視覺搜索中,增加工作記憶表征精度加工需求占用更多認知資源,而干擾抑制的認知控制資源相應減少,因此,假設4 是,與低精度加工需求條件相比,高精度加工需求條件下誘發(fā)更大的N2 和更小的N2pc。

2 實驗1：單項目工作記憶表征精度加工需求對注意引導的影響

參照以往研究(Zhang &Luck,2015),改變記憶項和檢測項之間的差異程度對表征精度加工需求進行操縱,探討高、低精度加工需求條件下,單項目工作記憶表征對注意引導的影響。由于在低精度加工需求條件下,被試可能對記憶項進行語音編碼,從而影響注意引導(Olivers,2009),在實驗1 中對語音編碼進行了操縱,探討抑制和促進語音編碼時工作記憶表征對注意引導的影響。

2.1 方法

2.1.1 被試

采用 G*Power 3.1 軟件,設置統(tǒng)計檢驗力為0.80,α 水平為0.05,效應量為中等水平(

f

=0.25) (Cohen,1992),計算被試樣本量為19。選取某大學20 名在校大學生參與實驗,其中,男生6 名,年齡18.95 ± 0.89 歲。所有被試視力或矯正視力正常,無色盲或色弱情況,無精神病史,均未參加過類似實驗,實驗后給與報酬。

2.1.2 儀器和材料

采用E-prime 1.1 編制實驗程序,在計算機上進行實驗,屏幕分辨率為1024 × 768,刷新率為60 HZ。

工作記憶任務的記憶材料為彩色方塊(1.32° × 1.32°),其顏色取自知覺同質(zhì)的CIELab 顏色環(huán)(以下簡稱色環(huán)) (Zhang &Luck,2008,見圖1,L=70,a=20,b=38),色環(huán)由180 種顏色組成。記憶項的顏色為從色環(huán)上選取的4 種顏色,任意兩種顏色在色環(huán)上至少相差48°。用于記憶檢測的項目顏色也取自色環(huán),與記憶項不同的顏色與記憶項顏色相差15°或96°。

圖1 CIELab 顏色環(huán)(Zhang &Luck,2008)

視覺搜索任務的材料由8 個帶有缺口的方框(0.88° × 0.88°,線粗0.15°,以下簡稱方框)組成,這8 個方框均勻分布在以屏幕中心為圓點、半徑為3.66°的虛擬圓環(huán)上。方框的缺口有上、下、左、右四種朝向,單次任務中,僅有一個方框的缺口為水平朝向,作為視覺搜索任務的目標。在單一搜索序列中,可能包含7 個白色方框和1 個彩色方框,彩色方框不會作為目標出現(xiàn),其顏色隨機取自記憶項和記憶檢測項的顏色。

2.1.3 實驗設計

采用2(精度加工需求：高、低) × 2(語音編碼條件：抑制、促進) × 3(匹配情況：基線、不匹配、匹配)被試內(nèi)實驗設計。在高精度加工需求條件下,工作記憶任務的2 個檢測項之間在色環(huán)上相差15°;在低精度加工需求條件下,工作記憶任務的2 個檢測項之間在色環(huán)上相差96°。語音編碼條件包括促進和抑制兩種條件,在抑制語音編碼條件下,要求進行發(fā)音抑制任務;在促進語音編碼條件下,要求對記憶項顏色進行命名任務(Souza &Skóra,2017)。匹配情況是指記憶項和視覺搜索任務中的干擾項在顏色上的對應關系,在基線條件下,視覺搜索任務中的目標和干擾項均為白色方框;在不匹配條件下,搜索任務中彩色干擾項的顏色和記憶項顏色不一致;在匹配條件下,搜索任務中彩色干擾項的顏色和記憶項顏色一致。實驗過程中記錄被試完成記憶檢測任務的正確率、視覺搜索任務的正確率和反應時。

2.1.4 實驗程序

被試坐在距離計算機屏幕57 cm 左右的位置,實驗流程見圖2。在抑制語音編碼條件下,屏幕上先呈現(xiàn)4 個隨機數(shù)字,要求被試在實驗過程中出聲復述這4 個數(shù)字,當被試開始復述數(shù)字時,按“空格”鍵,在屏幕中心出現(xiàn)一個彩色方塊(記憶項)300 ms,要求被試記住方塊的顏色。之后記憶項消失呈現(xiàn)注視點700 ms。隨后,一半的試次,呈現(xiàn)視覺搜索任務,要求被試快速從呈現(xiàn)的8 個方框中尋找缺口在左側(cè)或右側(cè)的方框,并根據(jù)方框的缺口做按鍵反應。若方框的缺口在左側(cè),則按“1”鍵,若方框的缺口在右側(cè),則按“2”鍵;另一半的試次,呈現(xiàn)記憶檢測任務,在屏幕中心兩側(cè)水平0.73°位置上呈現(xiàn)兩個色塊(1.10° × 1.10°),要求被試判斷哪一個色塊的顏色是記過的顏色。若與記憶項顏色一致的色塊位于左側(cè),則按“1”鍵,若與記憶項顏色一致的色塊位于右側(cè),則按“2”鍵。按鍵反應后進入下一試次。而在促進語音編碼條件下,先呈現(xiàn)“+”,被試按“空格”鍵后,呈現(xiàn)記憶項300 ms,同時要求被試在看到顏色后,立即出聲報告顏色名稱。后面的程序同抑制語音編碼條件。

圖2 實驗1～4 單一試次流程圖(第一行是實驗1 抑制語音編碼條件下的實驗流程圖;第二行是實驗1 促進語音編碼條件下的實驗流程圖;第三行是實驗2 的實驗流程圖;第四行是實驗3 的實驗流程圖;第五行是實驗4 的實驗流程圖;在單一試次中,視覺搜索任務和記憶檢測任務隨機呈現(xiàn)一種。圖中,圖形中的紋理代表的是不同的彩色)

