李壽欣 車曉瑋 李彥佼 王 麗 陳愷盛

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視覺(jué)工作記憶負(fù)載類型對(duì)注意選擇的影響

李壽欣車曉瑋李彥佼王 麗陳愷盛

(山東師范大學(xué)心理學(xué)院, 濟(jì)南 250358) (濟(jì)南大學(xué)城實(shí)驗(yàn)高級(jí)中學(xué), 濟(jì)南 250358) (濟(jì)南大學(xué)商學(xué)院, 濟(jì)南 250022)

通過(guò)操縱Flanker任務(wù)相對(duì)于視覺(jué)工作記憶任務(wù)的呈現(xiàn)位置, 探討在視覺(jué)工作記憶編碼和保持階段, 精度負(fù)載和容量負(fù)載對(duì)注意選擇的影響。行為結(jié)果發(fā)現(xiàn), Flanker任務(wù)呈現(xiàn)位置和視覺(jué)工作記憶負(fù)載類型影響注意選擇; ERP結(jié)果發(fā)現(xiàn), 在保持階段, 當(dāng)搜索目標(biāo)和干擾項(xiàng)不一致時(shí), 負(fù)載類型影響N2成分。研究表明, 在編碼階段, 視覺(jué)工作記憶負(fù)載主要通過(guò)占用更多知覺(jué)資源降低干擾效應(yīng), 支持知覺(jué)負(fù)載理論; 而在保持階段, 當(dāng)Flanker任務(wù)位于記憶項(xiàng)內(nèi)部時(shí), 兩類負(fù)載在工作記憶表征過(guò)程中不同的神經(jīng)活動(dòng)導(dǎo)致投入到注意選擇的認(rèn)知控制資源不同, 可能是兩類負(fù)載影響保持階段注意選擇的機(jī)制。

視覺(jué)工作記憶; 注意選擇; 精度負(fù)載; 容量負(fù)載; N2

1 前言

人類的知覺(jué)系統(tǒng)每時(shí)每刻都在接受大量的信息, 這些信息既包括有效信息也包括無(wú)效信息。選擇性注意幫助人們將注意力集中在與任務(wù)相關(guān)的信息上, 忽視或抑制無(wú)關(guān)信息。然而, 注意選擇并不總是能夠有效進(jìn)行, 無(wú)關(guān)信息的存在會(huì)干擾任務(wù)相關(guān)信息的加工。知覺(jué)負(fù)載理論認(rèn)為, 當(dāng)前任務(wù)知覺(jué)負(fù)載的高低決定了選擇性注意過(guò)程中的資源分配, 如果當(dāng)前任務(wù)的知覺(jué)負(fù)載增加, 會(huì)使得加工無(wú)關(guān)信息的知覺(jué)資源減少, 無(wú)關(guān)信息的干擾效應(yīng)降低, 有利于注意選擇; 但是, 如果當(dāng)前任務(wù)的認(rèn)知控制負(fù)載增加, 抑制無(wú)關(guān)信息加工的資源會(huì)減少, 無(wú)關(guān)信息的干擾效應(yīng)反而會(huì)提高, 不利于完成注意選擇(de Fockert, Rees, Frith, & Lavie, 2001; Lavie, 1995, 2005; Lavie & de Fockert, 2005; Lavie & Tsal, 1994)。

作為存儲(chǔ)緩沖器的視覺(jué)工作記憶是工作記憶的一個(gè)重要的組成部分, 可以暫時(shí)保持和操縱有關(guān)視覺(jué)信息(Luck & Vogel, 2013), 既有存儲(chǔ)功能也有認(rèn)知控制功能, 在視知覺(jué)和認(rèn)知過(guò)程中發(fā)揮著十分重要的作用(Baddeley, 2012; Ma, Husain, & Bays, 2014; Repov? & Baddeley, 2006; Suchow, Fougnie, Brady, & Alvarez, 2014)。近來(lái), 視覺(jué)工作記憶負(fù)載對(duì)注意選擇的影響成為研究者關(guān)注的熱點(diǎn)。一些研究者在視覺(jué)工作記憶任務(wù)中插入Flanker任務(wù)發(fā)現(xiàn), 視覺(jué)工作記憶負(fù)載增加, 無(wú)關(guān)信息的干擾效應(yīng)降低。Roper和Vecera (2014)在視覺(jué)工作記憶保持階段呈現(xiàn)Flanker任務(wù), 研究發(fā)現(xiàn), 高視覺(jué)工作記憶負(fù)載下的干擾效應(yīng)小于低視覺(jué)工作記憶負(fù)載。Konstantinou, Beal, King和Lavie (2014)在視覺(jué)工作記憶編碼階段和保持階段分別呈現(xiàn)Flanker任務(wù), 研究發(fā)現(xiàn), 不管視覺(jué)工作記憶的記憶項(xiàng)和注意選擇任務(wù)同時(shí)呈現(xiàn)還是相繼呈現(xiàn), 高視覺(jué)工作記憶負(fù)載下的干擾效應(yīng)均小于低視覺(jué)工作記憶負(fù)載, 說(shuō)明在視覺(jué)工作記憶保持階段和編碼階段, 高視覺(jué)工作記憶負(fù)載均會(huì)減少干擾效應(yīng)。在完成Flanker任務(wù)時(shí), 對(duì)注意目標(biāo)的視覺(jué)信息進(jìn)行判斷, 消耗視覺(jué)資源, 這可能與完成視覺(jué)工作記憶任務(wù)消耗的視覺(jué)資源重疊。因此, 增加視覺(jué)工作記憶負(fù)載會(huì)消耗較多視覺(jué)資源, 用于加工干擾項(xiàng)的資源減少, 干擾效應(yīng)降低。然而, 另一些研究者在視覺(jué)工作記憶任務(wù)中插入Stroop任務(wù)發(fā)現(xiàn), 視覺(jué)工作記憶負(fù)載增加, 無(wú)關(guān)信息的干擾效應(yīng)也增加。Stins, Vosse, Boomsma和de Geus (2004)要求被試先完成視覺(jué)工作記憶任務(wù), 再完成判斷詞義而忽略詞的書(shū)寫(xiě)顏色的Stroop任務(wù), 研究發(fā)現(xiàn), 視覺(jué)工作記憶負(fù)載增加, Stroop任務(wù)的干擾效應(yīng)增大。Gil-Gómez de Lia?o, Stablum和Umiltà (2016)要求被試先進(jìn)行視覺(jué)工作記憶任務(wù), 再完成判斷詞義方向而忽略箭頭指向的Stroop任務(wù), 研究發(fā)現(xiàn), 相比于不進(jìn)行視覺(jué)工作記憶任務(wù), 進(jìn)行視覺(jué)工作記憶任務(wù)時(shí)Stroop任務(wù)的干擾效應(yīng)更大。在完成Stroop任務(wù)時(shí), 需要被試將視覺(jué)加工轉(zhuǎn)換為言語(yǔ)加工, 這一轉(zhuǎn)換需要消耗認(rèn)知控制資源, 與視覺(jué)工作記憶消耗的認(rèn)知控制資源重疊。因此, 增加視覺(jué)工作記憶負(fù)載, 用于完成Stroop任務(wù)的認(rèn)知控制資源減少, 干擾效應(yīng)增加。上述研究表明, 視覺(jué)工作記憶任務(wù)與注意選擇任務(wù)消耗資源的重疊性, 可能是視覺(jué)工作記憶負(fù)載對(duì)注意選擇產(chǎn)生不同影響的原因。

最近, 有研究者(Zhang & Luck, 2015)將視覺(jué)工作記憶負(fù)載劃分為視覺(jué)工作記憶容量負(fù)載和精度負(fù)載, 容量負(fù)載是指記憶項(xiàng)的數(shù)量多少, 精度負(fù)載是指記憶項(xiàng)和探測(cè)項(xiàng)之間變化的程度, 探討兩類負(fù)載對(duì)注意選擇的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn), 高容量負(fù)載下Flanker任務(wù)的干擾效應(yīng)大于低容量負(fù)載, 而高精度負(fù)載下Flanker任務(wù)的干擾效應(yīng)小于低精度負(fù)載。視覺(jué)工作記憶高容量負(fù)載可能拓寬了注意范圍, 因而增加干擾效應(yīng); 而在視覺(jué)工作記憶高精度負(fù)載條件下, 需要被試對(duì)記憶項(xiàng)進(jìn)行更細(xì)致的知覺(jué)加工以檢測(cè)記憶項(xiàng)和探測(cè)項(xiàng)之間的細(xì)微變化, 將注意集中于更小的注意范圍, 最終可能窄化了注意范圍, 從而降低干擾效應(yīng)。這與以往采用Flanker任務(wù)進(jìn)行的研究(Konstantinou et al., 2014; Roper & Vecera, 2014)結(jié)果不一致, 原因可能在于：注意選擇任務(wù)呈現(xiàn)位置的不同, 導(dǎo)致視覺(jué)工作記憶任務(wù)與注意選擇任務(wù)消耗資源的重疊性不同。在Konstantinou等人(2014)、Roper和Vecera (2014)的研究中, Flanker任務(wù)的干擾項(xiàng)均位于視覺(jué)工作記憶的記憶項(xiàng)外周, 可能處于注意焦點(diǎn)以外。因干擾項(xiàng)和視覺(jué)工作記憶任務(wù)的加工均需要消耗知覺(jué)資源, 干擾項(xiàng)可能得不到足夠的加工資源, 干擾效應(yīng)降低。而在Zhang和Luck (2015)的研究中, Flanker任務(wù)的干擾項(xiàng)位于記憶項(xiàng)的內(nèi)部, 容易落入注意焦點(diǎn)范圍內(nèi), 可能自動(dòng)進(jìn)入知覺(jué)加工(Gronau, Cohen, & Ben-shakhar, 2003)。Flanker任務(wù)的完成需要消耗認(rèn)知控制資源抑制干擾項(xiàng)的加工, 與視覺(jué)工作記憶任務(wù)消耗的認(rèn)知控制資源重疊, 干擾項(xiàng)因得不到足夠的抑制資源, 干擾效應(yīng)增加。

