鮑旭輝 姬 鳴 黃 杰 何立國(guó),2 游旭群

(1陜西師范大學(xué)心理學(xué)院暨陜西省行為與認(rèn)知心理學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 西安 710062 )

(2深圳大學(xué)心理學(xué)系, 深圳 518060)

1 引言

長(zhǎng)時(shí)記憶與短時(shí)記憶的關(guān)系是記憶研究領(lǐng)域的一個(gè)基本問(wèn)題, 對(duì)這一問(wèn)題的看法存在兩種不同的觀點(diǎn)：一種觀點(diǎn)認(rèn)為, 長(zhǎng)時(shí)記憶和短時(shí)記憶是相分離和獨(dú)立的兩個(gè)系統(tǒng)(Baddeley & Hitch, 1974),這一觀點(diǎn)得到了神經(jīng)心理學(xué)研究的支持, 例如, 對(duì)于一些遺忘癥患者而言, 當(dāng)他們的長(zhǎng)時(shí)記憶受損時(shí),短時(shí)記憶卻保持相對(duì)完好, 而另外一些患者則剛好相反(Baddeley & Warrington, 1970; Shallice &Warrington, 1970)。然而, 另有研究卻發(fā)現(xiàn), 長(zhǎng)時(shí)記憶和短時(shí)記憶享有共同的神經(jīng)通路(Nichols, Kao,Verfaellie, & Gabrieli, 2006; Ranganath & Blumenfeld,2005; Ranganath, Johnson, & D’Esposito, 2003; 劉兆敏, 郭春彥, 2013)。因此, 有研究者認(rèn)為, 二者并非獨(dú)立與分離的兩個(gè)記憶系統(tǒng), 而是同一表征的不同狀態(tài)(Cowan, 1998, 2001; Jonides et al., 2008;Ruchkin, Grafman, Cameron, & Berndt, 2003), 例如,Cowan (2008)指出, 視覺(jué)短時(shí)記憶(visual short-term memory, VSTM)反映的是視覺(jué)長(zhǎng)時(shí)記憶(visual long-term memory, VLTM)中當(dāng)前被激活的部分。若如后一觀點(diǎn)所述, 則VLTM自身的激活狀態(tài)會(huì)影響到 VSTM 的成績(jī), 與具有低激活度 VLTM 背景的VSTM 任務(wù)相比, 具有高激活度 VLTM 背景的VSTM成績(jī)會(huì)更好, 即高激活度的VLTM可以促進(jìn)VSTM。

由于 VLTM 可以獨(dú)立于通過(guò)變化?檢測(cè)范式(change-detection paradigm, 見(jiàn)2.1.3及討論部分)所形成的VSTM之外而與之并存, 因此, VLTM是否能夠促進(jìn)變化?檢測(cè)中的VSTM引起了研究者們的興趣, 但目前尚未形成一致的結(jié)論。在這些研究中,熟悉的客體或者對(duì)客體的重復(fù)學(xué)習(xí)和訓(xùn)練往往被當(dāng)作獲得 VLTM 的途徑, 進(jìn)而在此基礎(chǔ)上來(lái)考察VLTM對(duì)VSTM的促進(jìn)作用。例如, Olson和Jiang(2004)對(duì)比了對(duì)新穎和重復(fù)的無(wú)意義幾何圖形的變化檢測(cè)成績(jī), 他們?cè)趯?shí)驗(yàn)中首先給被試短暫呈現(xiàn)一張學(xué)習(xí)刺激, 要求被試對(duì)其中的客體和位置進(jìn)行記憶, 經(jīng)過(guò)一定的間隔時(shí)間后, 又給被試呈現(xiàn)一張檢測(cè)刺激, 此時(shí), 要求被試將檢測(cè)刺激和學(xué)習(xí)刺激進(jìn)行比較, 并判斷檢測(cè)刺激中是否有一個(gè)客體或位置發(fā)生了變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn), 雖然通過(guò)實(shí)驗(yàn)中的重復(fù)呈現(xiàn)可以形成VLTM, 但對(duì)重復(fù)出現(xiàn)的圖形的VSTM成績(jī)并不比新圖形高, 這一結(jié)果被 Chen, Eng和Jiang (2006)所證實(shí)。而對(duì)于熟悉的客體而言, 單純的再認(rèn)成績(jī)比其在變化?檢測(cè)任務(wù)中的成績(jī)要好,說(shuō)明在變化檢測(cè)中, VLTM并沒(méi)有被自動(dòng)激活(Beck,Peterson, & Angelone, 2007; Varakin & Levin,2006)。此外, 有研究發(fā)現(xiàn), 變化?檢測(cè)中的 VLTM并不能被自動(dòng)激活, 但一旦為檢測(cè)刺激提供了線(xiàn)索(例如, 指向某項(xiàng)目的箭頭), VLTM的提取便會(huì)受到鼓勵(lì), 從而促進(jìn)變化檢測(cè)的成績(jī)(Beck & van Lamsweerde, 2011; Hollingworth, 2003, 2005), 這說(shuō)明變化檢測(cè)中 VLTM 的激活和促進(jìn)作用可能是有條件的。