實驗共包括48 個練習試次和720 個正式實驗試次。其中,依據(jù)精度加工需求和語音編碼條件分為高精度加工需求?抑制語音編碼、高精度加工需求?促進語音編碼、低精度加工需求?抑制語音編碼、低精度加工需求?促進語音編碼4 個Block。每個Block 內(nèi)包含90 個記憶檢測任務試次和90 個搜索任務試次,其中,搜索任務試次包括匹配、不匹配和基線條件各30 個試次。Block 內(nèi)試次隨機呈現(xiàn),Block 間進行順序平衡。每完成90 個試次休息2 分鐘,完成整個實驗約需60 分鐘。

2.2 實驗結(jié)果

2.2.1 工作記憶任務

表1 實驗1～4 各條件下,工作記憶任務的正確率和反應時(M ± 95% CI)

2.2.2 視覺搜索任務

對視覺搜索任務正確率(見表2)進行2(精度加工需求) × 2(語音編碼條件) × 3(匹配情況)三因素 重復測量的方差分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn),精度加工需求主效應(

F

(1,19)=1.82,

p

=0.19)、語音編碼條件主效應(

F

(1,19)=0.46,

p

=0.51)、匹配情況主效應(

F

(2,38)=2.23,

p

=0.12)、精度加工需求與語音編碼條件交互作用(

F

(1,19)=3.08,

p

=0.10)、精度加工需求與匹配情況交互作用(

F

(2,38)=0.62,

p

=0.55)、語音編碼條件與匹配情況交互作用(

F

(2,38)=0.22,

p

=0.81)、三因素交互作用(

F

(2,38)=0.14,

p

=0.87)均不顯著。

表2 實驗1～4 各條件下,視覺搜索任務的正確率和反應時(M ± 95% CI)

圖3 實驗1～3 各條件下基于工作記憶的注意捕獲效應量(其中,圖A 是實驗1 的結(jié)果;圖B 是實驗2 的結(jié)果;圖C是實驗3 的結(jié)果;豎線表示95%置信區(qū)間,* p ＜ 0.05,** p ＜ 0.01)

2.3 討論

在實驗1 中操縱工作記憶表征精度加工需求,探討單項目工作記憶表征對注意引導的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn),在記憶任務下,高精度加工需求條件下的記憶正確率低于低精度加工需求條件,表明實驗中對工作記憶表征精度加工需求操縱有效。在工作記憶任務中,提高工作記憶表征的精度加工需求,增加了工作記憶任務難度,需要消耗更多的工作記憶資源(Bays &Husain,2008),導致工作記憶成績下降。結(jié)果還發(fā)現(xiàn),抑制語音編碼條件下的正確率小于促進語音編碼條件,與以往研究一致(Souza &Skóra,2017),表明對記憶項進行語音編碼有利于提高工作記憶成績。

對視覺搜索任務結(jié)果分析發(fā)現(xiàn),高精度加工需求條件下,基于工作記憶的注意捕獲效應量大于低精度加工需求條件。并且,精度加工需求和語音編碼條件兩因素交互作用不顯著,說明語音編碼強度的不同沒有調(diào)節(jié)高低精度加工需求條件間注意捕獲效應的差異,即實驗中高低精度加工需求條件下基于工作記憶的注意捕獲效應量的差異,并非是對記憶項語音編碼強度的差異造成的。與低精度加工需求條件相比,在高精度加工需求條件下,工作記憶表征獲取的工作記憶資源更多,對記憶項進行更多的復述加工,可能促進了枕葉的激活(Zhao et al.,2020),這有利于與記憶項匹配的干擾項獲得競爭 優(yōu)勢,使得匹配干擾項捕獲更多的注意。另外,由于事先知道記憶項可能與干擾項匹配,被試可以自上而下的控制記憶項用于干擾抑制(Dube et al.,2016),在低精度加工需求條件下,認知資源充足,當呈現(xiàn)搜索任務時,被試能夠及時調(diào)整資源依據(jù)工作記憶表征抑制匹配干擾項的加工,匹配干擾項產(chǎn)生較少的基于工作記憶的注意捕獲;而在高精度加工需求條件下,認知資源消耗較多,被試用于依據(jù)工作記憶表征對匹配干擾項進行抑制的資源減少,匹配干擾項捕獲注意增加。

以往研究發(fā)現(xiàn),只有處于高激活狀態(tài)的工作記憶表征能夠引導注意,而處于低激活狀態(tài)的工作記憶表征不能引導注意(van Moorselaar et al.,2014)。在實驗1 中僅呈現(xiàn)1 個記憶項,在高精度條件下,工作記憶表征的加工需要更多資源,這可能使工作記憶表征處在更為激活的狀態(tài),因此,工作記憶表征精度加工需求對注意引導的影響可能是由于改變了工作記憶表征的激活狀態(tài),我們設計實驗2 對此加以驗證。

3 實驗2：工作記憶的表征精度加工需求與表征激活狀態(tài)對注意引導的影響

采用線索化范式,操縱工作記憶表征激活狀態(tài),探討工作記憶的表征精度加工需求與表征激活狀態(tài)對注意引導的影響。

3.1 方法

3.1.1 被試

采用 G*Power 3.1 軟件,設置統(tǒng)計檢驗力為0.80,α 水平為0.05,效應量為中等水平(

f

=0.25) (Cohen,1992),計算被試樣本量為16。選取某大學16 名在校大學生參與實驗,其中男生5 名,年齡19.38 ± 0.89 歲。所有被試視力或矯正視力正常,無色盲或色弱情況,無精神病史,均未參加過類似實驗,實驗后給與報酬。