不同類型視覺(jué)工作記憶負(fù)載對(duì)注意選擇產(chǎn)生影響的機(jī)制是什么？Flanker任務(wù)的干擾項(xiàng)呈現(xiàn)位置不同時(shí), 視覺(jué)工作記憶負(fù)載是否對(duì)注意選擇產(chǎn)生不同影響？本研究擬通過(guò)變化注意選擇任務(wù)相對(duì)于視覺(jué)工作記憶任務(wù)的呈現(xiàn)位置, 變化視覺(jué)工作記憶負(fù)載類型, 對(duì)此加以探討, 共設(shè)計(jì)4個(gè)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)1探討記憶項(xiàng)和Flanker任務(wù)同時(shí)呈現(xiàn)時(shí), 不同類型視覺(jué)工作記憶負(fù)載對(duì)注意選擇的影響。當(dāng)記憶項(xiàng)和Flanker任務(wù)同時(shí)出現(xiàn), 在同一視野中, 容量負(fù)載和精度負(fù)載均增加知覺(jué)負(fù)載增加, 消耗更多視覺(jué)資源, 加工干擾項(xiàng)的知覺(jué)資源可能減少, 干擾效應(yīng)降低。因此, 假設(shè)1是, 無(wú)論Flanker任務(wù)處于記憶項(xiàng)內(nèi)部還是外周, 視覺(jué)工作記憶精度負(fù)載和容量負(fù)載均會(huì)降低干擾效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)2探討記憶項(xiàng)和Flanker任務(wù)繼時(shí)呈現(xiàn)時(shí), 不同類型負(fù)載對(duì)注意選擇的影響。當(dāng)Flanker任務(wù)位于記憶項(xiàng)外周時(shí), 干擾項(xiàng)處于注意焦點(diǎn)以外, 干擾項(xiàng)的加工需要消耗知覺(jué)資源。當(dāng)工作記憶精度負(fù)載和容量負(fù)載增加時(shí), 均能消耗更多的知覺(jué)資源, 干擾項(xiàng)因得不到足夠的加工資源, 干擾效應(yīng)降低。當(dāng)Flanker任務(wù)位于記憶項(xiàng)內(nèi)部時(shí), 干擾項(xiàng)會(huì)進(jìn)入注意焦點(diǎn), 并自動(dòng)進(jìn)入知覺(jué)加工。視覺(jué)工作記憶容量負(fù)載拓寬注意范圍(Ahmed & de Fockert, 2012), 完成Flanker任務(wù)需要消耗認(rèn)知控制資源以抑制干擾項(xiàng)的加工, 與完成高容量負(fù)載的工作記憶任務(wù)消耗的認(rèn)知控制資源重疊, 干擾效應(yīng)增大。但視覺(jué)工作記憶精度負(fù)載可能窄化注意范圍(Zhang & Luck, 2015), 使得完成Flanker任務(wù)時(shí)有足夠的資源抑制干擾項(xiàng)的加工, 干擾效應(yīng)降低。因此, 假設(shè)2是, 當(dāng)Flanker任務(wù)位于記憶項(xiàng)外周時(shí), 無(wú)論視覺(jué)工作記憶高精度負(fù)載還是容量負(fù)載條件下, 干擾效應(yīng)均降低; 當(dāng)Flanker任務(wù)位于記憶項(xiàng)內(nèi)部時(shí), 高容量負(fù)載條件下, 干擾效應(yīng)增大, 高精度負(fù)載條件下, 干擾效應(yīng)降低。為進(jìn)一步驗(yàn)證這一假設(shè), 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)3, 在記憶項(xiàng)和注意選擇任務(wù)相繼呈現(xiàn)時(shí), 采用Navon任務(wù)操縱注意變化范圍(Navon, 1977), 探討保持階段是否由于不同負(fù)載下注意范圍發(fā)生了變化, 從而造成視覺(jué)工作記憶負(fù)載對(duì)注意選擇產(chǎn)生不同的影響。假設(shè)3是, 高精度負(fù)載條件下, 注意局部時(shí)干擾效應(yīng)小于注意整體; 高容量負(fù)載條件下, 注意局部時(shí)干擾效應(yīng)大于注意整體。在前面行為研究的基礎(chǔ)上, 實(shí)驗(yàn)4采用事件相關(guān)電位(ERP)技術(shù), 以反映認(rèn)知控制資源投入的N2成分為指標(biāo)(Heil, Osman, Wiegelmann, Rolke, & Hennighausen, 2000; Kopp, Rist, & Mattler, 1996), 探討不同視覺(jué)工作記憶負(fù)載下, 完成Flanker任務(wù)消耗的認(rèn)知控制資源情況。假設(shè)4是, 由于視覺(jué)工作記憶容量負(fù)載消耗了更多認(rèn)知控制資源, 完成Flanker任務(wù)時(shí), 可用的認(rèn)知控制資源減少, N2波幅小于基線條件; 而由于視覺(jué)工作記憶精度負(fù)載窄化注意范圍, 完成Flanker任務(wù)時(shí), 可用的認(rèn)知控制資源較多, N2波幅大于基線條件。

2 實(shí)驗(yàn)1：記憶項(xiàng)和注意選擇任務(wù)同時(shí)呈現(xiàn)時(shí), 視覺(jué)工作記憶負(fù)載類型和注意選擇任務(wù)呈現(xiàn)位置對(duì)注意選擇的影響

在以往研究(Zhang & Luck, 2015)的基礎(chǔ)上, 將記憶項(xiàng)和Flanker任務(wù)同時(shí)呈現(xiàn), 變化注意選擇任務(wù)相對(duì)于記憶項(xiàng)的呈現(xiàn)位置, 探討視覺(jué)工作記憶的容量負(fù)載和精度負(fù)載對(duì)注意選擇的影響。

2.1 方法

2.1.1 被試

選取某大學(xué)36名在校大學(xué)生, 其中16名男生, 年齡20.80 ± 1.50歲。所有被試視力或矯正視力正常, 無(wú)色盲或色弱情況, 無(wú)精神疾病史, 均未參加過(guò)類似的實(shí)驗(yàn), 實(shí)驗(yàn)后給予報(bào)酬。根據(jù)Zhang和Luck (2015)研究中不同視覺(jué)工作記憶負(fù)載之間干擾效應(yīng)差異的效果量(η= 0.22), 采用G*Power 3.1軟件, 設(shè)置Power為95%, α水平為0.05, 計(jì)算每組被試樣本量為14。在該實(shí)驗(yàn)中, 被試被分為兩組, 每組18人。

2.1.2 儀器和材料

采用E-prime 1.1進(jìn)行編制實(shí)驗(yàn)程序, 在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn), 屏幕分辨率為1024×768, 刷新率為60 Hz。

視覺(jué)工作記憶任務(wù)的材料為彩色方塊。彩色方塊的顏色從知覺(jué)同質(zhì)的CIELAB顏色空間(Zhang & Luck, 2008)中隨機(jī)選取, 在該顏色空間中有一個(gè)由180個(gè)平均分布的色調(diào)所組成的顏色環(huán)(見(jiàn)圖1)。記憶項(xiàng)由2個(gè)或4個(gè)2°×2°的彩色方塊組成, 一個(gè)記憶項(xiàng)序列的任意兩個(gè)方塊顏色在顏色空間上的 差異至少為48°, 呈現(xiàn)在距屏幕中央注視點(diǎn) ± 6°的位置。

Flanker任務(wù)的材料分為兩種：一種呈現(xiàn)在記憶項(xiàng)外周, 目標(biāo)字母(X或N, 1.4°×0.8°)隨機(jī)呈現(xiàn)在由黑點(diǎn)組成的半徑為8°的大圓環(huán)上, 干擾字母(N或X, 1.8°×0.8°)呈現(xiàn)在注視點(diǎn)左邊或右邊10°的位置上; 另一種呈現(xiàn)在記憶項(xiàng)內(nèi)部, 目標(biāo)字母(X或N, 1.4°×0.8°)隨機(jī)呈現(xiàn)在由黑點(diǎn)組成的半徑為2°的小圓環(huán)上, 干擾字母(N或X, 1.8°×0.8°)呈現(xiàn)在注視點(diǎn)左邊或右邊3°的位置上。

圖1 CIELAB顏色空間(Zhang & Luck, 2008)

2.1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)采用視覺(jué)工作記憶負(fù)載類型3(基線、高精度負(fù)載、高容量負(fù)載) × 注意選擇任務(wù)呈現(xiàn)位置2(記憶項(xiàng)的外周、記憶項(xiàng)的內(nèi)部)二因素混合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì), 其中, 注意選擇任務(wù)呈現(xiàn)位置為被試間因素, 分為兩種條件：Flanker任務(wù)呈現(xiàn)在視覺(jué)工作記憶記憶項(xiàng)的外周或內(nèi)部。視覺(jué)工作記憶負(fù)載類型為被試內(nèi)因素, 分為三種條件：在基線條件下, 記憶項(xiàng)為2個(gè)彩色方塊, 檢測(cè)項(xiàng)相對(duì)于記憶項(xiàng)的顏色變化幅度大(顏色空間上有96°的差異); 在視覺(jué)工作記憶高精度負(fù)載條件下, 記憶項(xiàng)為2個(gè)彩色方塊, 檢測(cè)項(xiàng)相對(duì)于記憶項(xiàng)的顏色變化幅度小(顏色空間上有24°的差異); 在視覺(jué)工作記憶高容量負(fù)載條件下, 記憶項(xiàng)為4個(gè)彩色方塊, 檢測(cè)項(xiàng)相對(duì)于記憶項(xiàng)的顏色變化幅度大(顏色空間上有96°的差異)。記錄完成Flanker任務(wù)的反應(yīng)時(shí)和視覺(jué)工作記憶任務(wù)的正確率。

2.1.4 實(shí)驗(yàn)程序

被試坐在距離計(jì)算機(jī)屏幕約57 cm的位置。實(shí)驗(yàn)程序如圖2所示, 屏幕上先呈現(xiàn)注視點(diǎn)“+” 1000 ms, 提醒被試實(shí)驗(yàn)開(kāi)始, 然后同時(shí)呈現(xiàn)視覺(jué)工作記憶記憶項(xiàng)和Flanker任務(wù)200 ms, Flanker任務(wù)位于記憶項(xiàng)的外周或內(nèi)部, 要求被試記住呈現(xiàn)的色塊的顏色, 并從由黑點(diǎn)組成的圓環(huán)上搜索目標(biāo)字母。然后呈現(xiàn)“?”2000 ms, 要求被試判斷位于圓環(huán)上的目標(biāo)字母, 若為“X”則按“0”鍵, 若為“N”則按“2”鍵; 隨后呈現(xiàn)注視點(diǎn)“+”1850 ms, 最后呈現(xiàn)視覺(jué)工作記憶的檢測(cè)項(xiàng)。檢測(cè)項(xiàng)為1個(gè)彩色方塊, 隨機(jī)呈現(xiàn)在記憶項(xiàng)的任一位置。50%的試次中檢測(cè)項(xiàng)顏色不發(fā)生變化, 另外50%的檢測(cè)項(xiàng)顏色發(fā)生變化。若檢測(cè)項(xiàng)與記憶項(xiàng)顏色和位置相同, 則按“A”鍵, 反之則按“S”鍵。實(shí)驗(yàn)分為3個(gè)Block, 分別是基線條件、高精度負(fù)載條件和高容量負(fù)載條件, 各Block間的順序進(jìn)行拉丁方平衡, 每個(gè)Block包括12個(gè)練習(xí)試次和72個(gè)正式實(shí)驗(yàn)試次。每完成一個(gè)Block休息5分鐘, 完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)約需60分鐘。

