記憶提取的決定因素：線索負荷、編碼-提取匹配和辨別*

白學軍 劉湍麗, 邢 敏 鞏彥斌

(1天津師范大學心理與行為研究院, 國民心理健康評估與促進協(xié)同創(chuàng)新中心, 天津 300074)(2信陽師范學院教育科學學院, 信陽 464000)

人類認知研究需要回答的最重要的問題之一是“我們是怎么回憶的”, 即我們是如何從記憶中提取信息的(Poirier et al., 2012)。對這一過程深入的了解有助于我們理解正常記憶功能、遺忘以及疾病或大腦功能障礙引發(fā)的記憶問題。

在對記憶進行長期探索的過程中, 有兩個觀點曾先后受到研究者的關注：線索負荷假說(cue overload)和編碼-提取匹配假說(encoding-retrieval match)。早期的記憶研究者常借助線索負荷假說來解釋各種記憶現(xiàn)象。該假說認為：與線索相關聯(lián)的記憶項目數(shù)量越多, 線索的有效性就越低(Watkins & Watkins, 1975; Earhard, 1967; Watkins,1979; Poirier et al., 2012), 回憶成績也隨之越差。但隨著研究的深入, 很多研究者擯棄了之前的主張, 認為對記憶效果起決定性作用的并不是與線索相關聯(lián)的記憶項目數(shù)量的多少, 而是提取條件在多大程度上與編碼條件重疊或匹配, 于是編碼-提取匹配假說(Tulving, 1983; Eysenck & Keane,2010)逐漸占據(jù)了主導地位。

理論的發(fā)展總是因研究者的質疑而不斷接近真相。最近, Nairne (2002, 2006)對編碼-提取匹配這一廣為接受的觀點提出了質疑, 指出編碼-提取匹配與記憶效果之間并非是因果關系, 而只是相關關系。因此, 編碼-提取匹配并不能準確預測記憶效果。Nairne整合之前線索負荷假說的觀點, 對決定記憶效果的因素提出了新的理論觀點。本研究將先對線索負荷和編碼-提取匹配兩個觀點逐一進行回顧, 在此基礎上著重對Nairne (2002, 2006)的新觀點進行介紹和分析, 并進一步探討未來可能的研究方向。

1 線索負荷假說

1.1 線索負荷假說的基本觀點

線索負荷假說(Earhard, 1967; Watkins, 1979;Watkins &Watkins, 1975)認為：與某個特定線索相關聯(lián)的目標項目的數(shù)量越多, 該線索能夠喚起對任一目標項目回憶的可能性就越低, 線索的有效性越低。反之, 對于某特定目標項目來說, 線索越特殊、越明確, 線索喚起對該項目的回憶的可能性就越高。Craik和Jacoby (1979)曾指出, 提取某個事件的可能性受記憶系統(tǒng)中對某個目標詞的編碼與其它痕跡的相似程度的影響。

1.2 支持線索負荷假說的證據(jù)

研究者認為, 線索負荷假說可以很好解釋詞表長度效應(list length effect)、類別大小效應(category size effect)和Brown-Peterson 范式中的前攝抑制(Surprenant & Neath, 2009)。

詞表長度效應是指回憶率隨詞表長度增加而降低。如果假定詞表最后一個項目是提取線索,那么根據(jù)這一原則, 線索的有效性隨著共享同一線索的項目數(shù)量的增加而降低。

類別大小效應是指從一個類別詞表中回憶某個項目的可能性隨著類別大小的增加而系統(tǒng)的降低(Watkins & Watkins, 1975)。在類別詞表的學習中, 某個詞表中的項目來自于若干個概念上無關的類別, 對于此類詞表的回憶, 類別名稱可以作為有效的線索, 因此相較于項目間的關聯(lián), 通過類別名稱作為線索的回憶效果更好。把詞表中的每個獨立的類別看作是相互獨立的小詞表, 很多研究均表明線索-負荷假說可以對這些獨立小詞表進行解釋(Rutherford, 2004)。

Brown-Peterson 范式中的前攝抑制是指在實驗中, 呈現(xiàn)給被試一些學習項目, 隨后要求被試回憶, 如此循環(huán), 則回憶成績隨著循環(huán)次數(shù)的增加而降低(Watkins & Watkins, 1975)。Watkins和Watkins (1975)呈現(xiàn)給被試一系列Brown-Peterson試次, 每三個試次屬于同一語義類別, 但控制了首因效應和近因效應, 結果發(fā)現(xiàn)回憶成績與詞表序列位置無關, 而與線索負荷有關。并且最終測試的成績與類別中項目的數(shù)量成反比, 進一步支持了線索負荷觀點。

Murnane和Phelps (1994)通過操縱同一背景色上單詞項目的數(shù)量來考察線索負荷的作用, 實驗結果支持線索負荷假說。Rutherford (2004)對場合線索負荷進行了考察, 結果發(fā)現(xiàn)場合線索負荷較小時, 再認正確率較高, 實驗結果支持線索負荷假說。

然而, 盡管線索負荷假說得到很多實驗結果的支持(Earhard, 1967; Watkins, 1979; Watkins &Watkins, 1975), 但它只是一個認為線索有效性隨著與之關聯(lián)項目數(shù)量增加而降低的假說。這與傳統(tǒng)的記憶模型存在著較大的差異, 傳統(tǒng)的記憶模型會提供相對完整的記憶系統(tǒng)的加工過程。因此,必須對線索負荷的某些方面是如何在心理系統(tǒng)中產(chǎn)生作用加以說明。例如, 線索激活目標, 更確切的說是激活目標的心理表征。但是一個得以激活的目標表征如何導致個體在外顯行為上說出特定目標的名稱, 或者按一個適當?shù)脑僬J反應鍵？從激活的目標到要求的外顯行為之間的加工過程需要加以說明(Rutherford, 2004)。

線索負荷假說是一個證據(jù)充分且可靠的發(fā)現(xiàn),但正如Craik和Jacoby (1979)所認為的, 由于研究者過分關注其他因素, 因而線索負荷經(jīng)常被認為是較弱的和可替代的因素(Goh & Lu, 2012; Beaman,Hanczakowski, Hodgetts, Marsh, & Jones, 2013)。

