错误记忆年老化的认知与神经机制*

刘凤英 姚志刚

(河北科技师范学院教育学院，秦皇岛 066004)

1 引 言

人类的记忆常常会被扭曲，与客观现实不符。当人们认为自己见过、经历过从未见过的事物、发生过的事件，或者回忆的事件内容与真实事件不符，错误记忆便产生了。关于错误记忆的研究广泛采用DRM(Deese-Roediger-McDermott)范式(Roediger & McDermott,1995)，并以虚报率作为错误记忆的测量指标。实验一般分为学习和测试两个阶段。学习阶段被试学习多组词列，每组词列中的所有单词都与某个关键诱词有很强的语义联系，而该关键诱词在学习阶段并不出现。测试阶段要求被试再认或回忆学习过的单词。研究结果发现，对于学习阶段未出现的关键诱词被试表现出较高的错误回忆率或错误再认率(杨治良，王思睿，唐菁华，2006；郭秀艳，周楚，周梅花，2004)。研究表明，与年轻人相比，老年人的正确记忆水平更低、错误记忆水平更高(Rosa & Gutchess,2013；McDaniel,Lyle,Butler,& Dornburg,2008)。

错误记忆的年老化指在相同的情境及条件下，老年人比年轻人更易出现错误记忆的现象。近年来，研究者们非常关注错误记忆年老化的认知与神经机制。年龄相关错误记忆的增加在很大程度上与内侧颞叶(the medial temporal lobes，简称MTL)以及前额叶皮层(prefrontal cortex，简称PFC)结构与功能的变化，以及相应的回忆以及执行功能的损伤有关。本研究首先分析了错误记忆年老化形成的认知过程，然后将年龄相关内侧颞叶(MTL)以及前额叶皮层(PFC)的结构与功能的变化与错误记忆年老化的形成建立联系。重点分析错误记忆年老化的形成机制。最后，本研究提出了未来研究需要进一步关注的问题。

2 错误记忆年老化的认知机制

2.1 编码阶段信息联结不足

源检测框架理论认为，人们判断某经验是真实经历过的还是想象的，主要依据记忆事件的具体特征来进行，即不同来源的信息具有不同的特征(Johnson,Hashtroudi,& Lindsay,1993)。例如，真实经历过的事件往往具有丰富的感知、情绪及时空的细节信息，而想象的事件则包含更多想象产生的认知操作信息。为了有效判断某经验的来源，有关信息源的诊断性信息必须在编码时与相关信息结合，而且要从相应的记忆路径进行信息提取。而上述过程会随着年龄的老化变得越来越低效，因而很可能出现源检测错误。Healey,Campbell,与Hasher(2008)提出，老年人注意定向及保持能力的下降会导致信息内容与信息源的联结不充分及回忆困难。

Lyle,Bloise与Johnson(2006)的研究表明，随着年龄的老化，信息来源与信息内容的联结能力随之下降。在他们的研究中，老年人和年轻人知觉和想象物体，之后对学习过的(如放大镜)及未学过的物体(如棒棒糖)进行信息源及位置的判断。结果表明，老年人更可能基于物体的知觉相似性做出错误判断(如错误地认为棒棒糖是之前见过的)。随着年龄老化，信息来源与信息内容之间联结不足导致老年人更易出现信息误报错误。当相关事件的不准确信息融入该事件的原始记忆中就会出现信息误报错误。例如，在Dodson,Powers与Lytell(2015)的研究中，让被试看一段关于抢劫的视频，然后错误告知被试被偷的物品是戒指而不是项链，结果发现，在回忆阶段老年被试比年轻被试更可能认为在原始视频中看到了戒指。

信息内容与信息源的联结水平降低会导致不同来源经验的心理表征很相似。亲身经历事件与想象事件心理表征的相似性导致老年人更可能出现想象膨胀(Mcdaniel et al.,2008)。例如，之前想象过某行为，随后人们可能错误地认为他们确实执行过该行为，这种错误记忆即为想象膨胀。想象膨胀在老年人身上更明显(Gerlach,Dornblaser,& Schacter,2014)。随着年龄的老化，编码阶段信息内容与信息源联结不足，导致与记忆信息有关的特殊的知觉与情境信息以及想象过程的认知操作信息非常少。所以，内部产生的想象事件的表征与外部产生的真实事件的心理表征之间区别性很低，因而容易发生错误记忆。