圖2 實(shí)驗(yàn)1單一試次流程圖, 其中, 第一行為Flanker任務(wù)呈現(xiàn)于記憶項(xiàng)外周時(shí), 視覺(jué)工作記憶負(fù)載為基線條件的流程圖; 第二行為Flanker任務(wù)呈現(xiàn)于記憶項(xiàng)內(nèi)部時(shí), 視覺(jué)工作記憶負(fù)載為高精度條件的流程圖; 第三行為Flanker任務(wù)呈現(xiàn)于記憶項(xiàng)內(nèi)部時(shí), 視覺(jué)工作記憶負(fù)載為高容量條件的流程圖。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 視覺(jué)工作記憶任務(wù)的正確率

不同條件下完成視覺(jué)工作記憶任務(wù)的正確率見(jiàn)表1。對(duì)視覺(jué)工作記憶任務(wù)的正確率進(jìn)行Flanker任務(wù)呈現(xiàn)位置和負(fù)載類型二因素重復(fù)測(cè)量后一因素的方差分析, 結(jié)果顯示, 視覺(jué)工作記憶負(fù)載類型的主效應(yīng)顯著,(2, 68) = 93.17,< 0.001, η= 0.73 > 0.14 [η是反映實(shí)驗(yàn)中自變量和因變量關(guān)聯(lián)程度的指標(biāo), η越大, 說(shuō)明自變量對(duì)因變量的影響越大。根據(jù)Cohen (1992)提出的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行換算可知, 0.01 < η< 0.06, 效應(yīng)量較小; 0.06 <η< 0.14, 效應(yīng)量為中等; η> 0.14, 效應(yīng)量較大]。基線條件下視覺(jué)工作記憶任務(wù)正確率(= 0.86, 95%CI [0.83, 0.89])高于高精度條件(= 0.71, 95%CI [0.68, 0.74])和高容量條件(= 0.68, 95%CI [0.65, 0.71]),s < 0.001, 高精度條件下視覺(jué)工作記憶任務(wù)正確率高于高容量條件,= 0.034。其他效應(yīng)均不顯著。

2.2.2 Flanker任務(wù)的反應(yīng)時(shí)

僅對(duì)視覺(jué)工作記憶任務(wù)和Flanker任務(wù)反應(yīng)正確試次的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。不同條件下, Flanker任務(wù)的反應(yīng)時(shí)見(jiàn)表2, 對(duì)Flanker任務(wù)反應(yīng)時(shí)進(jìn)行Flanker任務(wù)呈現(xiàn)位置、一致性和視覺(jué)工作記憶負(fù)載類型三因素重復(fù)測(cè)量后兩個(gè)因素的方差分析, 結(jié)果顯示, 一致性和視覺(jué)工作記憶負(fù)載類型交互作用顯著,(2, 68) = 4.77,= 0.012, η= 0.12, 0.06 < η< 0.14, 其他效應(yīng)均不顯著。

為進(jìn)一步分析工作記憶負(fù)載類型對(duì)注意選擇任務(wù)的影響, 主要分析Flanker任務(wù)的干擾效應(yīng), 用目標(biāo)字母與干擾字母不一致條件下對(duì)目標(biāo)字母的反應(yīng)時(shí)減去一致條件下目標(biāo)字母的反應(yīng)時(shí), 作為干擾效應(yīng)的指標(biāo)(Konstantinou et al., 2014; Zhang & Luck, 2015)。不同條件下的干擾效應(yīng)見(jiàn)表2。事后比較發(fā)現(xiàn), 基線條件的干擾效應(yīng)(= 191.83, 95%CI [155.44, 228.23]) (單位：ms, 下同) 高于高精度條件(= 144.72, 95%CI [101.65, 187.80])和高容量條件(= 144.89, 95%CI [101.52, 188.26]),= 0.015,= 0.007; 而高精度條件和高容量條件的干擾效應(yīng)無(wú)差異,= 0.99。

表1 實(shí)驗(yàn)1不同條件下視覺(jué)工作記憶任務(wù)的正確率(M ± 95%CI)

表2 實(shí)驗(yàn)1各條件下Flanker任務(wù)的反應(yīng)時(shí)(M ± 95%CI,單位：ms)

2.3 討論

視覺(jué)工作記憶正確率的結(jié)果顯示, 高精度負(fù)載和高容量負(fù)載條件下的正確率均低于基線, 這表明我們對(duì)視覺(jué)工作記憶負(fù)載類型的操縱是有效的, 與基線條件相比, 高精度負(fù)載和高容量負(fù)載均消耗更多認(rèn)知資源, 不利于視覺(jué)工作記憶的保持。

Flanker任務(wù)的干擾效應(yīng)的結(jié)果發(fā)現(xiàn), 視覺(jué)工作記憶的記憶項(xiàng)和Flanker任務(wù)同時(shí)呈現(xiàn)時(shí), Flanker任務(wù)在視覺(jué)工作記憶任務(wù)的內(nèi)部和外周呈現(xiàn), 高精度負(fù)載和高容量負(fù)載下的干擾效應(yīng)都小于基線條件, 這與Konstantinou等人(2014)對(duì)視覺(jué)工作記憶容量負(fù)載的研究結(jié)果一致。當(dāng)視覺(jué)工作記憶的記憶項(xiàng)和Flanker任務(wù)同時(shí)呈現(xiàn), 視覺(jué)工作記憶和注意選擇任務(wù)主要處于編碼加工階段, 不管負(fù)載的類型(精度負(fù)載/容量負(fù)載)和呈現(xiàn)的位置是否變化, 只要增加視覺(jué)工作記憶負(fù)載, 都會(huì)降低干擾效應(yīng)。這說(shuō)明, 當(dāng)記憶項(xiàng)和注意選擇任務(wù)同時(shí)呈現(xiàn)時(shí), 視覺(jué)工作記憶負(fù)載對(duì)注意選擇任務(wù)的作用不受注意選擇任務(wù)位置變化的影響, 高精度負(fù)載和高容量負(fù)載都增加了知覺(jué)負(fù)載, 干擾效應(yīng)減小。那么, 當(dāng)記憶項(xiàng)和注意選擇任務(wù)繼時(shí)呈現(xiàn)時(shí), 即將注意選擇任務(wù)置于視覺(jué)工作記憶的保持階段, 視覺(jué)工作記憶負(fù)載對(duì)注意選擇任務(wù)的作用是否受注意選擇任務(wù)呈現(xiàn)位置的影響？實(shí)驗(yàn)2對(duì)此進(jìn)行探討。

3 實(shí)驗(yàn)2：記憶項(xiàng)和注意選擇任務(wù)相繼呈現(xiàn)時(shí), 視覺(jué)工作記憶負(fù)載類型和注意選擇任務(wù)呈現(xiàn)位置對(duì)注意選擇的影響

在實(shí)驗(yàn)1的基礎(chǔ)上, 將記憶項(xiàng)和Flanker任務(wù)改為相繼呈現(xiàn), 變化注意選擇任務(wù)相對(duì)于記憶項(xiàng)的呈現(xiàn)位置, 探討視覺(jué)工作記憶的容量負(fù)載和精度負(fù)載對(duì)注意選擇的影響。

3.1 方法

3.1.1 被試

選取某大學(xué)36名在校大學(xué)生, 其中18名男生, 年齡19.40 ± 2.10歲。所有被試視力或矯正視力正常, 無(wú)色盲或色弱情況, 無(wú)精神疾病史, 均未參加過(guò)類似的實(shí)驗(yàn), 實(shí)驗(yàn)后給予報(bào)酬。

3.1.2 儀器和材料

儀器和材料同實(shí)驗(yàn)1。

3.1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)同實(shí)驗(yàn)1。

3.1.4 實(shí)驗(yàn)程序

在實(shí)驗(yàn)2中, 記憶項(xiàng)和Flanker任務(wù)相繼呈現(xiàn), 即先呈現(xiàn)記憶項(xiàng)200 ms, 再相繼呈現(xiàn)注視點(diǎn)“+”1850 ms, Flanker任務(wù)150 ms, 其他實(shí)驗(yàn)程序同實(shí)驗(yàn)1。單一試次流程圖見(jiàn)圖3。

3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.2.1 視覺(jué)工作記憶任務(wù)的正確率

不同條件下完成視覺(jué)工作記憶任務(wù)的正確率見(jiàn)表3。對(duì)視覺(jué)工作記憶任務(wù)的正確率進(jìn)行Flanker任務(wù)呈現(xiàn)位置和負(fù)載類型二因素重復(fù)測(cè)量后一因素的方差分析, 結(jié)果顯示, 視覺(jué)工作記憶負(fù)載類型的主效應(yīng)顯著,(2, 68) = 63.19,< 0.001, η= 0.65 > 0.14?；€條件下視覺(jué)工作記憶任務(wù)正確率(= 0.87, 95%CI [0.84, 0.90])高于高精度條件(= 0.70, 95%CI [0.68, 0.73])和高容量條件(= 0.70, 95%CI [0.66, 0.74]),s < 0.001, 高精度條件和高容量條件下的視覺(jué)工作記憶任務(wù)正確率沒(méi)有顯著差異,= 0.90。其他效應(yīng)均不顯著。

3.2.2 Flanker任務(wù)的反應(yīng)時(shí)

只對(duì)視覺(jué)工作記憶任務(wù)和Flanker任務(wù)反應(yīng)正確試次的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。不同條件下, Flanker任務(wù)的反應(yīng)時(shí)見(jiàn)表4, 對(duì)Flanker任務(wù)反應(yīng)時(shí)進(jìn)行Flanker任務(wù)呈現(xiàn)位置、一致性和視覺(jué)工作記憶負(fù)載類型三因素重復(fù)測(cè)量后兩個(gè)因素的方差分析, 結(jié)果顯示, 一致性主效應(yīng)顯著,(1, 34) = 42.82,< 0.001, η= 0.56 > 0.14。目標(biāo)和干擾項(xiàng)不一致時(shí)Flanker任務(wù)的反應(yīng)時(shí)(= 894.25, 95%CI [827.23, 961.27])長(zhǎng)于目標(biāo)和干擾項(xiàng)一致下的反應(yīng)時(shí)(= 707.32, 95%CI [653.04, 761.60])。一致性和視覺(jué)工作記憶負(fù)載類型交互作用顯著,(2, 68) = 4.98,= 0.01, η= 0.13, 0.06 <η< 0.14; Flanker任務(wù)呈現(xiàn)位置、一致性和視覺(jué)工作記憶負(fù)載類型三因素交互作用顯著,(2, 68) = 5.07,= 0.009, η= 0.13, 0.06 <η< 0.14。其他效應(yīng)均不顯著。

圖3 實(shí)驗(yàn)2單一試次流程圖, 其中, 第一行為Flanker任務(wù)呈現(xiàn)于記憶項(xiàng)外周時(shí), 視覺(jué)工作記憶負(fù)載為基線條件的流程圖; 第二行為Flanker任務(wù)呈現(xiàn)于記憶項(xiàng)內(nèi)部時(shí), 視覺(jué)工作記憶負(fù)載為高精度條件的流程圖; 第三行為Flanker任務(wù)呈現(xiàn)于記憶項(xiàng)外周時(shí), 視覺(jué)工作記憶負(fù)載為高容量條件的流程圖。