1.3 線索負荷的神經(jīng)基礎

線索負荷觀點認為成功的提取依賴于提取線索的可得性(availability) (Wixted, 2004)。從這個角度來看, 遺忘的發(fā)生是由于提取階段的干擾造成的, 即提取線索未能激活編碼階段的神經(jīng)活動所致(Frankland, K?hler, & Josselyn, 2013)。

線索負荷實際上是一種記憶干擾現(xiàn)象, 當存在與提取線索相關聯(lián)的競爭項目時, 干擾就發(fā)生了。有研究(Bergstr?m, O'Connor, Li, & Simons,2012)采用ERP技術考察了這種提取干擾現(xiàn)象的ERP成分是否受任務要求的影響。要求被試對線索詞進行編碼, 線索詞的呈現(xiàn)次數(shù)為兩次或四次,在線索詞重復出現(xiàn)的過程中, 與之配對出現(xiàn)的目標詞或者相同或者不同。在測驗階段, 要求被試回憶與線索詞最近共同出現(xiàn)的目標詞, 或者僅判斷線索出現(xiàn)的次數(shù)而不要求回憶。實驗結果發(fā)現(xiàn)測驗階段干擾項目存在一個早期的頭皮后部正成分, 這一成分反映與某一線索相關聯(lián)的項目的激活。結果表明干擾效應在早期是相對自動化的加工, 并且不受有意識提取的影響。

前攝抑制作為線索負荷的一種存在形式, 也受到一些研究者的關注。神經(jīng)心理損傷(Thompson-Schill et al., 2002)和功能核磁共振(D'Esposito,Postle, Jonides, & Smith, 1999)等方面的研究一致認為腹外側前額葉(VLPFC)與前攝抑制有一定的關系。特別是左側額下回被認為是與工作記憶提取過程中前攝抑制發(fā)生相關的腦區(qū)(D'Esposito et al., 1999)。事件相關功能磁共振的研究發(fā)現(xiàn)與前攝抑制相關的左側額下回的激活來自于反應階段而非其他階段如編碼或保持階段(D'Esposito et al.,1999; Postle, Brush, & Nick, 2004)。此外有少數(shù)研究認為前攝抑制過程包含一些與背外側前額葉和額極腦區(qū)相關的場合依存認知控制和監(jiān)測過程(Badre & Wagner, 2005; Bunge, Ochsner, Desmond,Glover, & Gabrieli, 2001)。例如, 研究者認為在前攝抑制中額極皮層的激活優(yōu)先發(fā)生(Badre &Wagner, 2005)。

2 編碼-提取匹配假說

2.1 編碼-提取匹配假說的基本觀點

如果要求記憶研究者列出他們認為最重要的記憶原則, 那么毫無疑問編碼-提取匹配原則會位居榜首(Higham, 2002)。該觀點認為當人們試圖回憶某個特定事件時, 伴隨最初編碼活動一起被加工的情境、情緒或狀態(tài)的恢復, 使得當前線索信息和需要獲取信息的一致性增加, 因而有助于提取。在學習階段與目標項目共同編碼的提取線索,在測試階段的重新提供具有重要作用。如今很多研究領域使用編碼-提取匹配觀點來預測和解釋他們的研究結果(Poirier et al., 2012)。

2.2 編碼-提取匹配得到的實驗支持

2.2.1 來自情境依存、情緒依存等方面研究的支持

在現(xiàn)代研究中, 編碼-提取匹配已被作為情境依存(context-dependent)、情緒依存(mood-dependent)等領域的研究基礎(Smith & Vela, 2001; Poirier et al., 2012; Beaman et al., 2013)。

場合依存記憶是指當記憶提取時所處的背景場合與事件發(fā)生時所處的背景場合相匹配時, 將易于目標信息的提取。Smith和Vela (2001)的研究回顧了情境依存記憶的相關研究, 并對這些研究進行了元分析。結果表明, 情境依存效應相對可靠, 表明編碼和提取階段場合的匹配有利于回憶效果的提高(Schwabe, B?hringer, & Wolf, 2009;Markopoulos, Rutherford, Cairns, & Green, 2010;Smith & Manzano, 2010)。

情緒依存記憶是指當一種過去事件的記憶處在一種與當前提取階段相類似的情緒中時, 回憶效果會提高。學習和測試階段的情緒匹配起著顯著的記憶增強效應(Lewis & Critchley, 2003;Kanayama, Sato, & Ohira, 2008; Nutt & Lam, 2011)。廖巖和張欽(2012)將經(jīng)典情緒啟動范式和學習－再認范式相結合, 探討學習時啟動與目標的情緒一致性對目標再認的影響, 結果表明, 編碼階段的加工背景對記憶提取產(chǎn)生了顯著影響, 一致啟動促進了認知加工與記憶編碼, 提高了再認正確率; ERP結果也表明, 在目標刺激呈現(xiàn)后300-500 ms,編碼時的情緒一致性對再認階段消極目標誘發(fā)的ERP產(chǎn)生了顯著影響。

刺激材料知覺特征的匹配也有助于記憶的提取。有研究(Reder, Donavos, & Erickson, 2002)通過改變學習和測試時單詞的字體, 考察記憶表征的物理屬性是否影響外顯記憶成績。結果發(fā)現(xiàn),如果學習階段和再認階段字體匹配, 則再認成績較好。表明知覺信息的操縱與概念信息的操縱遵從同樣的記憶原則(Lamberts, Brockdorff, & Heit,2002)。Isarida和Isarin (2007)通過4個實驗考察了自由回憶中背景色的情境依存效應(backgroundcolor context effect)。根據(jù)學習和測試階段背景色是否一致, 把回憶項目分為同和異場合項目, 實驗結果表明背景色的變化是產(chǎn)生場合效應的必要且充分條件(Sakai, Isarida, & Isarida, 2010)。

