距離對(duì)空間工作記憶的影響

趙 越

西北大學(xué)公共管理學(xué)，陜西 西安 710000

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距離對(duì)空間工作記憶的影響

趙 越*

西北大學(xué)公共管理學(xué)，陜西 西安 710000

工作記憶是一種較短時(shí)間內(nèi)的記憶形式，分為中央執(zhí)行系統(tǒng)、語(yǔ)音回路、視空模板三部分。有研究證實(shí)，視覺(jué)工作記憶可分為客體工作記憶和空間工作記憶。目前，大多數(shù)研究都是針對(duì)客體工作記憶的，而對(duì)空間工作記憶的研究較少。本文采用單探測(cè)的變化檢測(cè)范式來(lái)探討距離是否會(huì)對(duì)空間工作記憶產(chǎn)生影響。

空間工作記憶；距離

一、引言

Atkinson&Broadbent(1968)提出記憶信息的三級(jí)加工模型，認(rèn)為記憶存在感覺(jué)登記、短時(shí)存儲(chǔ)和長(zhǎng)時(shí)存儲(chǔ)三個(gè)系統(tǒng)。短時(shí)存儲(chǔ)系統(tǒng)作為一個(gè)重要的緩沖器，可以在較短時(shí)間內(nèi)保存信息，為判斷、推理等高級(jí)認(rèn)知活動(dòng)提供所需的工作空間。Baddeley&Hitch(1976)用工作記憶替代了短時(shí)存儲(chǔ)這一概念。工作記憶被認(rèn)為是認(rèn)知的樞紐，指在解決認(rèn)知任務(wù)的過(guò)程中，用于信息加工并保持與當(dāng)前任務(wù)相關(guān)信息的系統(tǒng)或機(jī)制。Baddeley(1986)提出了工作記憶的多成分模型，包括中央執(zhí)行系統(tǒng)、語(yǔ)音回路、視空模板三個(gè)部分。

中央執(zhí)行系統(tǒng)是工作記憶的核心，其功能是負(fù)責(zé)各子系統(tǒng)及長(zhǎng)時(shí)記憶之間的相互聯(lián)系。Baddeley(1996)將中央執(zhí)行功能分解為四個(gè)部分，注意集中、注意分配、注意轉(zhuǎn)換、聯(lián)系工作記憶與長(zhǎng)時(shí)記憶。語(yǔ)音回路包括語(yǔ)音儲(chǔ)存和發(fā)聲控制，是存儲(chǔ)正在使用的言語(yǔ)和聽(tīng)覺(jué)信息并發(fā)聲復(fù)述的系統(tǒng)，記憶的廣度受語(yǔ)音回路的影響，能夠保留的項(xiàng)目數(shù)是記憶痕跡消退速率和默讀重新激活速率的函數(shù)。視空模板是對(duì)視覺(jué)信息進(jìn)行加工和儲(chǔ)存的系統(tǒng)。研究結(jié)果顯示，識(shí)別材料時(shí)言語(yǔ)編碼與同時(shí)進(jìn)行的視覺(jué)空間編碼會(huì)相互影響，證實(shí)工作記憶中包含視空模板這一子系統(tǒng)。Logie等人對(duì)兒童進(jìn)行的再認(rèn)記憶測(cè)試結(jié)果，顯示視空模板存在存儲(chǔ)客體信息和空間信息兩個(gè)子成分。其中，客體信息是關(guān)于事物的物理性狀，而空間信息是關(guān)于事物的空間位置。Simon(1996)&Bruyer(1998)等人通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了視空模板中這兩個(gè)子成分的存在性與分離性。腦成像的研究顯示客體信息和空間信息的工作記憶激活了不同腦區(qū)。這些研究結(jié)果支持了視覺(jué)工作記憶可分為視覺(jué)客體工作記憶和視覺(jué)空間工作記憶。

隨后，Baddeley提出工作記憶的第四個(gè)成分情景緩沖器，形成了更全面的工作記憶四成分模型。該模型的第一層是中央執(zhí)行系統(tǒng)；第二層包括語(yǔ)音回路、視空模板、情景緩沖器，主要負(fù)責(zé)信息的暫時(shí)性加工，；第三層是長(zhǎng)時(shí)記憶系統(tǒng)。工作記憶屬于流體系統(tǒng)，本身并不能直接通過(guò)學(xué)習(xí)改變，而長(zhǎng)時(shí)記憶屬于晶體系統(tǒng)，能夠通過(guò)積累增長(zhǎng)長(zhǎng)時(shí)知識(shí)。Prabhakaran et al.(2000)研究發(fā)現(xiàn)在記憶任務(wù)中，如果要求被試將詞語(yǔ)與位置綁定，右側(cè)前額葉顯示出特異性激活，這為情景緩沖器的存在提供了神經(jīng)科學(xué)方面的證據(jù)。