表3 實(shí)驗(yàn)2不同條件下視覺(jué)工作記憶任務(wù)的正確率(M ± 95%CI)

表4 實(shí)驗(yàn)2各條件下Flanker任務(wù)的反應(yīng)時(shí)(M ± 95%CI, 單位：ms)

為進(jìn)一步分析工作記憶負(fù)載類型對(duì)注意選擇任務(wù)的影響, 計(jì)算Flanker任務(wù)的干擾效應(yīng), 不同條件下的干擾效應(yīng)見(jiàn)圖4。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn), 在記憶項(xiàng)內(nèi)部呈現(xiàn)Flanker任務(wù)條件時(shí), 不同負(fù)載類型的干擾效應(yīng)差異顯著,(2, 68) = 6.78,= 0.002, 基線條件的干擾效應(yīng)高于高精度條件,= 0.023, 高容量條件的干擾效應(yīng)高于基線條件(= 0.045)和高精度條件(= 0.002); 在記憶項(xiàng)外周呈現(xiàn)Flanker任務(wù)條件下, 不同負(fù)載類型的干擾效應(yīng)差異顯著,(2, 68) = 3.27,= 0.044, 基線條件的干擾效應(yīng)顯著高于高精度條件和高容量條件,= 0.06,p= 0.046, 高精度條件和高容量條件的干擾效應(yīng)無(wú)差異,= 0.82。

圖4 實(shí)驗(yàn)2各條件下的干擾效應(yīng)(豎線表示95%置信區(qū)間, *p < 0.05)

3.3 討論

視覺(jué)工作記憶正確率的結(jié)果顯示, 高精度負(fù)載和高容量負(fù)載的正確率均低于基線條件, 這與實(shí)驗(yàn)1結(jié)果一致。完成Flanker任務(wù)干擾效應(yīng)的結(jié)果顯示, 在視覺(jué)工作記憶的記憶項(xiàng)之后呈現(xiàn)Flanker任務(wù), 當(dāng)Flanker任務(wù)呈現(xiàn)在視覺(jué)工作記憶任務(wù)的外周時(shí), 高精度負(fù)載和高容量負(fù)載條件下的干擾效應(yīng)都小于基線, 這與Konstantinou等人(2014)操縱容量負(fù)載的研究發(fā)現(xiàn)一致。然而, 當(dāng)Flanker任務(wù)呈現(xiàn)在視覺(jué)工作記憶任務(wù)的內(nèi)部時(shí), 視覺(jué)工作記憶的精度負(fù)載和容量負(fù)載卻對(duì)保持階段的注意選擇任務(wù)產(chǎn)生不同的影響, 高精度負(fù)載條件下的干擾效應(yīng)小于基線, 而高容量負(fù)載條件下的干擾效應(yīng)大于基線。為什么注意選擇任務(wù)呈現(xiàn)在視覺(jué)工作記憶任務(wù)的內(nèi)部時(shí), 視覺(jué)工作記憶負(fù)載類型會(huì)對(duì)保持階段的注意選擇產(chǎn)生不同的作用？這可能與保持階段不同類型負(fù)載下注意范圍的變化有關(guān), 為此, 我們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)3, 采用Navon任務(wù)操縱注意變化范圍, 將注意選擇任務(wù)置于視覺(jué)工作記憶項(xiàng)內(nèi)部, 考察視覺(jué)工作記憶負(fù)載類型和注意范圍的變化對(duì)保持階段注意選擇的影響。

4 實(shí)驗(yàn)3：記憶項(xiàng)和注意選擇任務(wù)相繼呈現(xiàn)時(shí), 視覺(jué)工作記憶負(fù)載類型和注意范圍的變化對(duì)注意選擇的影響

在實(shí)驗(yàn)2的基礎(chǔ)上, 將Navon任務(wù)呈現(xiàn)于記憶項(xiàng)內(nèi)部, 探討在注意范圍的變化時(shí)視覺(jué)工作記憶負(fù)載類型對(duì)注意選擇的影響。

4.1 方法

4.1.1 被試

選取某大學(xué)36名在校大學(xué)生, 其中15名男生, 年齡19.70 ± 1.70歲。所有被試視力或矯正視力正常, 無(wú)色盲或色弱情況, 無(wú)精神疾病史, 均未參加過(guò)類似的實(shí)驗(yàn), 實(shí)驗(yàn)后給予報(bào)酬。

4.1.2 儀器和材料

儀器和視覺(jué)工作記憶任務(wù)材料同實(shí)驗(yàn)1。

Navon任務(wù)的材料是由小字母S或H (0.7°× 0.6°)組成的復(fù)合大字母S或H (5°×2.5°)。大小字母的組合方式有兩種：大小字母一致, 如大小字母都是S, 或者大小字母都是H; 大小字母不一致, 如大字母是S小字母是H, 或者大字母是H小字母是S。Navon刺激呈現(xiàn)于視覺(jué)工作記憶記憶項(xiàng)的內(nèi)部, 即以注視點(diǎn)為中心、半徑為6°的圓內(nèi)。

4.1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用視覺(jué)工作記憶負(fù)載類型3(基線、高精度負(fù)載、高容量負(fù)載) × Navon任務(wù)注意指向2(整體、局部)二因素混合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì), 其中, Navon任務(wù)注意指向?yàn)楸辉囬g因素, 分為兩種條件：注意整體是指對(duì)Navon任務(wù)的大字母進(jìn)行識(shí)別, 該條件下對(duì)大字母反應(yīng)的試次數(shù)量與對(duì)小字母反應(yīng)的試次數(shù)量之比為4:1; 注意局部是指對(duì)Navon任務(wù)的小字母進(jìn)行識(shí)別, 該條件下對(duì)小字母反應(yīng)的試次數(shù)量與對(duì)大字母反應(yīng)的試次數(shù)量比為4:1 (Ahmed & de Fockert, 2012)。視覺(jué)工作記憶負(fù)載類型同實(shí)驗(yàn)1。記錄視覺(jué)工作記憶任務(wù)的正確率和Navon任務(wù)的反應(yīng)時(shí)。

4.1.4 實(shí)驗(yàn)程序

實(shí)驗(yàn)程序如圖5所示, 屏幕上先呈現(xiàn)注視點(diǎn)“+”1000 ms, 然后呈現(xiàn)記憶項(xiàng)200 ms, 然后呈現(xiàn)注視點(diǎn)“+”350 ms, 文字提示(“大字母”或“小字母”) 1500 ms, 提示被試需要注意接下來(lái)任務(wù)中的字母水平。然后, 呈現(xiàn)注視點(diǎn)“+”350 ms和Navon刺激1850 ms, 要求被試根據(jù)文字提示判斷字母并做相應(yīng)按鍵, 若字母是“S”則按“S”鍵, 若是“H”則按“H”鍵。最后, 呈現(xiàn)視覺(jué)工作記憶的檢測(cè)項(xiàng), 檢測(cè)項(xiàng)為1個(gè)彩色方塊, 隨機(jī)呈現(xiàn)在記憶項(xiàng)的任一位置。50%的試次中檢測(cè)項(xiàng)顏色不發(fā)生變化, 另外50%的檢測(cè)項(xiàng)顏色發(fā)生變化。若檢測(cè)項(xiàng)與記憶項(xiàng)顏色和位置相同, 則按“A”鍵, 反之則按“S”鍵。實(shí)驗(yàn)分為3個(gè)Block, 分別是基線條件、高精度負(fù)載條件和高容量負(fù)載條件, 各Block間的順序進(jìn)行拉丁方平衡, 每個(gè)Block包括12個(gè)練習(xí)試次和72個(gè)正式實(shí)驗(yàn)試次。每完成一個(gè)Block休息5分鐘, 完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)約需60分鐘。

4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

4.2.1 視覺(jué)工作記憶任務(wù)的正確率

不同條件下完成視覺(jué)工作記憶任務(wù)的正確率見(jiàn)表5。對(duì)視覺(jué)工作記憶任務(wù)的正確率進(jìn)行Navon任務(wù)注意指向和視覺(jué)工作記憶負(fù)載類型二因素重復(fù)測(cè)量后一因素的方差分析, 結(jié)果顯示, 視覺(jué)工作記憶負(fù)載類型的主效應(yīng)顯著,(2, 68) = 142.81,< 0.001, η= 0.81 > 0.14?；€條件下視覺(jué)工作記憶任務(wù)正確率(= 0.87, 95%CI [0.84, 0.88])高于高精度負(fù)載(= 0.69, 95%CI [0.66, 0.71])和高容量負(fù)載(= 0.66, 95%CI [0.63, 0.69]),s < 0.001, 高精度負(fù)載和高容量負(fù)載下的視覺(jué)工作記憶任務(wù)正確率差異邊緣顯著,= 0.08。其他效應(yīng)均不顯著。

圖5 實(shí)驗(yàn)3基線條件下實(shí)驗(yàn)流程圖(提示被試注意Navon刺激的大字母, 圖中大字母為H, 小字母為S)

表5 實(shí)驗(yàn)3不同條件下視覺(jué)工作記憶任務(wù)的正確率(M ± 95%CI)

4.2.2 Navon任務(wù)的反應(yīng)時(shí)

只對(duì)視覺(jué)工作記憶任務(wù)和Navon任務(wù)反應(yīng)正確試次的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析, 不同條件下Navon任務(wù)的反應(yīng)時(shí)見(jiàn)表6。對(duì)Navon任務(wù)反應(yīng)時(shí)進(jìn)行Navon任務(wù)注意指向、一致性和視覺(jué)工作記憶負(fù)載類型三因素重復(fù)測(cè)量后兩個(gè)因素的方差分析, 結(jié)果顯示, 一致性主效應(yīng)顯著,(1, 34) = 52.09,< 0.001, η= 0.61 > 0.14。目標(biāo)和干擾項(xiàng)不一致時(shí)Navon任務(wù)的反應(yīng)時(shí)(= 944.47, 95%CI [892.22, 996.73])長(zhǎng)于目標(biāo)和干擾項(xiàng)一致下的反應(yīng)時(shí)(= 871.64, 95%CI [824.40, 918.87])。Navon任務(wù)注意指向和視覺(jué)工作記憶負(fù)載類型交互作用顯著,(2, 68) = 10.36,< 0.001, η= 0.23 > 0.14; Navon任務(wù)注意指向、一致性和視覺(jué)工作記憶負(fù)載類型三因素交互作用顯著,(2, 68) = 19.72,< 0.001, η= 0.37 > 0.14。其他效應(yīng)均不顯著。

表6 實(shí)驗(yàn)3各條件下Flanker任務(wù)的反應(yīng)時(shí)(M ± 95%CI, 單位：ms)

