仝晶晶 劉 爽 郭冬月 柯余峰 明 東

(天津大學(xué)精密儀器與光電子工程學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程系，天津 300072)

引言

工作記憶(working memory, WM)是大腦在執(zhí)行認(rèn)知任務(wù)過(guò)程中對(duì)信息暫時(shí)貯存和加工的資源有限記憶系統(tǒng)，在人的復(fù)雜認(rèn)知行為中起非常重要作用[1-2]。首先，WM獲取當(dāng)前認(rèn)知信息，并與已有的長(zhǎng)時(shí)記憶信息相聯(lián)系，以形成經(jīng)驗(yàn)，是獲得理解、學(xué)習(xí)和推理等認(rèn)知技能的基礎(chǔ)；其次，WM暫時(shí)保存重要信息，以便對(duì)工作任務(wù)全面理解，是長(zhǎng)時(shí)記憶、知覺(jué)和動(dòng)作之間的接口[1-3]。因此，良好的工作記憶績(jī)效是個(gè)體完成復(fù)雜認(rèn)知行為的前提要素。眾所周知，情緒(emotion)會(huì)影響人的各種認(rèn)知活動(dòng)。emotion作為人腦的高級(jí)功能，在不同程度上影響人的學(xué)習(xí)、記憶與決策等認(rèn)知行為[4]。近年來(lái)，情緒對(duì)人類(lèi)認(rèn)知活動(dòng)的建設(shè)作用正逐步受到人們的重視，尤其是情緒對(duì)記憶影響的研究一直是該領(lǐng)域的熱點(diǎn)。有研究證明，情緒對(duì)認(rèn)知的影響可能是通過(guò)影響工作記憶發(fā)生的[5-6]，且抑郁及焦慮病人的工作記憶也在不同程度上受到了損傷[5]。因此,研究情緒對(duì)工作記憶的影響非常必要。

較典型的情緒狀態(tài)對(duì)工作記憶影響研究是通過(guò)特定的情緒喚醒方法，使被試進(jìn)入相應(yīng)的(正性或負(fù)性)情緒狀態(tài)，隨后執(zhí)行指定的工作記憶任務(wù)。2007年，Erk等在研究情緒內(nèi)容對(duì)工作記憶的調(diào)制作用時(shí)，發(fā)現(xiàn)在高負(fù)荷情緒刺激下的工作記憶績(jī)效比中性刺激條件高[7]。2014年,Luo等研究情緒面孔對(duì)工作記憶的調(diào)制作用時(shí)，同樣發(fā)現(xiàn)在高任務(wù)負(fù)荷下，情緒刺激能增強(qiáng)工作記憶任務(wù)表現(xiàn)[8]。Fairfield等人研究發(fā)現(xiàn)，在動(dòng)態(tài)工作記憶的詞語(yǔ)數(shù)目較多(任務(wù)負(fù)荷高)時(shí)，中性情緒下的反應(yīng)正確率高于積極和消極情緒狀態(tài)下[9]。對(duì)于抑郁焦慮等病人的研究，正性情緒和負(fù)性情緒對(duì)工作記憶的影響結(jié)果也具有較大差異性，且主要集中在負(fù)性情緒對(duì)工作記憶的影響上[10-12]。雖然研究方法和結(jié)果都各有差異，但均證明了情緒對(duì)工作記憶的影響普遍存在，且受到任務(wù)負(fù)荷的調(diào)制。隨著人機(jī)交互系統(tǒng)的不斷發(fā)展，人的勞動(dòng)類(lèi)型由操作型作業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)橹R(shí)型作業(yè)，腦力勞動(dòng)在勞動(dòng)結(jié)構(gòu)中的比例也越來(lái)越高，人們?cè)谖磥?lái)的生活中腦力負(fù)荷會(huì)加大。因此,本研究主要關(guān)注情緒狀態(tài)在高腦力負(fù)荷條件下對(duì)工作記憶的影響。

