不同短时程SOA下定向遗忘的抑制加工过程*

王梦颖 仝宇光 高贺明

(1 河北大学教育学院心理学系，保定 071000) (2 辽宁师范大学心理学院，大连 116029)

1 引言

定向遗忘（directed forgetting）是个体选择性、有指向性的对材料遗忘的过程。遗忘作用体现为在繁杂信息中筛除无关信息，将资源用于记忆重要信息（Bjork, 1970）。在项目法（itemsmethod）定向遗忘中，项目出现后随机呈现记忆（R）或遗忘（F）线索，随后完成一个干扰任务，以控制被试隐含复述的倾向。最后对学过项目进行自由回忆或再认。研究发现，定向遗忘（to-be-forgotten, TBF）项目记忆成绩显著低于定向记忆（to-be-remembered, TBR）项目，即发生定向遗忘效应（Anderson & Hanslmayr, 2014; Rizio &Dennis, 2013）。

TBF项目记忆为何受到削弱是不同研究者的争论焦点。选择性复述（selective encoding）观点认为对项目累积复述中止或维持是产生定向遗忘效应的关键（Woodward, Bjork, & Jongeward, 1973）。即当学习项目呈现后被试立刻加工、维持TBR项目复述，并自然停止TBF项目复述，导致了TBF项目记忆受到削弱（Schindler & Kissler, 2018）。而注意抑制（attentional inhibition）观点认为遗忘线索使被试主动压抑项目激活，抹除TBF项目的记忆，阻止其通达工作记忆（Zacks, Radvansky, &Hasher, 1996）。两种观点关键是对TBF项目资源耗费看法不同。前者认为复述停止造成TBF项目记忆痕迹自然衰减，这几乎不需要消耗注意资源（Elmes, 1969）；后者强调有意识地付出努力并压抑TBF项目激活，这需要消耗一定量的注意资源。

近年来，神经科学研究证明了主动抑制TBF项目编码过程（Fawcett, Lawrence, & Taylor, 2016;Lin, Kuo, Liu, Han, & Cheng, 2013; Rizio & Dennis,2013）。例如，Lin等人考察与目标词语义相关或无关启动词引发的ERP波幅差异，发现TBF项目N400指标波幅小于TBR项目，证明词语编码阶段存在注意抑制，语义线索的呈现抑制了TBF项目的加工。此外，F线索会在右侧前额叶产生较大正向慢波，表明可能存在一个抑制过程以阻止TBF项加工存储（Gallant & Dyson, 2016; Hauswald,Schulz, Iordanov, & Kissler, 2011）。以上研究结果均为注意抑制观点提供了证据，然而不同线索下项目的资源耗费关系尚不清楚。

Fawcett和Taylor（2008）考察了TBF和TBR项目的资源耗费关系，研究者在项目加工后插入对探测刺激的探测任务，其逻辑是项目加工会与探测任务加工争夺认知资源，当一种项目（例如TBF项目）加工后，探测任务的反应时变慢，则反证出相比于另一种项目（例如TBR项目），被试加工该项目耗费了更多的认知资源，反之亦然。研究者提出了三种假设：（1）相比于TBR项目，TBF项目后探测任务的反应时短，可佐证选择性复述理论的合理性。因为TBF项目的削弱是记忆痕迹自然消退造成的，几乎不消耗认知资源，当探测任务与TBF项目竞争注意资源时，就会摄取更多的认知资源，其探测反应时更短；（2）探测反应时无显著差异，可一定程度上佐证注意抑制观点。因为主动抑制TBF项目激活与保持TBR项目加工消耗几乎等量认知资源，且都会影响探测任务的认知资源，导致探测反应时差异不显著；（3）TBF项目后探测任务反应时长于TBR项目后探测任务反应时。这一结果可在一定程度上佐证注意抑制观点，与第二点不同的是，主动抑制TBF项目会比保持TBR项目耗费更多认知资源，导致TBF项目后探测任务获取认知资源较少，探测反应时较长。

Fawcett和Taylor（2008）通过改变F或R线索与探测刺激间的刺激呈现的不同性（stimulus onset asynchrony, SOA）以检验假设。结果发现在1400 ms和1800 ms的SOA条件下，F线索后探测反应时较长，说明主动遗忘比信息保持消耗更多的认知资源，支持假设3；而在2600 ms的SOA条件下，探测任务反应时差异不显著。推测由于时间间隔较长，被试完成了对项目的加工后，在余下的时间可以调配充足的认知资源去加工探测刺激，导致探测反应时没有出现差异。