3.1.2 儀器和材料

記憶項為2 個,且在記憶項呈現(xiàn)時,增加了箭頭線索(0.1°×1.9°)。其余同實驗1。

3.1.3 實驗設計

采用2(精度加工需求：高、低) × 4(匹配情況：基線、不匹配、高優(yōu)先匹配、低優(yōu)先匹配)被試內(nèi)實驗設計。精度加工需求同實驗1。實驗中線索指向項目為高優(yōu)先項目,非線索指向項目為低優(yōu)先項目。匹配情況是指記憶項和視覺搜索任務中的干擾項在顏色上的對應關系,在基線條件下,視覺搜索任務中的目標和干擾項均為白色方框;在不匹配條件下,搜索任務中干擾項的顏色和兩個記憶項的顏色均不一致;在高優(yōu)先匹配條件下,搜索任務中干擾項的顏色與記憶項中高優(yōu)先項目的顏色一致;在低優(yōu)先匹配條件下,搜索任務中干擾項的顏色與記憶項中低優(yōu)先項目的顏色一致。實驗過程中記錄被試完成記憶檢測任務和視覺搜索任務的反應時和正確率。

3.1.4 實驗程序

實驗單一試次流程見圖2。在記憶任務呈現(xiàn)時,出現(xiàn)兩個記憶項,隨機呈現(xiàn)于以屏幕中心為圓點、半徑2.34°的虛擬圓環(huán)上,兩記憶項在圓環(huán)上相距180°。同時在屏幕中心呈現(xiàn)一個箭頭線索,箭頭指向某一記憶項,被指向的記憶項有80%的可能被記憶檢測。在記憶檢測階段,兩個檢測項出現(xiàn)在相應記憶項位置兩側(cè)0.73°。其余同實驗1。

實驗共包括32 個練習試次和640 個正式實驗試次。其中,依據(jù)高、低精度加工需求條件分為2個Block,每個Block 內(nèi)包括160 個記憶檢測任務試次和160 個搜索任務試次,其中搜索任務試次包括基線、不匹配、高優(yōu)先匹配和低優(yōu)先匹配條件各40 個試次,Block 內(nèi)試次隨機呈現(xiàn),Block 間進行順序平衡。每完成80 個試次休息2 分鐘,完成整個實驗約需60 分鐘。

3.2 實驗結(jié)果

3.2.1 工作記憶任務

3.2.2 視覺搜索任務

3.3 討論

在實驗1 的基礎上,在實驗2 中增加線索,提示被試其中一個工作記憶項目以更高的概率被檢測,探討工作記憶的表征精度加工需求與表征激活狀態(tài)對注意引導的影響。對工作記憶任務的結(jié)果分析發(fā)現(xiàn),在高精度加工需求條件下的記憶正確率低于低精度加工需求條件,與實驗1 的結(jié)果一致。以更高的概率被檢測的項目作為高優(yōu)先項目,處于高激活的工作記憶表征狀態(tài),對不同激活狀態(tài)項目的工作記憶成績分析發(fā)現(xiàn),對高激活項目的記憶正確率高于低激活項目,且對高激活項目檢測反應時快于低激活項目,表明在實驗中對線索的操縱有效。

對視覺搜索任務結(jié)果分析發(fā)現(xiàn),在低精度加工需求條件下,與高激活項目匹配的干擾項捕獲注意的效應量大于與低激活項目匹配的干擾項,這與van Moorselaar 等人(2014)采用線索化范式和變化覺察任務,探討表征狀態(tài)對注意引導的影響,所得結(jié)果一致;然而,在高精度加工需求條件下,高、低激活項目匹配的干擾項捕獲注意的效應量沒有差異,這與van Moorselaar 等人(2014)的結(jié)果不一致,而與Dube 和Al-Aidroos (2019)采用線索化范式和連續(xù)報告任務,探討工作記憶表征優(yōu)先性對注意引導的影響,所得結(jié)果一致。有研究者認為(Zhang &Luck,2011),與變化覺察任務相比,連續(xù)報告任務對工作記憶表征精度的加工要求更高,這說明以往研究中探討工作記憶表征的激活狀態(tài)對注意引導的影響,得到不一致結(jié)果,可能與工作記憶表征精度加工需求沒有得到控制有關。提高工作記憶表征的精度加工需求,會增加工作記憶資源的消耗(Bays &Husain,2008;Machizawa et al.,2012),用于認知控制的資源減少,因此,與不同激活狀態(tài)記憶項匹配的干擾項均會捕獲注意。在實驗2 中發(fā)現(xiàn),僅在低精度加工需求條件下,工作記憶表征激活狀態(tài)影響注意的引導,這是否與能夠引導注意的工作記憶表征數(shù)量有關？在實驗3 中,增加搜索任務中突顯干擾項的數(shù)量,通過兩個工作記憶表征同時與干擾項發(fā)生匹配,對上述問題加以探討。

4 實驗3：多項目工作記憶表征精度加工需求對注意引導的影響

采用實驗1 范式,操縱工作記憶表征數(shù)量和表征精度加工需求,探討多項目工作記憶表征對注意引導的影響。

4.1 方法

4.1.1 被試

以繪本為例，家長普遍認為其圖畫多、文字少，對于成人來說沒有太大的閱讀價值，這其實是對繪本缺乏了解而產(chǎn)生的誤解。美國繪本作家莫里斯·桑達克是一位有著卓越成就的繪本大師，他是美國第一個國際安徒生獎獲得者，被稱為“童畫界的畢加索”“繪本創(chuàng)始以來最偉大的創(chuàng)作者”。他有一本很特別的繪本——《在那遙遠的地方》，從畫面到文字，復雜又晦澀難懂，被譽為“迷一般的書”“挑戰(zhàn)所有人閱讀智慧的一本書”。它從故事的主題意蘊、繪畫的風格，到細節(jié)的隱喻暗示以及作家創(chuàng)作的背景，都有豐富的闡釋性，不僅適合兒童閱讀，也適合家長閱讀。

采用 G*Power 3.1 軟件,設置統(tǒng)計檢驗力為0.80,α 水平為0.05,效應量為中等水平(

f

=0.25) (Cohen,1992),計算被試樣本量為12。選取某大學16 名在校大學生參與實驗,其中男生5 名,年齡19.56 ± 1.89 歲。所有被試視力或矯正視力正常,無色盲或色弱情況,無精神病史,均未參加過類似實驗,實驗后給與報酬。