2.2 编码及提取阶段依赖语义要点信息

研究发现，老年被试比年轻被试更容易出现基于要点加工的错误记忆(Gallo,2006)。如DRM范式中，学习阶段呈现的所有词均与某个关键诱词有强烈的语义联系，在随后的测验中被试很可能错误地认为他们学过该关键诱词，而实际上该关键诱词之前并没有出现过，这种错误记忆的出现主要是依赖语义要点加工的结果。模糊痕迹理论(Fuzzy-Trace Theory)认为，人们对学习项目进行编码时，会形成两种表征：字面痕迹与要点痕迹。字面痕迹强调项目细节性的知觉信息，而要点痕迹突出项目概括化的语义信息，而缺乏具体细节信息。这两种表征形式平行编码、独立提取。对于未学习过的关键诱词，依赖字面痕迹进行提取会降低错误记忆，而依赖要点痕迹进行提取错误记忆则会增加。根据模糊痕迹理论，随着年龄的老化，区别性信息编码能力下降，更容易对概括化的语义信息进行编码和提取，而较少项目区分性细节信息(知觉信息)的编码和提取。

Kensinger与Schacter(1999)研究发现，重复学习词表，年轻人极少出现错误记忆。而老年人的错误记忆并没有减少，说明老年被试很难通过回忆具体的学习项目抵制语义要点加工。另外，Pidgeon与Morcom(2014)研究还发现，增加关键诱词的熟悉性(即增加学习阶段学习类别包含的项目数量)对老年人记忆准确性的负面影响比年轻人大。这些结果都表明，老年人在信息编码时可能缺乏对项目具体的细节性信息的编码，或者提取阶段缺乏对这类信息的提取，导致老年人在信息编码与提取时更多依赖语义要点信息，从而影响对刺激信息的准确编码及提取，导致错误记忆增加。脑成像研究结果也支持该观点。研究发现老年人在编码(Dennis et al.,2007)以及提取错误再认的语义相关诱词时(Dennis,Kim,&Cabeza,2008b)，负责语义及要点加工的脑区(即侧颞区域，lateral temporal regions)激活程度要高于年轻人。表明老年人比年轻人在信息编码与提取过程中更依赖语义要点信息。

2.3 提取监控障碍

尽管在编码阶段有关信息来源的信息被充分编码，老年人在提取时也可能不会有效利用该信息对记忆决策进行监控，仍然会导致错误记忆。Koutstaal(2003)提出，老年人能在编码阶段对源信息丰富的线索进行编码，但是在回忆阶段自发提取或者有效使用这些线索方面存在困难。

很多研究都证明老年人在成功提取自传体信息方面存在缺陷，但是很少有研究尝试将这种缺陷与年龄相关提取监控障碍(如利用事件来源信息对记忆源判断进行监控)区分开来。McDonough与Gallo(2013)的研究探讨了提取监控障碍对老年人记忆准确性的影响。他们的实验分为两个阶段，第一个阶段，呈现线索词，让年轻以及年老被试根据过去经历生成真实的自传体事件并且想象将来可能发生的事件。设置了两种条件指示被试想象将来可能发生的事件：精细想象条件及非精细想象条件。精细想象条件下包含更多的认知操作，使得对事件的记忆表征中增加了更多与事件来源相关的信息。第二个阶段，要求被试区分真实的过去事件和想象的未来事件，如果是未来事件还需评定与事件相关的知觉细节信息及认知操作信息量的多少。结果表明，尽管在精细想象条件下，被试成功地编码及提取了更多事件来源相关信息，但是老年被试并不能像年轻被试那样利用这些信息降低来源混淆错误。说明，年龄相关源混淆错误的增加，不能全部归因于缺乏认知操作信息的编码及提取，至少部分原因是提取监控障碍，即不能使用事件来源相关信息去监控记忆决策过程。因此，年龄老化对提取监控能力的损害大于对编码及提取过程的损害。研究还发现，提取阶段提醒老年被试注意误导信息(Dodson,Powers,& Lytell,2015)或提醒老年人关注知觉和情境线索(Henkel,2008)，以促进提取监控过程，可以减少老年人错误记忆。说明提取监控障碍应该是导致老年人错误记忆增加的原因之一。