而以面孔為實(shí)驗(yàn)材料的研究則傾向于支持VLTM 對(duì) VSTM 的促進(jìn)作用。例如, Jackson和Raymond (2008)發(fā)現(xiàn), 與陌生面孔相比, 對(duì)名人面孔變化的檢測(cè)成績(jī)更好, 容量也更大, 然而, 一旦所有的面孔被顛倒, 二者間的差異隨之消失, 類(lèi)似的結(jié)果在Buttle和Raymond (2003)的研究中也被發(fā)現(xiàn)。同時(shí), 與新手相比, 專(zhuān)家在檢測(cè)與其專(zhuān)業(yè)相關(guān)的刺激的變化時(shí)成績(jī)更好(Curby, Glazek, & Gauthier,2009; Reingold, Charness, Pomplun, & Stampe, 2001;Sun, Zimmer, & Fu, 2011), 這也說(shuō)明VLTM能促進(jìn)VSTM。此外, Olson, Jiang和Moore (2005)在實(shí)驗(yàn)中要求被試判斷檢測(cè)刺激所包含的6個(gè)方塊中是否有一個(gè)方塊的位置發(fā)生了變化。結(jié)果表明, 當(dāng)相同的刺激重復(fù)呈現(xiàn)時(shí), 對(duì)其中位置變化的檢測(cè)成績(jī)明顯提高, 說(shuō)明由重復(fù)訓(xùn)練所形成的VLTM能夠促進(jìn)VSTM。最近, Zimmer, Popp, Reith和Krick (2012)研究了訓(xùn)練對(duì)增加VSTM容量的作用, 他們使用漢字(視覺(jué)形式)作為實(shí)驗(yàn)材料, 結(jié)果發(fā)現(xiàn), 對(duì)重復(fù)學(xué)習(xí)過(guò)的漢字的變化檢測(cè)成績(jī)更好, 速度也更快。

不僅如此, 神經(jīng)生理學(xué)研究發(fā)現(xiàn), 經(jīng)過(guò)訓(xùn)練和重復(fù)學(xué)習(xí), 大腦相應(yīng)區(qū)域被更為有效地激活, 因此,激活區(qū)域相對(duì)減小, 激活水平降低(Grill-Spector,Henson, & Martin, 2006), 這為VSTM的改善提供了生理機(jī)制上的可能。例如, Zimmer等(2012)發(fā)現(xiàn),對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)的項(xiàng)目的 VSTM 能更加有效地激活相應(yīng)的神經(jīng)(上頂內(nèi)溝(superior intraparietal sulcus)和中枕頁(yè)皮層 (middle occipital cortex), 這些區(qū)域通常被認(rèn)為是短時(shí)記憶的神經(jīng)機(jī)制)活動(dòng)。Takeuchi等人(Takeuchi et al., 2010)研究了短時(shí)記憶重復(fù)訓(xùn)練對(duì)改變大腦結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)的作用, 結(jié)果發(fā)現(xiàn), 重復(fù)訓(xùn)練能夠使得與頂內(nèi)溝和胼胝體前部臨近的白質(zhì)區(qū)域內(nèi)的各向異性(fractional anisotropy)增加, 這一由重復(fù)引起的變化被認(rèn)為是促進(jìn)VSTM的重要原因。此外, Klingberg (2010)還發(fā)現(xiàn)對(duì)VSTM的訓(xùn)練可以引起相應(yīng)的大腦活動(dòng)和多巴胺的改變。Hempel等人(Hempel et al., 2004)較為系統(tǒng)地考察了對(duì)相同幾何材料的 VSTM重復(fù)訓(xùn)練所引起的大腦(右額下回和右頂內(nèi)溝)激活水平的變化, 結(jié)果發(fā)現(xiàn), 訓(xùn)練所引起的大腦激活隨著訓(xùn)練時(shí)間的推移而呈現(xiàn)倒“U”形變化, 即經(jīng)過(guò)兩周的訓(xùn)練后(每天兩次), 記憶成績(jī)獲得了改善, 大腦的激活水平也隨之增加, 而經(jīng)過(guò)四周的訓(xùn)練后, 記憶成績(jī)被鞏固了下來(lái), 大腦的激活水平隨之而下降。這種激活水平的變化說(shuō)明,VSTM能否被促進(jìn)要取決于VLTM的形成經(jīng)歷, 如訓(xùn)練強(qiáng)度。這也說(shuō)明, VLTM的激活水平?jīng)Q定了其對(duì)VSTM的促進(jìn)作用。