2.2.2 來自不同記憶范式等方面研究的支持

除了場合依存、情緒依存等研究外, 也有很多采用其他實驗范式的研究支持編碼-提取匹配觀點(Hannon & Craik, 2001; Dewhurst & Brandt,2007; Hannon & Daneman, 2007; Mulligan &Hornstein, 2003; Campbell, Edwards, Horswill, &Helman, 2007; Dewhurst & Knott, 2010; Isarida,Isarida, & Sakai, 2012; Hofmeister, 2011; Garcia-Marques, Garrido, Hamilton, & Ferreira, 2012)。

Engelkamp, Zimmer, Mohr和Sellen (1994)采用表演范式(enactment paradigm)對編碼-提取匹配進行了檢驗。結果發(fā)現(xiàn), 在再認決策之前再次完成學習階段完成的動作, 記憶效果更好(Mulligan& Hornstein, 2003)。這一結果為“當學習階段的操作在測試階段重現(xiàn)則再認準確率提高”的觀點提供了強有力的證據(jù)。

采用編碼特異性范式, Hannon和Craik (2001)考察了詞對的語義特征對記憶的影響作用, 結果發(fā)現(xiàn), 語義關聯(lián)和提取階段線索的提供均是回憶成績的重要影響因素。

前人研究也發(fā)現(xiàn)編碼-提取匹配對前瞻記憶的的作用(Cherry et al., 2001)。Hannon和Daneman(2007)的研究同時操縱編碼、提取和編碼-提取匹配這三個因素, 8個實驗的結果表明, 目標事件的編碼和提取之間匹配程度的增加有利于前瞻記憶。

也有研究通過操縱刺激的呈現(xiàn)方式(直接呈現(xiàn)或生成任務)考察編碼-提取匹配。Glisky和Rabinowitz (1985)給被試呈現(xiàn)5個字母組成的單詞, 這些單詞或是直接呈現(xiàn)給被試, 或是從四字母片段中生成, 結果發(fā)現(xiàn)當被試在再認之前需要生成測試項目, 則生成效應(生成比閱讀的再認準確率高)增強。Dewhurst和Brandt (2007)的研究得到了同樣的結果, 即生成任務在測驗階段再現(xiàn),能夠提高對學習項目的“記住”反應。最近,Dewhurst和Knott (2010)以同樣的方式, 考察了再認任務中的編碼-提取匹配。實驗結果表明在學習和測驗階段均采用生成任務, 能有效提高再認優(yōu)勢, 這些結果均支持編碼-提取匹配的觀點(Isarida et al., 2012)。

Hofmeister (2011)考察了實時句子理解(real--time sentence comprehension)中編碼-提取之間的關系, 表明在單詞記憶中起作用的一些原則在句子理解任務中也同樣適用。研究結果與Nairne (2002,2006)的觀點一致, 即目標的獨特表征特征能夠有效降低基于相似性的干擾作用。

有研究(Garcia-Marques et al., 2012)考察了印象形成情境中的部分線索效應和協(xié)作抑制效應,實驗變化了編碼和提取時項目組織的一致性, 結果表明, 當編碼和提取時的組織方式不一致時,記憶成績受到損害。

此外, 另一個相關的概念——復現(xiàn)假說(reinstatement hypothesis)在認知神經(jīng)科學的研究中具有較大的影響力。該假說認為當負責某近期事件的皮層活動模式在大腦中通過對提取信息的加工而得以恢復時, 對該近期事件的有意識記是可能的(Danker & Anderson, 2010; Ritchey, LaBar,& Cabeza, 2011)。該假說受到若干采用腦功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging)技術研究的關注, 這些研究也支持編碼-提取匹配的觀點(Johnson, McDuff, Rugg, & Norman, 2009;Danker & Anderson, 2010; Dupret, O'Neill, Pleydell-Bouverie, & Csicsvari, 2010; Jenkins & Ranganath,2010)。

Kent和Lamberts (2008)指出, 腦成像研究中編碼階段被激活的皮質環(huán)路在提取階段被重新激活; 加工階段的行為重現(xiàn)(behavioural re-enactment),包括編碼時的眼動軌跡再現(xiàn)都有助于更好的提取;對視覺特征編碼的時間進程和對這些特征的提取具有相關關系(曹曉華, 曹立人, 2009)。這三個方面證據(jù)表明編碼和提取之間的相互作用是認知系統(tǒng)把編碼階段包含的加工過程在提取階段重新激活的結果, 支持編碼-提取匹配的觀點。

對于這一觀點, 一個值得注意的例外情況來自于Mulligan和Lozito (2006)的研究結果(Dewhurst &Knott, 2010)。這一研究比較了學習和測試時的生成效應。在再認決策之前要求被試生成測試項目,結果導致了展示效應(revelation effect)的產(chǎn)生(Tekcan & Peynircio?lu, 2001; 沈攀攀, 2008; A?falg& Bernstein, 2012)。Mulligan和Lozito (2006)給被試以原詞(intact)或變位詞(anagram)的方式呈現(xiàn)一系列由8個字母組成的單詞, 在測試階段, 測試項目也以原詞或變位詞的方式呈現(xiàn), 結果發(fā)現(xiàn)學習階段以生成方式呈現(xiàn)使得記憶準確率增加, 而測試階段以生成方式呈現(xiàn)使得準確率降低。這一結果與編碼-提取匹配假說背道而馳。

實際上, 總覽當前的文獻, 除了少數(shù)例外情況, 甚至可以直接得出結論認為編碼-提取匹配假說在認知心理學和認知神經(jīng)科學領域是沒有爭議的(Nairne, 2002, 2006; Poirier et al., 2012; Beaman et al., 2013)。

2.3 編碼-提取匹配的神經(jīng)基礎

在認知神經(jīng)科學領域, 研究者通過考察神經(jīng)活動的“恢復”現(xiàn)象(編碼階段對事件特征的皮層表征的建立和提取階段這些皮層表征的恢復)來對編碼-提取匹配這一問題進行研究。

