（基础心理学专业论文）不同任务情境下认知方式对视空间工作记忆的影响.pdf

出丕虚堑丕堂亟堂焦论塞 不同任务情境下认知方式对视空间工作记忆的影响 ( 中文摘要) 工作记忆主要是用来描述对信息的暂时储存与加工。b a d d e l e y ( 1 9 8 6 ) 把工作记忆分成 三部分：中央执行系统、语音环和视觉一空间模板。中央执行系统是一个资源有限的注意控 制系统，具有控制和监督功能。语音环负责以语音为基础的信息的储存与控制。视空模板负 责视觉一空间信息的暂时保持和操作。 视空模板由两部分组成：视觉缓冲器和内部画板。视觉缓冲器对物体的形状和颜色等视 觉信息进行暂时保持，内部画板是一个基于空间的主动复述机制，负责存储、计划和控制空 间动态信息。 关于视空间工作记忆，主要是+ l 通过识记材料的复杂性来对其进行研究。材料复杂性的 操作定义归结起来主要有三种，即结构、数量和路径复杂性。结构复杂性和刺激的冗余度有 关，如果刺激的一部分可以由其它部分预测，则该刺激具有冗余度。对称、良好连续等格式 塔因素构成冗余度。部分之间存在对称、重复或旋转等关系的图形称为结构图形，它具有冗 余度。数量复杂性包括图形中的元素数量、元素大小和元素之间的邻近性等特征。路径复杂 性指要记住的刺激的顺序，它是由刺激间的位置和空间关系决定的。根据运动顺序所激发的 冗余度，可分为简单路径和复杂路径。c o r s i 积木测验是测量视觉空间工作记忆容量的经典 任务，优点是顺序呈现的视觉刺激是随机的空间位置，为非语音性编码，排除言语工作记忆 对实验数据的污染。 研究发现在视空间工作记忆上存在着一定的个体差异，已有实验证明病理性、性别、年 龄等个体差异都是影响视空间工作记忆水平的重要因素。认知方式，是人们在对信息和经验 进行组织和加工的过程中表现出来的个体差异。f d i 的定义与工作记忆中的两个成分的功能 有关，即视空模板和中央执行器。而且，由于场独立者的心理分化程度高，具有较高的认知 改组能力，他们倾向于使用主动的深层分析的方式加工信息，对材料信息之间的区别比较敏 感，善于在复杂背景中找到规律。而场依存性者心理分化水平低，认知改组技能低，倾向于 使用整体知觉方式加工信息，让已存在的有组织的场保持原样，不容易从背景中找到规律。 虽然普遍认为f d i 是一种认知方式而不是一种认知能力。但已有实验证明，和场依存个体相 比，场独立个体具有较强的视觉一空间认知能力。因此，认知方式这一维度势必影响视空间 工作记忆。 为探讨不同情境下认知方式对视空间工作记忆的影响，本实验采用实验室研究范式，利 出壅垭菹盍堂亟堂焦论塞 用计算机呈现c o r si 积木点击任务，通过对立方体的数量和目标立方体顺序的操纵，实现对 材料数量和路径复杂性的控制，共设计两个实验进行研究。实验一探讨认知方式、数量复杂 性和路径复杂性对视空间工作记忆的影响，采用2 ( 认知方式：场依存；场独立) x 2 ( 路径 复杂性：简单路径；复杂路径) x 2 ( 数量复杂性：低数量；高数量) 三因素混合设计，其 中路径复杂性为被试内因素，认知方式和数量复杂性为被试问因素，因变量是视空间工作记忆 广度。实验二探讨认知方式、干扰性和路径复杂性对视空间工作记忆的影响，采用2 ( 认知 方式：场依存：场独立) x 2 ( 干扰性：有干扰；无干扰) x 2 ( 路径复杂性：简单路径；复 杂路径) 三因素混合设计，其中路径复杂性为被试内因素，认知方式和干扰性为被试问因素， 因变量是视空间工作记忆广度。 研究结果表明：( 1 ) 数量复杂性和路径复杂性对视空间工作记忆广度有影响，且数量复 杂性和路径复杂性有交互作用。( 2 ) 认知方式对视空间工作记忆有影响，且认知方式和数量 复杂性有交互作用。( 3 ) 干扰性有对视空间工作记忆广度有影响，且干扰性和路径复杂性有 交互作用。并且发现，在无干扰条件下，认知方式对视空间工作记忆有影响，但是有干扰条 件下，认知方式对视空问工作记忆没有显著影响。 本研究具有重要的理论价值和现实意义。在理论上，拓展了视空问工作记忆和认知方式 的研究领域。在实践上，为人们改善视空间记忆提供有力指导。 关键词：认知方式，视觉一空间工作记忆，数量复杂性，路径复杂性，干扰性 分类号：b 8 4 2 3 i i 出丕! ! 巫菹太堂亟堂焦途塞 a b s t a c t t h ee f f e c to fc o g n i t i v es t y l eo nv i s u o - s p a t i a lw o r k i n gm e m o r yi n d i f k r e n tt a s k - s i t u a t i o n w o r k i n gm e m o r y ( w m ) i m p l i e sas y s t e mf o rt h et e m p o r a r yh o l d i n ga n dm a n i p u l a t i o no f i n f o r m a t i o nd u r i n gt h ep e r f o r m a n c eo f ar a n g eo f c o g n i t i v et a s k ss u c ha sc o m p r e h e n s i o n ，l e a r n i n g ， a n dr e a s o n i n g b a d d e l e y ( 19 8 6 ) s u g