回想、熟悉性與啟動(dòng)在編碼過程的認(rèn)知神經(jīng)機(jī)制*

葉曉紅 陳幼貞 孟迎芳

(1三明學(xué)院教育與音樂學(xué)院, 福建 三明 365004) (2福建師范大學(xué)心理系, 福州 350007)

1 前言

在過去30年里, 內(nèi)隱記憶(implicit memory)一直是認(rèn)知領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一, 它反映的是一種自動(dòng)的、不需要意識參與的記憶, 這種記憶與傳統(tǒng)的、需要有意識回憶的外顯記憶是功能性分離的。但以往對內(nèi)隱和外顯記憶的描述及區(qū)分多是針對個(gè)體在信息提取時(shí)的心理經(jīng)驗(yàn), 而與此相關(guān)但更為關(guān)鍵的問題是：形成記憶時(shí), 大腦經(jīng)歷了怎樣的加工過程？

研究編碼神經(jīng)機(jī)制的典型范式是相繼記憶范式(subsequent memory performance paradigm), 即首先通過神經(jīng)成像技術(shù)記錄被試學(xué)習(xí)過程中的神經(jīng)活動(dòng), 然后根據(jù)隨后的記憶測驗(yàn)結(jié)果(如再認(rèn)正確與錯(cuò)誤)對學(xué)習(xí)項(xiàng)目進(jìn)行分類(如隨后記住與隨后遺忘), 并探討不同類別在編碼過程中的大腦活動(dòng)差異, 從而間接探討記憶形成時(shí)大腦的認(rèn)知加工機(jī)制。采用事件相關(guān)電位(event-related potentials, ERP)的研究業(yè)已證實(shí), 隨后外顯提取的項(xiàng)目在學(xué)習(xí)過程中記錄到的波幅比隨后未提取出的項(xiàng)目更為正偏斜, 這種差異也稱為“Dm (Differences based on subsequent memory performance)效應(yīng)”, 它是記憶成功形成時(shí)大腦活動(dòng)的特異性反映。但在內(nèi)隱記憶背景下關(guān)于Dm效應(yīng)的研究不多。

早期研究大多通過內(nèi)隱測驗(yàn)來探討內(nèi)隱記憶Dm效應(yīng), 并與外顯測驗(yàn)(如回憶、再認(rèn))中的Dm效應(yīng)進(jìn)行比較, 但所得結(jié)果并不一致(Paller, Kutas, &Maye, 1987; Paller, 1990; Friedman, Ritter, & Snodgrass,1996)。究其原因, 主要在于內(nèi)隱測驗(yàn)中獲得的效應(yīng)是否完全反映了內(nèi)隱記憶如啟動(dòng)的“純加工”過程。實(shí)際上, 任何一個(gè)記憶測驗(yàn)中, 多種記憶過程都會同時(shí)對個(gè)體的行為產(chǎn)生作用(Voss & Paller, 2008)。因此研究者已不提倡單單根據(jù)測驗(yàn)?zāi)Ｊ絹矶x內(nèi)隱和外顯記憶, 而應(yīng)把之區(qū)分為兩種不同的加工過程。外顯與內(nèi)隱記憶加工會同時(shí)存在于任何一個(gè)測驗(yàn)中, 重要的是, 如何在測驗(yàn)中分離出外顯記憶以及不帶提取意識的內(nèi)隱記憶加工。

已有一些研究曾嘗試在單一測驗(yàn)中同時(shí)獲得內(nèi)隱和外顯記憶的神經(jīng)測量, 并探討二者之間的關(guān)系。Schott, Richardson-Klavehn, Heinze和 Düzel(2002)首創(chuàng)詞干補(bǔ)筆與再認(rèn)相結(jié)合的兩階段測驗(yàn)方式, 在一個(gè)測驗(yàn)中同時(shí)獲得外顯記憶及不帶再認(rèn)的知覺啟動(dòng)。被試學(xué)習(xí)一系列視覺詞后進(jìn)行詞干補(bǔ)筆測驗(yàn), 要求先用學(xué)過的詞來完成詞干, 如果不行,就用想到的第一個(gè)詞來完成詞干, 補(bǔ)筆完成后回答該詞是否來自學(xué)習(xí)階段。根據(jù)補(bǔ)筆及隨后的回答對學(xué)習(xí)階段的項(xiàng)目進(jìn)行分類。用學(xué)過的詞完成了補(bǔ)筆,但隨后卻回答該詞未學(xué)過, 該詞干所對應(yīng)的學(xué)習(xí)詞為內(nèi)隱記住項(xiàng)目; 用學(xué)過的詞補(bǔ)筆, 同時(shí)回答該詞學(xué)過的為外顯記住項(xiàng)目; 用未學(xué)過的詞完成補(bǔ)筆,同時(shí)也判斷該詞未學(xué)過的, 其詞干對應(yīng)的學(xué)習(xí)詞為忘記項(xiàng)目。結(jié)果發(fā)現(xiàn), 外顯記憶表現(xiàn)為600～800 ms中央?yún)^(qū)以及900～1200 ms右額區(qū)正走向的Dm效應(yīng),即外顯記住項(xiàng)目誘發(fā)的 ERP比忘記項(xiàng)目更為正走向, 而內(nèi)隱記憶表現(xiàn)為200～450 ms中央頂區(qū)負(fù)走向的Dm效應(yīng), 即內(nèi)隱記住項(xiàng)目誘發(fā)的ERP比忘記項(xiàng)目更為負(fù)走向, 表現(xiàn)出與外顯記憶完全不同的神經(jīng)反應(yīng)。其fMRI結(jié)果表明, 預(yù)測隨后外顯記憶的神經(jīng)關(guān)聯(lián)表現(xiàn)在雙內(nèi)側(cè)顳葉和左前額皮層的激活增強(qiáng),而預(yù)測隨后知覺啟動(dòng)的神經(jīng)關(guān)聯(lián)表現(xiàn)在雙側(cè)紋外皮層, 左梭狀回和雙側(cè)下前額皮層的反應(yīng)減少(Schott et al., 2006)。Wimber, Heinze和 Richardson-Klavehn(2010)采用類似的實(shí)驗(yàn)程序進(jìn)一步證實(shí), 編碼過程中不同的額頂皮層網(wǎng)絡(luò)預(yù)測著隨后的內(nèi)隱和外顯記憶, 外顯記憶主要表現(xiàn)在背側(cè)后頂區(qū)和腹外側(cè)前額皮層的激活, 而內(nèi)隱記憶則表現(xiàn)在腹側(cè)后頂皮層以及背外側(cè)前額皮層與內(nèi)側(cè)額區(qū)的激活。