縱觀沒(méi)有發(fā)現(xiàn)VLTM的促進(jìn)作用的研究, 可以發(fā)現(xiàn), 在這些研究中, 實(shí)驗(yàn)前刺激材料的暴露頻率并不大, 對(duì) VLTM 的訓(xùn)練程度不足(Curby et al.,2009; S?rensen & Kyllingsb?k, 2012), 這可能會(huì)導(dǎo)致 VLTM 的激活程度不高(Jackson & Raymond,2008)。而Cowan (1988)認(rèn)為, 只有當(dāng)VLTM被高度激活時(shí), VLTM才能被VSTM所用, 這一觀點(diǎn)得到了Buttle和Raymond (2003)的證實(shí), 他們發(fā)現(xiàn),只有當(dāng)名人的面孔被掩蔽時(shí), 對(duì)其的檢測(cè)成績(jī)才更高, 而即使是那些最近學(xué)習(xí)過(guò)的面孔, 對(duì)其的變化檢測(cè)正確率仍較低。因此, 在上述研究中,VLTM的低激活水平可能是導(dǎo)致VSTM沒(méi)獲得改善的原因。但是, 現(xiàn)有研究較少通過(guò)對(duì) VLTM 的激活度的系統(tǒng)控制來(lái)驗(yàn)證這一可能性。另外, 在這些研究中, 無(wú)論是對(duì)訓(xùn)練還是客體熟悉性的控制均是通過(guò)刺激的重復(fù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的, 從而形成客體的VLTM。然而, 實(shí)驗(yàn)中的重復(fù)和新穎刺激往往混合在一起, VLTM是在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中獲得的, 而非事先存在, 因此, 被試不確定哪一類(lèi)型的刺激將會(huì)出現(xiàn), 這可能會(huì)降低被試對(duì) VLTM 可用性的外顯意識(shí), 因此, 為了完成變化檢測(cè)任務(wù), 只能依靠實(shí)驗(yàn)中獲得的 VSTM。相反, 發(fā)現(xiàn) VLTM 的促進(jìn)作用的研究多以面孔為材料, 這些材料因高暴露頻率和特定的語(yǔ)義聯(lián)系(Curby et al., 2009; S?rensen &Kyllingsb?k, 2012)而在實(shí)驗(yàn)任務(wù)中被高度激活,從而促進(jìn)了VSTM。同時(shí), 這些研究在解釋VLTM促進(jìn)VSTM的原因時(shí), 大多著重于解釋VLTM在編碼上對(duì)VSTM的所起的作用(見(jiàn)討論), 但很少有研究關(guān)注VLTM對(duì)VSTM的保持所起的作用。綜上,本研究假設(shè), 只有高度激活的VLTM才能促進(jìn)變化檢測(cè)中的VSTM; 此外, VLTM對(duì)VSTM的保持也可起到促進(jìn)作用。由顏色和形狀隨機(jī)組合的幾何圖形的暴露頻率和語(yǔ)義聯(lián)系均較低, 而通過(guò)不同程度的重復(fù)學(xué)習(xí)可以獲得不同激活度的VLTM (Hempel et al., 2004; Olson & Jiang, 2004), 進(jìn)而能系統(tǒng)地探索不同激活度的VLTM在變化檢測(cè)中對(duì)VSTM的促進(jìn)作用。

2 實(shí)驗(yàn)

2.1 方法

2.1.1 被試

本研究中所有被試均為在校本科生, 其中 24名(11男)參與第一組實(shí)驗(yàn), 年齡在18到24歲(

M

=22.63,

SD

= 1.23)之間; 另24名(13男)19至23歲間(

M

= 21.56,

SD

= 1.28)的被試參與第二組實(shí)驗(yàn); 最后27名(13男)19至23歲間(

M

= 21.29,

SD

= 1.67)的被試參與第三組實(shí)驗(yàn)。本研究中, 所有被試均為自愿參與, 視力或矯正視力正常, 均為右利手, 且之前均沒(méi)有參加過(guò)類(lèi)似實(shí)驗(yàn), 實(shí)驗(yàn)后獲得一定的報(bào)酬。

2.1.2 刺激和裝置

8個(gè)不同的幾何形狀(見(jiàn)圖2中的幾何形狀)和8種顏色(見(jiàn)圖2中的顏色)被用來(lái)兩兩隨機(jī)組合成大小為 1.93°×1.79°(長(zhǎng)×寬)的不同幾何圖形, 在每次實(shí)驗(yàn)內(nèi), 6個(gè)由不同形狀和顏色隨機(jī)組合的幾何圖形呈現(xiàn)在一個(gè)淺灰色背景的 3×4的不可見(jiàn)方格內(nèi)(視角為 7.52°×7.52°), 每個(gè)圖形占據(jù)一個(gè)方格的位置, 各顏色和形狀在同次實(shí)驗(yàn)內(nèi)均不重復(fù)。本研究中, 所有的實(shí)驗(yàn)均在顯示器為17英寸的電腦(32位真彩, 分辨率為 1280×1024)上進(jìn)行, 刺激的呈現(xiàn)以及反應(yīng)數(shù)據(jù)(正確率)的收集均由 E-prime控制, 實(shí)驗(yàn)中被試端坐于顯示器正前約80 cm處。

2.1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與程序

本研究所有實(shí)驗(yàn)中均設(shè)置1 s、1.5 s和3 s三種刺激間間隔(inter-stimulus interval, ISI), 以考察不同激活度的VLTM對(duì)VSTM痕跡隨時(shí)間推遲而發(fā)生的消退的影響。故本研究采用3(ISI：1 s、1.5 s和 3 s) × 3(VLTM 激活度：無(wú)/中/強(qiáng))的混合設(shè)計(jì), 其中VLTM激活度為被試間因素, 為方便敘述, 以下將三組對(duì)應(yīng)的VLTM激活度(無(wú)/中/強(qiáng))稱(chēng)為組1、組2和組3。