2.4 记忆判断过度依赖熟悉性

年龄相关记忆编码及提取水平的下降导致老年人更加依赖自动化加工过程。双加工理论认为再认项目时存在两个独立的过程：基于熟悉性进行再认判断与依赖回忆进行再认判断(Jacoby,1991)。回忆受意识控制、需要付出很大努力去提取具体的记忆细节，而基于熟悉性进行再认判断是不需要有意识提取相关情境信息的快速、自动化过程。随着年龄的老化，老年人海马功能衰退，受其调节的回忆功能因而也随之下降，导致老年人更多依赖熟悉性进行再认判断。而基于熟悉性进行再认判断缺乏情境细节信息的提取，因而导致老年人错误记忆的增加。

由于老年人回忆能力下降，在进行记忆判断时很难通过回忆学习阶段呈现的项目来拒绝与学习项目语义相关的但之前并没有出现过的关键诱词。Fandakova等人(2013a)研究发现，联想记忆能力以及执行功能差的老年人在进行再认判断时特别依赖熟悉性。Light,Chung,Pendergrass与Van Ocker(2006)的研究发现，老年人在有无时间压力之下，都依赖熟悉性进行再认判断。而年轻被试只有在有时间压力条件下，才会依赖熟悉性进行再认判断。基于熟悉性进行记忆判断，导致老年人易出现记忆联结错误。如果诱词是由学习阶段呈现的不同学习项目的部分特征组合而成的，被试则会错误地判断学习阶段没出现过的联结诱词之前出现过，这种错误记忆即联结错误(如学习项目是：电话、台灯;联结诱词是：电灯)。可见，老年人基于对刺激组成成分的熟悉性做出再认决策，导致联结错误的出现。

2.5 编码阶段信息过度联结

老年人在出现联结错误时，都声称他们记得那些错误联结项目(Pitarque,Sales,Meléndez,& Algarabel,2015)。另外研究表明，错误记忆的年龄差异在做“记住”判断(以回忆为特征)时比“知道”(有熟悉感)判断时更大(McCabe,Roediger,McDaniel,& Balota,2009)。为了解释老年人这种类型的错误记忆，Dondson等人提出错误回忆观点。他们认为基于熟悉感的错误记忆是记忆成分联结不足的结果，而基于回忆的错误记忆是记忆成分过度联结的结果(Dodson,Bawa,& Slotnick,2007b)。

Campbell,Hasher与Thomas(2010)研究发现，老年人会发生过度联结现象，即会在干扰信息与同时出现的目标刺激信息间建立联系，因而导致错误回忆。过度联结倾向不利于对新信息进行区别性编码，使得记忆特征错误地进入重叠的记忆路径，因而导致联结错误。Campbell,Trelle与Hasher(2014)探讨了老年人的过度联结错误记忆。研究中，让年轻及老年被试学习词对。之后的记忆测验采用学习过的词对或者联结词对。其中，联结词对是由学习词表中距离很近的词组成(近联结词对)或由学习词表中距离很远的词组成(远联结词对)。老年人对近联结词对表现出更多的联结错误，而年轻人对近联结词对与远联结词对的错误记忆率是一致的。该结果也说明，当刺激呈现时间接近时，老年人更易表现出刺激间的错误联结。

脑成像研究结果表明，老年人前额叶皮层抑制能力下降(Fandakova et al.,2014)。过度联结现象与年龄相关抑制干扰信息的能力受损有关。即老年人很难抑制无关信息对相关刺激编码的干扰，如在干扰信息与同时出现的目标刺激信息间建立联系，或将刚出现过的但是与当前刺激无关的信息与当前信息联结起来，从而导致过度联结错误。来自无关联结的冲突信息干扰了相关刺激间建立联系的过程，导致老年人常见的联想缺陷。