為了進(jìn)一步驗(yàn)證內(nèi)隱與外顯記憶在編碼階段的分離現(xiàn)象, 孟迎芳近期(2012, 2013)采用與Schott等類似的兩階段測驗(yàn)程序及相繼記憶范式, 比較了內(nèi)隱與外顯記憶在編碼過程中的Dm效應(yīng)差異。被試學(xué)習(xí)系列詞或面孔之后進(jìn)行二選一的迫選再認(rèn)測驗(yàn),如果兩個(gè)都是未曾見過的, 也必須從中猜測出一個(gè),之后回答剛才所選刺激是否為學(xué)習(xí)階段出現(xiàn)過的,根據(jù)兩次答案對學(xué)習(xí)階段的刺激進(jìn)行分類, 隨后被選擇并告知為見過的定義為“相繼記住”; 隨后被選擇但告知是猜測的定義為“相繼啟動(dòng)”; 隨后未被選擇, 即測驗(yàn)中選擇了新刺激且告知為猜測的定義為“相繼忘記”。結(jié)果發(fā)現(xiàn), 在詞實(shí)驗(yàn)中, 內(nèi)隱記憶主要與顳區(qū)及中央?yún)^(qū)早期負(fù)走向的 Dm效應(yīng)相聯(lián)系, 而外顯記憶主要與前額區(qū)正走向的 Dm效應(yīng)相聯(lián)系;在面孔實(shí)驗(yàn)中, 內(nèi)隱記憶表現(xiàn)為400～500 ms額中央?yún)^(qū)負(fù)走向的Dm效應(yīng), 而外顯記憶表現(xiàn)為400 ms開始頂區(qū)正走向的Dm效應(yīng)。綜合上述在編碼上的這些研究, 雖然上述結(jié)果存在一些差異, 但我們發(fā)現(xiàn),內(nèi)隱記憶均表現(xiàn)為一種負(fù)走向的 Dm效應(yīng), 與之前研究中較多發(fā)現(xiàn)的正走向Dm效應(yīng)存在著明顯的差異, 且內(nèi)隱記憶負(fù)走向 Dm 效應(yīng)都出現(xiàn)得較早, 而外顯記憶正走向 Dm效應(yīng)都出現(xiàn)得較晚。由此, 我們不禁產(chǎn)生一種疑問, 負(fù)走向的Dm效應(yīng)是否為內(nèi)隱記憶在記憶形成過程中所特有的一種表現(xiàn)呢？這種負(fù)走向的Dm效應(yīng)與外顯記憶正走向Dm效應(yīng)存在著什么樣的關(guān)系？它們分別反映著怎樣的認(rèn)知加工機(jī)制？二者在記憶形成過程中分別扮演著怎樣的角色呢？這一系列的問題引發(fā)了我們對內(nèi)隱記憶形成過程中的加工機(jī)制的進(jìn)一步探討。

然而, 針對上述結(jié)果我們也發(fā)現(xiàn)了一些矛盾之處, 例如, 在Schott等(2002)研究中, 早期(200～450 ms)的負(fù)走向Dm效應(yīng)在內(nèi)隱記憶和外顯記憶中有著一定的類似性, 雖然Schott等人對此并未做任何解釋;孟迎芳(2013)的研究中也發(fā)現(xiàn) 200～300 ms中央?yún)^(qū)及600 ms開始的頂區(qū)負(fù)走向的Dm效應(yīng)為兩種記憶類型所共有。此外, 一般與外顯記憶關(guān)聯(lián)的內(nèi)側(cè)顳葉激活(Schott et al., 2002)在 Wimber等研究(2010)中卻發(fā)現(xiàn)是與知覺啟動(dòng)相關(guān)聯(lián)的。這些矛盾使得對研究結(jié)果的解釋存在著不確定性, 究其原因,這些研究并未獲得一致的內(nèi)隱記憶Dm效應(yīng)可能與熟悉性的混淆有關(guān)。根據(jù)記憶的雙加工理論, 外顯記憶可以劃分為兩個(gè)不同的加工過程：回想(recollection) 和熟悉性(familiarity)。回想反映的是對學(xué)習(xí)過的項(xiàng)目的特定信息的提取, 一般在再認(rèn)測驗(yàn)中表現(xiàn)為“記得”反應(yīng), 熟悉性反映的是對學(xué)習(xí)過的項(xiàng)目和測驗(yàn)項(xiàng)目整體相似性的評估過程(Yonelinas,2002), 它是在缺乏來源信息的條件下產(chǎn)生的“知道”感覺。如Wimber等在對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行解釋時(shí)曾提出, 啟動(dòng)項(xiàng)目可能易受到熟悉性或低自信度再認(rèn)記憶的污染, 因?yàn)楸辉嚭芸赡苤粚δ切┠軌蚧叵肫饘W(xué)習(xí)情節(jié)的項(xiàng)目或確定記得的項(xiàng)目做出“見過”的反應(yīng)。按照這種假設(shè), 那么預(yù)測隨后啟動(dòng)的Dm效應(yīng)可能同時(shí)包含了啟動(dòng)和熟悉性效應(yīng)。因此, 在單一測驗(yàn)中進(jìn)一步區(qū)分回想、熟悉性與啟動(dòng)是非常必要的。