然而电生理学研究发现，与F线索相关的更强神经活动出现在线索后的200～800 ms（Cheng,Liu, Lee, Hung, & Tzeng, 2012; Gao et al., 2016）。因此，本研究将SOA缩短至1 s内，进一步考察高资源消耗的双任务中的定向遗忘过程。这主要基于以下两点考虑：（1）被试虽然在1400 ms和1800 ms时抑制TBF项目耗费的资源更多，但当SOA为2600 ms时，F线索下混入了其他加工过程，探测反应时差异不显著的结果似乎证明了假设3，却掩盖了假设2成立的可能。但是在短时程1 s内的SOA下，短时间内注意资源非常有限，项目和探测争夺资源会更加激烈，可有效地控制利用额外时间复述TBR项目的倾向；（2）1 s内的SOA由于时间压力增大以及注意资源有限，项目和探测任务争夺注意资源更加剧烈，主动抑制TBF项目的资源可能受限，抑制TBF项目激活可能会与保持TBR项目的资源耗费几近相等，导致两种情况下探测反应时可能不再存在差异。所以短时程SOA条件下的定向遗忘过程值得进一步探讨。

在实验1中，由于线索启动后视觉像所造成的视觉暂留，以及被试理解线索会延续数百毫秒，所以将短SOA设置为400 ms。依据前人研究（Cheng et al., 2012; Gao et al., 2016），将长SOA设置为800 ms。这样可更充分地体现TBF激活的整个过程。本研究推测：400 ms的SOA条件下，由于加工时间非常有限，加工项目和探测会激烈地竞争注意资源，保持TBR项目和主动抑制TBF项目的注意资源都会受到同等程度的限制，导致探测反应时差异不显著；800 ms的SOA条件下，因为主动压抑TBF项目激活的过程优先加工，被试会优先摄取注意资源保证这一过程的顺利进行，资源耗费多于维持TBR项目的资源量。随后当被试再分配资源去加工探测刺激时，F线索下探测任务的注意资源会受到极大限制，反应时变长。

近几年，研究者认为，项目法定向遗忘并不能准确反映遗忘进程，可能是依据实验目标的一种有意操纵（Schindler & Kissler, 2018; Zwissler,Schindler, Fischer, Plewnia, & Kissler, 2015）。即尽管指导语要求被试在项目一出现就开始记忆，再根据后续线索保持记忆或遗忘，但被试会预估一部分项目不需要记忆。为降低记忆负担，被试可能会采用“等且看”（wait-and-see）策略，即在项目呈现时不做任何加工，直到线索出现后对项目做出记忆或舍弃（Fawcett & Taylor, 2010），进而会对项目进行不同编码加工（Bancroft, Hockley, &Farquhar, 2013）。

根据“等且看”策略，TBF项目可能并未受到精细编码加工，实验1中TBR与TBF项目的再认成绩差异可能是TBF项目的加工深度不够，而不是单纯抑制机制造成的。为控制此影响，并深入探讨定向遗忘过程中抑制机制的作用，实验2在项目出现后只呈现F线索或空屏，并告知被试词语呈现时需立即进行记忆。这样设置的考虑是：在空屏条件下，若采取“等且看”策略，被试等不到R线索，无法在R线索出现后再采取精细加工的策略，进而会导致空屏后TBR项目再认成绩受损，所以空屏起到了维持项目加工的作用。为避免再认成绩受损，被试不得不在项目呈现后立刻对项目进行精细加工直至线索出现，这样可以更有效地控制加工深度不够的影响。400 ms条件下由于注意资源和加工时间有限，探测任务反应时无显著差异；但800 ms条件下空屏会增加维持TBR项目加工注意负荷，使保持TBR项目和抑制TBF项目的加工消耗几乎等量注意资源，推断此时探测任务的反应时应无显著差异。

2 实验1：项目法定向遗忘范式下注意抑制机制的时间进程

2.1 被试

招募大学生35名，其中，17名男生，18名女生，平均年龄为22.2岁（SD=2.4岁）。所有被试无色盲色弱，视力正常或矫正视力正常，均为右利手。被试填写知情同意书并在实验结束后得到相应的报酬。所有被试理解指导语后进行练习，熟悉实验流程后开始正式实验。