4.1.2 儀器和材料

記憶項為1 個或2 個,搜索任務中可能呈現(xiàn)2個彩色方框。其余同實驗1。

4.1.3 實驗設計

實驗采用2(精度加工需求：高、低) × 2(記憶項數(shù)量：1、2) × 4(匹配情況：基線、匹配0、匹配1、匹配2)被試內(nèi)實驗設計。精度加工需求同實驗1。記憶項數(shù)量是指在工作記憶任務中需要記憶的色塊數(shù)量。匹配情況是指記憶項和視覺搜索任務中的干擾項在顏色上的匹配關系,在基線條件下,視覺搜索任務中的目標和干擾項均為白色方框;在匹配0 條件下,搜索項中存在2 個彩色干擾項,干擾項顏色與記憶項顏色均不一致;在匹配1 條件下,搜索項中1 個干擾項顏色與記憶項顏色一致;在匹配2 條件下,搜索項中2 個干擾項顏色與記憶項顏色一致。實驗過程中記錄被試完成記憶檢測任務的正確率、視覺搜索任務的反應時和正確率。

4.1.4 實驗程序

單一試次流程見圖2。在記憶任務呈現(xiàn)時,出現(xiàn)一個或兩個記憶項,隨機呈現(xiàn)于以屏幕中心為圓點、半徑2.34°的虛擬圓環(huán)上,若呈現(xiàn)兩個記憶項,則兩記憶項在圓環(huán)上相距180°。在記憶檢測階段,兩個檢測項出現(xiàn)在相應記憶項位置兩側(cè)0.73°。其余同實驗1。

實驗共包括28 個練習試次和840 個正式實驗試次。其中,依據(jù)高、低精度加工需求條件分為2個Block,每個Block 內(nèi)包括210 個記憶檢測任務試次和210 個搜索任務試次,其中搜索任務試次包括記憶1 基線、記憶1 匹配0、記憶1 匹配1、記憶2 基線、記憶2 匹配0、記憶2 匹配1、記憶2匹配2 各30 個試次,Block 內(nèi)各試次隨機呈現(xiàn),Block 間進行順序平衡。每完成84 個試次休息2 分鐘,完成整個實驗約需70 分鐘。

4.2 實驗結(jié)果

4.2.1 工作記憶任務

4.2.2 視覺搜索任務

對視覺搜索任務的正確率(見表2)進行2(精度加工需求：高、低) × 7(記憶項數(shù)量?匹配情況：記憶1 基線、記憶1 匹配0、記憶1 匹配1、記憶2基線、記憶2 匹配0、記憶2 匹配1、記憶2 匹配2)兩因素重復測量的方差分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn),精度加工需求(

F

(1,15)=1.96,

p

=0.18)和記憶項數(shù)量?匹配情況主效應(

F

(6,90)=1.04,

p

=0.41)、兩因素交互作用(

F

(6,90)=1.08,

p

=0.38)均不顯著。

4.3 討論

在實驗3 中針對在不同精度加工需求條件下工作記憶表征的數(shù)量對引導注意的影響進行了探討,對工作記憶任務的結(jié)果分析發(fā)現(xiàn),在高精度加工需求條件下的工作記憶正確率低于低精度加工需求條件,與實驗1 的結(jié)果一致。對視覺搜索任務的結(jié)果分析發(fā)現(xiàn),在低精度加工需求條件下,記憶1 匹配1 和記憶2 匹配2 條件下基于工作記憶的注意捕獲效應量沒有差異,均大于記憶2 匹配1 條件,符合工作記憶表征引導注意的單模板假設預期,即低精度加工需求條件下,只有一個工作記憶表征引導注意,因此,實驗2 低精度加工需求條件下,當工作記憶中存儲多個表征時,只有處于高激活狀態(tài)的這一工作記憶表征能引導注意。在高精度加工需求條件下,記憶2 匹配2 條件下基于工作記憶的注意捕獲效應大于記憶2 匹配1 和記憶1匹配1 條件,符合工作記憶表征引導注意的多模板假設預期(Fan et al,2019;Hollingworth &Beck,2016),即高精度加工需求條件下,可以有多個工作記憶表征引導注意,因此,實驗2 高精度加工需求條件下,多個工作記憶表征對注意的引導不受表征激活狀態(tài)的影響。

工作記憶表征精度加工需求影響注意引導的機制是什么？在實驗4 中采用ERP 技術,比較不同表征精度加工需求條件下工作記憶任務和隨后的搜索任務中的認知資源投入情況,以進一步探討工作記憶表征精度加工需求影響注意捕獲的機制。

5 實驗4：工作記憶表征精度加工需求影響注意引導的機制——來自ERP 的證據(jù)

采用反映工作記憶存儲過程資源投入的負慢波(negative slow wave,NSW) (Kursawe &Zimmer,2015),反映工作記憶存儲過程自上而下控制的晚正成分(late positive component,LPC) (黎翠紅 等,2015;Gao et al.,2011),反映沖突監(jiān)測和認知控制的N2 以及反映注意資源投入的N2pc 等ERP 成分,探討工作記憶表征精度加工需求影響注意捕獲的機制。

5.1 方法

5.1.1 被試

5.1.2 儀器和材料

同實驗1。

5.1.3 實驗設計

實驗采用2(精度加工需求：高、低) × 3(匹配情況：基線、不匹配、匹配)被試內(nèi)實驗設計。記錄被試完成工作記憶任務的正確率,視覺搜索任務的反應時和正確率,以及完成兩個任務時的腦電數(shù)據(jù)。

5.1.4 實驗程序

單一試次流程圖見圖2。將實驗1 的數(shù)字出聲復述任務改為數(shù)字默念任務(Luria et al.,2010),即要求被試在完成一個試次的任務過程心中一直默念呈現(xiàn)的數(shù)字;將視覺搜索任務改為呈現(xiàn)2000 ms,按鍵不消失,以保證記錄到的ERP 成分不受視覺刺激消失的影響。由于腦電分析成分包括N2pc 這一單側(cè)化成分,視覺搜索任務的目標項僅出現(xiàn)在屏幕左右兩側(cè),并且目標項與干擾項不會在屏幕同側(cè)出現(xiàn)。另外,為了保證被試在實驗過程中左右手按鍵反應平衡,實驗按鍵設為“F”、“J”鍵。其他同實驗1。

