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特征捆绑是认知科学和神经科学研究的前沿问题之一,近年来已经成为研究者关于意识问题争论的焦点。大量研究表明,客体知觉、工作记忆、情境记忆、语言加工、逻辑推理以及意识唤醒等心理过程中都存在捆绑问题。工作记忆领域捆绑问题的研究主要表现在两方面:一是工作记忆的存储单元是什么?二是工作记忆保持捆绑特征是否需要额外的注意资源? 实质上,工作记忆存储单元问题是知觉整合的产品能否过渡到工作记忆的问题。有研究者认为工作记忆存储的是知觉加工产品——整合客体,而有研究者则认为工作记忆存储的是客体特征,每一维度的特征都有自己独立的存储系统。随着研究的深入,Wheeler和Treisman提出双重存储理论,该理论认为不同维度的特征可以平行存储,并且能够被捆绑并存储在工作记忆,保持特征之间的捆绑关系需要注意资源的参与;而同一维度的不同特征竞争有限的存储资源,彼此不会被捆绑到一起。该理论与Baddeley等人的工作记忆多成分模型认为工作记忆能存储不同类型特征的观点较为吻合,即两者都赞成工作记忆既能够存储客体的特征又能够存储整合客体。但是,对保持捆绑特征是否需要额外的注意资源持不同的看法。 以往研究表明,注意在知觉整合过程中起着重要作用,分散注意会导致客体间特征的错觉性结合。那么,注意资源在保存整合客体是否也起着重要作用呢?已有的研究结果存在较大分歧,有研究者支持捆绑特征的存储不需要额外注意资源的参与,而有研究者支持捆绑特征的存储需要额外注意资源的参与。分析这两类研究后,笔者发现,研究者在探讨这一问题时,存在一些不足,主要表现为: (1)操纵的注意资源类型不同。注意资源是一个广泛含义,可以从不同角度进行分类。根据注意选择内容的表征来看,注意资源可分为知觉水平的注意和概念水平的注意。知觉水平的注意用于选择外部世界中的刺激,其操作对象为感知觉表征,主要功能是过滤进入信息加工系统的刺激,促使目标信息顺利进入工作记忆;概念水平的注意用于对信息加工系统内部信息的激活和抑制,其操作对象为记忆表征,主要功能是选择性激活与当前行为目标有关的信息,排除无关或不再相关的信息。两者的本质区别在于,前者指向外部环境中出现的项目,而后者指向心理内部的表征。从两者的区别来看,探讨工作记忆中特征捆绑是否需要注意资源时,应该操纵概念水平的注意资源。 (2)绝大多数研究采用的刺激材料都是由颜色与形状组成的捆绑客体。根据Baddeley的工作记忆多成分模型,颜色和形状是存储在视觉空间画板内的信息,而且是视觉空间画板内的视觉信息。Baddeley认为,特征所属工作记忆子系统不同,由此构成的特征捆绑类型也不同,大致可分为子系统内特征捆绑,子系统间特征捆绑,子系统与长时记忆之间的信息捆绑。颜色和形状构成的捆绑客体,则属于子系统内特征捆绑。也即是说,现有研究主要探讨的是注意资源在保持同一子系统内特征捆绑中的作用。 (3)忽略了知觉加工和工作记忆之间的关系。虽然知觉和工作记忆是两个不同的心理过程,但是这两个心理过程并不是截然分开的,而是连贯的,相互作用的。工作记忆并非仅仅是被动的后知觉存储容器,它能动态地参与到知觉加工过程中;知觉信息在工作记忆中的存储也并非是单一过程,而是动态的累积过程。因此,应该结合知觉加工结果,考察注意资源在工作记忆特征捆绑中的作用。 针对上述研究中存在的问题,本文通过4个研究9个实验,在验证由不同维度特征组成的客体能否以捆绑形式存储的基础上,系统探讨工作记忆保持捆绑特征是否需要中央执行系统提供额外的注意资源。 第1部分研究目的是,验证由不同维度特征组成的客体是否能够完整地保存在工作记忆。明确这一问题,是展开后续研究的基础。因此,本部分设置了2个实验。实验1采用的刺激材料是颜色、形状、颜色和形状组成的客体,考察由同一子系统内特征组成的客体能否完整地保存在工作记忆。实验2采用的刺激材料是颜色、字母、颜色和字母组成的客体,考察由不同子系统特征组成的客体能否完整地保存在工作记忆。 第2部分和第3部分研究都采用双任务范式,考察注意资源在保持捆绑特征中的作用。第2部分研究通过3个实验考察工作记忆保持由同一子系统内特征组成的捆绑客体是否需要额外的注意资源。实验3A和实验3B主任务的实验材料都是颜色、形状、颜色和形状捆绑而成的客体,次任务分别是阈上记忆广度任务和算式判断任务,借助次任务来分散保持记忆内容的注意资源。实验3A和3B的每次试验过程中,初始刺激都固定出现在屏幕中央的4个位置。实验4主任务的实验材料是形状、位置、形状和位置捆绑而成的客体,次任务是算式判断任务。 第3部分研究通过2个实验考察工作记忆保持由不同子系统间特征组成的捆绑客体是否需要额外的注意资源。这2个实验的次任务也是算式判断任务。实验5主任务的实验材料是颜色、字母、颜色和字母捆绑而成的客体,实验6主任务的实验材料是字母、位置、字母和位置捆绑而成的客体。 第4部分研究在分析研究2和3实验结果的基础上,分别改变实验3B和5中初始刺激的呈现位置,通过2个实验重新考察注意资源在保持由颜色和形状特征组成的客体、由颜色和字母特征组成的客体中的作用。本部分研究目的是探讨注意资源在保存不同稳定程度的知觉整合客体中的作用。 本研究得到以下主要结论: (1)关于工作记忆存储单元,研究结果表明,不管客体是由同一子系统内不同维度的特征组成,还是由不同子系统间的特征组成,工作记忆既能够存储客体的分离特征,又能够存储整合客体。 (2)工作记忆保持捆绑特征是否需要中央执行系统提供额外的注意资源是个复杂的问题,不能简单地概括为子系统内特征捆绑是否需要额外的注意资源,或子系统间特征捆绑是否需要额外的注意资源。笔者发现,工作记忆保持捆绑特征是否需要额外的注意资源出现一种分离的趋势,表现为:当客体的其中一个特征是位置时,保持捆绑特征需要额外的注意资源;当客体不包含位置特征且固定出现在中央视野位置时,保持捆绑特征不需要额外的注意资源。 (3)当客体不包含位置特征,但是客体出现的位置不固定时,即客体随机出现在外周某些位置上时,保持捆绑特征需要额外的注意资源。这表明,工作记忆保持捆绑特征是否需要额外的注意资源受知觉加工过程的影响。具体可以阐述为:如果知觉加工的产品是较为稳固的捆绑客体,对其的保持不需要额外的注意资源;如果知觉加工的产品是较为松散的捆绑客体,对其的保持需要额外的注意资源。 (4)基于本研究的实验结果,并结合前人的研究,笔者认为工作记忆多成分模型应该对情景缓冲器的功能进行补充。情景缓冲器并不完全受中央执行系统的控制,其功能可以描述为:如果知觉加工的客体较为稳定,则整合客体可以直接存储在情景缓冲器己备后续加工所用,不需要中央执行系统提供额外的注意资源;如果知觉阶段整合的产品稳定度相对差,情景缓冲器存储这类加工产品则需要中央执行系统提供额外的注意资源,对之进行巩固和增强。