為進(jìn)一步分析工作記憶負(fù)載類型對(duì)注意選擇任務(wù)的影響, 主要分析Navon任務(wù)的干擾效應(yīng), 用Navon任務(wù)中大字母和小字母不一致條件下對(duì)目標(biāo)字母的反應(yīng)時(shí)減去大字母和小字母一致條件下對(duì)目標(biāo)字母的反應(yīng)時(shí), 作為Navon任務(wù)干擾效應(yīng)的指標(biāo)(見(jiàn)圖6), 它反映了干擾字母對(duì)目標(biāo)字母的干擾大小(Ahmed & de Fockert, 2012)。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn), 在基線條件下, 注意局部和注意整體條件下Navon任務(wù)的干擾效應(yīng)沒(méi)有顯著差異,(1, 34) < 1,= 0.93; 在高精度負(fù)載條件下, 注意局部條件下Navon任務(wù)的干擾效應(yīng)小于注意整體,(1, 34) = 10.89,= 0.002; 在高容量負(fù)載條件下, 注意局部條件Navon任務(wù)的干擾效應(yīng)大于注意整體,(1, 34) = 9.11,= 0.005。

圖6 實(shí)驗(yàn)3各條件下的干擾效應(yīng)(豎線表示95%置信區(qū)間, **p < 0.01)

4.3 討論

視覺(jué)工作記憶正確率的結(jié)果顯示, 高精度負(fù)載和高容量負(fù)載的正確率均低于基線條件, 這與實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)2結(jié)果一致。完成Navon任務(wù)的干擾效應(yīng)結(jié)果表明, 在視覺(jué)工作記憶高精度負(fù)載條件下, 注意整體條件下Navon任務(wù)的干擾效應(yīng)大于注意局部; 而在視覺(jué)工作記憶高容量負(fù)載條件下, 注意局部條件下的Navon任務(wù)的干擾效應(yīng)大于注意整體。這可能是由于視覺(jué)工作記憶高精度負(fù)載窄化注意范圍, 與注意指向局部的Navon任務(wù)加工的注意指向一致, 與注意指向整體的Navon任務(wù)加工的注意指向不一致; 而視覺(jué)工作記憶高容量負(fù)載拓展注意范圍, 與注意指向整體的Navon任務(wù)加工的注意指向一致, 與注意指向局部的Navon任務(wù)加工的注意指向不一致, 因此, 造成不同類型的視覺(jué)工作記憶負(fù)載對(duì)Navon注意選擇任務(wù)產(chǎn)生不同影響。注意范圍變化可能造成了干擾項(xiàng)進(jìn)入知覺(jué)加工的程度不同, 從而使得Flanker任務(wù)與視覺(jué)工作記憶任務(wù)消耗的認(rèn)知控制資源的重疊性不同。當(dāng)Flanker任務(wù)在記憶項(xiàng)內(nèi)部呈現(xiàn)時(shí), 完成Flanker任務(wù)需要被試調(diào)用認(rèn)知控制資源, 抑制干擾項(xiàng), 完成目標(biāo)任務(wù)。那么不同視覺(jué)工作記憶負(fù)載下, 占用認(rèn)知控制資源的不同是否是造成保持階段不同視覺(jué)工作記憶負(fù)載對(duì)注意選擇產(chǎn)生不同影響的原因？在實(shí)驗(yàn)4中采用ERP技術(shù)對(duì)此做進(jìn)一步探討。

5 實(shí)驗(yàn)4：記憶項(xiàng)和注意選擇任務(wù)相繼呈現(xiàn)時(shí), 視覺(jué)工作記憶負(fù)載類型影響注意選擇的ERP研究

采用ERP技術(shù), 以反映在沖突解決條件下認(rèn)知控制資源投入情況的N2成分為指標(biāo)(Heil et al., 2000; Kopp et al., 1996), 將Flanker任務(wù)呈現(xiàn)在記憶項(xiàng)內(nèi)部, 記憶項(xiàng)和Flanker任務(wù)相繼呈現(xiàn)時(shí), 探討視覺(jué)工作記憶精度負(fù)載和容量負(fù)載影響注意選擇的機(jī)制。

5.1 方法

5.1.1 被試

選取某大學(xué)18名在校大學(xué)生, 所有被試視力或矯正視力正常, 無(wú)色盲或色弱情況, 被試均為右利手, 無(wú)腦部損傷和精神疾病史, 均未參加過(guò)類似的實(shí)驗(yàn), 實(shí)驗(yàn)后給予報(bào)酬。實(shí)驗(yàn)分析中4名被試因數(shù)據(jù)不完整、眨眼過(guò)多等問(wèn)題被排除, 最終剩余被試14名, 其中男生6名, 年齡20.85 ± 1.80歲。根據(jù)Qi等人(2014)年研究中高容量負(fù)載和低容量負(fù)載下N2干擾效應(yīng)的效果量(Cohen’s= 1.11), 采用G*Power 3.1軟件, 設(shè)置Power為95%, α水平為0.05, 計(jì)算樣本量為11。

5.1.2 儀器和材料

儀器和視覺(jué)工作記憶任務(wù)材料同實(shí)驗(yàn)2。

5.1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用視覺(jué)工作記憶負(fù)載類型3 (基線條件、高精度負(fù)載、高容量負(fù)載)單因素被試內(nèi)設(shè)計(jì), 記錄Flanker任務(wù)的反應(yīng)時(shí)、視覺(jué)工作記憶任務(wù)的正確率和完成兩任務(wù)時(shí)的腦電。

5.1.4 實(shí)驗(yàn)程序

實(shí)驗(yàn)在隔音、有電磁屏蔽的暗室中進(jìn)行, 實(shí)驗(yàn)程序如圖7所示, 先呈現(xiàn)注視點(diǎn)“+”500 ms, 提醒被試實(shí)驗(yàn)開(kāi)始, 注視點(diǎn)消失后空屏600~700 ms。隨后呈現(xiàn)記憶項(xiàng)200 ms, 要求被試記憶呈現(xiàn)方塊的顏色, 再空屏1850 ms, 呈現(xiàn)Flanker任務(wù)500 ms, 然后呈現(xiàn)“?”1500 ms, 要求被試判斷位于圓環(huán)上的目標(biāo)字母, 若為“X”則按“0”鍵, 若為“N”則按“2”鍵。最后, 呈現(xiàn)視覺(jué)工作記憶的檢測(cè)項(xiàng), 判斷此位置上的顏色是否與記憶項(xiàng)中該位置的顏色相同, 若相同則按“A”鍵, 不同則按“S”鍵。實(shí)驗(yàn)分為3個(gè)Block, 分別是基線條件、高精度負(fù)載條件和高容量負(fù)載條件, 各Block間的順序進(jìn)行拉丁方平衡。每個(gè)Block包括12個(gè)練習(xí)試次和144個(gè)正式實(shí)驗(yàn)試次。每完成72個(gè)試次休息5分鐘, 完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)約需120分鐘。

5.2 ERP數(shù)據(jù)采集與分析

腦電數(shù)據(jù)采集使用美國(guó)NeuroScan公司的CURRY 7系統(tǒng), 按國(guó)際10-20系統(tǒng)擴(kuò)展的64導(dǎo)電極帽記錄EEG。以左眼眶額上、下部的兩電極記錄垂直眼電(VEOG), 以兩眼外側(cè)1.5 cm處的兩電極記錄水平眼電(HEOG)。在數(shù)據(jù)記錄時(shí), 所有電極以左側(cè)乳突作為參考, 以右側(cè)乳突處電極為記錄電極, 離線分析時(shí)以雙側(cè)乳突的平均作為參考。所有電極與頭皮間的電阻均降于5 kΩ以下。濾波帶低通為100 Hz, 不設(shè)置高通值, 采用DC采樣, A/D采樣頻率為500 Hz, 進(jìn)行連續(xù)采樣。采用CURRY 7腦電數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)進(jìn)行離線數(shù)據(jù)分析。對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行DC校正, 運(yùn)用偽跡校正正相關(guān)法控制眨眼和眼動(dòng)數(shù)據(jù), 采用低通30 Hz進(jìn)行濾波。以視覺(jué)工作記憶記憶項(xiàng)出現(xiàn)前200 ms的平均波幅作為基線進(jìn)行校正, 剔除振幅在 ± 75 μV以外的試次。在記憶項(xiàng)呈現(xiàn)后2300~2550 ms (即Flanker任務(wù)呈現(xiàn)后250~500 ms)內(nèi), 以每個(gè)被試在不同負(fù)載條件下負(fù)向成分峰值出現(xiàn)的前后20 ms作為N2成分分析的時(shí)間窗口。參照以往的研究(Forster, Carter, Cohen, & Cho, 2011; Qi et al., 2014), 主要分析前額—額中區(qū)的電極點(diǎn)(Fz、FCz、Cz)。

5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

5.3.1 視覺(jué)工作記憶任務(wù)的正確率

對(duì)完成視覺(jué)工作記憶任務(wù)的正確率進(jìn)行重復(fù)測(cè)量方差分析, 結(jié)果顯示, 視覺(jué)工作記憶負(fù)載類型的主效應(yīng)顯著,(2, 26) = 96.00,< 0.001, η= 0.88 > 0.14。基線條件下視覺(jué)工作記憶任務(wù)正確率(= 0.90, 95%CI [0.87, 0.94])高于高精度負(fù)載(= 0.70, 95%CI [0.66, 0.74])和高容量負(fù)載(= 0.73, 95%CI [0.68, 0.78]),s < 0.001, 高精度和高容量負(fù)載條件下的視覺(jué)工作記憶任務(wù)正確率差異邊緣顯著,= 0.08。

圖7 實(shí)驗(yàn)4單一試次流程圖(在基線條件下, Flanker任務(wù)的目標(biāo)字母為N, 視覺(jué)工作記憶任務(wù)的檢測(cè)項(xiàng)和記憶項(xiàng)不一致)

5.3.2 Flanker任務(wù)的反應(yīng)時(shí)

只對(duì)視覺(jué)工作記憶任務(wù)和Flanker任務(wù)反應(yīng)正確試次的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。不同條件下, Flanker任務(wù)的反應(yīng)時(shí)見(jiàn)表7, 對(duì)Flanker任務(wù)反應(yīng)時(shí)進(jìn)行Flanker任務(wù)一致性和視覺(jué)工作記憶負(fù)載類型二因素重復(fù)測(cè)量的方差分析, 結(jié)果顯示, 一致性主效應(yīng)顯著,(1, 13) = 53.37,< 0.001, η= 0.80 > 0.14。目標(biāo)和干擾項(xiàng)不一致時(shí)Flanker任務(wù)的反應(yīng)時(shí)(= 712.14, 95%CI [594.17, 830.10])長(zhǎng)于目標(biāo)和干擾項(xiàng)一致下的反應(yīng)時(shí)(= 487.13, 95%CI [410.99, 563.27])。一致性和視覺(jué)工作記憶負(fù)載類型交互作用顯著,(2, 26) = 14.37,< 0.001, η= 0.53 > 0.14。對(duì)Flanker任務(wù)干擾效應(yīng)進(jìn)行事后檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn), 高容量負(fù)載條件的干擾效應(yīng)顯著高于基線條件,= 0.028; 基線條件的干擾效應(yīng)顯著高于高精度條件,= 0.014。