本研究均采用變化?檢測(cè)范式, 組 1實(shí)驗(yàn)程序如下(圖 1)：首先在顯示屏的中央出現(xiàn)一個(gè)注視符“+”, 持續(xù)時(shí)間為 0.8 s, 此時(shí), 要求被試將注意力集中在屏幕中央, 為實(shí)驗(yàn)做好準(zhǔn)備; 接下來(lái), 呈現(xiàn)學(xué)習(xí)刺激0.3 s, 此時(shí), 要求被試努力記住學(xué)習(xí)刺激中的 6個(gè)圖形; 學(xué)習(xí)刺激消失后, 屏幕變?yōu)楹谏?其持續(xù)時(shí)間在1 s, 1.5 s和3 s之間隨機(jī)出現(xiàn), 在此期間, 要求被試將學(xué)習(xí)刺激中的客體盡可能地保持在頭腦中; 最后, 屏幕中央出現(xiàn)檢測(cè)刺激, 此時(shí),要求被試將之與學(xué)習(xí)刺激進(jìn)行比較, 判斷其中是否有一個(gè)圖形生了變化(變化與未變各半), 并按相應(yīng)的反應(yīng)鍵(F或J, 按鍵在被試間隨機(jī)平衡, 一半按F鍵表示“是”, 另一半按 J鍵表示“是”), 檢測(cè)刺激在被試按鍵或 4 s后自動(dòng)消失。在“否”反應(yīng)中, 檢測(cè)刺激與學(xué)習(xí)刺激完全相同; 在“是”反應(yīng)中, 檢測(cè)刺激中的某個(gè)圖形被由剩下的兩種形狀和顏色隨機(jī)組合而成的一個(gè)圖形所替代。若被試的判斷錯(cuò)誤,屏幕上會(huì)出現(xiàn)“錯(cuò)誤”兩字。本研究只關(guān)注被試反應(yīng)的正確率, 因此要求被試盡可能準(zhǔn)確地做出反應(yīng)。為避免被試?yán)醚哉Z(yǔ)編碼, 整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中一直要求被試以正常的語(yǔ)速反復(fù)地說(shuō)出“東南西北”。本實(shí)驗(yàn)中共包含240次試驗(yàn)(3 ISIs × 2客體變化/未變 ×40次), 分3個(gè)block呈現(xiàn), 各條件下的實(shí)驗(yàn)隨機(jī)呈現(xiàn), block間被試可以自由休息, 整個(gè)實(shí)驗(yàn)持續(xù)時(shí)間約30 min。

圖1 正式實(shí)驗(yàn)的基本程序(彩圖見(jiàn)電子版)

組2與組1的區(qū)別在于, 實(shí)驗(yàn)材料被8種形狀和顏色的固定組合(圖 2)代替(每個(gè)圖形均出現(xiàn) 180次), 但被試實(shí)驗(yàn)前并不知道這一特點(diǎn), 在正式實(shí)驗(yàn)結(jié)束后1小時(shí), 為檢驗(yàn)被試是否形成了這8個(gè)圖形的 VLTM, 所有被試還要參加一個(gè)事后實(shí)驗(yàn), 程序如下：首先, 在屏幕中央出現(xiàn)一個(gè)注視點(diǎn), 持續(xù)時(shí)間 0.8 s, 接下來(lái)屏幕中央會(huì)出現(xiàn)一個(gè)圖形(0.15 s), 這個(gè)圖形有可能是正式實(shí)驗(yàn)的 8個(gè)圖形中的一個(gè), 也有可能不是(顏色和形狀的結(jié)合發(fā)生變化),要求被試判斷這個(gè)圖形是否是正式實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)過(guò)的, 被試按鍵或2 s后該圖形消失, 若判斷錯(cuò)誤, 電腦會(huì)給予反饋, 同時(shí), 采用與組 1相同的發(fā)音抑制來(lái)抑制語(yǔ)音編碼。共100次實(shí)驗(yàn)(“是”和“否”反應(yīng)各半), 持續(xù)時(shí)間約8 min。正式實(shí)驗(yàn)的裝置、設(shè)計(jì)和程序均同組1。

圖2 預(yù)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)圖形, 從正上方開(kāi)始順時(shí)針?lè)较蚍謩e為：紅色(RGB=255, 0, 0)禁止符、藍(lán)色(RGB=0, 0, 255)十字、鮮綠色(RGB=0, 255, 0)帶“X”圓、黃色(RGB=255, 255, 0)十六角星、橙色(RGB=255, 102, 0)八角星、青綠色(RGB =0, 255, 255)圓環(huán)、紫色(RGB=128, 0, 128)正八邊形和橄欖色(RGB=51, 51, 0)正五邊形(彩圖見(jiàn)電子版)。