基于此, 我們將通過兩階段的迫選再認(rèn)測驗(yàn)與Dm 范式的結(jié)合, 在一個(gè)測驗(yàn)中同時(shí)獲得回想、熟悉性及與不帶提取意識的內(nèi)隱記憶(知覺啟動(dòng)或概念啟動(dòng))的Dm效應(yīng)。為了能夠同時(shí)探討三者的Dm效應(yīng), 在本實(shí)驗(yàn)中, 我們將修改前人研究中的實(shí)驗(yàn)范式, 把迫選再認(rèn)后的新/舊判斷改為記住/知道/猜測判斷：記住, 即選擇是基于對學(xué)習(xí)階段特定信息的提取; 知道, 即選擇只是基于有點(diǎn)熟悉性的感覺,無法提取特定的信息; 猜測, 即完全沒有記憶, 以至于該刺激“根本不是學(xué)習(xí)過的”, 只是迫于任務(wù)的要求進(jìn)行了選擇, 從而把學(xué)習(xí)項(xiàng)目區(qū)分為相繼記住、相繼知道、相繼啟動(dòng)和相繼忘記項(xiàng)目。記住和知道都意味著被試有主動(dòng)的外顯記憶, 而猜測則意味著外顯記憶是完全缺失的。因此基于知覺或概念流暢性的無意識提取而產(chǎn)生的“正確猜測”行為提供了啟動(dòng)的行為測量, 而基于知覺或概念流暢性的有意識提取而產(chǎn)生的“知道感”提供了熟悉性的行為測量, 從而為進(jìn)一步比較回想、熟悉性與啟動(dòng)之間的認(rèn)知加工差異提供支持。

另外, Voss和Paller (2008)曾指出, 在任何一個(gè)內(nèi)隱或外顯測驗(yàn)中, 神經(jīng)測量能夠同時(shí)反映內(nèi)隱和外顯記憶加工, 因此如何利用實(shí)驗(yàn)參數(shù)選擇性地獲取不同記憶成分的操作是必要的, 否則無法確定與某種記憶加工關(guān)聯(lián)的神經(jīng)成像結(jié)果。因此我們認(rèn)為,要想確定與三種記憶類型關(guān)聯(lián)的神經(jīng)分離現(xiàn)象, 需要提供能夠在一個(gè)測驗(yàn)中區(qū)分不同記憶加工的相關(guān)行為測量。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)已提供了好幾個(gè)在行為上能夠產(chǎn)生內(nèi)隱和外顯記憶分離的實(shí)驗(yàn)變量。例如,編碼時(shí)的加工水平設(shè)置不會影響到隨后的知覺啟動(dòng), 但外顯記憶行為會表現(xiàn)出加工水平差異; 編碼時(shí)的干擾設(shè)置會減少隨后的外顯記憶行為, 但不會減少, 或只是稍微影響到隨后的內(nèi)隱記憶效應(yīng)?；诖? 我們在編碼階段設(shè)計(jì)干擾變量, 以期通過編碼階段不同干擾變量的設(shè)置來證實(shí)單一測驗(yàn)中獲得了多種不同的記憶加工類型。因而我們預(yù)測, 編碼干擾會破壞回想和熟悉性Dm效應(yīng), 但不影響啟動(dòng)Dm效應(yīng)。同時(shí), 本研究可為進(jìn)一步確定不同記憶類型的編碼機(jī)制提供參考。

2 研究方法

2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目包括兩個(gè)實(shí)驗(yàn), 實(shí)驗(yàn) 1為無干擾實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)2為編碼干擾實(shí)驗(yàn)。

2.2 被試

實(shí)驗(yàn) 1選取了 15名大學(xué)生被試, 其中男生 8人, 女生7人, 實(shí)驗(yàn)2另外選取了15名大學(xué)生被試,其中男生9人, 女生6人, 所有被試均為某某大學(xué)學(xué)生, 年齡在20～25歲之間, 平均年齡22.1歲, 所有被試均為右利手, 視力或矯正視力正常, 無嚴(yán)重疾病史。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后付給被試一定報(bào)酬。

2.3 刺激材料

(1)雙字詞

從北京語言學(xué)院教學(xué)研究所編著的《現(xiàn)代漢語頻率詞典》(1986年出版)選取低頻漢語雙字詞480個(gè), 詞頻為 2.3～12.2/百萬, 平均詞頻 3.654/百萬,所有詞的意義均趨于中性化。把480個(gè)雙字詞隨機(jī)分成4組, 每組120個(gè)詞, 其中實(shí)驗(yàn)1與實(shí)驗(yàn)2使用相同的詞語。在每個(gè)實(shí)驗(yàn)中, 2組雙字詞在學(xué)習(xí)階段呈現(xiàn), 剩余 2組作為新詞用于測驗(yàn)階段, 與學(xué)習(xí)階段呈現(xiàn)過的舊詞配對呈現(xiàn)。為了排除首因和近因效應(yīng), 每個(gè)實(shí)驗(yàn)都另外選取了 16個(gè)雙字詞作為填充詞, 在學(xué)習(xí)階段每組雙字詞呈現(xiàn)之前和之后出現(xiàn),但結(jié)果不計(jì)入分析。