根據(jù)Baddeley等提出的工作記憶模型，WM主要由中央執(zhí)行系統(tǒng)、語(yǔ)音回路和視空間模板3個(gè)子單元構(gòu)成[1]。其中，最主要的單元是中央執(zhí)行系統(tǒng)，主管注意控制，具有信息更新、優(yōu)勢(shì)反應(yīng)抑制與任務(wù)轉(zhuǎn)換等功能[13]。而WM的刷新功能，則是為適應(yīng)其容量的有限性，不斷對(duì)自身所存儲(chǔ)信息進(jìn)行移除和替換的過(guò)程。因此，WM刷新功能能夠保持對(duì)工作記憶系統(tǒng)傳入信息的追蹤[14]，是工作記憶中央執(zhí)行系統(tǒng)的重要組成。隨著腦電技術(shù)的發(fā)展，事件相關(guān)電位(event related potential, ERP)信號(hào)不僅可以精確到毫秒級(jí)的高時(shí)間分辨率，實(shí)時(shí)反映大腦對(duì)特定認(rèn)知事件引發(fā)的神經(jīng)電生理活動(dòng)，還能夠在不需要被試做外顯行為反應(yīng)的情況下檢測(cè)到內(nèi)部心理過(guò)程的變化。這些優(yōu)勢(shì)使ERP信號(hào)分析能明確區(qū)分大腦信息加工過(guò)程的不同階段，為WM中央執(zhí)行系統(tǒng)研究提供了有力的技術(shù)支撐，尤其適合于WM的刷新功能探索，而目前尚少見(jiàn)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道。因此，本研究采用ERP技術(shù)，重點(diǎn)研究在高任務(wù)負(fù)荷條件下情緒狀態(tài)對(duì)工作記憶刷新功能的影響。

n-back任務(wù)和動(dòng)態(tài)WM任務(wù)實(shí)驗(yàn)是研究WM刷新功能的常用方法。n-back實(shí)驗(yàn)中，第n+1項(xiàng)任務(wù)出現(xiàn)時(shí)刻，包含了WM的刷新與提取和對(duì)信息的比對(duì)及判斷過(guò)程，但這些過(guò)程很難被準(zhǔn)確分離。而動(dòng)態(tài)WM任務(wù)實(shí)驗(yàn)中，要求受試者事先以類(lèi)似堆棧的方式記憶任務(wù)項(xiàng)目串，然后順序回憶堆棧內(nèi)的任務(wù)串，能夠更好地體現(xiàn)使用與當(dāng)前任務(wù)關(guān)聯(lián)性較大的新信息來(lái)替換與新任務(wù)無(wú)關(guān)舊信息的更新過(guò)程，并且將該過(guò)程與記憶提取過(guò)程分離，被認(rèn)為能夠更好地體現(xiàn)WM刷新功能。

本研究以ERP為手段，采用動(dòng)態(tài)WM任務(wù)實(shí)驗(yàn)研究積極、中性和消極三類(lèi)不同情緒狀態(tài)對(duì)WM刷新的影響，以探究WM刷新功能的情緒效應(yīng)，進(jìn)一步了解情緒與工作記憶的交互機(jī)制。

1 材料和方法

1.1 對(duì)象

16名大學(xué)生男、女各半，年齡18～24歲，平均20歲；均為右利手，視力或校正視力正常，身體健康，無(wú)精神病史；事前皆對(duì)實(shí)驗(yàn)知情，同意參與本實(shí)驗(yàn)，并簽署書(shū)面知情同意書(shū)。

1.2 實(shí)驗(yàn)材料

本研究采用觀看圖片方式誘發(fā)被試情緒。圖片為實(shí)驗(yàn)室早期評(píng)定篩選出的，主要來(lái)自于國(guó)際情緒圖片系統(tǒng)(International Affective Picture System, IAPS)，部分來(lái)自于公認(rèn)度高且誘發(fā)效果好的網(wǎng)絡(luò)圖片[15]。這些圖片經(jīng)由大量被試進(jìn)行效價(jià)值和喚醒度評(píng)估，具有較高的可信度。圖片共有160張，積極情緒、消極情緒、中性情緒各40張。

1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

為規(guī)避任務(wù)負(fù)荷的調(diào)制作用，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)需要控制負(fù)荷變量。正式實(shí)驗(yàn)之前，采用一組訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)篩選受試者，以使篩選所得受試者在正式實(shí)驗(yàn)時(shí)，任務(wù)的負(fù)荷處在同一等級(jí)。訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)與正式實(shí)驗(yàn)的程序采用Matlab工具包Psychotoolbox-3編寫(xiě)。

1.3.1訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)

訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)設(shè)置如下：采用修改的動(dòng)態(tài)工作記憶任務(wù)。實(shí)驗(yàn)共分為5組，每組有20個(gè)試次。訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)的流程如圖1所示：每組開(kāi)始界面會(huì)提醒該組實(shí)驗(yàn)所需記憶的數(shù)字個(gè)數(shù)n；當(dāng)前一組實(shí)驗(yàn)正確率大于90%時(shí)，后一組所需記憶數(shù)字個(gè)數(shù)加1；當(dāng)前一組的正確率小于75%時(shí)，后一組記憶數(shù)字個(gè)數(shù)則減1；當(dāng)前一組的正確率在75%～90%之間時(shí)，后一組記憶數(shù)字不變。第一組記憶數(shù)字個(gè)數(shù)為3。任務(wù)負(fù)荷的控制參考Erk等方法，通過(guò)篩選受試者達(dá)到。經(jīng)過(guò)5組任務(wù)后，選取最后記憶數(shù)字個(gè)數(shù)為4的受試者進(jìn)行下一步的正式實(shí)驗(yàn)[7]。

圖1 訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)流程Fig.1 The procedure of training experiment

每個(gè)試次的組成如圖2所示，首先屏幕上出現(xiàn)一張圖片(呈現(xiàn)時(shí)間在0～1 s之間)。接下來(lái)是單個(gè)數(shù)字出現(xiàn)，當(dāng)將該數(shù)字記憶完畢后，按上箭頭表示記憶結(jié)束，將記憶容量始終保持為n個(gè)，并且以n為窗，以1為間隔滑動(dòng)。當(dāng)屏幕出現(xiàn)目標(biāo)刺激(n個(gè)數(shù)字同時(shí)呈現(xiàn))時(shí)進(jìn)行判斷，將記憶中的n個(gè)數(shù)字與屏幕上的數(shù)字進(jìn)行比較；當(dāng)順序和大小完全一致時(shí)視為匹配，有任何不同時(shí)視為非匹配；匹配時(shí)按鍵盤(pán)左箭頭，非匹配時(shí)按鍵盤(pán)右箭頭。所有的按鍵需在3 s之內(nèi)進(jìn)行，如果在3 s內(nèi)未進(jìn)行按鍵操作，則該試次被判定為記憶錯(cuò)誤。每個(gè)試次內(nèi)出現(xiàn)的刷新數(shù)字個(gè)數(shù)不等，在5～8個(gè)之間變化，且試次之間有2 s的時(shí)間間隔。1組(20個(gè)試次)結(jié)束后計(jì)算正確率。

圖2 單個(gè)試次的動(dòng)態(tài)工作記憶任務(wù)流程Fig.2 The procedure of running working memory task trial

1.3.2正式實(shí)驗(yàn)

正式實(shí)驗(yàn)與訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)類(lèi)似，但單個(gè)試次中情緒圖片呈現(xiàn)時(shí)間為3～4 s，隨機(jī)變化，并要求受試者認(rèn)真感受圖片所要表達(dá)的情緒。實(shí)驗(yàn)共有6組工作記憶任務(wù)(2組中性情緒，2組積極情緒，2組消極情緒；每組20個(gè)試次)和1組2 min的靜息。每組工作記憶任務(wù)結(jié)束后，詢(xún)問(wèn)并記錄受試者對(duì)該組任務(wù)內(nèi)自身情緒的愉悅度和喚醒度評(píng)分，評(píng)分均為1～9。

1.4 數(shù)據(jù)采集

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中采用Neuroscan公司68導(dǎo)聯(lián)腦電放大器和Scan 4.5系統(tǒng)采集腦電數(shù)據(jù)，電極遵照國(guó)際腦電協(xié)會(huì)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)10-20系統(tǒng)放置，去除眼電和參考電極外的60導(dǎo)電極導(dǎo)聯(lián)分布如圖3所示。以右側(cè)乳突作為采集參考電極，腦部前額頂側(cè)中央處接地，采樣頻率設(shè)置為1 000 Hz，所有電極阻抗均保持在5kΩ以下。

1.5 數(shù)據(jù)處理

1.5.1預(yù)處理

首先對(duì)采集所得腦電數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，包括將參考變?yōu)殡p耳平均，1～45 Hz帶通濾波，降采樣到200 Hz，以及采用獨(dú)立成分分析去除眼電干擾。

1.5.2ERP數(shù)據(jù)