實驗共包括24 個練習試次和960 個正式實驗試次。其中,高、低精度加工需求條件分為2 個Block,每個Block 內(nèi)包括240 個記憶檢測任務試次和240 個搜索任務試次,其中搜索任務試次包括基線、不匹配和匹配條件各80 個試次,Block 內(nèi)試次隨機呈現(xiàn),Block 間進行順序平衡。每完成96 個試次休息2 分鐘,完成整個實驗約需80 分鐘。

5.1.5 ERP 數(shù)據(jù)采集與分析

腦電數(shù)據(jù)采集使用美國 NeuroScan 公司的CURRY 7 腦電設備,按10-20 國際系統(tǒng)擴展的64導電極帽記錄腦電。以左眼眶額上、下部的兩電極記錄垂直眼電(VEOG),以兩眼外側(cè)1.5 cm 處的兩電極記錄水平眼電(HEOG)。在數(shù)據(jù)記錄時,所有電極以左側(cè)乳突作為參考,以右側(cè)乳突處電極為記錄電極,離線分析時以雙側(cè)乳突的平均作為參考。所有電極與頭皮間的電阻均降于10 k? 以下。在線濾波低通值為100 Hz,采用DC 采樣,采樣頻率為1000 Hz,進行連續(xù)采樣。采用Scan 4.5 腦電數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)進行離線數(shù)據(jù)分析。對采集的數(shù)據(jù)進行DC校正,運用偽跡校正正相關法控制眨眼和眼動數(shù)據(jù),采用低通30 Hz 進行離線濾波。

NSW 分析

以記憶項出現(xiàn)前200 ms 的平均波幅作為基線進行校正,分析時間窗口為記憶項呈現(xiàn)后600～1000 ms。參照以往的研究(Yang et al.,2015),主要分析頂枕區(qū)的電極點(PO7、PO8、Oz)。在分析數(shù)據(jù)時,剔除振幅在 ± 100 μV 以外的試次以及錯誤反應的試次,高、低精度加工需求條件下剔除率分別為46.77%和36.64%,有效疊加試次數(shù)分別為256 和304,處理后的NSW 波形圖見圖4。

LPC 分析

以記憶項出現(xiàn)前200 ms 的平均波幅作為基線進行校正,分析時間窗口為記憶項呈現(xiàn)后450～1000 ms。參照以往的研究(Li et al.,2010),主要分析前額區(qū)的電極點(F3、Fz、F4、FC3、FCZ、FC4)。在分析數(shù)據(jù)時,剔除振幅在 ± 100 μV 以外的試次以及錯誤反應的試次,高、低精度加工需求條件下剔除率分別為46.77%和36.64%,有效疊加試次數(shù)分別為256 和304。處理后的LPC 波形圖見圖5。

N2 分析

以搜索序列呈現(xiàn)前100 ms 的平均波幅作為基線進行校正,以搜索序列呈現(xiàn)后250～350 ms內(nèi)每個被試在不同條件下負向成分峰值出現(xiàn)的前后20 ms 作為N2 成分分析的時間窗口。參照以往的研究(李壽欣 等,2019),主要分析前額?額中區(qū)的電極點(Fz、FCz、Cz)。分析數(shù)據(jù)時,剔除振幅在 ± 100 μV 以外與錯誤反應的試次,在高精度加工需求條件下,基線、不匹配和匹配條件下的剔除率分別為23.59%、20.23%和25.94%,有效疊加試次數(shù)分別為61、64 和59;在低精度加工需求條件下,基線、不匹配和匹配條件下的剔除率分別為20.78%、21.64%和22.81%,有效疊加試次數(shù)分別為63、63和62。處理后的N2 波形圖見圖6A 和圖6B。

N2pc 分析

以目標項出現(xiàn)對側(cè)的電極點數(shù)據(jù)減去目標項出現(xiàn)同側(cè)的電極點數(shù)據(jù),然后,對數(shù)據(jù)進行疊加平均。以搜索序列呈現(xiàn)前100 ms 的平均波幅作為基線進行校正,分析時間窗口為搜索序列呈現(xiàn)后260～360 ms。參照以往的研究(Berggren &Eimer,2018),主要分析PO7、PO8 兩個電極點。在分析數(shù)據(jù)時,剔除振幅在 ± 100 μV 以外的試次以及錯誤反應的試次,在高精度加工需求條件下,基線、不匹配和匹配條件下的剔除率分別為20.70%、20.16%和19.45%,有效疊加試次數(shù)分別為63、64和64;在低精度加工需求條件下,基線、不匹配和匹配條件下的剔除率分別為 14.69%、17.97%和17.79%,有效疊加試次數(shù)分別為68、66 和66。處理后的N2pc 波形圖見圖7A 和圖7B。

5.2 實驗結(jié)果

5.2.1 行為數(shù)據(jù)結(jié)果

對高、低精度加工需求條件下的工作記憶任務正確率(見表1)進行配對樣本

t

檢驗,結(jié)果發(fā)現(xiàn),高精度加工需求條件下的正確率(

M

=0.89,95% CI:[0.86,0.93])低于低精度加工需求條件(

M

=0.98,95% CI:[0.97,0.99]),

t

(15)=7.89,

p

＜ 0.001,Cohen’s

d

=3.41。

對高、低精度加工需求條件下基于工作記憶的注意捕獲效應量進行配對樣本

t

檢驗,結(jié)果發(fā)現(xiàn),高精度加工需求條件下基于工作記憶的注意捕獲效應量(

M

=70,95% CI:[55,85],單位：ms,下同)大于低精度加工需求條件(

M

=47,95% CI:[31,63]),

t

(15)=2.24,

p

=0.041,Cohen’s

d

=0.56。

5.2.2 ERP 數(shù)據(jù)結(jié)果

NSW

對記憶項呈現(xiàn)后PO7、PO8、OZ 三個電極點上的NSW 波幅(見圖4)進行配對樣本

t

檢驗,結(jié)果發(fā)現(xiàn),高精度加工需求條件下記憶項誘發(fā)的NSW (

M

=?0.97,95% CI:[?1.78,?0.16],單位：μV,下同)大于低精度加工需求條件(

M

=?0.25,95% CI:[?1.06,0.56]),

t

(15)=2.23,

p

=0.042,Cohen’s

d

=0.56。

圖4 實驗4 高低精度條件下記憶項誘發(fā)的NSW 成分(灰色區(qū)域表示600～1000 ms 時間窗口)