很多神經(jīng)成像的研究關注回憶決策的神經(jīng)基礎(Davachi, 2006; Diana, Yonelinas, & Ranganath,2007; Mitchell & Johnson, 2009; Danker & Anderson,2010; Rissman & Wagner, 2012)。有的研究考察編碼階段皮層對刺激的表征強度與更精確的提取決策的關系(Kirchhoff, Wagner, Maril, & Stern, 2000;Davachi, Mitchell, & Wagner, 2003; Uncapher,Otten, & Rugg, 2006; Otten, Sveen, & Quayle, 2007;Prince, Dennis, & Cabeza, 2009; Kuhl, Bainbridge,& Chun, 2012), 認為回憶決策部分的依賴于最初對相關細節(jié)或事件特征的神經(jīng)表征。有的研究考察編碼階段的皮層表征在提取階段的恢復(Nyberg,Habib, McIntosh, & Tulving, 2000; Wheeler, Petersen,& Buckner, 2000; Kahn, Davachi, & Wagner, 2004;Polyn, Natu, Cohen, & Norman, 2005; Woodruff,Johnson, Uncapher, & Rugg, 2005; Wheeler et al.,2006), 認為回憶決策也依賴于最初表征相關細節(jié)的皮層模式的重新激活。還有一些研究考察海馬活動是如何影響相關信息的編碼(Davachi et al.,2003; Kirwan & Stark, 2004; Ranganath et al., 2004;Uncapher, 2005)和提取的(Eldridge, Knowlton,Furmanski, Bookheimer, & Engel, 2000; Kirwan &Stark, 2004; Yonelinas, Otten, Shaw, & Rugg, 2005;Montaldi, Spencer, Roberts, & Mayes, 2006)。以上三種研究分別考察了編碼和提取的不同方面, 但都涉及編碼階段神經(jīng)表征強度、提取階段神經(jīng)表征恢復強度和回憶成績。最近, 有研究(Gordon,Rissman, Kiani, & Wagner, 2014)采用功能核磁共振多體素模式分析方法, 考察皮層和海馬活動在編碼和提取階段是如何推動完成回憶的：在編碼階段, 把單詞和面孔或場景相關聯(lián), 在提取階段,要求被試回憶與單詞相關聯(lián)的來源信息, 結果發(fā)現(xiàn)記憶決策部分的受與海馬相關的皮層對事件特征的編碼和與海馬相關的皮層在提取階段的恢復的影響。

最近, 一些神經(jīng)成像研究采用多變量分析技術考察編碼階段基于試次的神經(jīng)活動與隨后回憶成績的關系(Jenkins & Ranganath, 2010; Xue, Dong,Chen, Lu, Mumford, & Poldrack, 2010; Watanabe et al., 2011; Kuhl et al., 2012; Zeithamova, Dominick,& Preston, 2012; LaRocque et al., 2013), 特別是Kuhl等人(2012)研究發(fā)現(xiàn), 在閱讀單詞-面孔或單詞-房屋配對刺激時, 對與單詞配對的面孔或房屋的顳葉和前額區(qū)皮層活動強度增強。

除了皮層編碼和提取模式與記憶行為的關系外, 也有研究發(fā)現(xiàn)海馬在項目記憶中的重要作用(Squire, Stark, & Clark, 2004)。一些fMRI研究發(fā)現(xiàn), 在隨后回憶中被正確提取出的項目, 其編碼過程中海馬活動強度較大(Davachi et al., 2003;Kirwan & Stark, 2004; Ranganath et al., 2004;Staresina, Duncan, & Davachi, 2011)。此外, 被正確提取的項目在編碼時的海馬-皮層連接強度較大(Ranganath, Heller, Cohen, Brozinsky, & Rissman,2005; Gagnepain et al., 2011; Schott et al., 2011)。在提取階段, 正確提取比錯誤提取的海馬活動強度大(Chen, Olsen, Preston, Glover, & Wagner, 2011;Smith, Wixted, & Squire, 2011)。也即, 與皮層共同對事件內容進行表征時, 海馬對事件的編碼和提取的作用在于, 當提供線索時, 個體能夠回憶出事件或來源的細節(jié)。

3 記憶是一個辨別過程

3.1 記憶是一個辨別過程的主要觀點

關于編碼-提取匹配作用的論斷, 在記憶研究領域被許多人認為是神圣不可侵犯的。但這一觀點是否合理？Nairne (2002)認為, 盡管編碼-提取匹配和記憶保持通常是正向關聯(lián)關系, 但實際上這種關聯(lián)是相關而非因果關系。根據(jù)具體情境的不同, 增加某個線索和某個目標痕跡的相似性,可以提高記憶保持的效果, 也可以對記憶保持不產(chǎn)生影響, 甚至降低記憶保持的效果。

成功的提取并不是簡單的選擇正確目標, 而是同時排除錯誤項目的過程(Hunt, 2003, 2006;Nairne, 2005, 2006; Goh & Tan, 2006)。記憶是一個辨別過程的觀點認為需要系統(tǒng)考慮編碼-提取匹配和線索負荷在記憶提取過程中的作用。記憶是辨別過程的觀點使得我們認識到這兩者的相互影響應該放在一起研究。更確切地說, 如果不同時考慮編碼-提取匹配和線索負荷, 就無法對提取做出明確的預測。從更為嚴謹?shù)慕嵌葋砜? 記憶是辨別過程的觀點分別賦予編碼-提取匹配和線索負荷不同的作用, 并認為(a)兩者在記憶提取中均起作用并且(b)如果不考慮兩者的共同作用, 將無法對記憶作出預測。根據(jù)這一觀點, 起重要作用的是線索的鑒別值：盡管線索和目標一定程度的相關是必要的, 也是符合編碼特異性原則的, 而真正對回憶成績起決定作用的是線索在多大程度上與某一目標項目匹配以至于排除其他可能的備選項目。因此, Nairne (2002)認為我們不能用編碼-提取匹配來對記憶保持做出明確的預測。相反的, 應該引起我們重視的是提取線索可以在多大程度上提供關于目標事件的辨別信息(diagnostic information)。