WM任務(wù)為記憶4個(gè)數(shù)字，故每個(gè)試次第1、2、3、4個(gè)數(shù)字出現(xiàn)后的記憶過(guò)程為編碼和存儲(chǔ)，第5、6、7、8個(gè)數(shù)字出現(xiàn)后的記憶過(guò)程為編碼和更新，目標(biāo)刺激出現(xiàn)后的過(guò)程為記憶提取和判斷。所以截取每個(gè)試次中第5、6、7、8個(gè)數(shù)字出現(xiàn)時(shí)刻的前500 ms至出現(xiàn)后1 000 ms的數(shù)據(jù)，進(jìn)行疊加平均，得到的信號(hào)記為更新ERP。

根據(jù)行為數(shù)據(jù)結(jié)果，去除記憶錯(cuò)誤的試次后，提取分析ERP信號(hào)，并分析ERP各成分(N1、P2、N2和P3)幅值在大腦的分布情況，并對(duì)每?jī)蓛汕榫w之間的ERP成分幅值進(jìn)行t檢驗(yàn)分析。同時(shí)，對(duì)工作記憶刷新過(guò)程前后的數(shù)據(jù)進(jìn)行了時(shí)間相關(guān)譜擾動(dòng)(event-related spectral perturbation, ERSP)分析，以確定能量波動(dòng)的時(shí)間范圍及頻率，并根據(jù)對(duì)應(yīng)頻率和時(shí)間范圍，計(jì)算能量值，對(duì)每?jī)蓛汕榫w之間的能量波動(dòng)進(jìn)行t檢驗(yàn)分析。

2 結(jié)果

2.1 行為學(xué)結(jié)果

對(duì)所有受試者在三類(lèi)情緒狀態(tài)下的反應(yīng)正確率、反應(yīng)時(shí)間(判斷目標(biāo)刺激正誤時(shí)，按鍵時(shí)刻與目標(biāo)出現(xiàn)時(shí)刻的差)和刷新時(shí)間(第5、6、7、8個(gè)數(shù)字記憶結(jié)束的按鍵時(shí)刻與數(shù)字出現(xiàn)時(shí)刻差)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并進(jìn)行了重復(fù)測(cè)量方差分析。如圖4(a)所示，三類(lèi)情緒狀態(tài)下反應(yīng)正確率無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，P=0.741(積極情緒狀態(tài)，均值0.925，方差0.058；中性情緒狀態(tài)，均值0.928，方差0.033；消極情緒狀態(tài)，均值0.937，方差0.038；)，且每?jī)煞N情緒狀態(tài)之間均無(wú)顯著差異。圖4(b)為三類(lèi)情緒狀態(tài)下的反應(yīng)時(shí)間和刷新時(shí)間。三類(lèi)情緒狀態(tài)下的反應(yīng)時(shí)間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，P=0.242(積極情緒狀態(tài)，均值1.223，方差0.187；中性情緒狀態(tài)，均值1.180，方差0.194；消極情緒狀態(tài)，均值1.170，方差0.185)，且每?jī)煞N情緒狀態(tài)之間均無(wú)顯著差異。三類(lèi)情緒狀態(tài)下的刷新時(shí)間具有顯著性差異，P=0.012(積極情緒狀態(tài)，均值1.016，方差0.338；中性情緒狀態(tài)，均值0.814，方差0.347；消極情緒狀態(tài)，均值0.789，方差0.336；)，對(duì)每?jī)煞N情緒狀態(tài)下的刷新時(shí)間做t檢驗(yàn)，積極情緒下的刷新時(shí)間顯著高于中性條件，P=0.006 3；積極情緒下的刷新時(shí)間顯著高于消極條件，P=0.02；消極情緒下的刷新時(shí)間與中性情緒無(wú)顯著差異t=0.64，P=0.52。

圖4 積極、中性、消極情緒狀態(tài)下工作記憶的行為學(xué)表現(xiàn)。(a)反應(yīng)正確率；(b)反應(yīng)時(shí)間和刷新時(shí)間Fig.4 Behavior performance of working memory in positive, neutral and negative states. (a) Response accuracy;(b) Response time and updating time

2.2 ERP數(shù)據(jù)分析

首先截取所有反應(yīng)正確的試次，進(jìn)行相應(yīng)分段與分類(lèi)疊加平均，提取出三類(lèi)情緒狀態(tài)下的更新ERP，進(jìn)而分析情緒狀態(tài)對(duì)工作記憶刷新功能的影響。