LPC

對記憶項呈現(xiàn)后F3、Fz、F4、FC3、FCZ、FC4 六個電極點上的LPC 波幅(見圖5)進行配對樣本

t

檢驗,結(jié)果發(fā)現(xiàn),高精度加工需求條件下記憶項誘發(fā)的LPC (

M

=?0.92,95% CI:[?1.65,?0.18])大于低精度加工需求條件(

M

=?1.79,95% CI:[?2.86,?0.73]),

t

(15)=2.16,

p

=0.048,Cohen’s

d

=0.56。

圖5 實驗4 高低精度條件下記憶項誘發(fā)的LPC 成分(灰色區(qū)域表示450～1000 ms 時間窗口)

圖6 實驗4 不同條件下,搜索項誘發(fā)的N2 及其波幅值(其中,圖A 是高精度加工需求條件下Fz、FCz 和Cz 電極點的N2 波形圖;圖B 是低精度加工需求條件下Fz、FCz 和Cz 電極點的N2 波形圖;圖C 是N2 波形圖的標尺;圖D 是不同條件下N2 的平均波幅,豎線表示95%置信區(qū)間,* p ＜ 0.05,** p ＜ 0.01)

圖7 實驗4 不同條件下搜索項誘發(fā)的N2pc 及其波幅值(圖A 是高精度加工需求條件下目標項出現(xiàn)同側(cè)、對側(cè)PO7/8電極點的波形圖以及搜索目標項誘發(fā)的N2pc 波形圖;圖B 是低精度加工需求條件下目標項出現(xiàn)同側(cè)、對側(cè)PO7/8 電極點的波形圖以及搜索目標項誘發(fā)的 N2pc 波形圖;圖 C 是 N2pc 波形圖的標尺,灰色區(qū)域表示260～360 ms 時間窗口;圖D 是不同條件下N2pc 的平均波幅,豎線表示95%置信區(qū)間,**p ＜ 0.01,***p ＜ 0.001)

5.3 討論

采用ERP 技術,在實驗4 中分析了不同工作記憶表征精度加工需求下,工作記憶任務和視覺搜索任務中認知資源投入情況,結(jié)果發(fā)現(xiàn),與低精度加工需求條件相比,在高精度加工需求條件下,記憶項在工作記憶保持階段誘發(fā)了較大的 NSW 和LPC。NSW 反映了工作記憶存儲過程資源的投入(Yang et al.,2015),上述結(jié)果說明高精度加工需求條件比低精度加工需求條件對記憶項的存儲投入了更多工作記憶資源,與以往的研究一致(Machizawa et al.,2012)。以往研究發(fā)現(xiàn),在對高精度加工需求的視覺刺激進行表征的過程中,需要激活初級視覺皮層進行知覺加工(Ester et al.,2013),對記憶項投入知覺注意資源(Zhang &Luck,2015)。同時,高工作記憶表征精度信息的存儲往往涉及前額葉與初級視覺皮層功能連接的增強(Zhao et al.,2020),前額葉能夠有效追蹤感覺刺激的變化,進行自上而下的認知控制,調(diào)節(jié)視覺皮層的激活,提高信息表征的穩(wěn)定性(Feredoes et al.,2011;Morcos &Harvey,2016)。LPC 反映了工作記憶存儲過程中自上而下的控制(黎翠紅 等,2015;Gao et al.,2011),實驗4結(jié)果說明高精度加工需求條件比低精度加工需求條件對記憶項的存儲投入了更多認知控制資源,與以往的研究一致(He et al.,2015)。

對搜索任務過程ERP 結(jié)果分析還發(fā)現(xiàn),在搜索項呈現(xiàn)時,在高精度加工需求條件下,與記憶項匹配的干擾項誘發(fā)的N2 大于與記憶項不匹配的干擾項;而在低精度加工需求條件下,與記憶項匹配/不匹配的干擾項誘發(fā)的N2 沒有差異。在高精度加工需求條件下,干擾項與記憶項匹配時,目標項誘發(fā)的N2pc 小于干擾項與記憶項不匹配時;而在低精度加工需求條件下,干擾項與記憶項匹配和不匹配時,目標項誘發(fā)的N2pc 沒有差異。N2 反映投入沖突覺察和解決的認知資源量(Kanske &Kotz,2010),N2pc 主要反映了完成任務過程中對目標的注意朝向或注意資源投入(Berggren &Eimer,2018),上述結(jié)果說明在不同精度加工需求條件下,搜索任務過程中抑制干擾項以及搜索目標時,注意資源的投入與分配是不同的。

6 總討論

采用注意捕獲范式,通過變化記憶項與檢測項的差異程度操縱工作記憶表征精度加工需求,探討工作記憶表征過程中資源投入對注意引導的影響。在實驗1 中呈現(xiàn)1 個記憶項,探討不同精度加工需求下工作記憶表征對注意引導的影響;在實驗2 中呈現(xiàn)2 個記憶項,通過線索操縱記憶項的表征激活狀態(tài),探討不同表征激活狀態(tài)下,工作記憶表征精度加工需求對注意引導的影響;在實驗3 中呈現(xiàn)1個或2 個記憶項并控制匹配干擾項的數(shù)量,探討多項目工作記憶表征對注意引導的影響;在實驗4 中采用ERP 技術,分析工作記憶保持階段和視覺搜索任務完成階段的NSW、LPC、N2 和N2pc 成分,探討工作記憶表征引導注意的機制。結(jié)果發(fā)現(xiàn),精度加工需求影響工作記憶表征對注意的引導,并且影響能夠同時引導注意的工作記憶表征數(shù)量,工作記憶表征精度加工需求和表征激活狀態(tài)對注意捕獲存在交互影響,在工作記憶表征以及搜索任務過程中,完成不同認知任務所需要資源是有變化的。