為了更清楚的理解這一觀點, 可以假設這樣一種情形：假設要求被試學習一系列目標事件E1,E2, E3,..., EN。每一個事件均包含特征或屬性(X1,X2, X3,..., XN), 可以進一步假設其中的一些特征在一個以上目標編碼中存在(例如, 舉個最簡單的例子, 背景特征就有可能作為很多目標事件的一部分而被加工編碼)。在測試階段, 提供一個或多個特征作為提取線索, 以幫助被試回憶某個特定的目標事件。從編碼-提取匹配的角度來看, 可以預期回憶成績會隨著提取情境(即一系列的提取線索)和初始編碼情境相似度的增加而增加。實際上, 當學習和測試的相似度最大的時候回憶成績是最好的。因此, 如果事件E1包含編碼特征X1, X2和X3, 那么提供3個特征作為線索, 應該比僅提供1個或2個特征作為線索的回憶成績好。需要注意的是, 在所有情境下, 匹配均指的是增加功能性編碼-提取匹配——也即, 至少對于設想的實驗來說, 測試階段提供的線索能夠與初始存儲事件的特征精確匹配。

通過深入思考, 很容易發(fā)現(xiàn)設想的這一實驗結果是非常值得懷疑的。對于線索負荷而言, 任一特征的線索值都依賴于這一特征在多大程度上與目標事件相匹配以致排除其他事件。假設特征X1僅隸屬于事件E1, 而特征X2隸屬于事件E1、E2、E3和E4, 測試階段把特征X1和X2提供給被試, 因而增加了功能性線索-目標匹配(相對于單一線索條件), 但記憶成績未必提高。實際上, 甚至可以認為記憶成績在這種情況下會降低, 因為線索X2與其他目標痕跡的匹配度是相同的。在這種情況下線索-目標相似性的增加誘發(fā)了區(qū)分度問題, 使得匹配和保持之間表現(xiàn)為非單調關系。

為了更正式地對這一問題進行闡述, Nairne(2002)借用了在分類和記憶模型中經(jīng)常使用的一個簡單提取原則。根據(jù)這一原則, 被試通過匹配或比較提取線索與長時記憶搜索集中的可能備選答案來選擇某個項目進行回憶。某個特定事件E1被選擇的可能性依賴于提取線索X1在多大程度上與E1匹配以致排除其他可能的備選答案(例如,E2, E3,..., EN):

該公式中(Nairne, 2002), s (X1, E1)表示X1與E1的相似性程度, 相似性通過兩個項目之間匹配或不匹配特征的數(shù)量來表示(距離測量)。Shepard(1987)用以下公式把距離(d)與相似性關聯(lián)起來：

如公式(1)所示, 這個簡單的公式包含了記憶的兩因素觀點的絕大部分重要成分, 記憶與線索X1和目標事件E1的匹配度呈正比例關系, 而與與該線索相關的項目數(shù)量成反比例關系(線索負荷)。分母的值是通過把線索和搜索集中每個項目的相似度相加得到的。因此, 隨著搜索集規(guī)模的增加,分母值也逐漸增加, 回憶起某個項目的可能性也隨之降低(例如, 類別大小效應和詞表長度效應)。

此外, 正如在剛才設想的實驗中所提到的,增加線索和目標的相似性, 記憶成績是增加還是降低是受情境制約的。例如, 假設通過增加一個可以“招募”額外的項目進入搜索集的特征, 使得線索-目標的凈相似度增加。此時, 任何通過線索和目標匹配度的增加而使得公式(1)中分子值的增加都會伴隨一個相對更大的分母值的增加, 從而導致回憶可能性的凈減少。因此根據(jù)這一兩因素的觀點, 不能根據(jù)編碼-提取匹配來對保持做出明確的預測。

根據(jù)這一提取原則, 線索-目標匹配對于正確提取是一個必要而不充分條件。為確保目標項目能夠被選擇和回憶, 需要線索和這一候選目標之間具有一定程度的匹配(重疊特征)。但絕不是匹配本身在起關鍵作用, 而是相對匹配度或特征X1在多大程度上唯一指向目標事件E1以致排除其他可能的目標候選項目。實際上, 知道匹配度的總值(假定這一值大于0)也并不能明確的讓我們知道隨后的記憶保持情況。

要理解其中的原因, 還需要借助另一個設想的實驗：要求被試大聲朗讀以視覺方式呈現(xiàn)在屏幕上的同音異義字詞表(e.g., write, right, rite, rite,write, right)。測試時, 要求每個被試回憶位于詞表系列位置第三位的同音異義字。在一種條件下,僅告訴被試提取要求, 在另一種情況下, 還提供被試一個額外線索——目標項目的發(fā)音(rayt)。在第二種條件下, 通過提供一個線索(這一線索被作為初始痕跡的一部分而被編碼), 我們增加了功能性線索-目標匹配度, 但記憶成績不大可能提高。目標項的發(fā)音被詞表上的其他項目共享, 因此提取線索并沒有提供關于目標項的區(qū)分度信息。盡管這一線索與存儲的痕跡是匹配的, 但被試不能利用額外的信息來幫助他們把目標項目從可能的備選答案中區(qū)分開來。

通過把公式(2)即我們對于相似度的定義代入到公式(1)中的比值中, 可以把這一問題用數(shù)學公式3(Nairne, 2002, 2005, 2006)表示出來。簡而言之,d1表示X1與E1之間的距離,di表示X1與Ei之間的距離。通過代數(shù)方法, 可以證明：

常數(shù)C通過降低線索和目標的距離而增加線索-目標匹配。因此可以隨意增加線索-目標匹配度,只要線索和其他候選答案的相似度的增量與之相同, 就不會對記憶保持產(chǎn)生影響。

在一定程度上, 這種情況相當于強度和明度知覺的關系。對明度知覺起決定作用的是相對強度——與周圍相比有多少光子落入中心區(qū)域(盡管在某些情況下絕對強度可能也很重要)。強度和明度在諸如明度恒常性等現(xiàn)象中發(fā)生解耦, 在這種現(xiàn)象中即便總的強度增加或降低, 但個體感知到的明度卻保持恒定。甚至可能增加絕對強度而看上去更暗的情況(強度和明度知覺的非單調關系)。人們的知覺系統(tǒng)傾向于拋開絕對信息——例如強度的總體變化——而利用相對對比信息。對于提取來說也是同樣的, 即不是線索-目標的絕對匹配度而是匹配的區(qū)分(相對)值起重要作用。