2.2 实验设计

对探测任务的正确率和反应时采用2（线索：R线索、F线索）×2（SOA：400 ms、800 ms）的被试内设计；对加工项目的再认正确率和反应时采用2（项目类型：TBR项目、TBF项目）×2（SOA：400 ms、800 ms）被试内设计。

2.3 实验材料

从《现代汉语频率词典》中随机选取246个词，词语使用频率为60.9‰～88.7‰，平均使用频率为72.6‰，标准差为2.5‰。学习阶段包含60个TBR词，60个TBF词；为防止产生首因和近因效应，在开始和最后各设置3个缓冲词，不进行测验。测验阶段包含120个新词和120个学习过的TBR词和TBF词，三种词的词频、词性和笔画数相当。对新词、TBR词和TBF词进行单因素方差分析，结果表明三种词频差异不显著，F(2, 237)=0.65，p=0.25；笔画数差异不显著，F(2, 237)=1.22，p=0.13。

2.4 实验仪器与程序

采用戴尔笔记本电脑，E-prime软件编程。正式实验前每名被试至少进行10个练习试次，熟悉实验流程，直至能够理解线索的意义和探测任务的要求，并自如地进行按键反应。

正式实验分为学习和测验两个阶段。在学习阶段：首先白色背景屏幕中央呈现500 ms注视点，随后呈现黑体一号大小的学习词1000 ms，经过500 ms注视点后，呈现遗忘（红色“XXXX”）或记忆（绿色“XXXX”）线索100 ms。在300或700 ms空屏后呈现600 ms探测刺激，被试遇到左箭头按“F”键，遇到右箭头按“J”键。按键后刺激消失。在测验阶段，首先屏幕中央呈现1000 ms注视点，随后呈现词语1500 ms，被试需要对没有学过的词语按“F”键，学过的旧词按“J”键。按键后屏幕中央呈现注视点1000 ms，进入下一个试次。实验流程如图1所示。

图1 实验1学习阶段流程图

2.5 结果

2.5.1 探测任务正确率

不同条件下探测任务正确率均高于90%，其中线索主效应不显著，F(1, 34)=1.68，p=0.42；SOA主效应不显著，F(1, 34)=0.35，p=0.31；线索和SOA的交互效应不显著，F(1, 34)=3.32，p=0.57。

2.5.2 探测任务反应时

剔除错误反应的试次，以及不同条件下反应时均值加减两个标准差之外的极端试次。剩余试次探测任务反应时结果显示：线索主效应显著，主效应显著，线索和SOA交互作用显著，F(1, 34)=963.80，p<0.001，简单效应检验表明，400 ms线索后探测反应时差异不显著，F(1, 34)=2.16，p=0.15；800 ms存在定向遗忘效应，F(1, 34)=31.60，p<0.001，定向遗忘线索下的反应时（M=361 ms）显著慢于定向记忆线索下的反应时（M=345 ms），各条件下的反应时差异见图2。

图2 实验1中 SOA为400 ms和800 ms条件下探测任务反应时

2.5.3 项目再认正确率

不同SOA条件项目的再认正确率结果显示：项目类型主效应显著，F(1, 34)=10.16，p<0.001，即TBR项目再认正确率（M=0.57）显著高于TBF项目再认正确率（M=0.45），p<0.001；SOA主效应不显著，F(1, 34)=1.16，p=0.29；项目类型和SOA的交互效应不显著，F(1, 34)=0.24，p=0.63。

2.5.4 项目再认反应时

剔除错误反应的试次，以及不同条件下反应时均值加减两个标准差之外的极端试次，剩余试次项目再认反应时结果显示：项目类型主效应不显著，F(1, 34)=0.18，p=0.67；SOA主效应不显著，F(1, 34)=2.91，p=0.10；项目类型和SOA交互作用不显著，F(2, 34)=0.39，p=0.53。

2.6 讨论

实验结果显示，定向遗忘效应显著：TBF项目再认正确率显著低于TBR项目。400 ms探测任务反应时显著长于800 ms条件下的，Fawcett和Taylor（2010）认为遗忘和记忆线索需要一定的时间来激活相应的认知过程，据此推论400 ms下探测任务的注意资源相较于800 ms下更加有限，导致反应时更长。更为重要的发现是400 ms探测反应任务反应时无显著差异。可能是因为400 ms高消耗的双任务加工的认知资源有限，分配给探测刺激反应的资源较少，所以反应时无显著差异；而800 ms条件下的时间压力有所缓解，被试消耗了足够多的抑制TBF项目激活的注意资源，资源的消耗多于维持TBR项目记忆的资源，分配给遗忘条件下探测刺激的认知资源少于记忆条件，导致探测任务的反应时更长。