組3與組2的區(qū)別在于, 實(shí)驗(yàn)前要求被試首先自由地對(duì)8個(gè)實(shí)驗(yàn)刺激進(jìn)行視覺(jué)學(xué)習(xí), 之后參與和組2的事后實(shí)驗(yàn)相同的檢測(cè)實(shí)驗(yàn), 二者共同構(gòu)成預(yù)實(shí)驗(yàn), 預(yù)實(shí)驗(yàn)中被試連續(xù)兩次的正確率在0.90以上被認(rèn)為已經(jīng)初步記住了這8個(gè)圖形, 可以終止預(yù)實(shí)驗(yàn), 平均持續(xù)時(shí)間約30 min。在預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后, 將學(xué)習(xí)圖形的電子版發(fā)給被試, 要求他們每天至少再學(xué)習(xí)這8個(gè)圖形10 min, 正式實(shí)驗(yàn)的時(shí)間未提前告訴被試。一周后, 所有參與預(yù)實(shí)驗(yàn)的被試參與正式實(shí)驗(yàn), 為檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)材料是否為被試所熟知, 要求被試在正式實(shí)驗(yàn)前再次完成檢測(cè)實(shí)驗(yàn), 若正確率低于0.90, 則不許參加正式實(shí)驗(yàn)。

在組2和3中, 事先告知被試必須嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)語(yǔ)進(jìn)行操作, 否則成績(jī)達(dá)不到要求, 被試將得不到報(bào)酬, 正式實(shí)驗(yàn)結(jié)束后先給予所有被試報(bào)酬,后對(duì)變化檢測(cè)的過(guò)程進(jìn)行回訪(fǎng), 以防止被試不按照實(shí)驗(yàn)要求操作(例如, 組3中, 一旦出現(xiàn)學(xué)習(xí)刺激以外的圖形, 被試即可判斷為“變化”, 而沒(méi)有對(duì) 6個(gè)項(xiàng)目均進(jìn)行比較)。

2.2 結(jié)果

采用

d'

值及容量

K

值作為VSTM成績(jī)的指標(biāo),以客體變化為信號(hào), 客體未變?yōu)樵胍? 分別計(jì)算不同條件下的擊中率(Hit,

H

)和虛報(bào)率(False alarm,

F

)來(lái)計(jì)算

d'

值, 同時(shí), 由于本研究采用的是整體檢測(cè)方式, 故VSTM容量的計(jì)算采用Pashler的計(jì)算公式(Pashler, 1988; Rouder, Morey, Morey, & Cowan,2011)：

K

=

N (H

-

F)/(1

-

F),

其中,

N

為視覺(jué)刺激中所包含的客體數(shù)目,

H

和

F

分別為擊中率和虛驚率。組2和3的實(shí)驗(yàn)后回訪(fǎng)表明, 被試均是根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求來(lái)完成實(shí)驗(yàn)的。首先, 分別對(duì)3組實(shí)驗(yàn)的

d'

和

K

值進(jìn)行單因素重復(fù)測(cè)量方差分析, 得到了一致的結(jié)果模式。在

d'

值上, 組1、2和3的ISI主效應(yīng)均顯著, 對(duì)應(yīng)的值分別為：

F

(2, 46)=5.74,

MSE

=0.04,

p

< 0.01, η=0.20、

F

(2, 46)=4.66,

MSE

=0.04,

p

< 0.05, η=0.17 和

F

(2, 48)=3.55,

MSE

=0.06,

p

< 0.05, η=0.13; 兩兩比較發(fā)現(xiàn), 三組實(shí)驗(yàn)中, ISI為1s和1.5s時(shí)的

d'

值差異不顯著(

p

> 0.05), ISI為1 s和1.5 s時(shí)

d'

值顯著高于3 s時(shí)的成績(jī)(

p

< 0.05)。在

K

值上, 三組的ISI主效應(yīng)均顯著, 對(duì)應(yīng)的值分別為：

F

(2, 46)= 9.32,

MSE

=0.09,

p

< 0.001, η=0.29、

F

(2, 46) =5.87,

MSE

=0.09,

p

< 0.01, η=0.20 和

F

(2, 48) =4.60,

MSE

=0.10,

p

< 0.05, η=0.16; 兩兩比較發(fā)現(xiàn), 三組實(shí)驗(yàn)中, ISI為1 s和1.5 s時(shí)的

K

值差異不顯著(

p

> 0.05), 但I(xiàn)SI為1 s和1.5 s的

K

值顯著大于3 s時(shí)的

K

值(

ps

< 0.05)。其次, 對(duì)組2和3中的VLTM激活度進(jìn)行分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn), 組2中, 所有被試正確率在0.73至0.87之間(

M

=0.79,

SD

=0.04), 其均值顯著大于0.77,

t

(23)=2.54,

p

< 0.05, 但顯著小于0.81,

t

(23)=2.88,

p

< 0.01。這說(shuō)明, 雖然被試事先并不知道實(shí)驗(yàn)材料是由8種顏色和形狀不相同的幾何圖形組成, 但經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)中的多次重復(fù), 對(duì)實(shí)驗(yàn)材料的正確再認(rèn)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于隨機(jī)水平, 因此, 可以認(rèn)為被試已形成了實(shí)驗(yàn)材料的VLTM。組3中所有被試第二次預(yù)實(shí)驗(yàn)的正確率在0.90到0.98之間(