從建立記憶的普遍通用的理論的角度來看,認為匹配和保持呈因果和單調關系的觀點相當值得懷疑。盡管可能受線索負荷的限制, 但匹配和保持之間的關系是遵循原則的和直接的, 這意味著只要提高線索-目標匹配并保持線索負荷恒定,則記憶保持會提高。一般情況下, 僅當其他所有因素都保持不變時, 匹配和保持之間的單調關系可以存在。不過我們的假設實驗和公式(3)表明,即使線索負荷保持不變, 增加總體匹配度也并不一定轉化為記憶成績增益。匹配和保持之間反而是相關而非因果關系。一般情況下增加線索和目標的功能性匹配會提高保持成績, 因為它增加了鑒別性特征產(chǎn)生作用的可能性, 但根據(jù)具體情況的不同, 也很可能對保持成績沒有影響或者甚至降低記憶保持成績。我們的提取系統(tǒng)更青睞線索的相對的區(qū)分度而非絕對的線索-目標相似性。從這個意義上說, 編碼-提取匹配成為了一個“傀儡”,至少它在控制記憶保持中的作用是這樣的。

3.2 記憶是一個辨別過程的實驗支持

記憶作為一個辨別過程的觀點在最近幾年開始受到關注, 并得到了一些研究的支持。

張文熙(2007)的實驗設置了三種線索負載條件(1:1, 1:2, 1:3), 分別采用詞語項目的背景顏色來源信息、容易相互結合的背景顏色信息和容易相互結合的字體朝向信息作為呈現(xiàn)位置來源信息的提取線索。實驗結果表明, 在對項目的再認上,低線索負載條件下有明顯的環(huán)境線索效應, 線索負載越大線索效應越趨于無; 在對來源的判斷上,低線索負載條件下也同樣有明顯環(huán)境線索效應,線索負載越大線索效應越趨于無。表明編碼-提取匹配和線索負荷共同決定了提取成績。

在另一項研究中, Goh和Lu (2012)以線索-目標配對詞為實驗材料, 線索辨別力的變化通過操作與線索相關聯(lián)的目標項目數(shù)量和線索對目標的匹配程度來實現(xiàn)。實驗結果支持Nairne (2002)的論斷, 即相較于編碼-提取匹配而言, 提取線索的辨別力能更為有效的預測記憶效果。

Poirier等人(2012)通過4個實驗檢驗了編碼-提取匹配假說和認為線索-目標區(qū)分度是提取成績的原因的假說。實驗1、2和4中, 被試需要形成3個線索和4個目標詞之間的關聯(lián), 實驗3中有3個目標詞, 每個目標詞與一對線索相關聯(lián)。學習結束后, 進行線索再認任務, 即要求被試基于1個或多個線索, 再認出正確的目標項目。實驗結果發(fā)現(xiàn), 如果增加編碼-提取匹配的同時降低了線索對目標的預測作用(即線索區(qū)分度), 那么匹配度的增加阻礙記憶。編碼-提取匹配不是提取有效性的決定因素。這一研究結果表明增加編碼-提取匹配可能導致提取成績無變化、增加或者降低。

回憶的過程實際上是對存儲在記憶中相關和無關信息進行辨別區(qū)分的過程。我們經(jīng)常需要從一系列相關的可能事件中進行選擇。Beaman等人(2013)采用注意分散范式, 考察了對無關和目標刺激的純知覺特征的辨別在多大程度上能夠克服背景和語義相關性的消極影響。結果發(fā)現(xiàn)當分心物通過視覺(實驗1)或聽覺(實驗2)的方式穿插在目標刺激中, 同類型刺激出現(xiàn)語義相關性干擾。在語義相關性條件下, 知覺線索的出現(xiàn)增加了對目標詞的正確回憶。實驗3的結果表明, 即使呈現(xiàn)與目標刺激(例如, 英語)性質不同的語義相關分心物(例如, 威爾士語), 也不能完全消除錯誤回憶或者使正確回憶恢復到與無關分心物一致的水平。以上研究結果表明, 語義和非語義辨別力對正確和錯誤記憶均產(chǎn)生影響。

3.3 記憶是一個辨別過程的神經(jīng)基礎

前額葉與顳葉在很多復雜記憶功能中起著重要作用。Thelen, Cappe和Murray (2012)考察了多感覺通道經(jīng)驗在視覺客體辨別中的作用。結果發(fā)現(xiàn)早期后顳上回的激活和晚期顳中回的激活, 結果表明辨別過程的大腦網(wǎng)絡取決于多感覺事件是易化還是破壞隨后的視覺記憶成績。

有研究(Wolosin, Zeithamova, & Preston, 2013)考察了基于獎賞的內側顳葉編碼階段的激活是否反映了具體事件與獎賞背景的辨別力的增強。這一研究以高面值或低面值貨幣作為事件的線索,同時面值高低表明成功提取可獲得的獎勵大小。研究結果發(fā)現(xiàn), 海馬和海馬旁回在高低不同獎賞值下具有不同的激活模式, 表明獎勵大小與特定事件產(chǎn)生了關聯(lián), 并作為線索使得個體能夠辨別出不同獎勵大小對應的特定事件。

也有研究(Kim, Jeneson, Van der Horst, Frascino,Hopkins, & Squire, 2011)考察了海馬在視覺辨別任務中的作用。實驗任務是要求海馬損傷患者去辨別相似面孔或場景。在一種條件下, 刺激重復出現(xiàn), 而另一種條件下, 刺激不重復出現(xiàn)。結果發(fā)現(xiàn), 在面孔和場景重復出現(xiàn)條件下, 海馬損傷患者的成績受到破壞, 而在不重復條件下, 其成績并未受到影響。實驗結果表明, 前人提出的內側顳葉損傷導致辨別成績降低并非是由于視知覺受損而是學習過程受損。Knutson, Hopkinsb和Squired(2012)也對該問題進行了研究。研究對象是5個海馬損傷患者和1個內側顳葉損傷患者。要求他們對具有高度特征重疊和知覺相似性的兩個物體進行辨別。當要求辨別的物體數(shù)量和特征較少時,損傷患者未表現(xiàn)出成績的下降, 而當物體數(shù)量和特征均很多時, 表現(xiàn)出顯著的下降。值得注意的是, 記憶損傷和邊緣皮層損傷患者均表現(xiàn)出成績的下降。即依賴于長時記憶的較難任務對于工作記憶容量的要求超出了被試的工作記憶容量。表明內側顳葉損傷患者在較難的辨別任務中成績的下降是由于記憶受損而非知覺受損。