3 实验2：控制“等且看”策略后注意抑制机制的时间进程

3.1 被试

招募大学生共51人，21名男生，30名女生，平均年龄为22.7岁（SD=2.6岁），被试筛选条件同实验1。

3.2 实验设计

对探测任务正确率和反应时采用2（线索：空屏、F线索）×2（SOA：400 ms、800 ms）被试内设计，其余同实验1。

3.3 实验材料

空屏代替记忆线索，其余材料均与实验1相同。

3.4 实验仪器与程序

仪器与实验1相同。学习阶段程序与实验1基本相同，不同之处在于，在呈现学习词之后，再呈现500 ms的注视点，接着呈现空屏或遗忘线索100 ms。测验阶段与实验1相同，见图3。

图3 实验2学习阶段流程图

3.5 结果

3.5.1 探测任务正确率

不同条件下的探测任务正确率均高于90%，其中线索主效应不显著，F(1, 50)=0.78，p=0.06；SOA主效应不显著，F(1, 50)=0.61，p=0.12；交互效应不显著，F(1, 50)=0.38，p=0.13。

3.5.2 探测任务反应时

同实验1，在删除无效试次后，剩余试次中探测任务反应时结果显示：SOA主效应显著，F(1,条件下探测任务反应时（M=375 ms）显著高于800 ms条件下的探测任务反应时（M=362 ms）；线索主效应不显著，F(1, 50)=0.43，p=0.51；线索和SOA的交互作用不显著，F(1, 50)=1.17，p=0.28，各条件下的反应时差异见图4。

图4 实验2中 SOA为400 ms和800 ms条件下探测任务反应时

3.5.3 项目再认正确率

不同条件下项目再认正确率结果显示：项目类型主效应显著，F(1, 50)=10.47，p<0.001，TBR项目再认正确率（M=0.51）显著高于TBF项目再认正确率（M=0.45）；SOA主效应不显著，F(1, 50)=1.23，p=0.27；交互效应不显著，F(1, 50)=0.71，p=0.40。

3.5.4 项目再认反应时

同实验1，在剔除无效试次后，剩余试次中不同条件项目再认反应时结果显示：项目类型主效应不显著，F(1, 50)=1.75，p=0.19；SOA主效应不显著，F(1, 50)=1.23，p=0.99；项目类型和SOA交互作用不显著，F(1, 50)=0.38，p=0.54。

3.6 讨论

实验2也发现了定向遗忘效应。与实验1不同的是，800 ms探测任务反应时差异不显著。因为实验2被试无法采用“等且看”策略，导致空屏条件下对项目的维持复述加工的注意资源需求增加。被试不仅要在项目呈现时立即进行精细复述，出现空屏时仍需维持项目的复述，这些加工活动挤占了探测任务的注意资源；当呈现F线索时，被试主动抑制项目加工，此过程耗费了与空屏条件下维持项目复述几近相等的资源，因而探测任务的认知资源均受到削减，两种线索下的探测反应时无显著差异。测验阶段的结果发现定向遗忘显著项目类型和SOA的主效应和交互作用不显著，说明在有效地控制“等且看”策略后，被试对TBF项目进行编码加工后，遗忘线索促使被试调用注意资源再对其进行抑制。

4 总讨论

两个实验均发现1 s内F线索造成TBF项目削弱，产生了定向遗忘效应。以往研究发现，在时间压力的情境中，被试会消耗任务相关刺激的注意资源，减少无关刺激资源投入（Wu & Xie, 2018）。注意负载和认知控制理论认为，被试处理多任务时会对有限注意资源进行抉择。在早期选择阶段，被试会增加任务相关刺激的资源；在晚期选择阶段，被试会抑制任务无关刺激的激活（Lavie,Hirst, de Fockert, & Viding, 2004）。根据以往研究结果，本研究提出：在高资源消耗双任务中的定向遗忘效应受时间压力、线索的突出性和双任务注意资源关系三者共同影响。当时间压力增大时，资源需求随之增大，加工项目所依赖的注意资源也受到更大的限制；当时间压力缓解时，线索更加突出的项目会优先得到更多的注意资源，并以消耗大量的注意资源为代价换取更好的加工成绩。这势必会挤占参与资源竞争的其他任务的注意资源，导致其反应受到影响。