(2)干擾刺激

實(shí)驗(yàn)2中的干擾刺激由朝向不同的箭頭符號構(gòu)成朝向一致和不一致兩類(見圖 1), 干擾圖片大小為3.18 cm × 2.91 cm, 在學(xué)習(xí)階段與雙字詞同時(shí)呈現(xiàn)。

圖1 干擾刺激樣例

2.4 實(shí)驗(yàn)程序

2.4.1 實(shí)驗(yàn)1

實(shí)驗(yàn)過程中要求被試坐在隔音室內(nèi)的沙發(fā)里,并注視計(jì)算機(jī)屏幕中央的注視點(diǎn)。計(jì)算機(jī)顯示器的背景為黑色, 距離被試80 cm。要求被試用兩手的食指分別按壓游戲手柄的左鍵和右鍵進(jìn)行相應(yīng)的按鍵反應(yīng)。

實(shí)驗(yàn)總共包括4個(gè)學(xué)習(xí)—測驗(yàn)組, 每組包括三個(gè)階段：

(1)學(xué)習(xí)階段：屏幕中央呈現(xiàn)一個(gè) 12.01 cm ×7.19 cm的白色方框, 單個(gè)雙字詞呈現(xiàn)在方框中央,字體大小為60, 每組內(nèi)一半的雙字詞紅色呈現(xiàn), 另一半藍(lán)色呈現(xiàn), 要求被試對詞的顏色進(jìn)行判斷, 紅色按左鍵, 藍(lán)色按右鍵。每組內(nèi)的刺激隨機(jī)呈現(xiàn), 每個(gè)刺激呈現(xiàn)800 ms, 刺激間隔為(ISI) 1400 ± 200 ms。

(2)分心作業(yè)階段：屏幕中央呈現(xiàn)358–2, 要求被試做一分鐘的連續(xù)倒減2運(yùn)算, 并大聲的報(bào)告出來。

(3)迫選再認(rèn)階段：在測驗(yàn)階段, 屏幕中央呈現(xiàn)一個(gè)13.36 cm × 6.27 cm的白色方框, 舊詞與新詞配對同時(shí)呈現(xiàn)在白色方框的左右兩邊, 舊詞與新詞的位置在被試內(nèi)進(jìn)行平衡。要求被試從中選擇一個(gè)剛才見過的詞語, 如果兩個(gè)都沒有見過, 也必須從中猜測出一個(gè), 選擇左邊按左鍵, 選擇右邊按右鍵,詞的字體大小為60, 所有的字體都為黑色, 兩個(gè)詞語的中間間隔大約 1 cm, 每個(gè)詞配對呈現(xiàn)時(shí)間為2000 ms, 刺激間隔為(ISI) 1400 ± 200 ms。結(jié)束后屏幕再次出現(xiàn)按鍵的提示, 即對剛才選擇出來的刺激表明自己的元記憶等級, 記住(百分之百的確定這個(gè)詞語在學(xué)習(xí)階段出現(xiàn)過, 并且能夠非常清晰的回憶出所有的細(xì)節(jié)), 知道(僅僅只是覺得選擇出來的詞語很熟悉, 不能回憶出更多的細(xì)節(jié)信息), 猜測(對選擇出來的詞語沒有任何感覺, 僅是為了完成任務(wù), 迫不得已選擇的)。三個(gè)不同元記憶等級通過游戲手柄的左右手按鍵及2鍵來控制, 記住用左手食指按左鍵, 知道用右手食指按右鍵, 猜測用右手拇指按2鍵。按鍵提示呈現(xiàn)時(shí)間為1400 ms, 要求被試在提示出現(xiàn)后盡可能地進(jìn)行相應(yīng)的選擇。按鍵提示與下一個(gè)刺激之間的間隔時(shí)間為1400 ± 200 ms。

圖2 編碼干擾實(shí)驗(yàn)流程圖

2.4.2 實(shí)驗(yàn)2

編碼干擾實(shí)驗(yàn)分為兩個(gè)階段進(jìn)行, 第一階段進(jìn)行單獨(dú)干擾任務(wù), 第二階段干擾任務(wù)與記憶測驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行。(1)單獨(dú)干擾任務(wù)階段：要求被試對箭頭的朝向進(jìn)行判斷, 箭頭朝向一致用右手拇指按 2鍵,箭頭朝向不一致不按鍵。每組內(nèi)的刺激隨機(jī)呈現(xiàn), 每個(gè)刺激呈現(xiàn)800 ms, 刺激間隔為(ISI) 1500 ± 100 ms。具體實(shí)驗(yàn)程序圖見圖2。(2)干擾任務(wù)與記憶測驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行階段：記憶實(shí)驗(yàn)2的程序與實(shí)驗(yàn)1類似, 不同之處僅在于學(xué)習(xí)階段設(shè)置了干擾任務(wù)。在學(xué)習(xí)階段, 干擾刺激與雙字詞同時(shí)出現(xiàn), 呈現(xiàn)在雙字詞之上。要求被試既要進(jìn)行雙字詞的顏色判斷, 同時(shí)還要完成干擾任務(wù)。按鍵采用3鍵反應(yīng), 其中雙字詞顏色判斷的按鍵方式與無干擾實(shí)驗(yàn)相同, 干擾任務(wù)采用“Go-no go”范式, 用右手拇指按2鍵對箭頭朝向一致進(jìn)行反應(yīng), 而箭頭朝向不一致不反應(yīng)。朝向一致與不一致的干擾刺激各占一半。在整個(gè)學(xué)習(xí)的過程中, 要求被試盡可能對兩個(gè)刺激同時(shí)又快又準(zhǔn)確的反應(yīng)。每組內(nèi)的刺激隨機(jī)呈現(xiàn), 每個(gè)刺激呈現(xiàn)800 ms, 刺激間隔為(ISI) 1400 ± 200 ms。具體實(shí)驗(yàn)流程圖見圖2。