6.1 工作記憶表征過程資源投入對注意引導的影響

在采用注意捕獲范式的實驗中,彩色干擾項作為突顯刺激,能夠產(chǎn)生刺激驅(qū)動的注意引導,當彩色干擾項與記憶項匹配時,既產(chǎn)生刺激驅(qū)動的注意引導,也產(chǎn)生基于工作記憶內(nèi)容的注意引導,同時該項目對目標的搜索起干擾作用(Al-Aidroos et al.,2012),因此,與不匹配干擾項相比,匹配干擾項對注意的更多捕獲反映了工作記憶內(nèi)容對注意的引導和認知控制的協(xié)調(diào)。在實驗1 中,我們操縱精度加工需求,在高精度加工需求條件下,工作記憶任務中的兩個檢測項(色塊)在色環(huán)上度數(shù)相差較小,需要被試在工作記憶表征過程投入較多資源,對記憶項進行更為精確的加工,以利于完成記憶檢測任務;而在低精度加工需求條件下,兩個檢測項在色環(huán)上度數(shù)相差較大,被試在工作記憶表征過程即使投入較少資源,也能完成記憶檢測任務。結(jié)果顯示,在高精度加工需求條件下基于工作記憶的注意捕獲效應量大于低精度加工需求條件。主要原因是,在工作記憶表征過程中消耗較多認知資源時,用于抑制干擾的認知控制資源會降低,干擾效應增加;而在工作記憶表征過程中消耗較少認知資源時,被試擁有足夠認知控制資源用于抑制干擾,干擾效應降低。

在完成工作記憶項目表征后進行搜索任務這一注意捕獲范式中,資源的消耗主要包括三方面：(1)工作記憶表征加工消耗工作記憶資源(Emrich et al.,2010),(2)完成搜索任務時對干擾項的抑制消耗認知控制資源(Sawaki &Luck,2010),(3)完成搜索任務時對目標的搜索消耗注意資源(Kahneman,1973)。表征精度加工需求的變化主要影響工作記憶表征過程認知資源的消耗,并對隨后搜索任務的完成產(chǎn)生影響。在實驗4 中采用ERP 技術進行的研究發(fā)現(xiàn),與低精度加工需求條件相比,高精度加工需求條件下,記憶項的存儲誘發(fā)更大的反映工作記憶存儲的NSW 和反映工作記憶存儲過程自上而下控制的LPC。一方面,與低精度加工需求條件相比,在高精度加工需求條件下,工作記憶表征可能更多的激活視覺皮層對記憶項的知覺特征加工(Ester et al.,2013;Zhao et al.,2020),這消耗較多工作記憶加工資源,誘發(fā)更大的NSW;另一方面,在高精度加工需求條件下,需要對記憶項進行更多的表征復述和刷新,這消耗更多執(zhí)行注意資源(Hitch et al.,2020),誘發(fā)更大的LPC。

當被試面對搜索任務中同時存在匹配干擾項和搜索目標這一沖突情景時,需要做出選擇,N2 與沖突監(jiān)控和注意控制有關,N2 波幅越大,需要投入監(jiān)控、解決沖突的資源越多(Heil et al.,2000)。對N2 分析表明,在高精度加工需求條件下,抑制匹配干擾項比抑制不匹配干擾項,被試需要投入更多資源;而在低精度加工需求條件下,抑制匹配干擾項與抑制不匹配干擾項投入的資源一樣。當工作記憶表征精度加工需求增加時,在工作記憶保持階段,對信息的存儲依然需要激活初級視覺皮層(Ester et al.,2013),而初級視覺皮層的激活,有助于匹配干擾項獲得競爭優(yōu)勢,使得視覺搜索任務中表征過項目與搜索目標的沖突增加,因此,在高精度加工需求條件下,與其他條件相比,當搜索任務中出現(xiàn)工作記憶表征過的項目時誘發(fā)了更大的N2。而在低精度加工需求條件下,記憶項的存儲較少激活視覺皮層,匹配干擾項沒有加工優(yōu)勢,視覺搜索任務中工作記憶表征過項目與搜索目標的沖突減小,搜索任務中工作記憶表征過的項目誘發(fā)的N2 與其他條件相比沒有差異。從抑制的角度看,在注意捕獲范式下,由于被試知道工作記憶中的項目不會成為搜索任務的目標,在搜索任務呈現(xiàn)后,被試會對表征過的項目進行抑制,在高精度加工需求條件下,由于工作記憶表征加工消耗較多的認知控制資源,導致抑制干擾項能力的下降,因此,與記憶項匹配的干擾項與搜索目標仍會產(chǎn)生較大沖突,誘發(fā)較大的N2。

在視覺搜索任務中,被試在抑制干擾刺激的同時,需要從多個項目中尋找目標,這一搜索目標的過程需要消耗認知資源。N2pc 反映視覺搜索任務中,對目標項的注意資源投入情況,N2pc 波幅越大,投入目標搜索的資源越多(Berggren &Eimer,2018;Eimer,1996)。在高精度加工需求條件下,對記憶項目的表征消耗了較多的認知資源,而且,搜索任務中匹配干擾項捕獲了更多注意,需要投入更多的資源用于抑制干擾項的加工,從而使得用于目標搜索的資源減少。因此,與其他條件相比,N2pc 減小。而在低精度加工需求條件下,對記憶項目的表征消耗的認知資源較少,與記憶項匹配的干擾項亦被抑制,仍有足夠的資源投入到目標搜索中,誘發(fā)的N2pc 與其他條件相比沒有差異。