400 ms的SOA相比于800 ms或1 s以外的SOA，其对被试造成的时间压力最大。被试在非常有限的时间内进行双任务操作时，R或F线索的作用均受到限制，被试既不能有效抑制TBF项目激活，也不能有效维持TBR项目记忆。同时由于注意资源在有限时间内难以被有效利用，这也限制了执行探测任务的注意资源的释放，导致两种线索下探测任务反应时接近相等，符合假设2预期。800 ms的SOA条件下，当被试未考虑“等且看”策略时，时间压力有所缓解，此时F线索的作用更加突出，体现为被试要主动压抑项目的激活，这种阻隔、妨碍性的认知操作需要耗费较多认知资源，而R线索对于TBR项目的保持作用类似于自然记忆过程，资源耗费少于抑制TBF激活，所以F线索下的探测任务资源受到了更多的挤占而减少，反应时较长，符合假设3预期。

由于被试可能采用“等且看”策略，F线索并不能发挥遗忘TBF项目的作用（Gao, Qi, & Zhang,2019; Schindler & Kissler, 2018）。Gao等人同样控制了“等且看”策略，但该研究关注的是不同类型项目提取过程的差异。控制“等且看”策略后，相比于400 ms，800 ms的SOA下的时间压力减小，并且空屏起到了充当R线索的作用：这是因为空屏条件下被试并不知晓项目呈现后是什么线索，为获取更好的记忆成绩，被试维持项目记忆的需求增多，不得不付出认知努力一直维持项目的记忆，从而增加记忆线索下的注意资源。实验1中R线索项目加工的资源耗费少于F线索；实验2中R线索下被试追加了更多的注意资源以维持TBR项目记忆，而F线索下抑制TBF项目激活的注意资源在两个实验中是基本不变的，所以线索下的注意资源耗费接近相等，分配给探测任务的注意资源也接近相等，反应时也无显著差异。

在有关定向遗忘的ERP研究中，研究者推测从项目呈现后400 ms到600 ms间，F线索起到了抑制TBF项目加工的作用（van Hooff & Ford,2011）。Paz-Caballero，Menor和Jiménez（2004）则推测在刺激呈现后100 ms，前额区的脑波反映了F线索诱发的对项目的抑制加工，而刺激呈现后200～300 ms，顶叶区的脑波则反映了抑制加工的延续。这些结果佐证了在加工早期被试可能使用注意抑制策略，但这些研究未考察TBF与TBR项目加工的资源耗费关系，因为R线索会诱发对于TBR项目加工的P3成分，P3成分可能与项目工作记忆表征的更新有关（Patrick, Kiang, &Christensen, 2015），更新工作记忆表征也需要资源耗费。本研究通过增加探测任务初步探索了在不同短时程SOA条件下定向遗忘资源耗费关系，并控制“等且看”策略对实验结果的影响，对注意抑制资源耗费过程进行了更细致分析，拓展了注意抑制的观点。

综上，本研究进一步扩展了定向遗忘中注意抑制观点，并归纳为两点：（1）前人研究表明在长时程内存在TBF项目的抑制过程（Fawcett &Taylor, 2008），本研究则在短时程SOA下证明主动抑制过程开始于项目呈现后的早期阶段。（2）在早期阶段400 ms的SOA下压抑TBF项目资源耗费与维持TBR项目资源耗费几近相等；800 ms的SOA下压抑TBF项目资源耗费更多。控制“等且看”策略，维持TBR项目资源耗费又开始增加，两者的资源耗费再次接近相等。

本研究结果有助于理解注意抑制加工过程，但未考虑词语类型、熟悉性等因素影响，同时为弥补行为实验的有限性，未来可使用近红外脑成像等技术进一步研究。

5 结论

（1）短时程SOA条件下，无论是否控制“等且看”策略，短时程SOA条件下均存在TBF项目的注意抑制过程。（2）400 ms的SOA条件下，被试主动抑制TBF项目和维持TBR项目加工的注意资源耗费无显著不同。（3）800 ms的SOA条件下，被试耗费更多注意资源主动抑制TBF项目激活；控制“等且看”策略后，增加维持TBR项目复述的资源耗费。