表7 實(shí)驗(yàn)4各條件下Flanker任務(wù)的反應(yīng)時(shí)(± 95%CI, 單位：ms)

5.3.3 ERP結(jié)果

選取Fz、FCz、Cz共3個(gè)電極點(diǎn), 將14名被試的腦電數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加分析。Fz、FCz、Cz點(diǎn)的ERPs平均波形圖見(jiàn)圖8, 各條件下的N2波形的平均波幅值見(jiàn)圖9。對(duì)2300~2550 ms時(shí)間窗口的平均波幅進(jìn)行視覺(jué)工作記憶負(fù)載類型3×Flanker任務(wù)一致性2二因素重復(fù)測(cè)量的方差分析, 發(fā)現(xiàn)視覺(jué)工作記憶負(fù)載類型主效應(yīng)顯著,(2, 26) = 7.71,= 0.002, η= 0.37 > 0.14, 容量條件下誘發(fā)的N2波幅(= 1.68, 95%CI [?2.164, 5.2])小于基線條件(= ?0.142, 95%CI [?3.84, 3.55]),= 0.073, 以及精度條件(= ?2.68, 95%CI [?7.08, 1.71]),= 0.008, 基線條件N2波幅小于精度條件,= 0.021。兩因素交互作用顯著,(2, 26) = 3.62,= 0.041, η= 0.22 > 0.14。簡(jiǎn)單效應(yīng)分析發(fā)現(xiàn)：一致條件下, 三種負(fù)載類型的N2波幅無(wú)差異,(2, 26) = 2.51,= 0.12; 不一致條件下, 三種負(fù)載類型的N2波幅差異顯著,(2, 26) = 10.06,= 0.001。精度條件誘發(fā)的N2波幅顯著大于基線條件,= 0.036; 容量條件下誘發(fā)的N2波幅顯著小于基線條件,= 0.039。

圖8 實(shí)驗(yàn)4各條件下Fz、FCz、Cz點(diǎn)的N2成分總平均波形圖

圖9 實(shí)驗(yàn)4各條件下N2波幅值(豎線表示95%置信區(qū)間, *p < 0.05)

5.4 討論

行為結(jié)果表明, 視覺(jué)工作記憶任務(wù)正確率在基線條件下高于高精度負(fù)載和高容量負(fù)載, 與實(shí)驗(yàn)1、2、3的結(jié)果一致; Flanker任務(wù)干擾效應(yīng)在高容量負(fù)載條件下顯著高于基線, 而高精度負(fù)載條件下顯著小于基線, 與實(shí)驗(yàn)2結(jié)果一致。腦電結(jié)果表明, 在不一致條件下, 高精度負(fù)載條件誘發(fā)的N2波幅顯著大于基線, 高容量負(fù)載條件下誘發(fā)的N2波幅顯著小于基線。已有研究表明, N2波幅反映投入沖突覺(jué)察和解決的注意資源多少(Kanske & Kotz, 2010), 這說(shuō)明, 相比于基線條件, 視覺(jué)工作記憶高精度負(fù)載條件下投入沖突覺(jué)察和解決的注意資源較多, 而高容量負(fù)載條件下投入沖突覺(jué)察和解決的注意資源較少。

6 總討論

本研究主要探討視覺(jué)工作記憶負(fù)載類型對(duì)注意選擇的影響, 共設(shè)計(jì)4個(gè)實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)1探討記憶項(xiàng)和注意選擇任務(wù)同時(shí)呈現(xiàn)時(shí), 視覺(jué)工作記憶負(fù)載類型和注意選擇任務(wù)的呈現(xiàn)位置對(duì)注意選擇的影響; 實(shí)驗(yàn)2探討在記憶項(xiàng)和注意選擇任務(wù)相繼呈現(xiàn)時(shí), 視覺(jué)工作記憶負(fù)載類型和注意選擇任務(wù)的呈現(xiàn)位置對(duì)注意選擇的影響; 實(shí)驗(yàn)3采用Navon任務(wù)操縱注意范圍的變化, 探討視覺(jué)工作記憶負(fù)載類型對(duì)注意選擇的影響; 實(shí)驗(yàn)4采用ERP技術(shù)探討視覺(jué)工作記憶負(fù)載類型對(duì)注意選擇影響的機(jī)制。結(jié)果顯示, 在視覺(jué)工作記憶的編碼階段, 不管Flanker任務(wù)位于視覺(jué)工作記憶任務(wù)的內(nèi)部還是外周, 高精度負(fù)載和高容量負(fù)載條件下的干擾效應(yīng)均小于基線條件; 在視覺(jué)工作記憶的保持階段, 當(dāng)Flanker任務(wù)位于視覺(jué)工作記憶記憶項(xiàng)外周時(shí), 高精度負(fù)載和高容量負(fù)載條件下的干擾效應(yīng)均小于基線條件; 而當(dāng)Flanker任務(wù)在視覺(jué)工作記憶任務(wù)的內(nèi)部呈現(xiàn)時(shí), 高精度負(fù)載條件下的干擾效應(yīng)小于基線條件, 而高容量負(fù)載條件下的干擾效應(yīng)大于基線條件。當(dāng)Navon任務(wù)位于視覺(jué)工作記憶任務(wù)的內(nèi)部時(shí), 在高精度條件下, 注意局部時(shí)的干擾效應(yīng)小于注意整體; 在高容量條件下, 注意局部時(shí)的干擾效應(yīng)大于注意整體。當(dāng)Flanker任務(wù)在視覺(jué)工作記憶記憶項(xiàng)內(nèi)部呈現(xiàn)時(shí), 相比于基線條件, 高精度負(fù)載條件下誘發(fā)的N2波幅更大, 高容量負(fù)載條件下誘發(fā)的N2波幅更小。

6.1 視覺(jué)工作記憶任務(wù)和注意選擇任務(wù)同時(shí)呈現(xiàn)時(shí), 視覺(jué)工作記憶的精度負(fù)載和容量負(fù)載如何影響注意選擇任務(wù)

當(dāng)視覺(jué)工作記憶任務(wù)和Flanker任務(wù)同時(shí)呈現(xiàn)時(shí), 為什么高精度負(fù)載和高容量負(fù)載條件下被試完成Flanker任務(wù)時(shí)的干擾效應(yīng)均小于基線條件？視覺(jué)工作記憶任務(wù)和Flanker任務(wù)同時(shí)呈現(xiàn)時(shí), 兩任務(wù)的加工主要處在編碼階段, 視覺(jué)工作記憶任務(wù)的完成伴隨著視知覺(jué)皮層的激活(Ester, Serences, & Awh, 2009; Harrison & Tong, 2009; Munneke, Heslenfeld, & Theeuwes, 2010; Pasternak & Greenlee, 2005; Serences, Ester, Vogel, & Awh, 2009); 視覺(jué)工作記憶的容量負(fù)載和精度負(fù)載均能增加知覺(jué)負(fù)載(Lavie, Hirst, De Fockert, & Viding, 2004), 高精度負(fù)載通過(guò)增加記憶項(xiàng)目的分辨難度來(lái)增加知覺(jué)負(fù)載, 而高容量負(fù)載則是通過(guò)增加記憶項(xiàng)目數(shù)量來(lái)增加知覺(jué)負(fù)載。知覺(jué)負(fù)載理論認(rèn)為(Lavie, 1995; Lavie & Tsal, 1994), 知覺(jué)資源是有限的, 在未超過(guò)知覺(jué)容量的情況下, 任務(wù)相關(guān)刺激和任務(wù)無(wú)關(guān)刺激都會(huì)得到加工。但是, 當(dāng)任務(wù)相關(guān)刺激負(fù)載足夠高時(shí), 任務(wù)相關(guān)刺激的加工會(huì)消耗有限的知覺(jué)資源, 導(dǎo)致剩余的用于加工干擾項(xiàng)的知覺(jué)資源不足, 致使干擾效應(yīng)降低。在實(shí)驗(yàn)1中, 當(dāng)視覺(jué)工作記憶的記憶項(xiàng)與注意選擇的Flanker任務(wù)同時(shí)呈現(xiàn)時(shí), 被試在對(duì)記憶項(xiàng)進(jìn)行編碼加工的同時(shí), 需要忽略Flanker任務(wù)中的干擾字母并對(duì)目標(biāo)字母進(jìn)行知覺(jué)加工。這時(shí), 視覺(jué)工作記憶任務(wù)和Flanker任務(wù)的加工共享知覺(jué)加工資源, 當(dāng)視覺(jué)工作記憶負(fù)載(精度負(fù)載/容量負(fù)載)增大時(shí), 視覺(jué)工作記憶任務(wù)需要消耗較多的知覺(jué)加工資源, 完成Flanker任務(wù)可用的資源相應(yīng)減少, 剩余的用于加工干擾項(xiàng)的知覺(jué)資源亦會(huì)減少, 導(dǎo)致干擾效應(yīng)降低, 這一結(jié)果與Konstantinou等人(2014)在視覺(jué)工作記憶編碼階段呈現(xiàn)Flanker任務(wù)的研究結(jié)果一致, 支持知覺(jué)負(fù)載理論。實(shí)驗(yàn)1結(jié)果還顯示, 當(dāng)視覺(jué)工作記憶任務(wù)記憶項(xiàng)和Flanker任務(wù)同時(shí)呈現(xiàn)時(shí), 與基線條件相比, Flanker任務(wù)呈現(xiàn)位置的變化并未改變視覺(jué)工作記憶的精度負(fù)載和容量負(fù)載對(duì)注意選擇任務(wù)的影響。然而, 當(dāng)視覺(jué)工作記憶任務(wù)和Flanker任務(wù)相繼呈現(xiàn)時(shí), 為什么Flanker任務(wù)呈現(xiàn)位置的變化改變了視覺(jué)工作記憶的精度負(fù)載和容量負(fù)載對(duì)注意選擇的影響?