Browning, Baxter和 Gaffan (2013)以猴子為被試, 采用恒定負性刺激任務和樣例不匹配任務,考察了顳葉在再認辨別任務中的作用, 研究結果表明刺激熟悉性可以不通過前額葉直接在顳葉得以表征, 因而辨別任務也與顳葉存在相關。

4 展望

Nairne (2002, 2006)在編碼-提取匹配假說的基礎上, 通過整合線索負荷的觀點, 提出了記憶是一個辨別過程的觀點, 解決了編碼-提取匹配不能作為記憶效果因果指標的缺陷, 是對這一假說的進一步完善和發(fā)展, 同時對于“我們是如何回憶的”這一問題提出了更為明確和量化的指標。不過, 作為一個新近提出的理論觀點, 還有許多有待完善的方面。針對當前的研究現(xiàn)狀, 我們對這一問題進行了展望。

4.1 多層面的檢驗

在2002年以前, 記憶研究者普遍認同編碼-提取匹配對記憶的絕對影響作用, 直到2002年Nairne提出了記憶是一個辨別過程的觀點, 人們對編碼-提取匹配假說有了新的看法, 并且進一步明確了影響記憶效果的關鍵因素(張文熙, 2007;Goh & Lu, 2012; Poirier et al., 2012; Beaman et al.,2013)。相對于編碼-提取匹配假說來說, 這一觀點對于記憶的解釋更為透徹更有說服力, 更系統(tǒng)完整, 對編碼-提取匹配和線索負荷在記憶提取過程中如何發(fā)揮作用進行了相對完善的說明(Nairne,2002, 2005, 2006)?，F(xiàn)有的研究雖然不是很多, 但目前的研究結果均持肯定的態(tài)度。

但當前對于該觀點的驗證更多的是停留在理論層面, 實證研究還不夠豐富。已有研究發(fā)現(xiàn)記憶受年齡的影響很大(Collette, Germain, Hogge, &Van der Linden, 2009; Treitz, Heyder, & Daum,2007), 當前關于辨別過程觀點的研究不多, 也主要集中于成年被試, 今后的研究有必要增加被試的年齡跨度, 一方面考察成年人與老年人在記憶辨別中的年齡差異, 另一方面探討兒童、青少年與成人、老年人在記憶辨別上的發(fā)展趨勢, 明確記憶辨別的發(fā)展關鍵期。通過這樣的研究可以明確兒童的記憶在何時開始受到線索負荷和編碼-提取匹配的影響？老年人在記憶方面表現(xiàn)出來的水平下降, 是否是不能有效利用線索負荷或編碼-提取匹配的結果？

在記憶研究領域, 大量的研究表明情緒對于記憶的增強作用和損害效應(Stefanucci & Storbeck,2009; Zhang, Li, Gold, & Jiang, 2010), 在情緒性記憶提取過程中, 由于情緒性信息的影響作用,個體對于目標信息的辨別過程在記憶提取的作用是否受情緒性信息的調節(jié)？在情緒增強和情緒損害效應下, 辨別過程在記憶提取中的作用是否相同？這需要進一步的檢驗。

人類的認知過程可以分為兩個各具特點而又相互聯(lián)系的水平, 即元水平和客體水平, 對于人類的記憶過程而言, 則相應區(qū)分為元記憶和客體記憶(Nelson & Narens, 1990)?？腕w記憶主要是對客體信息的編碼、存儲和提取的信息加工過程,而元記憶則是對客體記憶的認識、評價和監(jiān)測。在個體進行記憶辨別的過程中, 記憶效果或精確度的提高, 應伴隨著元記憶水平的提高, 元記憶控制在記憶辨別的過程中如何發(fā)揮作用？元記憶檢測能否促進個體對辨別信息的有效利用？這也是需要進一步探討的問題。

未來該領域應該從記憶研究的不同層面例如情境、情緒、知覺等層面, 采用不同實驗材料例如隨機詞表、類別詞表、圖片、非詞、抽象圖形等, 整合不同記憶范式來對辨別過程的觀點進行進一步檢驗和豐富。

4.2 豐富和完善理論解釋

把記憶看作是一個辨別過程的觀點為“什么決定了我們的記憶提取效果”這一問題提出了更為明確和量化的指標, 這是記憶是辨別過程觀點的重要理論意義所在。但“什么決定了我們的記憶提取效果”并不是一個新話題, 已有若干理論對其進行過解釋, 例如加工水平理論、遷移適當加工理論等等。

加工水平理論認為加工深度越大, 提取效果越好(Craik & Lockhart, 1972; Ekuni, Vaz, & Bueno,2011), 已有很多研究支持。在未來的研究中, 可以設置不同加工水平的實驗情境, 考察在不同的加工水平下, 記憶的提取是否仍然受線索負荷和編碼-提取匹配的影響; 遷移適當加工理論認為某種編碼加工只能促進某種類型測試的成績, 而對另一種不同信息類型或加工類型的測試不起作用,甚至起反作用(Blaxton, 1989; Parks, 2013; Schendan& Kutas, 2007), 這一觀點與加工水平理論存在相左之處, 例如有研究發(fā)現(xiàn)(Thomas & McDaniel,2007), 如果讓被試在學習時深入理解核心概念并弄清核心概念間的關系, 而在最后測試方式是對各獨立知識點進行再認的選擇題測試, 則被試的測試成績相對較差。記憶包括編碼、鞏固和提取三個階段, 加工水平理論和遷移適當加工理論重視編碼和鞏固階段進行的加工對提取階段回憶成績的影響作用, 而辨別過程的觀點則更重視提取階段提供的線索與編碼階段的匹配性和負荷量對回憶成績的影響作用, 記憶作為一個完整的過程,應該綜合考慮編碼和提取階段的共同作用, 在對記憶提取進行關注時, 還應當考慮對提取過程進行深入研究, 系統(tǒng)詳細的探討能夠明確影響記憶效果的因素, 能對記憶過程有更深入的理解, 因此辨別過程的觀點可在原有理論基礎之上, 綜合考慮編碼階段加工水平等因素對于提取效應的影響作用, 考察在不同記憶鞏固水平下, 是否存在著線索負荷和編碼提取匹配的作用的系統(tǒng)變化,未來的研究可以構建一個較為綜合的認知網(wǎng)絡,綜合多種認知過程, 并闡明它們在記憶提取過程中各自發(fā)揮的作用。

