距离对空间工作记忆的影响

赵 越

西北大学公共管理学，陕西 西安 710000



距离对空间工作记忆的影响

赵 越*

西北大学公共管理学，陕西 西安 710000

工作记忆是一种较短时间内的记忆形式，分为中央执行系统、语音回路、视空模板三部分。有研究证实，视觉工作记忆可分为客体工作记忆和空间工作记忆。目前，大多数研究都是针对客体工作记忆的，而对空间工作记忆的研究较少。本文采用单探测的变化检测范式来探讨距离是否会对空间工作记忆产生影响。

空间工作记忆；距离

一、引言

Atkinson&Broadbent(1968)提出记忆信息的三级加工模型，认为记忆存在感觉登记、短时存储和长时存储三个系统。短时存储系统作为一个重要的缓冲器，可以在较短时间内保存信息，为判断、推理等高级认知活动提供所需的工作空间。Baddeley&Hitch(1976)用工作记忆替代了短时存储这一概念。工作记忆被认为是认知的枢纽，指在解决认知任务的过程中，用于信息加工并保持与当前任务相关信息的系统或机制。Baddeley(1986)提出了工作记忆的多成分模型，包括中央执行系统、语音回路、视空模板三个部分。

中央执行系统是工作记忆的核心，其功能是负责各子系统及长时记忆之间的相互联系。Baddeley(1996)将中央执行功能分解为四个部分，注意集中、注意分配、注意转换、联系工作记忆与长时记忆。语音回路包括语音储存和发声控制，是存储正在使用的言语和听觉信息并发声复述的系统，记忆的广度受语音回路的影响，能够保留的项目数是记忆痕迹消退速率和默读重新激活速率的函数。视空模板是对视觉信息进行加工和储存的系统。研究结果显示，识别材料时言语编码与同时进行的视觉空间编码会相互影响，证实工作记忆中包含视空模板这一子系统。Logie等人对儿童进行的再认记忆测试结果，显示视空模板存在存储客体信息和空间信息两个子成分。其中，客体信息是关于事物的物理性状，而空间信息是关于事物的空间位置。Simon(1996)&Bruyer(1998)等人通过实验证明了视空模板中这两个子成分的存在性与分离性。脑成像的研究显示客体信息和空间信息的工作记忆激活了不同脑区。这些研究结果支持了视觉工作记忆可分为视觉客体工作记忆和视觉空间工作记忆。

随后，Baddeley提出工作记忆的第四个成分情景缓冲器，形成了更全面的工作记忆四成分模型。该模型的第一层是中央执行系统；第二层包括语音回路、视空模板、情景缓冲器，主要负责信息的暂时性加工，；第三层是长时记忆系统。工作记忆属于流体系统，本身并不能直接通过学习改变，而长时记忆属于晶体系统，能够通过积累增长长时知识。Prabhakaran et al.(2000)研究发现在记忆任务中，如果要求被试将词语与位置绑定，右侧前额叶显示出特异性激活，这为情景缓冲器的存在提供了神经科学方面的证据。

工作记忆广度决定了我们能够同时加工的信息数量，我们的高级认知活动效率也依赖工作记忆广度。1980年，Daneman&Carpenter的一项研究要求被试大声朗读一系列长度不断增加的句子，被试的任务是理解每一个句子并回忆句子的最后一个词。当被试理解句子同时正确回忆最后一个词时，认为被试正确反应，正确反应的句子数就是工作记忆容量。

Luck&Vogel(1997)的研究结果发现，当只有1-2个客体时，被试的正确率接近100%，当客体数目为3-4个时，反应正确率仍保持较高水平，记忆成绩随着客体数目的增加，呈现明显的下降。随后，将实验材料换成多特征客体，结果显示，被试的记忆成绩取决于客体数目，与其特征数目无关。其他相关研究也证实被试的视觉工作记忆容量为4个客体。

另外有研究认为，项目的空间位置关系，有助于提高视觉工作记忆的容量。Woodman(2001)等的研究中，颜色块属于客体表征，故所得结果只能表明客体工作记忆对视觉搜索没有影响，无法证实空间工作记忆对视觉搜索的影响。因此，有学者使用视觉柯西块测验对空间工作记忆容量进行测量，得到空间工作记忆容量为5个位置。

近几年来，客体工作记忆研究日趋成熟，缺乏对空间工作记忆的研究。视觉刺激在拥有各种特征属性的同时必须占据一定的空间位置，而空间距离的不同是否会对空间工作记忆产生影响，还很少有人关注。本文认为，距离中央注视点近的记忆项目更容易进入记忆，相较于离注视点远的记忆项目，离注视点近的记忆项目记忆效果更好。本文拟采用单探测的变化检测范式对这一假设进行测量。该范式的基本程序为，先呈现初始刺激，一段时间后，呈现探测刺激，要求被试判断探测显示与初始显示是否相同。本文对此范式做了相应的修改，以探讨距离是否会对空间工作记忆产生影响。