6.2 當(dāng)視覺(jué)工作記憶任務(wù)和注意選擇任務(wù)相繼呈現(xiàn)時(shí), 注意范圍和視覺(jué)工作記憶的負(fù)載類型對(duì)注意選擇的影響

當(dāng)視覺(jué)工作記憶的記憶項(xiàng)與注意選擇任務(wù)相繼呈現(xiàn)時(shí), 作為注意選擇任務(wù)的Flanker任務(wù)處于視覺(jué)工作記憶的保持階段。當(dāng)呈現(xiàn)視覺(jué)工作記憶的記憶項(xiàng)時(shí), 被試會(huì)在特定的注視空間內(nèi)進(jìn)行注意, 并對(duì)落入這一注視空間內(nèi)的記憶項(xiàng)進(jìn)行加工和表征; 視覺(jué)工作記憶的記憶項(xiàng)消失后進(jìn)入視覺(jué)工作記憶的保持階段, 由于Flanker任務(wù)位于記憶項(xiàng)的外周, 被試需要將注意轉(zhuǎn)換到記憶項(xiàng)范圍以外的空間上, 并對(duì)落入該注視空間的Flanker任務(wù)進(jìn)行表征。完成上述兩階段任務(wù)需要被試相繼選擇不同的注視空間進(jìn)行注意, 需要基于空間的注意的參與, 并需要注意在注視空間上進(jìn)行轉(zhuǎn)換, 這會(huì)消耗注意資源(Baddeley, 1996; Norman & Shallice, 1986)。所以, 不管是視覺(jué)工作記憶容量負(fù)載還是精度負(fù)載增加時(shí), 與基線條件相比, 記憶項(xiàng)負(fù)載的增加、注意在空間上的轉(zhuǎn)換以及對(duì)注意選擇目標(biāo)的加工均會(huì)消耗注意資源, 沒(méi)有足夠資源用于加工干擾項(xiàng), 從而干擾效應(yīng)降低。這一結(jié)果與Roper和Vecera (2014)、Konstantinou等人(2014)在視覺(jué)工作記憶保持階段記憶項(xiàng)外周呈現(xiàn)干擾項(xiàng)的研究結(jié)果一致, 結(jié)果支持知覺(jué)負(fù)載理論。然而, 當(dāng)Flanker任務(wù)在視覺(jué)工作記憶的保持階段呈現(xiàn)于記憶項(xiàng)內(nèi)部時(shí), 干擾項(xiàng)容易落入注意焦點(diǎn)范圍內(nèi), 自動(dòng)進(jìn)入知覺(jué)加工。從視覺(jué)工作記憶的編碼階段到保持階段, 精度負(fù)載和容量負(fù)載可能對(duì)分布于注視空間的注意資源進(jìn)行再分配, 影響干擾項(xiàng)的加工, 從而對(duì)干擾效應(yīng)產(chǎn)生不同的影響。有研究表明, 注意的空間分布影響注意的選擇, 相比于焦點(diǎn)注意(focused attention), 當(dāng)注意選擇對(duì)分散注意(diffuse attention)需求較高時(shí), 個(gè)體在完成注意選擇任務(wù)的過(guò)程中更容易受到干擾項(xiàng)的影響(Belopolsky & Theeuwes, 2010; Belopolsky, Zwaan, Theeuwes, & Kramer, 2007)。與基線相比, 高精度負(fù)載條件下, 需要被試對(duì)記憶項(xiàng)的細(xì)節(jié)進(jìn)行精細(xì)加工, 從而將注意聚焦于更精細(xì)的空間, 對(duì)注意范圍起到了窄化的作用。窄化的注意資源使保持階段的注意更為聚焦, 有利于Flanker任務(wù)沖突的解決, 干擾效應(yīng)降低; 而高容量負(fù)載條件下, 需要被試記憶更多的項(xiàng)目, 拓寬了注意范圍, 可能使注意分散于較粗糙、廣闊的空間, 拓寬的注意資源較為分散, 難以有效的解決處于保持階段記憶項(xiàng)內(nèi)部的Flanker任務(wù)沖突, 因此, 干擾效應(yīng)增大。我們的研究發(fā)現(xiàn)較好地解釋了Konstantinou等人(2014)與Zhang和Luck (2015)研究結(jié)果的不一致。Konstantinou等人(2014)的研究中, Flanker任務(wù)的干擾項(xiàng)位于記憶項(xiàng)外周, 因得不到足夠的知覺(jué)資源, 干擾效應(yīng)降低; 而在Zhang和Luck (2015)的研究中, Flanker任務(wù)的干擾項(xiàng)位于記憶項(xiàng)內(nèi)部, 當(dāng)視覺(jué)工作記憶容量負(fù)載增加時(shí), 因消耗較多的認(rèn)知控制資源, 對(duì)干擾項(xiàng)的抑制降低, 干擾效應(yīng)增加。

實(shí)驗(yàn)3采用Navon任務(wù)操縱注意范圍的變化(Navon, 1977), 在視覺(jué)工作記憶項(xiàng)呈現(xiàn)后, 再于記憶項(xiàng)的內(nèi)部呈現(xiàn)Navon任務(wù), 進(jìn)一步探討兩類負(fù)載對(duì)注意選擇任務(wù)產(chǎn)生不同影響的原因。結(jié)果顯示, 在高精度負(fù)載條件下, 注意局部時(shí)的干擾效應(yīng)小于注意整體; 在高容量負(fù)載條件下, 注意局部時(shí)的干擾效應(yīng)大于注意整體。在視覺(jué)工作記憶高精度負(fù)載條件下會(huì)窄化注意范圍, 注意指向Navon任務(wù)整體時(shí)會(huì)擴(kuò)大注意范圍, 兩者的注意指向產(chǎn)生沖突, 不利于完成注意選擇任務(wù), 干擾效應(yīng)增大; 而注意指向Navon任務(wù)局部時(shí)會(huì)縮小注意范圍, 兩者的注意指向一致, 有利于完成注意選擇任務(wù), 干擾效應(yīng)減小。在視覺(jué)工作記憶高容量負(fù)載條件下會(huì)擴(kuò)大注意范圍, 注意指向Navon任務(wù)整體時(shí)也會(huì)擴(kuò)大注意范圍, 兩者的注意指向一致, 有利于完成注意選擇任務(wù); 而注意指向Navon任務(wù)局部時(shí)會(huì)縮小注意范圍, 兩者的注意指向產(chǎn)生沖突, 不利于完成注意選擇任務(wù)。這表明, 當(dāng)注意選擇任務(wù)處于視覺(jué)工作記憶保持階段的內(nèi)部時(shí), 視覺(jué)工作記憶和注意選擇任務(wù)在注意空間上變化的一致性可能是造成視覺(jué)工作記憶的精度負(fù)載和容量負(fù)載對(duì)注意選擇產(chǎn)生不同作用的原因。

那么, 注意范圍的變化與不同視覺(jué)工作記憶負(fù)載影響注意選擇任務(wù)的機(jī)制是什么？在實(shí)驗(yàn)4中, 我們采用ERP技術(shù), 對(duì)此加以探討。結(jié)果發(fā)現(xiàn), 在目標(biāo)字母和干擾字母不一致的條件下, 相比于基線條件, 在高精度負(fù)載條件下, 完成Flanker任務(wù)誘發(fā)的N2波幅更大, 干擾效應(yīng)減小; 在高容量負(fù)載條件下, 完成Flanker任務(wù)誘發(fā)的N2波幅更小, 干擾效應(yīng)增大。N2成分與認(rèn)知加工中對(duì)沖突的監(jiān)控和注意控制有關(guān), 反映的是解決沖突時(shí)投入的認(rèn)知控制資源多少, N2波幅越大, 說(shuō)明投入沖突解決的控制資源越多(Heil et al., 2000; Kanske & Kotz, 2010; Kopp et al., 1996; van Veen & Carter, 2002)。高精度工作記憶負(fù)載會(huì)導(dǎo)致注意范圍窄化, 同時(shí), 完成在記憶項(xiàng)內(nèi)部呈現(xiàn)的Flanker任務(wù)也需要縮小注意范圍, 兩者的注意指向一致, 有充足的資源用于對(duì)干擾項(xiàng)進(jìn)行抑制, 因此, N2波幅大于基線; 而高容量工作記憶負(fù)載則使得注意范圍拓寬, 處于記憶項(xiàng)內(nèi)部呈現(xiàn)的Flanker任務(wù)則需要縮小注意范圍, 兩者的注意指向不一致, 使得用于抑制干擾項(xiàng)的認(rèn)知控制資源不足, 因此, N2波幅小于基線。

另有研究發(fā)現(xiàn), 不同類型視覺(jué)工作記憶負(fù)載加工的神經(jīng)機(jī)制不同, 視覺(jué)工作記憶容量信息的存儲(chǔ)與下頂內(nèi)溝的激活有關(guān), 而視覺(jué)工作記憶精度信息的存儲(chǔ)與上頂內(nèi)溝和外側(cè)枕區(qū)的激活有關(guān)(Bettencourt & Xu, 2016; Weber, Peters, Hahn, Bledowski, & Fiebach, 2016; Xu & Chun, 2006)。與視覺(jué)工作記憶容量信息不同, 在保持階段, 視覺(jué)工作記憶精度信息的存儲(chǔ)仍占用視覺(jué)通道, 激活初級(jí)視覺(jué)皮層(Ester, Anderson, Serences, & Awh, 2013), 并且, 精度信息的存儲(chǔ)與頂枕區(qū)的功能聯(lián)系有關(guān)(Weber, Hahn, Hilger, & Fiebach, 2017), 這些腦區(qū)的激活和神經(jīng)聯(lián)系反映了工作記憶過(guò)程的知覺(jué)或注意需求(Mitchell & Cusack, 2008), 說(shuō)明視覺(jué)工作記憶精度信息的加工更多的占用知覺(jué)資源并延續(xù)到保持階段。在高精度負(fù)載條件下, 由于在視覺(jué)工作記憶保持階段, 精度信息的存儲(chǔ)仍占用視覺(jué)通道, 初級(jí)視覺(jué)皮層仍處于激活狀態(tài)(Ester et al., 2013), 當(dāng)Flanker任務(wù)出現(xiàn)時(shí)有利于個(gè)體繼續(xù)投入更多注意資源用于沖突的覺(jué)察和解決, 促進(jìn)了沖突的解決;而在高容量負(fù)載條件下, 由于在視覺(jué)工作記憶保持階段, 容量信息的存儲(chǔ)已完成, 初級(jí)視覺(jué)皮層不再處于激活狀態(tài), 當(dāng)Flanker任務(wù)出現(xiàn)時(shí)個(gè)體需要重新激活初級(jí)視覺(jué)皮層, 并投入資源用于沖突的覺(jué)察和解決, 導(dǎo)致投入的認(rèn)知控制資源減少, 不利于沖突的解決。這表明, 視覺(jué)工作記憶容量負(fù)載和精度負(fù)載在保持階段不同的神經(jīng)活動(dòng)過(guò)程, 導(dǎo)致對(duì)注意選擇任務(wù)投入的認(rèn)知控制資源不同, 造成保持階段的注意選擇任務(wù)的完成效率不同。

7 結(jié)論

在視覺(jué)工作記憶的編碼階段呈現(xiàn)Flanker任務(wù), 視覺(jué)工作記憶容量負(fù)載和精度負(fù)載均降低Flanker任務(wù)的干擾效應(yīng); 在視覺(jué)工作記憶的保持階段呈現(xiàn)Flanker任務(wù), 若Flanker任務(wù)呈現(xiàn)在工作記憶項(xiàng)的外周時(shí), 兩類負(fù)載均降低Flanker任務(wù)的干擾效應(yīng), 支持知覺(jué)負(fù)載理論; 但是, 若Flanker任務(wù)呈現(xiàn)在工作記憶項(xiàng)的內(nèi)部時(shí), 兩類負(fù)載對(duì)Flanker任務(wù)產(chǎn)生相反的效應(yīng), 即容量負(fù)載增加干擾效應(yīng), 精度負(fù)載降低干擾效應(yīng), 潛在的機(jī)制是, 在工作記憶表征過(guò)程中, 兩類負(fù)載不同的神經(jīng)活動(dòng), 導(dǎo)致保持階段投入到注意選擇任務(wù)的認(rèn)知控制資源不同所致。

Ahmed, L., & de Fockert, J. W. (2012). Working memory load can both improve and impair selective attention: Evidence from the Navon paradigm.,,,(7), 1397–1405.