工作記憶廣度決定了我們能夠同時(shí)加工的信息數(shù)量，我們的高級(jí)認(rèn)知活動(dòng)效率也依賴工作記憶廣度。1980年，Daneman&Carpenter的一項(xiàng)研究要求被試大聲朗讀一系列長(zhǎng)度不斷增加的句子，被試的任務(wù)是理解每一個(gè)句子并回憶句子的最后一個(gè)詞。當(dāng)被試?yán)斫饩渥油瑫r(shí)正確回憶最后一個(gè)詞時(shí)，認(rèn)為被試正確反應(yīng)，正確反應(yīng)的句子數(shù)就是工作記憶容量。

Luck&Vogel(1997)的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)只有1-2個(gè)客體時(shí)，被試的正確率接近100%，當(dāng)客體數(shù)目為3-4個(gè)時(shí)，反應(yīng)正確率仍保持較高水平，記憶成績(jī)隨著客體數(shù)目的增加，呈現(xiàn)明顯的下降。隨后，將實(shí)驗(yàn)材料換成多特征客體，結(jié)果顯示，被試的記憶成績(jī)?nèi)Q于客體數(shù)目，與其特征數(shù)目無(wú)關(guān)。其他相關(guān)研究也證實(shí)被試的視覺(jué)工作記憶容量為4個(gè)客體。

另外有研究認(rèn)為，項(xiàng)目的空間位置關(guān)系，有助于提高視覺(jué)工作記憶的容量。Woodman(2001)等的研究中，顏色塊屬于客體表征，故所得結(jié)果只能表明客體工作記憶對(duì)視覺(jué)搜索沒(méi)有影響，無(wú)法證實(shí)空間工作記憶對(duì)視覺(jué)搜索的影響。因此，有學(xué)者使用視覺(jué)柯西塊測(cè)驗(yàn)對(duì)空間工作記憶容量進(jìn)行測(cè)量，得到空間工作記憶容量為5個(gè)位置。

近幾年來(lái)，客體工作記憶研究日趨成熟，缺乏對(duì)空間工作記憶的研究。視覺(jué)刺激在擁有各種特征屬性的同時(shí)必須占據(jù)一定的空間位置，而空間距離的不同是否會(huì)對(duì)空間工作記憶產(chǎn)生影響，還很少有人關(guān)注。本文認(rèn)為，距離中央注視點(diǎn)近的記憶項(xiàng)目更容易進(jìn)入記憶，相較于離注視點(diǎn)遠(yuǎn)的記憶項(xiàng)目，離注視點(diǎn)近的記憶項(xiàng)目記憶效果更好。本文擬采用單探測(cè)的變化檢測(cè)范式對(duì)這一假設(shè)進(jìn)行測(cè)量。該范式的基本程序?yàn)?，先呈現(xiàn)初始刺激，一段時(shí)間后，呈現(xiàn)探測(cè)刺激，要求被試判斷探測(cè)顯示與初始顯示是否相同。本文對(duì)此范式做了相應(yīng)的修改，以探討距離是否會(huì)對(duì)空間工作記憶產(chǎn)生影響。

二、方法

(一)被試

20名被試(男女各10名)，年齡20-35歲(M=24.55，SD=1.638)，被試均為右利手，視力或矯正視力正常，色覺(jué)正常，均未參加過(guò)類似實(shí)驗(yàn)并自愿參加本實(shí)驗(yàn)。

(二)儀器與實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)程序使用E-prime2.0編寫(xiě)，在CPU主頻為2.10GHz的電腦上運(yùn)行，刺激呈現(xiàn)裝置為T(mén)hinkpad X61-12英寸顯示器。

實(shí)驗(yàn)材料為不同顏色實(shí)心圓形色塊(d=1.5cm)，共6種備選顏色：紅(255，0，0)、綠(0，255，0)、藍(lán)(0，0，255)、黃(255，255，0)、青(0，255，255)、橙(255，128，0)。初始刺激中不同數(shù)目色塊隨機(jī)分布在中央注視點(diǎn)上下左右，距注視點(diǎn)3cm和7cm處，探測(cè)刺激呈現(xiàn)于屏幕的中心，言語(yǔ)負(fù)載采用個(gè)位數(shù)加法，數(shù)字大小為1.6cm×1.6cm，加號(hào)同時(shí)也為中央注視點(diǎn)，數(shù)字距注視點(diǎn)3cm。

(三)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

本實(shí)驗(yàn)采用單探測(cè)的變化檢測(cè)范式，加入言語(yǔ)工作記憶負(fù)載任務(wù)(初始刺激后，呈現(xiàn)個(gè)位數(shù)加法并要求被試報(bào)告答案)，以防止言語(yǔ)工作記憶對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成污染。

本實(shí)驗(yàn)采用2×3被試內(nèi)設(shè)計(jì)。因素1為距離，分為離中央注視點(diǎn)3cm/7cm兩個(gè)水平。因素2為記憶項(xiàng)目數(shù)，即初始顯示中的色塊數(shù)量，根據(jù)前人所得空間工作記憶容量，選定2、4、6個(gè)色塊。

(四)實(shí)驗(yàn)程序

實(shí)驗(yàn)在不受干擾的環(huán)境中進(jìn)行，屏幕背景為白色，被試距離屏幕約70cm。實(shí)驗(yàn)分為3組(2、4、6個(gè)色塊)，隨機(jī)呈現(xiàn)100次，以控制順序效應(yīng)。