M

=0.95,

SD

=0.03), 其均值顯著大于0.93,

t

(24)=3.21,

p

< 0.005, 但顯著小于0.96,

t

(24)=2.20,

p

< 0.05。為檢驗(yàn)組3的VLTM激活度是否高于組2, 對(duì)兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,結(jié)果表明, 組 3的正確率顯著高于組 2,

t

(47) =17.33,

p

< 0.001。最后, 為檢VLTM的激活度對(duì)VSTM的作用,將3組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)合在一起進(jìn)行3(ISI) × 3(VLTM激活度)的混合設(shè)計(jì)方差分析, 其中, ISI為被試內(nèi)因素。對(duì)

d'

值的方差分析表明(圖3上), ISI主效應(yīng)顯著,

F

(2, 140)=13.53,

MSE

=0.05,

p

< 0.001, η=0.16, VLTM 激活度主效應(yīng)顯著,

F

(2, 70)=4.01,

MSE

=0.08,

p

< 0.05, η=0.10, 但交互作用不顯著(

F

< 1)。事后檢驗(yàn)則表明, 組3顯著大于組1(

p

<0.05), 組3與組2的差異邊緣顯著(

p

=0.07), 但組1和組2的差異不顯著(

p

> 0.05)。對(duì)

K

值的方差分析表明(圖3下), ISI主效應(yīng)顯著,

F

(2, 140)=19.24,

MSE

=0.09,

p

< 0.001, η=0.22, VLTM激活度主效應(yīng)顯著,

F

(2, 70)=4.35,

MSE

=0.12,

p

< 0.05, η= 0.11, 交互作用不顯著(

F

< 1)。而事后檢驗(yàn)則表明,組3顯著大于組1 (

p

< 0.01), 組3顯著大于組2 (

p

<0.05), 但組1和組2的差異不顯著(

p

> 0.05)。

圖3 實(shí)驗(yàn)1, 2和3結(jié)果(M), 誤差棒為標(biāo)準(zhǔn)誤(standard error, SE)

3 討論

本研究通過(guò)控制 VLTM 的強(qiáng)度來(lái)考察其對(duì)VSTM的影響。在組1中, 刺激材料由形狀和顏色隨機(jī)組合而成的幾何圖形構(gòu)成, 每次實(shí)驗(yàn)中的幾何圖形均發(fā)生變化, 因此, 被試所觀察和記憶的幾何圖形并不固定, 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不存在關(guān)于刺激材料的VLTM, 故變化?檢測(cè)任務(wù)只能依賴(lài)于VSTM, 其結(jié)果可以作為另兩組的基準(zhǔn)。在組2中, 通過(guò)實(shí)驗(yàn)刺激的重復(fù), 形成了對(duì)實(shí)驗(yàn)刺激的 VLTM, 但并未發(fā)現(xiàn)其結(jié)果與無(wú)VLTM組有顯著差異, 這與Olson和Jiang (2004)以及 Chen等人(2006)的研究結(jié)果相一致。而隨著VLTM水平的進(jìn)一步提高, 組3中的

d'

值和

K

值均獲得了改善, 說(shuō)明通過(guò)組3的事先學(xué)習(xí),VLTM對(duì)變化檢測(cè)中的VSTM起到了促進(jìn)作用, 這與相關(guān)的研究結(jié)論是一致的(Beck & van Lamsweerde, 2011; Buttle & Raymond, 2003; Jackson& Raymond, 2008)。在組2中, 雖然形成了VLTM,但卻并未對(duì)VSTM產(chǎn)生促進(jìn)作用, 而組2中所形成的VLTM的激活水平顯著低于組3。因此, 可以得出結(jié)論, 只有高度激活的 VTLM 才能促進(jìn)變化檢測(cè)中的VSTM, 同時(shí), 組2中的VLTM的激活程度比組 3低, 而二者間的差異達(dá)到邊緣顯著(

d'

值)和顯著水平(

K

值), 結(jié)合組1的結(jié)果, 說(shuō)明變化檢測(cè)中VLTM對(duì)VSTM的影響是一個(gè)基于VLTM激活度而由量變到質(zhì)變的連續(xù)過(guò)程。若 VSTM 與 VLTM分屬同一表征的兩種不同狀態(tài), 則二者間具有一定的聯(lián)結(jié), 那么, 后者能在一定程度上能對(duì)前者產(chǎn)生促進(jìn)作用。因此, 本研究更傾向于支持 VSTM 與VLTM是同一信息表征的不同狀態(tài)的觀點(diǎn), 這為進(jìn)一步理解二者的關(guān)系積累了更豐富的證據(jù)。