在正式實(shí)驗(yàn)之前, 被試進(jìn)行相應(yīng)的練習(xí), 熟悉整個(gè)程序, 練習(xí)的項(xiàng)目不進(jìn)入正式實(shí)驗(yàn)。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程要求被試盡可能又快又準(zhǔn)確的進(jìn)行按鍵反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)程序使用 Presentation 0.71軟件編制, 實(shí)驗(yàn)中使用的電腦為DELL Dimension 8200, 其顯示器是15寸CRT, 分辨率為800×600, 刷新頻率為75 Hz。

2.5 ERPs記錄

采用 Neuroscan-64導(dǎo)腦電采集分析系統(tǒng)和Ag/AgCl電極帽, 連續(xù)記錄學(xué)習(xí)階段的EEG。電極位置采用 10-20擴(kuò)展電極系統(tǒng), 單級導(dǎo)聯(lián), 以頭頂作為參考電極采集數(shù)據(jù), 接地點(diǎn)在Fpz和Fz連線的中點(diǎn), 另外有4個(gè)電極記錄眼電：左眼框上、下側(cè)2個(gè)電極記錄垂直眼電, 兩眼外側(cè)的 2個(gè)電極記錄水平眼電。濾波帶通為0.05～100 Hz, A/D采樣率為1000 Hz, 整個(gè)腦電采集過程中所有電極與頭皮接觸電阻均小于5 k?。

2.6 數(shù)據(jù)分析

對于實(shí)驗(yàn)所獲得的數(shù)據(jù), 均根據(jù)測驗(yàn)階段兩次選擇的結(jié)果對學(xué)習(xí)階段的刺激進(jìn)行分類(圖 3), 被試選擇舊詞, 再次表明元記憶等級為記住的為記住項(xiàng)目(記住); 選擇舊詞, 且隨后表明元記憶為知道的為知道項(xiàng)目(知道); 選擇了舊詞但最后表明元記憶為猜測的為啟動(dòng)項(xiàng)目(啟動(dòng)); 被試選擇新詞, 且隨后表明元記憶為猜測的, 與其相對應(yīng)的舊詞為忘記項(xiàng)目(忘記); 選擇了新詞, 且隨后表明元記憶為記住或者知道的這兩部分, 因?yàn)榕c本研究的目的無關(guān), 不計(jì)入分析。

圖3 數(shù)據(jù)分類示意圖

對學(xué)習(xí)階段的腦電記錄進(jìn)行脫機(jī)疊加平均處理, 分析窗口為–200～1200 ms, 用–200～0 ms作為基線進(jìn)行矯正。伴有眨眼、眼動(dòng)、肌電等偽跡的數(shù)據(jù)均被排除, 排除標(biāo)準(zhǔn)為±75 μV。對每種條件下的詞所誘發(fā)的 ERPs進(jìn)行分類疊加, 根據(jù)頭皮分布與電極位置之間的關(guān)系, 同時(shí)結(jié)合波形、地形圖等,共選取 15個(gè)代表電極進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析, 包括前額區(qū)(FP1、FPz、FP2)、額區(qū)(F3、Fz、F4)、中央?yún)^(qū)(C3、Cz、C4)、頂區(qū)(P3、Pz、P4)和枕區(qū)(O1、Oz、O2)。所有的數(shù)據(jù)分析使用SPSS 11.5軟件包進(jìn)行, 同時(shí)使用Greenhouse-Geisser矯正法。

3 研究結(jié)果

我們分別對學(xué)習(xí)階段各類項(xiàng)目的反應(yīng)進(jìn)行疊加, 總共獲得學(xué)習(xí)階段4類項(xiàng)目的ERPs：記住、知道、啟動(dòng)和忘記。為了具體了解各種項(xiàng)目之間的差異, 根據(jù)前人的研究, 我們把記住、知道、啟動(dòng)項(xiàng)目分別與忘記項(xiàng)目進(jìn)行比較, 以此來確定回想、熟悉性和啟動(dòng)的Dm效應(yīng)。

總體來看, 這4類項(xiàng)目的ERP差異大約從刺激后200 ms開始, 因此我們從200 ms開始分析, 每100 ms為一分析時(shí)段。具體分析過程中首先對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理(McCarthy & Wood, 1985), 然后對不同實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分時(shí)段分腦區(qū)對兩類項(xiàng)目的 ERP平均波幅進(jìn)行 2(項(xiàng)目類別：忘記 vs記住/知道/啟動(dòng))×3(電極)的重復(fù)測量方差分析。

3.1 無干擾條件下回想、熟悉性和啟動(dòng)的Dm效應(yīng)分析

(1)回想的Dm效應(yīng)

(2)熟悉性的Dm效應(yīng)

方差分析結(jié)果表明, 知道和忘記項(xiàng)目的 ERP差異主要表現(xiàn)在 300～400 ms的前額區(qū)[

F

(1,14) =4.46,

p

= 0.053, η= 0.242]及 500～600 ms的頂區(qū)位置[

F

(1,14) = 7.13,

p

= 0.018, η= 0.337], 所有的差異均表現(xiàn)為知道誘發(fā)的 ERP比忘記更為正走向,即表現(xiàn)為正走向Dm效應(yīng)。而在枕區(qū), 200～300 ms發(fā)現(xiàn)了項(xiàng)目類別主效應(yīng)[