Baddeley, A. (1996). Exploring the central executive.,(1), 5–28.

Baddeley, A. (2012). Working memory: theories, models, and controversies.,, 1–29.

Belopolsky, A. V., & Theeuwes, J. (2010). No capture outside the attentional window.,(23), 2543– 2550.

Belopolsky, A. V., Zwaan, L., Theeuwes, J., & Kramer, A. F. (2007). The size of an attentional window modulates attentional capture by color singletons.,(5), 934–938.

Bettencourt, K. C., & Xu, Y. (2016). Decoding the content of visual short-term memory under distraction in occipital and parietal areas.,(1), 150–157.

Cohen, J. (1992). A power primer.,(1), 155–159.

de Fockert, J. W., Rees, G., Frith, C. D., & Lavie, N. (2001). The role of working memory in visual selective attention.,(5509), 1803–1806.

Ester, E. F., Anderson, D. E., Serences, J. T., & Awh, E. (2013). A neural measure of precision in visual working memory.,(5), 754–761.

Ester, E. F., Serences, J. T., & Awh, E. (2009). Spatially global representations in human primary visual cortex during working memory maintenance.,(48), 15258–15265.

Forster, S. E., Carter, C. S., Cohen, J. D., & Cho, R. Y. (2011). Parametric manipulation of the conflict signal and control-state adaptation.,(4), 923–935.

Gil-Gómez de Lia?o, B., Stablum, F., & Umiltà, C. (2016). Can concurrent memory load reduce distraction? A replication study and beyond.:(1), e1–e12.

Gronau, N., Cohen, A., & Ben-Shakhar, G. (2003). Dissociations of personally significant and task-relevant distractors inside and outside the focus of attention: A combined behavioral and psychophysiological study.:(4), 512–529.

Harrison, S. A., & Tong, F. (2009). Decoding reveals the contents of visual working memory in early visual areas.,, 632–635.

Heil, M., Osman, A., Wiegelmann, J., Rolke, B., & Hennighausen, E. (2000). N200 in the Eriksen-task: Inhibitory executive processes?.,(4), 218–225.

Kanske, P., & Kotz, S. A. (2010). Modulation of early conflict processing: N200 responses to emotional words in a flanker task.,(12), 3661–3664.

Konstantinou, N., Beal, E., King, J-R., & Lavie, N. (2014). Working memory load and distraction: Dissociable effects of visual maintenance and cognitive control.,(7), 1985–1997.

Kopp, B., Rist, F., & Mattler, U. W. E. (1996). N200 in the flanker task as a neurobehavioral tool for investigating executive control.,(3), 282–294.

Lavie, N. (1995). Perceptual load as a necessary condition for selective attention.,(3), 451–468.

Lavie, N. (2005). Distracted and confused?: Selective attention under load.,(2), 75–82.

Lavie, N., & de Fockert, J. W. (2005). The role of working memory in attentional capture.,(4), 669–674.

Lavie, N., Hirst, A., de Fockert, J. W., & Viding, E. (2004). Load theory of selective attention and cognitive control.:,(3), 339–354.

Lavie, N., & Tsal, Y. (1994). Perceptual load as a major determinant of the locus of selection in visual attention.,(2), 183–197.

Luck, S. J., & Vogel, E. K. (2013). Visual working memory capacity: From psychophysics and neurobiology to individual differences.,(8), 391–400.

Ma, W. J., Husain, M., & Bays, P. M. (2014). Changing concepts of working memory.,(3), 347–356.

Mitchell, D. J., & Cusack, R. (2008). Flexible, capacity- limited activity of posterior parietal cortex in perceptual as well as visual short-term memory tasks.,(8), 1788–1798.

Munneke, J., Heslenfeld, D. J., & Theeuwes, J. (2010). Spatial working memory effects in early visual cortex.,(3), 368–377.

Navon, D. (1977). Forest before trees: The precedence of global features in visual perception.,(3), 353–383.

Norman, D.A., & Shallice, T. (1986). Attention to Action. In Davidson, R. J., Schwartz, G. E., Shapiro, D. (Eds),(pp. 1–18). Boston, MA: Springer.

Pasternak, T., & Greenlee, M. W. (2005). Working memory in primate sensory systems.,(2), 97–107.

Qi, S., Zeng, Q., Luo, Y., Duan, H., Ding, C., Hu, W., & Li, H. (2014). Impact of working memory load on cognitive control in trait anxiety: An ERP study.,(11), 1–10.

Repov?, G., & Baddeley, A. (2006). The multi-component model of working memory: Explorations in experimental cognitive psychology.(1), 5–21.

Roper, Z. J., & Vecera, S. P. (2014). Visual short-term memory load strengthens selective attention.,(2), 549–556.

Serences, J. T., Ester, E. F., Vogel, E. K., & Awh, E. (2009). Stimulus-specific delay activity in human primary visual cortex.,(2), 207–214.

Stins, J. F., Vosse, S., Boomsma, D. I., & de Geus, E. J. (2004). On the role of working memory in response interference.,(3), 947–958.

Suchow, J. W., Fougnie, D., Brady, T. F., & Alvarez, G. A. (2014). Terms of the debate on the format and structure of visual memory.,(7), 2071–2079.

van Veen, V., & Carter, C. S. (2002). The anterior cingulate as a conflict monitor: fMRI and ERP studies.,(4-5), 477–482.

Weber, E. M. G., Hahn, T., Hilger, K., & Fiebach, C. J. (2017). Distributed patterns of occipito-parietal functional connectivity predict the precision of visual working memory.,, 404–418.

Weber, E. M. G., Peters, B., Hahn, T., Bledowski, C., & Fiebach, C. J. (2016). Superior intraparietal sulcus controls the variability of visual working memory precision.,(20), 5623–5635.

Xu, Y., & Chun, M. M. (2006). Dissociable neural mechanisms supporting visual short-term memory for objects.,(7080), 91–95.

Zhang, W., & Luck, S. J. (2008). Discrete fixed-resolution representations in visual working memory.,(7192), 233–235.

Zhang, W., & Luck, S. J. (2015). Opposite effects of capacity load and resolution load on distractor processing.:,(1), 22–27.

The effects of capacity load and resolution load on visual selective attention during visual working memory

LI Shouxin; CHE Xiaowei; LI Yanjiao; WANG Li; CHEN Kaisheng

(School of Psychology, Shandong Normal University, Jinan 250358, China) (Jinan University Town Experimental Senior High School, Jinan 250358, China) (Business School, University of Jinan, Jinan 250022, China)

Selective attention plays an important role in processing relevant information and ignoring irrelevant distractors. The relationship between visual working memory (VWM) and visual selective attention has been extensively studied. VWM is a complex system consisting of not only visual maintenance functions, but also executive control functions. High load on visual maintenance functions drains the capacity for perception and prevents distractors from being perceived, while high load on executive control functions drains the capacity available for active control and results in increased processing of irrelevant distractors. There are two types of load in VWM: capacity load referring to the number of items to be stored, and resolution load emphasizing the precision of the stored representations. It has been found that these two types of load exert opposite effects on selective attention. However the mechanism underlying the effects of different types of VWM load on selective attention is still unclear. In the present study, four experiments were designed to investigate how different types of VWM load affect selective attention.

Thirty-six participants were enrolled in Experiment 1, 2 and 3, respectively, and 14 participants were enrolled in Experiment 4. Participants were asked to perform both a VWM task and a visual search task. In the VWM task, participants had to retain colors in VWM to perform a change detection task. There were three levels of VWM load: baseline load, high-capacity load and high-resolution load. In the baseline load condition, participants were required to retain two colors and the change between the memory colors and the probe colors was large. In the high-capacity load condition, participants had to retain four colors and the change between the memory colors and the probe colors was also large. In the high-resolution load condition, participants had to retain two colors and the change between the memory colors and the probe colors was small. In Experiment 1 and 2, the visual search task was a Flanker task that was presented either in the periphery or in the center of the memory array. The Flanker task was presented with the memory array simultaneously in Experiment 1 and sequentially in Experiment 2. In Experiment 3, the visual search task was a Navon task. It was presented after the memory array and only in the center of the memory array. In Experiment 4, a Flanker task was presented after the memory array and only in the center of the memory array. EEG data during the memory interval were recorded by a 64-channel amplifier using a standard 10-20 system.

The results showed that high-capacity load and high-resolution load reduced Flanker interference, compared with baseline load, when the VWM task and the Flanker task were presented simultaneously, regardless of whether the Flanker task was presented in the periphery or in the center of the memory array. High-capacity load and high-resolution load also reduced Flanker interference, compared with baseline load, when the VWM task and the Flanker task were presented sequentially and the Flanker task was presented in the periphery of the memory array. Compared with baseline load, high-capacity load increased Flanker interference and high-resolution load reduced Flanker interference when the VWM task and the Flanker task were presented sequentially and the Flanker task was presented in the center of the memory array. Under the high-capacity load condition, the Navon interference for attending to global level was larger than that for attending to local level; under the high-resolution load condition, the Navon interference for attending to global level was smaller than that for attending to local level. ERP results showed that relative to the baseline load condition, the high- capacity load condition elicited smaller N2, whereas the high-resolution load condition elicited larger N2.

In conclusion, when the Flanker task is presented during encoding stage of VWM, high-capacity load and high-resolution load reduce interference. When the Flanker task is presented in the periphery of the memory array during maintaining stage of VWM, high-capacity load and high-resolution load reduce interference. These findings support the load theory of selective attention. However, when the Flanker task is presented in the center of the memory array during the maintenance stage, high-capacity load and high-resolution load lead to opposite effects. High-resolution load reduce interference, while high-capacity load increase interference. The underlying mechanism is that the different patterns of neural activity associated with the two types of VWM load may result in different distribution of cognitive control resources to selective attention.

visual working memory; selective attention; capacity load; resolution load; N2

10.3724/SP.J.1041.2019.00527

2018-09-14

* 國(guó)家自然科學(xué)基金(31871100, 31470973)資助。

李壽欣, E-mail: shouxinli@sdnu.edu.cn

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