除此之外,工作記憶表征精度加工需求對注意引導的影響可能存在其他解釋：(1)工作記憶表征精度加工需求改變知覺注意范圍,從而影響對搜索目標的知覺加工。已有研究發(fā)現(xiàn),高工作記憶精度加工需求(負載)能夠窄化注意,使注意集中在較小的空間范圍(李壽欣 等,2019)。在視覺搜索任務中,與低精度加工需求條件相比,高精度加工需求條件下,當干擾項優(yōu)先捕獲注意后,較難擴大注意范圍對目標項進行知覺加工,因而,對目標的搜索減慢,產(chǎn)生更大的注意捕獲。(2)工作記憶表征精度加工需求影響神經(jīng)元編碼噪音,改變表征的精確性,從而影響工作記憶表征與干擾項的匹配。以往研究發(fā)現(xiàn),在工作記憶任務中,當記憶項與檢測項差別大(表征精度加工需求低)時,可能對記憶項進行類別記憶,使得神經(jīng)元編碼噪音增加,容易產(chǎn)生記憶偏差,降低表征精確性(Panichello et al.,2019;Schurgin et al.,2020)。因此,與高精度加工需求條件相比,低精度加工需求條件下,工作記憶表征的精確度降低,阻礙工作記憶表征與干擾項的匹配,從而降低注意捕獲。對于上述兩種可能的解釋,需要在后續(xù)研究中做進一步探討。

6.2 工作記憶表征激活狀態(tài)和表征數(shù)量對注意引導的影響

工作記憶表征激活狀態(tài)和表征數(shù)量是否影響注意引導？我們在實驗2 和實驗3 中對此進行了探討。在實驗2 中,呈現(xiàn)2 個記憶項,采用線索改變記憶項的表征激活狀態(tài),線索指向的項目處于高激活狀態(tài),結(jié)果發(fā)現(xiàn),在低精度加工需求條件下,表征處于高激活狀態(tài)時,匹配干擾項產(chǎn)生的基于工作記憶的注意捕獲大于低激活狀態(tài);而在高精度加工需求條件下,表征處于不同激活時,匹配干擾項產(chǎn)生的基于工作記憶的注意捕獲沒有差異?？赡艿脑蚴?在低精度加工需求的條件下,工作記憶任務占用的資源較少,有足夠的資源用于抑制搜索任務中干擾項的加工。與低激活狀態(tài)的工作記憶表征相比,處于高激活狀態(tài)的工作記憶表征項目,位于執(zhí)行加工的焦點,表征更加穩(wěn)定,不容易受到干擾(Cowan,2011),這使得與記憶項匹配的干擾項較難進行抑制,因而,捕獲更多的注意;而在高工作記憶精度加工需求的條件下,消耗較多的工作記憶資源。有研究表明,對于高精細項目的工作記憶表征,記憶2 個客體時,已經(jīng)達到工作記憶容量上限(Gao et al.,2013),這使得用于抑制干擾的資源不足,與不匹配條件相比,處于高、低激活狀態(tài)與記憶項匹配的干擾項均能捕獲較多的注意。

在實驗3 中,呈現(xiàn)1 個或2 個記憶項,并控制搜索任務中彩色干擾項的數(shù)量,以及干擾項與記憶項匹配的數(shù)量,結(jié)果發(fā)現(xiàn),在高精度加工需求條件下,可以有兩個工作記憶表征引導注意;而在低精度加工需求條件下,只有一個工作記憶表征引導注意。一方面,在不同精度加工需求條件下,工作記憶表征過程認知資源的投入不同,影響對干擾項的抑制。在高精度加工需求條件下,呈現(xiàn)2 個記憶項,且2 個記憶項均與干擾項匹配時,表征精度加工需求和表征數(shù)量的增加,消耗更多的認知資源,使得完成搜索任務時,用于抑制干擾項的資源不足,因而,兩個與工作記憶表征匹配的干擾項均能捕獲注意,符合多模板假設(Beck et al.,2012);而在低精度加工需求條件下,對工作記憶表征過程的認知資源投入較少,在完成搜索任務中,仍有足夠的資源用于抑制多個與工作記憶表征匹配的干擾項,達到與抑制一個與工作記憶表征匹配的干擾項同樣效果,符合單模板假設(Olivers et al.,2011)。另一方面,不同精度加工需求條件下,工作記憶表征的精確性不同,影響對干擾項的注意捕獲。Duncan 和Humphres (1989)提出,知覺項目與存儲在記憶中的注意模板的匹配程度決定了對知覺項目的注意選擇,匹配程度越高,知覺項目越容易成為注意選擇目標。在低精度加工需求條件下,工作記憶表征數(shù)量的增加會降低表征精確性(Bae &Luck,2017),使得干擾項與工作記憶表征的匹配程度降低,從而降低匹配干擾項對注意的捕獲,表現(xiàn)為只有一個工作記憶表征引導注意;而在高精度加工需求條件下,投入較多資源用于工作記憶表征的復述與刷新,這有利于提高表征精確性,干擾項與工作記憶表征更容易匹配,促進干擾項對注意的捕獲,表現(xiàn)為有多個工作記憶表征引導注意。

工作記憶過程中對記憶項表征和隨后完成搜索任務時對干擾項抑制的資源如何分配,可能是造成單模板假設和多模板假設爭議的原因。在注意捕獲范式下,當工作記憶表征過程中認知資源占用較少,有足夠資源用于抑制搜索任務中的干擾項時,工作記憶表征引導注意符合單模板假設;當工作記憶表征過程中認知資源占用較多,用于抑制搜索任務中的干擾項資源不足時,工作記憶表征引導注意符合多模板假設。

7 結(jié)論

在注意捕獲范式下,與低工作記憶表征精度加工需求條件相比,高工作記憶表征精度加工需求下,工作記憶表征項目捕獲更多的注意,潛在的機制可能是改變工作記憶表征精度加工需求帶來認知資源分配的變化,使得投入工作記憶表征和完成搜索任務時對干擾抑制的資源發(fā)生了改變。