4.3 正確認識辨別過程觀點與編碼-提取匹配觀點的關系

如果記憶保持是線索和目標之間匹配特征的函數(shù), 那么當且僅當提取線索是初始編碼的一部分時, 提取線索才能起作用。不屬于初始編碼一部分的提取線索將不可能“匹配”測試時的痕跡復合體, 因此也就不能幫助回憶。因此記憶是個辨別過程的觀點并非認為編碼-提取匹配對記憶提取完全無效。也就是說, 也可能存在這樣的情況,即線索和目標痕跡匹配可以作為預測記憶效果的必要和充分條件。例如, 某些再認判斷任務可能是基于線索-目標匹配度的整體增加或降低(Nairne, 2002)。此外, 在基于概率的提取任務中,提前告知的提取規(guī)則可以作為把目標從備選項目中辨別出來的一種方式, 但線索-目標的絕對匹配值仍然非常重要(Raaijmakers & Shiffrin, 1980)。

從實踐意義上講, 把編碼-提取匹配作為提供記憶保持的一種手段也是合理的, 在絕大多數(shù)情況下, 增加編碼和提取的相似度會產(chǎn)生好的回憶成績。但是, 例外的情況對于理論的發(fā)展具有非常重要的意義, 例外情況成為我們認識編碼-提取匹配的有益約束。因此, 從理論上講, 記憶是個辨別過程的觀點認為用線索-目標的絕對匹配度來預測提取成績很可能是無效的。在一定程度上,這種情況相當于強度和明度知覺的關系(Nairne,2002)。對明度知覺起決定作用的是相對強度——與周圍相比有多少光子落入中心區(qū)域(盡管在某些情況下絕對強度可能也很重要)。強度和明度在諸如明度恒常性等現(xiàn)象中發(fā)生解耦, 在這種現(xiàn)象中即便總的強度增加或降低, 但個體感知到的明度卻保持恒定, 甚至可能增加絕對強度而看上去更暗的情況(強度和明度知覺的非單調關系)。人們的知覺系統(tǒng)傾向于拋開絕對信息——例如強度的總體變化——而利用相對對比信息。對于提取來說也是同樣的, 即不是線索-目標的絕對匹配度而是匹配的區(qū)分(相對)值起重要作用。因此, 當談及編碼-提取匹配, 并非匹配本身具有重要的理論價值, 相反, 提取情境的辨別度才是最重要的。

4.4 記憶是辨別過程的認知神經(jīng)機制的考察

認知研究經(jīng)常陷入這樣的爭論：到底有多少加工過程在影響著行為表現(xiàn), 它們是如何相互作用的？這樣的爭論在很多領域都存在(Poldrack &Foerde, 2008; Hübner, Steinhauser, & Lehle, 2010;White, Ratcliff, & Starns, 2011; Wixted, 2007; Yap,Balota, Cortese, & Watson, 2006), 但有時通過行為數(shù)據(jù)難以解決不同理論間的爭論, 因為不同的理論模型有時會提出相同的行為預期。模型之間的相似預期使得研究者難以僅通過行為數(shù)據(jù)來區(qū)分不同的理論。記憶研究也不例外。

在前文回顧中已提到, 辨別過程的觀點認為編碼-提取匹配和線索負荷共同影響提取效果, 當前也有研究單方面的支持編碼-提取匹配的觀點,因為編碼-提取匹配在一些條件下是可以預測回憶成績的。例如當匹配值的增量大于線索負荷的增量時, 編碼-提取匹配假說和辨別過程觀點都會做出回憶成績增加的預測, 從行為數(shù)據(jù)上無法體現(xiàn)線索負荷是否在其中產(chǎn)生作用。盡管辨別過程的觀點相對完善, 并且也得到了一些研究的支持,但仍需要后續(xù)研究對這一觀點做進一步檢驗, 尤其是腦機制方面的支持。前人研究發(fā)現(xiàn)皮層和海馬活動與編碼提取匹配有著顯著的關聯(lián)(Gordon et al., 2014), 那么辨別過程觀點其特異性神經(jīng)機制是怎樣的？ERPs、fMRI、fNIRS等新技術手段可以提供更多的因變量指標, 為辨別過程特異性神經(jīng)機制的考察提供技術支持(Henson, 2005;Amodio, 2010; White & Poldrack, 2013)。fMRI方面的研究有助于我們明確記憶活動的生理機制并進行定位, 可以區(qū)分辨別過程和編碼-提取匹配的腦區(qū)激活區(qū)域上存在的差異, 而ERPs數(shù)據(jù)可以幫助我們明確辨別過程的加工時間進程與編碼-提取匹配的加工時間進程上的差異, fNIRs可以提供血氧變化方面的數(shù)據(jù), 并可以聯(lián)合腦電檢測所得神經(jīng)電數(shù)據(jù)進行同步分析。通過這些技術的應用, 結合行為方面的數(shù)據(jù), 可以為該觀點的正確性提供更為可靠的支持。在此基礎上, 還可以借助數(shù)學算法, 建構關于記憶是辨別過程的神經(jīng)網(wǎng)絡模型, 從細胞水平上模擬腦功能, 并分析它們與認知過程的關系, 有助于深入理解記憶辨別過程的內在神經(jīng)機制。

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