3 错误记忆年老化的神经机制

内侧颞叶MTL(特别是海马)以及前额叶皮层(PFC)是负责情节记忆编码与提取的关键脑区(Simons & Spiers,2003)。随着年龄的老化，这两个区域的体积减小、激活水平下降(Nugent et al.,2014)以及二者之间功能联结的减少导致错误记忆的增加。

3.1 内侧颞叶体积减小、激活水平下降与老年人错误记忆的增加有关

研究表明，年龄相关海马体积的减小与记忆水平下降有关(Persson et al.,2012)。随着年龄的老化，在记忆编码与提取过程中海马(位于内侧颞叶，MTL)的功能性激活水平下降(Persson et al.,2012)。在依赖内侧颞叶(MTL)功能的行为测验上表现差的年轻及老年被试，更可能依赖语义联系以及熟悉性，将关键诱词误认为是学习过的词(Fandakova,Shing,& Lindenberger,2013b)。随着年龄的老化，海马的功能下降会影响记忆的编码与提取过程，具体表现在：海马功能下降导致编码阶段信息联结不足、编码及提取阶段更多依赖语义要点信息及提取阶段过度依赖熟悉性，从而导致错误记忆增加。

首先，研究发现，在成功进行信息源编码时，老年人海马的激活面积要小于年轻人，表明信息来源与信息内容之间关系加工的不足(Dennis et al.,2008a)。可见，年龄相关海马功能的下降导致编码阶段信息联结不足，因而老年人更容易出现信息误报、想象膨胀等错误记忆现象。

其次，随着年龄的老化，海马功能的下降导致区别性编码过程变得低效(Yassaet al.,2011;Parkin,Ward,Bindschaedler,Squires,& Powell,1999;Wilson,Ikonen,McMahan,Gallagher,Eichenbaum,& Tanila,2003;Wilson,Gallagher,Eichenbaum,& Tanila,2006)。脑成像的研究也发现，老年人海马的神经反应变得非常刻板，信息编码方式会逐渐从模式分离倾向转变为模式完成倾向，如倾向于在不完整的信息基础上修复已有的表征。年龄相关的模式完成倾向导致区别性编码过程受损，因而老年人编码及提取信息时更依赖语义要点信息，即倾向于对概括化的语义信息进行编码和提取，而较少项目区分性细节信息(知觉信息)的编码和提取，从而导致基于要点加工的错误记忆的增加。

第三，Dennis等人(2008b)研究发现，由海马调节的回忆功能随年龄的老化会逐渐衰退，而控制熟悉性的神经区域(主要是海马旁回与鼻周皮层)随着年龄的增长却相对保持完好(Dennis et al.,2008b)。因此，由于海马调节的回忆功能的下降，导致老年人更多依赖熟悉性进行再认判断，而缺乏情境细节信息的提取，因此，老年人会基于对刺激组成成分的熟悉性做出再认决策，导致联结错误的出现。

3.2 前额叶皮层体积减小、激活水平下降导致老年人错误记忆增加

研究发现，老年人与前额叶皮层(PFC)侧部以及该皮层内其它区域受损的病人在记忆测验中表现相似(Swick,Senkfor,& Van Petten,2006)。前额叶皮层前部(anterior PFC)、背外侧前额叶皮层(dorsolateral PFC)以及腹侧前额叶皮层(ventrolateral PFC)的体积减小、激活水平下降都与记忆能力下降有关(Fandakova,Lindenberger,& Shing,2014)。Lindner与Davidson(2014)研究发现，执行功能(依赖额叶功能，尤其是背外侧及上中部前额叶皮层)完好的老年人，并不比大学生的错误记忆水平高。McDonough,Wong,与Gallo(2013)的研究发现，在记忆提取任务中老年人不管提取监控需求水平的高低，都表现出背外侧前额叶(dorsolateral PFC)的更大激活水平，而年轻人该区域的激活程度与提取监控需求水平相一致。表明老年人前额叶皮层(PFC)功能专门化水平下降。前额叶皮层功能下降会影响记忆的编码与提取过程，具体而言，年龄相关前额叶皮层功能下降导致信息编码阶段信息联结不足、编码及提取过程更多依赖语义要点信息、提取监控障碍以及编码阶段信息的过度联结。