圖5(a)為三類(lèi)情緒狀態(tài)下工作記憶的更新ERP在部分導(dǎo)聯(lián)的波形圖，可以看出更新ERP主要有4個(gè)明顯成分：N1(150～170 ms的負(fù)成分)，P2(205～230 ms的正成分)，N2(240～280 ms的負(fù)成分)和P3(385～445 ms的正成分)；4個(gè)成分的幅值在大腦分布情況如圖5(b)所示。可以看出，早期成分N1主要分布在兩側(cè)枕區(qū)，與視覺(jué)早期注意相關(guān)；P2、N2主要分布在額中央部，與選擇性注意有關(guān)；P3成分在全腦分布廣泛。

圖5 三類(lèi)情緒狀態(tài)下的更新ERP。(a)更新ERP部分導(dǎo)聯(lián)的波形；(b)N1、P2、N2、P3成分幅值在各個(gè)導(dǎo)聯(lián)的分布Fig.5 Updating ERP in positive, neutral and negative state. (a) Time- domain waveform of updating ERP in some classical channels; (b) Brain topography of the amplitude of updating ERP components: N1, P2, N2, P3

將各個(gè)成分的幅值在三類(lèi)情緒下做兩兩t檢驗(yàn)，t值在各個(gè)導(dǎo)聯(lián)的分布情況如圖6(b)所示。左側(cè)枕區(qū)的N1成分幅值，積極情緒狀態(tài)下大于中性情緒，而消極情緒下的幅值小于中性情緒，消極情緒狀態(tài)下的N1幅值最小，說(shuō)明消極情緒狀態(tài)下工作記憶更新信息獲得的早期視覺(jué)注意較少；P2成分的幅值在3種情緒狀態(tài)下均無(wú)差異；額中央部的N2成分，在積極條件下幅值大于中性情緒，消極情緒的N2幅值與中性情緒無(wú)差異，因此N2成分的幅值在積極情緒狀態(tài)下最小，說(shuō)明積極情緒獲得的早期注意成分最??；積極和消極情緒狀態(tài)下的P3幅值，與中性狀態(tài)下無(wú)差異，但積極狀態(tài)的P3幅值顯著大于消極情緒。以上結(jié)果說(shuō)明：積極情緒狀態(tài)下工作記憶的負(fù)荷大于消極情緒狀態(tài)下工作記憶的負(fù)荷。

圖6 三類(lèi)情緒狀態(tài)下更新ERP的對(duì)比。(a)更新ERP部分在枕區(qū)、頂區(qū)及頂枕區(qū)的波形；(b)N1、P2、N2、P3成分幅值在三類(lèi)情緒狀態(tài)下的兩兩t檢驗(yàn)t值分布Fig.6 Comparison of updating ERP in positive, neutral and negative state. (a)Time- domain waveform of updating ERP in occipital region(O1), parietal region(Pz) and parietal- occipital region(PO4)； (b) The distribution of t value of amplitude of updating ERP components: N1, P2, N2, P3

1)積極情緒vs中性情緒。積極情緒狀態(tài)下，工作記憶任務(wù)的刷新時(shí)間顯著長(zhǎng)于中性情緒。更新ERP的枕區(qū)N1成分顯著大于中性情緒，額中央部N2成分顯著小于中性情緒，說(shuō)明了積極情緒狀態(tài)下工作記憶信息能夠獲得更多的早期注意，但后期的選擇性注意較少，說(shuō)明積極情緒損壞了工作記憶。

2)消極情緒vs中性情緒。消極情緒狀態(tài)下，工作記憶任務(wù)的刷新時(shí)間與中性情緒無(wú)顯著差異。更新ERP的枕區(qū)N1成分顯著小于中性情緒，其他成分沒(méi)有顯著性統(tǒng)計(jì)差異。消極情緒下工作記憶獲得的早期注意較少，可能是受試者在消極情緒下對(duì)信息接收的規(guī)避作用所導(dǎo)致，但后期的選擇性注意與中性情緒無(wú)差異，對(duì)工作記憶刷新并沒(méi)有顯著的影響。