在變化檢-測(cè)范式中, 一旦學(xué)習(xí)圖形出現(xiàn), 其內(nèi)容首先會(huì)被編碼進(jìn)VSTM中, 在此基礎(chǔ)上, 檢測(cè)刺激得以和學(xué)習(xí)刺激進(jìn)行比較, 因而, VSTM 對(duì)于檢測(cè)變化非常關(guān)鍵(Pashler, 1988; Phillips, 1974)。也因此, 變化?檢測(cè)范式常被用作研究 VSTM(Jackson & Raymond, 2008; S?rensen & Kyllingsb?k,2012; Zimmer et al., 2012), 這可能是VLTM在變化檢測(cè)中難以起到促進(jìn)作用的原因之一。Olson和Jiang(2004)就曾指出, 即使 VLTM 事先存在, 但通過(guò)短暫的視覺(jué)學(xué)習(xí)也可以形成視覺(jué)對(duì)象的短暫表征。譬如, 在頭腦中雖然已存在著“北斗七星”的 VLTM,但是, 通過(guò)對(duì)它的短暫觀察, 同樣也可以直接形成“北斗七星”的視覺(jué)形象, 此時(shí), 檢測(cè)“北斗七星”星座的變化就等同于檢測(cè)一個(gè)新星座是否發(fā)生了變化, 即便事先沒(méi)有“北斗七星”的 VLTM, 仍然可以很好地完成VSTM任務(wù)。換句話(huà)講, “北斗七星”的VLTM 并不會(huì)促進(jìn)對(duì)它的 VSTM。根據(jù)這一觀點(diǎn),雖然VLTM事先存在, 但它在變化檢測(cè)中與VSTM之間是相互獨(dú)立而未被激活和運(yùn)用的, 更未建立起其與實(shí)驗(yàn)任務(wù)間的聯(lián)結(jié)。但是, 這并不代表VLTM必然不能被激活和運(yùn)用, 例如, 雖然很多人能再認(rèn)“北斗七星”星座, 但卻并不能精確地提取出它的VLTM以繪制各顆星星所處的相對(duì)位置, 而專(zhuān)業(yè)的天文研究者則不然。這說(shuō)明VLTM是具有不同激活度的, 而不同激活度的VLTM的作用也是不同的。

在Atkinson和Shiffrin (1968) 的經(jīng)典記憶模型中, 雖然新獲得的信息首先要在容量有限的短時(shí)記憶庫(kù)中進(jìn)行短暫的儲(chǔ)存, 然后才能進(jìn)入長(zhǎng)時(shí)記憶之中, 然而, Baddeley, Papagno和Vallar (1988)發(fā)現(xiàn),在言語(yǔ)記憶中, 對(duì)于學(xué)習(xí)不熟悉的材料而言, 短時(shí)儲(chǔ)存是必須經(jīng)歷的階段, 但若要形成事先已經(jīng)熟悉的材料間的聯(lián)結(jié), 則并非如此; 反之, VLTM 在VSTM的形成過(guò)程中是可以被激活和運(yùn)用的。雖然本研究關(guān)注的是VSTM, 但這一結(jié)果卻能為我們提供借鑒。同樣, 這對(duì)解釋名人面孔優(yōu)勢(shì)效應(yīng)也具有啟發(fā)意義。組3中, 刺激材料僅由8個(gè)幾何圖形組成, 參照面孔的VLTM形成過(guò)程, 基于高強(qiáng)度重復(fù)的視覺(jué)學(xué)習(xí), 于正式實(shí)驗(yàn)前就已經(jīng)形成了強(qiáng)烈、持久和穩(wěn)定的VLTM, 當(dāng)被試再次在實(shí)驗(yàn)中見(jiàn)到這些刺激時(shí), VLTM 被高度激活, 使之與當(dāng)前的 VSTM任務(wù)發(fā)生緊密的聯(lián)結(jié), 從而促進(jìn)了變化檢測(cè)中VSTM的成績(jī)。然而, 這并沒(méi)真正解釋VLTM促進(jìn)VSTM的原因。

在 VLTM 促進(jìn) VSTM 的原因中, 組塊(chunking)被認(rèn)為是一般性的機(jī)制, 它一方面是指對(duì)一系列具有較強(qiáng)聯(lián)結(jié)(可能是通過(guò)時(shí)空連續(xù)性和客體或部分所定義的屬性)的低水平特征的集合,另一方面則指將那些與當(dāng)前所使用的組塊具有較弱聯(lián)結(jié)的特征區(qū)分開(kāi)來(lái)(Cowan, 2001; Jackson &Raymond, 2008)。如果VSTM是信息進(jìn)入VLTM的一般機(jī)制, 而非僅僅對(duì)當(dāng)前激活的表征的單獨(dú)儲(chǔ)存,那么, 通過(guò)VLTM與VSTM間的聯(lián)結(jié)可以促進(jìn)屬于同一客體的信息間的整合, 同時(shí)也使得不同客體之間相互區(qū)分開(kāi)來(lái), 即VLTM可以加強(qiáng)視覺(jué)組塊, 從而促進(jìn)變化檢測(cè)中的VSTM。因此, 一旦VLTM在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中被高度激活, 只有特定的顏色和對(duì)應(yīng)的形狀才被組塊成正確的知覺(jué)和記憶單元, 例如, 對(duì)于藍(lán)色的十字, 只有“藍(lán)色”和“十字”被強(qiáng)烈地聯(lián)結(jié)在一起, 而“黃色”或者“圓環(huán)”則與“藍(lán)色十字”間的聯(lián)結(jié)比較微弱, 故被明顯地與“藍(lán)色十字”這個(gè)組塊區(qū)分開(kāi)來(lái)。這也就是說(shuō), 組塊使得客體內(nèi)的特征緊緊地聚集在一起, 同時(shí), 使得屬于不同客體的特征嚴(yán)格地區(qū)分開(kāi)來(lái)。因此, 學(xué)習(xí)刺激中的圖形能夠被清晰地編碼成VSTM (Chen et al., 2006)。