首先，Dennis等人(2008a)研究发现，在成功进行信息源编码时，老年人侧部前额叶(lateral PFC)的激活面积要小于年轻人，表明信息来源与信息内容之间关系加工的不足。即年老相关侧部前额叶激活水平下降，导致编码阶段信息联结不足，因此记忆源判断错误出现概率增加。

其次，随着年龄的老化，腹外侧前额叶皮层的功能下降，导致区别性信息编码过程变得低效(Yassaet al.,2011；Parkin,Ward,Bindschaedler,Squires,& Powell,1999)。因此，老年人更倾向于对概括化的语义信息进行编码和提取，而较少项目区分性细节信息(知觉信息)的编码和提取。即腹外侧前额叶皮层功能下降致使老年人的编码及提取过程依赖语义要点信息，从而导致基于要点加工的错误记忆的产生。

第三，侧部前额叶(lateral PFC)是进行准确提取监控的关键，如决定是否单个记忆特征属于某段经历，以及某事件整体来看是内部产生的还是真实经历过的(Blumenfeld,Parks,Yonelinas,& Ranganath,2011)。前额叶皮层(PFC)其他区域受损(如腹正中部、眶额部)的病人在记忆源判断任务中表现极差(Simons et al.,2002)。因此，老年人前额叶各区域功能的下降很可能导致提取监控障碍，即使编码阶段对刺激来源信息进行了充分编码，也很难利用这些信息监控记忆决策过程，进而导致源混淆错误。

最后，脑成像的研究表明，老年人前额叶皮层抑制能力下降(Fandakovaet al.,2014)，说明老年人在编码阶段很难抑制无关信息对相关刺激加工的干扰。Fandakova等人(2014)的脑成像研究探讨了干扰信息的抑制与错误记忆的关系。实验分为两个阶段。在熟悉词对阶段要求被试对呈现词对的词语进行词语判断任务(如判断每个词是否代表一个生物)。记忆测验阶段相继呈现多组词对，每组词对中有些词对是重复出现的，要求被试对每组中重复出现的词对按“旧的”反应键进行反应，不管该词对是否在实验的第一个阶段出现过。其余的词对要求被试按“新的”反应键进行反应。行为数据分析结果表明，老年被试很难抑制熟悉的干扰词对的影响而做出错误的记忆判断。该研究脑成像数据分析结果发现，在记忆判断任务中，老年被试前额叶皮层的激活水平低于年轻人。因此，老年人前额叶皮层抑制干扰信息能力的下降会导致编码阶段很难抑制无关信息对相关刺激加工的干扰，如将无关干扰信息与同时出现的目标刺激信息联结起来，或将刚出现过的但是与当前刺激无关的信息与当前信息建立联系，从而导致过度联结错误。

3.3 前额叶皮层(PFC)与内侧颞叶(MTL)之间功能联结减少导致老年人错误记忆增加

St.Jacques,Rubin,与Cabeza(2012)指出，年龄相关错误记忆的增加，一方面与老年人海马及腹外侧前额叶的持续性参与程度降低有关，另一方面也与老年人前额叶皮层(PFC)与内侧颞叶(MTL)之间的功能联结减少有关。Schlichting与Preston(2015)也提出，这两个区域联结的完整性、相互协作对于准确地进行记忆编码及提取是非常关键的。前额叶皮层(PFC)为内侧颞叶(MTL)提供编码及提取支持(Moscovitch & Winocur,2002)。Tsukiura等人(2014)研究发现，正确拒绝诱词时，老年人参与信息来源监控的前额叶皮层(尤其是腹侧前额叶皮层，ventral PFC)与信息提取过程中与海马合作的神经区域(supramarginal gyrus，缘上回)之间的相互作用减少。Fandakova等人(2015)研究表明，左侧前额叶与颞叶(包括海马及颞中回)之间功能性联结较强的老年人，在执行功能测验中表现更好，他们能够使用编码策略，而且出现错误歪曲的次数较少。可见，随着年龄的老化，老年人前额叶与内侧颞叶之间的功能联结变得低效，影响了记忆的编码及提取过程的有效性，从而会引发各种错误记忆的出现。