3)積極情緒vs消極情緒。積極情緒狀態(tài)下，工作記憶任務(wù)的刷新時(shí)間顯著長(zhǎng)于消極情緒。更新ERP的枕區(qū)N1成分顯著大于消極情緒，額中央部N2成分顯著小于消極情緒，說(shuō)明積極情緒狀態(tài)下能夠獲得更多的早期注意，但選擇性注意較少。P3的幅值在積極狀態(tài)下大于消極情緒，所以積極情緒下付出的心理資源更多。

2.3 ERSP分析

為研究工作記憶刷新時(shí)刻腦電信號(hào)能量相對(duì)于未進(jìn)行記憶刷新的改變情況，采用了時(shí)頻分析方法——事件相關(guān)譜擾動(dòng)進(jìn)行分析。首先提取出對(duì)應(yīng)情緒狀態(tài)的正確試次數(shù)據(jù)，利用EEGLAB工具箱繪制ERSP圖。圖7顯示的是所有受試者在3種情緒狀態(tài)下工作記憶刷新前后的能量變化?？梢钥闯?，圖片出現(xiàn)后，在0～8 Hz范圍內(nèi)，能量相對(duì)于基線有所增加，13～30 Hz范圍內(nèi)，能量相對(duì)于基線有所減少。

圖7 三類(lèi)情緒狀態(tài)下工作記憶更新前后能量分布。(a)積極情緒；(b)中性情緒；(c)消極情緒Fig.7 The energy distribute before and after the update of working memory in positive, neutral and negative situation.(a)Positive state;(b)Neutral state(c)Neqative state

為具體分析該能量的變化是否在情緒之間具有差異性，分時(shí)段對(duì)0～8 Hz和13～30 Hz的能量進(jìn)行了計(jì)算，并對(duì)兩兩情緒間能量實(shí)施t檢驗(yàn)。如圖8顯示的是t值分布情況?？梢钥闯?，在工作記憶更新的時(shí)間前半段(0～400 ms)，0～8 Hz頻段內(nèi)，積極情緒與中性情緒的能量增加無(wú)顯著差異，而消極情緒的能量增加顯著低于中性情緒；13～30 Hz頻段內(nèi)，積極情緒與消極情緒的能量降低都顯著低于中性情緒，但消極情緒下的差異顯著性區(qū)域更廣，認(rèn)為是由于大腦的負(fù)性?xún)A向使得對(duì)于負(fù)性?xún)?nèi)容有所規(guī)避，大腦活動(dòng)降低。在工作記憶更新的時(shí)間后半段(400～1 000 Hz)，0～8 Hz頻段內(nèi)，消極情緒與中性情緒的能量增加無(wú)顯著差異，而積極情緒的能量升高低于中性情緒；13～30 Hz頻段內(nèi)，積極情緒與消極情緒的能量降低都顯著低于中性情緒，但積極情緒的差異顯著性更大且范圍更廣。

圖8 工作記憶刷新后不同時(shí)段的能量在三類(lèi)情緒狀態(tài)下的兩兩t檢驗(yàn)t值分布。(a)0～400 ms；(b)400～800 msFig.8 The t value distribution of energy in different time domain. (a) 0～400 ms； (b) 400～1 000 ms

3 討論

本研究采用動(dòng)態(tài)工作記憶任務(wù)，探討了不同情緒狀態(tài)對(duì)工作記憶刷新功能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，積極情緒狀態(tài)下，工作記憶的刷新時(shí)間顯著增長(zhǎng)，N1和N2成分幅值顯著大于中性情緒，0～8 Hz、13～30 Hz頻段內(nèi)，能量的變化均小于中性情緒，消極情緒狀態(tài)下，工作記憶的刷新時(shí)間與中性情緒無(wú)顯著影響；認(rèn)為積極情緒干擾了工作記憶刷新，而消極情緒對(duì)工作記憶的刷新無(wú)顯著影響。