F

(1,14) = 6.06,

p

= 0.027,η= 0.302], 但與前額區(qū)的差異趨勢不同, 表現(xiàn)為知道誘發(fā)的 ERP比忘記更為負(fù)走向。具體差異波形圖見圖4。

(3)啟動(dòng)的Dm效應(yīng)

圖4 無干擾條件下不同項(xiàng)目類別在編碼階段的ERPs比較

3.2 干擾條件下回想、熟悉性和啟動(dòng)的Dm效應(yīng)分析

(1)回想的Dm效應(yīng)

方差分析結(jié)果表明, 在不同的腦區(qū)及所有的時(shí)間段均未發(fā)現(xiàn)記住和忘記項(xiàng)目的 ERP差異。具體波形差異詳見圖5。

(2)熟悉性的Dm效應(yīng)

(3)啟動(dòng)的Dm效應(yīng)

方差分析結(jié)果表明, 在中央?yún)^(qū)600～800 ms發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目類別的主效應(yīng)[600～700:

F

(1,14) = 4.03,

p

= 0.064,η= 0.224; 700～800:

F

(1,14) = 7.15,

p

= 0.018, η=0.338], 啟動(dòng)誘發(fā)的ERP比忘記更為負(fù)走向。具體波形差異詳見圖5。

綜上所述, 我們可以發(fā)現(xiàn), 在無干擾條件下,回想的Dm效應(yīng)主要表現(xiàn)為從400 ms開始的右前額區(qū)正走向Dm效應(yīng)以及800 ms開始的枕區(qū)負(fù)走向Dm效應(yīng), 而熟悉性主要表現(xiàn)為300～400 ms的前額區(qū)及500～600 ms的頂區(qū)正走向的Dm效應(yīng), 啟動(dòng)表現(xiàn)為700 ms開始的中央?yún)^(qū)負(fù)走向Dm效應(yīng)。而在編碼干擾條件的作用下, 這些Dm效應(yīng)有著不同的變化, 首先我們沒有發(fā)現(xiàn)與回想關(guān)聯(lián)的明顯 Dm效應(yīng), 而與熟悉性關(guān)聯(lián)的正走向 Dm效應(yīng)表現(xiàn)在600～800 ms的右額區(qū), 與啟動(dòng)關(guān)聯(lián)的負(fù)走向Dm效應(yīng)表現(xiàn)在600～800 ms的中央?yún)^(qū)。

為了進(jìn)一步探討不同條件下發(fā)現(xiàn)的Dm效應(yīng)是否具有類似性, 我們采用標(biāo)準(zhǔn)化的地形圖分析方法(McCarthy & Wood, 1985; Picton et al., 2000)對熟悉性和啟動(dòng)的Dm效應(yīng)分別進(jìn)行2(實(shí)驗(yàn)條件：無干擾vs干擾)×62(電極)的混合方差分析。以往研究表明,標(biāo)準(zhǔn)化的地形圖分析方法有助于判斷不同條件下的地形圖差異是否源于實(shí)驗(yàn)條件的不同所造成的神經(jīng)信號激活程度的差異。如果不同實(shí)驗(yàn)條件所記錄的大腦神經(jīng)信號的激活是相同的, 那么所對應(yīng)的地形圖趨勢應(yīng)是相同的, 相反, 如果實(shí)驗(yàn)條件和電極存在著交互作用, 則可表明不同的干擾條件產(chǎn)生了不同的地形圖差異(Alain, Achim, & Woods,1999)。結(jié)果發(fā)現(xiàn), 對于熟悉性和啟動(dòng)的 Dm 效應(yīng),我們均未在相應(yīng)時(shí)間段發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)條件的差異, 表明兩種條件下獲得的熟悉性或啟動(dòng)Dm效應(yīng)應(yīng)該是類似的。

圖5 干擾條件下不同項(xiàng)目類別在編碼階段的ERPs比較

4 討論與分析

通過兩階段的迫選再認(rèn)測驗(yàn)與Dm范式的結(jié)合,我們在一個(gè)測驗(yàn)中同時(shí)獲得回想、熟悉性及啟動(dòng)的Dm 效應(yīng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn), 這三種記憶類型關(guān)聯(lián)的 Dm效應(yīng)存在著差異, 更為重要的是, 在編碼過程中設(shè)置的干擾變量對三種 Dm效應(yīng)產(chǎn)生了不同的影響,即編碼干擾破壞了回想的Dm效應(yīng), 但對熟悉性和啟動(dòng)的Dm效應(yīng)影響相對較小。

4.1 與啟動(dòng)關(guān)聯(lián)的負(fù)走向Dm效應(yīng)