4 研究展望

记忆的准确性下降给老年人的日常生活带来负面影响。揭示错误记忆年老化的认知与神经机制有助于促进老年人记忆的准确性。如提醒老年人记忆中可能存在的错误记忆(Dodson et al.,2015)、提醒老年人关注编码与提取过程中的区别性信息(Dodson & Schacter,2002)，或者提醒老年被试回忆时仔细考虑源信息(Henkel,2008)，都可以减少老年人的错误记忆。另外，对老年人进行监控策略训练也有助于记忆准确性的提高(Silva & Sunderland,2010)。因此，研究错误记忆年老化的认知与神经机制具有重要的理论及现实意义。未来研究应当关注一下几个方面：

首先，错误记忆包含多种类型，不同类型的错误记忆的形成机制不同。例如，源归因错误是由信息内容与信息源的不充分联结导致的，而基于要点加工的错误是由于缺乏信息的区别性编码导致的(Devitt & Schacter,2016)。而且，同样的错误记忆产生的原因可能不同。如联结错误出现的原因可能是联结不足以及由此产生的对熟悉感的依赖(Jones & Bartlett,2009)，也可能是记忆特征的过度联结(Campbell et al.,2014;Dodson et al.,2007b)。未来研究需要关注不同类型的错误记忆年老化的形成机制以及各种类型错误记忆是否都会随着年龄的老化而普遍增加，还是仅仅是选择性的。另外，还需考虑错误记忆年老化的个体差异，即不同老年个体对于不同类型错误记忆的易感性可能不同。

其次，前已述及内侧颞叶(MTL)与前额叶皮层(PFC)的功能下降与错误记忆的增加密切相关。但是，内侧颞叶(MTL)与前额叶皮层(PFC)内具体哪些分区与错误记忆年老化直接关联，还没有确定结论。如Kurkela与Dennis(2016)研究表明，内侧前额叶皮层(the medial superior PFC)、腹侧前额叶皮层(ventromedial PFC)以及腹前扣带皮层(ventral anterior cigulate cortex)是错误记忆形成的重要成分，但是这些区域是否与错误记忆年老化有关还不能确定。未来研究应当进一步探讨与错误记忆年老化有关的特定脑区。

第三，错误记忆会出现在从编码到提取整个环节的很多节点上。例如，信息误报错误出现的原因可能是最初的信息没有被正确编码，也可能是误导信息的来源没有被编码，还可能是误导信息后来被沿着最初的记忆路径提取出来。编码过程与提取过程对错误记忆年老化的作用不同。但是，从研究方法上很难区分这两个过程对错误记忆年老化的独立影响，因为编码过程与提取过程密切关联。如编码阶段的信息联结及区别性编码影响随后提取过程的准确性。因此，揭示信息的编码及提取在错误记忆形成过程中的独立作用，尤其对于错误记忆年老化的独立影响，仍然是未来研究努力的方向。

最后，测试环境因素也会影响错误记忆的年老化。测试时间影响老年人的记忆表现。Hasher,Zacks与May(1999)研究发现，当测试时间选在一天的最佳时间(如早晨)，老年人的错误记忆会减少。另外，记忆测试前明确提醒老年被试年龄老化对记忆的消极影响，可以降低老年人的错误记忆率(Wong & Gallo,2015)。但是，记忆测试前阈下呈现与年老相关的负性词(如“虚弱”)，则老年人的错误记忆增加(Krendl,Ambady,& Kensinger，2015)。因此，需要进一步探讨测试环境因素，如测试时间、有无提醒以及提醒的方式对错误记忆年老化的影响。

除了上述需要进一步研究的问题之外，未来错误记忆年老化的研究还需关注错误记忆年老化的文化差异问题。如对汉语材料的编码与提取可能与拼音文字材料的编码与提取存在差异，那么以汉语为母语的中国人与以其他文字(如拼音文字)为母语的其他人群，在错误记忆年老化方面是否存在差异?另外，由于错误记忆给老年人的生活带来很大负面影响，未来研究还应当深入探讨如何降低错误记忆的年老化效应，如通过提醒或者策略训练来减少老年人的错误记忆。

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