另一方面, 從信息加工方式的角度來(lái)看, 大量研究表明, 儲(chǔ)存于高水平VLTM中的客體往往被整體地加工, 而在這個(gè)過(guò)程中, 更多的特征會(huì)被組塊成單一的客體表征(Curby et al., 2009; Jackson &Raymond, 2008; Zimmer et al., 2012)。因此, 客體的復(fù)雜性降低, 記憶負(fù)荷減小, 容量隨之增加(Alvarez & Cavanagh, 2004; Awh, Barton, & Vogel,2007; Eng, Chen, & Jiang, 2005)。本研究發(fā)現(xiàn), 隨著VLTM 激活度的提高, VSTM 的容量也隨之增加,這一結(jié)果也是可以用整體加工的觀點(diǎn)來(lái)解釋的。

無(wú)論是組塊, 還是客體的整體加工觀點(diǎn), 二者均側(cè)重于對(duì)信息編碼階段起作用, 即通過(guò)各自特定的方式來(lái)加強(qiáng)VSTM對(duì)客體的編碼, 前者用于增強(qiáng)客體編碼的質(zhì)量, 使不同客體明顯區(qū)分開(kāi)來(lái), 而后者則更傾向于增大單位時(shí)間內(nèi)獲得編碼的客體的數(shù)量, 二者以VLTM的高度激活為共同前提。本研究還縱向考察了VLTM對(duì)VSTM保持的作用。縱觀組1, 2和3, ISI的主效應(yīng)均顯著, 且VSTM的成績(jī)隨著ISI的延長(zhǎng)而下降, 說(shuō)明VSTM痕跡在保持階段隨著間隔時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸消退, 但無(wú)論是對(duì)于

d'

還是

K

值, 其效應(yīng)值(

d'

時(shí)實(shí)驗(yàn)1, 2和3中ISI的效應(yīng)值分別為：0.20, 0.17和0.13; 而

K

值時(shí)分別為：0.29, 0.20和0.16)均在同時(shí)減小。相反,

d'

和

K

值卻在增加, 這說(shuō)明隨著 VLTM 激活水平的提高,ISI的作用在逐漸下降, 因此, 可以推測(cè), VLTM對(duì)于阻止 VSTM 的消退起到了一定的作用, 這與Thorn, Gathercole和 Frankish (2002)對(duì)言語(yǔ)長(zhǎng)時(shí)記憶促進(jìn)短時(shí)記憶的原因的解釋相一致。Hollingworth (2004, 2005)也認(rèn)為, 在線(xiàn)的視覺(jué)場(chǎng)景記憶(VSTM)受到了 VLTM 的支持, 而儲(chǔ)存于VLTM 的客體表征較少會(huì)受到記憶痕跡消退和干擾的影響。在變化檢測(cè)過(guò)程中, VSTM的保持時(shí)間短暫且較為不穩(wěn)定, 記憶痕跡隨著時(shí)間的推遲而消退, 但持續(xù)時(shí)間更為持久和穩(wěn)定的 VLTM 同時(shí)存在,一旦VLTM被高度激活, 便可以為VSTM提供更多的支持(Chen et al., 2006; Zimmer et al., 2012), 例如, 有研究(Beck & van Lamsweerde, 2011; Nikoli?& Singer, 2007)指出, 當(dāng)變化檢測(cè)中記憶項(xiàng)目超出了VSTM的容量時(shí), 被試更加依賴(lài)于VLTM來(lái)完成記憶任務(wù)。Olson和 Jiang (2004) 指出, VLTM 為VSTM 的提取和保持提供了更多的信息, 例如, 場(chǎng)景結(jié)構(gòu)和場(chǎng)景中單個(gè)客體的概念知識(shí), 尤其是視覺(jué)細(xì)節(jié)信息(Brady, Konkle, Alvarez, & Oliva, 2008;Hollingworth, 2005; Konkle, Brady, Alvarez, & Oliva,2010), 這些客體的細(xì)節(jié)信息, 如表面特征, 對(duì)VSTM 中的客體再認(rèn)具有重要意義, 這可能是VLTM減緩了VSTM迅速消退的重要原因。

綜上, 變化檢測(cè)中的 VSTM 成績(jī)是否能被VLTM所促進(jìn)取決于VLTM本身的激活強(qiáng)度, 只有高度激活的VLTM才能促進(jìn)VSTM; VLTM對(duì)鞏固VSTM的保持起到重要作用, 能阻止VSTM痕跡的迅速消退。然而, 從信息加工的角度來(lái)看, 本文只直接考察了VLTM對(duì)VSTM的保持所起到的作用,今后的研究還應(yīng)針對(duì) VSTM 的其它加工階段來(lái)深入探索VLTM的促進(jìn)機(jī)制。

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