與之前研究結(jié)果類似(Schott et al., 2002; 孟迎芳, 2012, 2013), 本研究獲得的啟動(dòng)Dm效應(yīng)也表現(xiàn)為一種負(fù)走向的趨勢, 即啟動(dòng)誘發(fā)的 ERP比忘記更為負(fù)走向, 這種趨勢從刺激后700 ms開始, 直到記錄結(jié)束, 在中央?yún)^(qū)表現(xiàn)的最為明顯。重要的是,中央?yún)^(qū)這種負(fù)走向的Dm效應(yīng)并未受到編碼干擾的影響, 表現(xiàn)出對編碼干擾的“免疫性”特征。可見,中央?yún)^(qū)這種負(fù)走向的Dm效應(yīng)可能是與啟動(dòng)效應(yīng)有著較多關(guān)聯(lián)的一種神經(jīng)表現(xiàn)。Schott等(2002)認(rèn)為,這種負(fù)走向的Dm效應(yīng)可能反映了在知覺和詞匯層面上對詞進(jìn)行的有效加工, 這種加工有助于隨后的知覺啟動(dòng)。Wimber等(2010)提出, 這種負(fù)走向的Dm效應(yīng)反映了被試在編碼階段對信息的定向性注意, 雖然其無法保證隨后的再認(rèn)記憶, 卻能有效地促進(jìn)隨后的知覺辨認(rèn)。我們的結(jié)果進(jìn)一步支持了這些解釋。中央?yún)^(qū)負(fù)走向的Dm效應(yīng)可能代表著刺激驅(qū)動(dòng)的知覺加工(Whittlesea, 1993; Whittlesea,Jacoby, & Girard, 1990; Conroy, Hopkins, & Squire,2005; Meng, Ye, & Gonsalves, 2014), 這種知覺加工可以產(chǎn)生對該刺激的知覺流暢性, 雖然這種知覺流暢性無法支持隨后的有意識提取, 但在迫選再認(rèn)測驗(yàn)中, 它會提高被試選擇舊項(xiàng)目的傾向(Voss &Paller, 2008, 2009; Voss, Baym, & Paller, 2008), 因?yàn)檫@些舊項(xiàng)目所引起的知覺流暢性要系統(tǒng)地高于新項(xiàng)目, 從而產(chǎn)生不帶提取意識的內(nèi)隱記憶效應(yīng)。并且這種由刺激驅(qū)動(dòng)的知覺流暢性不容易受到干擾的影響, 這與以往研究中一致發(fā)現(xiàn)的內(nèi)隱記憶“抗干擾”性也是一致的(Mulligan, 1998; Benjamin Clarke & Bulter, 2008; Lozito & Mulligan, 2010), 因此我們認(rèn)為, 中央?yún)^(qū)負(fù)走向的Dm效應(yīng)可能是內(nèi)隱記憶特有的一種ERP關(guān)聯(lián)成分。

有意思的是, 在中央?yún)^(qū)我們也有發(fā)現(xiàn)與熟悉性關(guān)聯(lián)的較微弱的Dm效應(yīng), 與啟動(dòng)Dm效應(yīng)的時(shí)間窗口相似[700～800 ms:

F

(1,14) = 3.80,

p

= 0.072, η= 0.213], 但表現(xiàn)為一種正走向的Dm效應(yīng), 即知道誘發(fā)的 ERP比忘記更為正走向。這一現(xiàn)象為我們實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的有效性和意義提供了進(jìn)一步的支持證據(jù)。正如我們在前言中所述, 以往研究中對內(nèi)隱記憶Dm效應(yīng)的探討可能“參雜”著熟悉性的成分, 因此很可能與熟悉性關(guān)聯(lián)的正走向Dm效應(yīng)減弱或抵消了與啟動(dòng)關(guān)聯(lián)的負(fù)走向Dm效應(yīng)(Friedman et al.,1996)。而在本實(shí)驗(yàn)中, 我們進(jìn)一步區(qū)分了熟悉性和啟動(dòng)效應(yīng), 并獲得了與各自關(guān)聯(lián), 但趨勢上完全相反的Dm效應(yīng), 這也進(jìn)一步證實(shí)了熟悉性與啟動(dòng)在編碼階段的神經(jīng)關(guān)聯(lián)應(yīng)該是存在差異的。

此外, 在實(shí)驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn)早期枕區(qū)負(fù)走向Dm效應(yīng)(200～300 ms), 并且這一效應(yīng)在三種記憶類型中都有發(fā)現(xiàn)。Wiggs和Martin (1998)曾提出, 早期與內(nèi)隱記憶相關(guān)的負(fù)走向的 ERP新/舊效應(yīng)主要與視覺皮質(zhì)皮層相關(guān)(Slotnick & Schacter, 2006), 且這種早期效應(yīng)被稱為視覺感覺啟動(dòng)效應(yīng)(Henson,Rylands, Ross, Vuilleumeir, & Rugg, 2004; Slotnick& Schacter, 2010), 反映了被試對刺激具體信息的知覺流暢性加工, 隨后研究者也進(jìn)一步證實(shí), 枕區(qū)的波形差異僅僅代表視覺辨認(rèn)的差異, 而沒有涉及任何記憶的成分(Barense, Henson, Lee, & Graham,2010; O'Neil, Cate, & Kohler, 2009; Squire & Wixed,2011)。因此我們認(rèn)為, 早期枕區(qū)負(fù)走向的Dm效應(yīng)不太可能反映被試在編碼過程中對詞匯的加工差異, 可能更多反映了在編碼過程中被試對詞給予的一種視覺辨認(rèn)。