首先在屏幕中心呈現(xiàn)注視點(diǎn)800ms，隨后呈現(xiàn)500ms空屏，接著呈現(xiàn)初始刺激1000ms，空屏掩蔽500ms后呈現(xiàn)個(gè)位數(shù)加法800ms，延遲500ms后呈現(xiàn)探測(cè)刺激，直到被試做出按鍵反應(yīng)，若探測(cè)刺激在初始刺激中出現(xiàn)在距注視點(diǎn)3cm處，按“F”鍵，若探測(cè)刺激在初始刺激中出現(xiàn)在距注視點(diǎn)7cm處，按“J”鍵。測(cè)試前，進(jìn)行幾組練習(xí)，被試完全理解實(shí)驗(yàn)要求后，進(jìn)入正式實(shí)驗(yàn)。

三、結(jié)果與分析

用SPSS19.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。各實(shí)驗(yàn)條件下被試反應(yīng)的正確率和標(biāo)準(zhǔn)差如表1所示。

表1 不同距離條件下被試對(duì)刺激材料檢測(cè)的平均正確率和標(biāo)準(zhǔn)差(%)

以距離和記憶項(xiàng)目數(shù)為被試內(nèi)自變量，反應(yīng)正確率為因變量進(jìn)行多因素重復(fù)測(cè)量方差分析。結(jié)果(表2)顯示，記憶項(xiàng)目數(shù)主效應(yīng)顯著，F(xiàn)(2，117)=14.109，p<0.01，空間工作記憶檢測(cè)正確率隨記憶項(xiàng)目數(shù)的增加而顯著下降；距離主效應(yīng)不顯著，F(xiàn)(1，118)=0.413，p>0.05；距離與記憶項(xiàng)目數(shù)的交互作用不顯著F(5，114)=1.918，p>0.05。

表2 主體間效應(yīng)的檢驗(yàn)

a.方=.222(調(diào)整R方=.188)。

對(duì)記憶項(xiàng)目數(shù)進(jìn)行兩兩比較(表3)發(fā)現(xiàn)，2個(gè)項(xiàng)目和4個(gè)項(xiàng)目之間正確率的差異不顯著，6個(gè)項(xiàng)目與其他水平之間的差異均顯著(p<0.05)。這一結(jié)果顯示，空間工作記憶的存儲(chǔ)容量小于6個(gè)。

表3 不同記憶項(xiàng)目數(shù)兩兩對(duì)比

上述結(jié)果表明，距離不影響空間工作記憶的存儲(chǔ)，而記憶項(xiàng)目數(shù)對(duì)空間工作記憶的存儲(chǔ)有顯著的影響，當(dāng)記憶項(xiàng)目數(shù)超過(guò)記憶容量時(shí)，記憶正確率顯著下降。

四、討論

本研究采用單探測(cè)的變化檢測(cè)范式，考察距離及記憶項(xiàng)目數(shù)對(duì)空間工作記憶的影響。結(jié)果表明，記憶項(xiàng)目數(shù)影響空間工作記憶的存儲(chǔ)，而距離不影響空間工作記憶的存儲(chǔ)。參考前人研究，記憶項(xiàng)目數(shù)選擇2、4、6三個(gè)水平進(jìn)行測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了前人研究，客體工作記憶的容量為4個(gè)項(xiàng)目。

然而，實(shí)驗(yàn)結(jié)果不能證明距離會(huì)對(duì)空間工作記憶產(chǎn)生影響，這與前文假設(shè)不一致?？赡苁怯捎谝韵聨讉€(gè)原因：(1)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，由于只有兩種情況，近或者遠(yuǎn)，所以被試只需要記住其中一種，就可以推測(cè)出另外一種，這就對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成了污染，進(jìn)一步在實(shí)驗(yàn)中加入不進(jìn)行反應(yīng)的干擾刺激，就可以避免被試對(duì)一種情況進(jìn)行記憶，能夠更好的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探測(cè)；(2)實(shí)驗(yàn)中為了平衡實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的數(shù)量，使其出現(xiàn)的概率一致，對(duì)4個(gè)項(xiàng)目的位置進(jìn)行了刪減，刪除了位置對(duì)稱的項(xiàng)目，認(rèn)為這可能也是對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響的因素之一；(3)實(shí)驗(yàn)中如果被試目光從中央注視點(diǎn)解離，就會(huì)間接破壞了距離自變量，從而對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響，在后期的實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)改進(jìn)方法更好的控制這一影響。

五、結(jié)論

(1)記憶項(xiàng)目數(shù)影響空間工作記憶，超過(guò)記憶負(fù)荷后，隨著記憶項(xiàng)目數(shù)增加，記憶成績(jī)顯著減少；(2)客體距離不影響空間工作記憶。

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趙越(1989-)，女，陜西蒲城人，西北大學(xué)公共管理學(xué)院，2014級(jí)應(yīng)用心理學(xué)專業(yè)碩士研究生，研究方向：心理咨詢與心理治療、人員測(cè)評(píng)與人員選聘。

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