很多研究在高任務(wù)負(fù)荷條件未發(fā)現(xiàn)情緒對(duì)工作記憶的影響，Kessel等在以情緒面孔圖片的3-back任務(wù)中，發(fā)現(xiàn)積極、消極和中性面孔下的反應(yīng)正確率無(wú)顯著性差異[14]；Li等采用IAPS圖片的sternberg任務(wù)，對(duì)抑郁病人與正常受試者在三類(lèi)情緒狀態(tài)下的反應(yīng)正確率和反應(yīng)時(shí)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，未發(fā)現(xiàn)顯著的情緒主效應(yīng)[5]；本研究在反應(yīng)正確率和反應(yīng)時(shí)間同樣沒(méi)有找到顯著性差異。N-back等任務(wù)在反應(yīng)時(shí)間上未發(fā)現(xiàn)差異，原因可能是由于該任務(wù)的反應(yīng)時(shí)間反映的是工作記憶信息刷新、提取及比對(duì)判斷的過(guò)程，而情緒狀態(tài)對(duì)信息刷新的影響作用被其他的心理過(guò)程淹沒(méi)。本研究還加入了受試者記憶完成的時(shí)間作為刷新時(shí)間，以此衡量工作記憶刷新功能的績(jī)效，發(fā)現(xiàn)積極情緒狀態(tài)下刷新時(shí)間顯著長(zhǎng)于中性和消極狀態(tài)。

目前，對(duì)情緒影響工作記憶系統(tǒng)的解釋有許多理論和觀點(diǎn)，1992年Eysenck和Calvo提出的“加工效能理論”，認(rèn)為情緒會(huì)占用個(gè)體一部分工作記憶系統(tǒng)資源，當(dāng)有限的資源被情緒占據(jù)，那么個(gè)體同時(shí)能用于認(rèn)知操作的工作記憶資源就會(huì)相應(yīng)減少，當(dāng)所剩資源不足以應(yīng)對(duì)任務(wù)需要時(shí)，認(rèn)知操作的效率下降[16]。但本研究只在積極情緒狀態(tài)下發(fā)現(xiàn)了工作積極刷新績(jī)效的下降，消極情緒與中性情緒狀態(tài)無(wú)顯著差異，即消極情緒并未對(duì)本研究的動(dòng)態(tài)工作記憶刷新產(chǎn)生影響。2006年，Shackman等提出，半球功能的不對(duì)稱(chēng)性是情緒選擇性影響工作記憶的原因[17]。神經(jīng)影響學(xué)研究表明，言語(yǔ)工作記憶主要由左半球參與，空間工作記憶主要由右半球參與。兩種記憶條件下所參與的腦區(qū)基本上沒(méi)有重疊[18]，對(duì)人類(lèi)情緒的研究發(fā)現(xiàn)，在左半球和右半球前部腦區(qū)分別存在靠近和退縮兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的神經(jīng)系統(tǒng)。正性情緒激將相對(duì)增加左側(cè)前額葉靠近系統(tǒng)的激活，而負(fù)性情緒激將相對(duì)增加右側(cè)前額葉退縮系統(tǒng)的激活。因此，以左半球?yàn)閮?yōu)勢(shì)半球的積極情緒和言語(yǔ)工作記憶任務(wù)具有皮層功能的重疊，并由此產(chǎn)生了交互影響。本研究推測(cè)以上為“加工效能理論”與半球功能不對(duì)稱(chēng)性機(jī)制相結(jié)合的結(jié)果，即共同優(yōu)勢(shì)半球的積極情緒和言語(yǔ)工作記憶任務(wù)、消極情緒和空間工作記憶任務(wù)，由于皮層功能的重疊，導(dǎo)致對(duì)認(rèn)知資源的競(jìng)爭(zhēng)，使得在積極或消極情緒狀態(tài)下，言語(yǔ)或空間工作記憶所需的資源減少，任務(wù)績(jī)效下降。當(dāng)然，上述猜想還需要更多樣本和實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證，同時(shí)也需要對(duì)空間工作記憶部分的研究進(jìn)行補(bǔ)充。

4 結(jié)論

本研究通過(guò)情緒圖片分別誘發(fā)了被試正性、中性、負(fù)性等3種情緒狀態(tài)，并在三類(lèi)情緒狀態(tài)下進(jìn)行4個(gè)數(shù)字的動(dòng)態(tài)工作記憶任務(wù)。結(jié)果表明，積極情緒干擾了工作記憶的刷新，并未發(fā)現(xiàn)消極情緒對(duì)言語(yǔ)工作記憶刷新功能的影響。這為情緒對(duì)工作記憶刷新功能影響的研究提供了客觀實(shí)驗(yàn)依據(jù)，為提高工作記憶刷新績(jī)效提供了方法支持。

(致謝： 感謝參與本實(shí)驗(yàn)所有的志愿者被試)