4.2 回想與熟悉性的Dm效應(yīng)存在分離

以往研究中探討熟悉性和回想在編碼加工上的差異, 主要采用相繼記憶范式與“記得/知道”再認(rèn)測驗(yàn)相結(jié)合, 以此來比較回想和熟悉性的Dm效應(yīng)差異。例如Mangelsa, Pictonb和Craik (2001)發(fā)現(xiàn), 相繼記得刺激要比相繼知道或相繼忘記刺激引發(fā)一個(gè)更為正走向的ERP, 但相繼知道與忘記之間并未發(fā)現(xiàn)明顯的 ERP差異。Voss和 Paller (2009)結(jié)合自信度判斷發(fā)現(xiàn), 記住與高自信度知道都表現(xiàn)出明顯的Dm效應(yīng), 且二者存在差異, 記住Dm效應(yīng)比高自信度知道 Dm 效應(yīng)有著更大的頂-枕區(qū)分布, 但對中自信度知道未發(fā)現(xiàn)Dm效應(yīng)?？梢娫谶@些研究中, 對于熟悉性并未獲得與之關(guān)聯(lián)的可靠的Dm效應(yīng)。對此, Mangelsa等(2001)曾將之歸結(jié)為內(nèi)隱記憶對熟悉性的“污染”, 也就是“知道”反應(yīng)中可能還包含著基于知覺流暢性的“有效猜測(lucky guess)”成分。故此, 在本實(shí)驗(yàn)中我們加入了“猜測”判斷, 將基于知覺流暢性的無意識提取而產(chǎn)生的“正確猜測”部分從熟悉性中分離出來。在此基礎(chǔ)上,我們發(fā)現(xiàn), 與熟悉性關(guān)聯(lián)的 Dm效應(yīng)主要表現(xiàn)在300～400 ms的前額區(qū)及500～600 ms的頂區(qū)。而回想的Dm效應(yīng)主要表現(xiàn)在從400 ms開始的右側(cè)前額區(qū)正走向Dm效應(yīng), 以及800 ms之后的枕區(qū), 但趨勢上為負(fù)走向的Dm效應(yīng)。但更為重要的是, 在編碼干擾的作用下, 與熟悉性關(guān)聯(lián)的正走向Dm效應(yīng)仍有存在, 主要表現(xiàn)在600～800 ms的右側(cè)額區(qū),但未發(fā)現(xiàn)任何與回想關(guān)聯(lián)的有效Dm效應(yīng)。由此推測, 熟悉性和回想在編碼階段的認(rèn)知加工應(yīng)該是存在著差異的。

關(guān)于熟悉性和回想之間的分離, 以往研究也進(jìn)行了大量的探討(Yonelinas, 2002; Woodruff, Hayama,& Rugg, 2006; Libby, Yonelinas, Ranganath, &Ragland, 2012; Moulin, Souchay, & Morrisb, 2013;Aly, Ranganath, & Yonelinas, 2014), 但大多針對提取時(shí)的認(rèn)知加工, 發(fā)現(xiàn)二者有著不同的神經(jīng)關(guān)聯(lián),回想通常與頂區(qū)500～800 ms (LPC)的新/舊效應(yīng)關(guān)聯(lián), 而熟悉性則表現(xiàn)為額區(qū)300～500 ms (FN400)的新/舊效應(yīng)。并且研究還發(fā)現(xiàn), 在編碼階段的注意分散會減少回想頂區(qū)新/舊效應(yīng), 而對熟悉性額區(qū)新/舊效應(yīng)不產(chǎn)生影響(Curran, 2004)。與提取階段的這些研究結(jié)果類似, 我們在編碼階段也發(fā)現(xiàn)了同樣的分離現(xiàn)象, 與熟悉性關(guān)聯(lián)的Dm效應(yīng)主要表現(xiàn)在額區(qū), 且不受編碼干擾的影響, 而與熟悉性相比, 回想還表現(xiàn)在從800 ms開始的枕區(qū)負(fù)走向Dm效應(yīng),但該效應(yīng)易受編碼干擾的影響。由此可見, 熟悉性和回想之間的加工差異在記憶形成的過程中就已經(jīng)發(fā)生了。

Moscovitch (1992)曾提出的編碼加工兩階段神經(jīng)生理學(xué)模型, 認(rèn)為在形成記憶的過程中, 額葉皮層首先對輸入的信息進(jìn)行精加工, 之后內(nèi)側(cè)顳葉-海馬系統(tǒng)自動(dòng)登記呈現(xiàn)給它的信息, 進(jìn)行信息融合,以形成長期記憶(也見Buckner, Koutstaal, Schacter,& Rosen, 2000)。而我們實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的與回想關(guān)聯(lián)的持續(xù)枕區(qū)負(fù)走向Dm效應(yīng)在以往研究中也有重復(fù),如Mangelsa等人(2001)發(fā)現(xiàn), 隨后記住的詞誘發(fā)的ERP要比隨后知道或忘記的詞更為負(fù)走向, 這種效應(yīng)表現(xiàn)在下顳位置, 且持續(xù)時(shí)間較長(500～1500 ms), 研究者認(rèn)為, 與回想關(guān)聯(lián)的大腦后部持續(xù)的負(fù)走向Dm效應(yīng)可能反映了對刺激細(xì)節(jié)表征的持續(xù)加工, 以支持隨后對這些特定細(xì)節(jié)信息的有意識提取。綜合這些結(jié)果, 我們認(rèn)為, 在形成記憶的過程中, 額葉的加工能夠支持隨后的熟悉性反應(yīng)。這樣的加工對于隨后的回憶反應(yīng)可能是必要的, 但并不足以支持回憶反應(yīng), 因?yàn)榛貞浄磻?yīng)需要提取編碼時(shí)的一些特定細(xì)節(jié), 而這些可能反映在大腦后部持續(xù)負(fù)走向Dm效應(yīng)上。

綜上所述, 我們通過使用單一的迫選再認(rèn)測驗(yàn)及Dm范式, 有效地獲得了回想、熟悉性和啟動(dòng)在編碼階段的神經(jīng)分離現(xiàn)象。啟動(dòng)主要與中央?yún)^(qū)相關(guān)聯(lián), 并且這種負(fù)走向 Dm 效應(yīng)是內(nèi)隱記憶特有的;熟悉性主要表現(xiàn)在額區(qū)正走向的Dm效應(yīng); 而回想則需要前額區(qū)正走向Dm效應(yīng)和后部枕區(qū)持續(xù)性負(fù)波共同完成。

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