二、方法

(一)被试

20名被试(男女各10名)，年龄20-35岁(M=24.55，SD=1.638)，被试均为右利手，视力或矫正视力正常，色觉正常，均未参加过类似实验并自愿参加本实验。

(二)仪器与实验材料

实验程序使用E-prime2.0编写，在CPU主频为2.10GHz的电脑上运行，刺激呈现装置为Thinkpad X61-12英寸显示器。

实验材料为不同颜色实心圆形色块(d=1.5cm)，共6种备选颜色：红(255，0，0)、绿(0，255，0)、蓝(0，0，255)、黄(255，255，0)、青(0，255，255)、橙(255，128，0)。初始刺激中不同数目色块随机分布在中央注视点上下左右，距注视点3cm和7cm处，探测刺激呈现于屏幕的中心，言语负载采用个位数加法，数字大小为1.6cm×1.6cm，加号同时也为中央注视点，数字距注视点3cm。

(三)实验设计

本实验采用单探测的变化检测范式，加入言语工作记忆负载任务(初始刺激后，呈现个位数加法并要求被试报告答案)，以防止言语工作记忆对实验结果造成污染。

本实验采用2×3被试内设计。因素1为距离，分为离中央注视点3cm/7cm两个水平。因素2为记忆项目数，即初始显示中的色块数量，根据前人所得空间工作记忆容量，选定2、4、6个色块。

(四)实验程序

实验在不受干扰的环境中进行，屏幕背景为白色，被试距离屏幕约70cm。实验分为3组(2、4、6个色块)，随机呈现100次，以控制顺序效应。

首先在屏幕中心呈现注视点800ms，随后呈现500ms空屏，接着呈现初始刺激1000ms，空屏掩蔽500ms后呈现个位数加法800ms，延迟500ms后呈现探测刺激，直到被试做出按键反应，若探测刺激在初始刺激中出现在距注视点3cm处，按“F”键，若探测刺激在初始刺激中出现在距注视点7cm处，按“J”键。测试前，进行几组练习，被试完全理解实验要求后，进入正式实验。

三、结果与分析

用SPSS19.0进行数据分析。各实验条件下被试反应的正确率和标准差如表1所示。

表1 不同距离条件下被试对刺激材料检测的平均正确率和标准差(%)

以距离和记忆项目数为被试内自变量，反应正确率为因变量进行多因素重复测量方差分析。结果(表2)显示，记忆项目数主效应显著，F(2，117)=14.109，p<0.01，空间工作记忆检测正确率随记忆项目数的增加而显著下降；距离主效应不显著，F(1，118)=0.413，p>0.05；距离与记忆项目数的交互作用不显著F(5，114)=1.918，p>0.05。

表2 主体间效应的检验

a.方=.222(调整R方=.188)。

对记忆项目数进行两两比较(表3)发现，2个项目和4个项目之间正确率的差异不显著，6个项目与其他水平之间的差异均显著(p<0.05)。这一结果显示，空间工作记忆的存储容量小于6个。

表3 不同记忆项目数两两对比

上述结果表明，距离不影响空间工作记忆的存储，而记忆项目数对空间工作记忆的存储有显著的影响，当记忆项目数超过记忆容量时，记忆正确率显著下降。

四、讨论

本研究采用单探测的变化检测范式，考察距离及记忆项目数对空间工作记忆的影响。结果表明，记忆项目数影响空间工作记忆的存储，而距离不影响空间工作记忆的存储。参考前人研究，记忆项目数选择2、4、6三个水平进行测试。实验结果证实了前人研究，客体工作记忆的容量为4个项目。

然而，实验结果不能证明距离会对空间工作记忆产生影响，这与前文假设不一致。可能是由于以下几个原因：(1)实验设计中，由于只有两种情况，近或者远，所以被试只需要记住其中一种，就可以推测出另外一种，这就对实验结果造成了污染，进一步在实验中加入不进行反应的干扰刺激，就可以避免被试对一种情况进行记忆，能够更好的进行实验探测；(2)实验中为了平衡实验项目的数量，使其出现的概率一致，对4个项目的位置进行了删减，删除了位置对称的项目，认为这可能也是对实验结果产生影响的因素之一；(3)实验中如果被试目光从中央注视点解离，就会间接破坏了距离自变量，从而对实验结果产生影响，在后期的实验中，应改进方法更好的控制这一影响。

五、结论

(1)记忆项目数影响空间工作记忆，超过记忆负荷后，随着记忆项目数增加，记忆成绩显著减少；(2)客体距离不影响空间工作记忆。

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赵越(1989-)，女，陕西蒲城人，西北大学公共管理学院，2014级应用心理学专业硕士研究生，研究方向：心理咨询与心理治疗、人员测评与人员选聘。

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