g e s t e dt h ea r c h i t e c t u r eo ft h ew ms y s t e mc o m p r i s e dt h r e e s e p a r a t e dc o m p o n e n t s ：ac e n t r a le x e c u t i v ea n dt w os l a v es y s t e m s ，t h ep h o n o l o g i c a ll o o pa n dt h e v i s u o - s p a t i a ls k e t c h p a d t h ec e n t r a le x e c u t i v ei sal i m i t e d c a p a c i t ya t t e n t i o ns y s t e mw i t hc o n t r o l s a n ds u p e r v i s i n gf u n c t i o n s t h ep h o n o l o g i c a ll o o pi sr e s p o n s i b l ef o rt h et e m p o r a r ys t o r a g eo f v e r b a l m a t e r i a li nap h o n o l o g i c a lc o d e t h ev i s u o s p a t i a ls k e t c hp a d ( v s s p ) i si n v o l v e di nt h et e m p o r a r y r e t e n t i o no fv i s u o s p a t i a li n f o r m a t i o n v s s pc o m p r i s e st w of u n c t i o n a lc o m p o n e n t s ：ap a s s i v ev i s u a lc a c h ea n da l la c t i v ei n n e rs c r i b e ：。 t h ev i s u a lc a c h ei si n v o l v e di nt h et e m p o r a r ym a i n t a i n i n go fv i s u a li n f o r m a t i o n ，s u c ha sp a t t e m ； a n dc o l o r , t h ei n n e rs c r i b ei sa na c t i v es p a t i a lr e h e a r s a lm e c h a n i s m ，w h i c hi sr e s p o n s i b l ef o rt h e ： s t o r a g e ，p l a n n i n g ，a n dc o n t r o l l i n gs p a t i a ld y n a m i ci n f o r m a t i o n 二 p s y c h o l o g i s t sg e n e r a l l yi n v e s t i g a t e dv i s u o s p a t i a lw o r k i n gm e m o r yt h r o u g ht h em a t e r i a l s c o m p l e x i t y r e s e a r c ho nc o m p l e x i t yj u d g e m e n t so fm a t r i xp a t t e r n sh a si n f a c ts h o w nt h a tt h e c o n c e p to fc o m p l e x i t yi sd e t e r m i n e db ys t r u c t u r e ，q u a n t i t a t i v ea n ds t r u c t u r e s t r u c t u r ec o m p l e x i t y i sr e l a t e dt ot h er e d u n d a n c yo fas t i m u l u s as t i m u l u si sr e d u n d a n c yi fp a r t so fi tc a nb ep r e d i c t e d f r o mo t h e rp a r t s g e s t a l tf a c t o r si n c l u d i n gs y m m e t r y , g o o dc o n t i n u a t i o n ，m a do t h e rf o r m so f r e g u l a r i t yc o n s t i t u t er e d u n d a n c y q u a n t i t a t i v ec o m p l e x i t yi n c l u d e sa s p e c t ss u c ha st h en m b e ro f e l e m e n t si nas t i m u l u s ，t h es i z eo fas t i m u l u s ，e t c t h ec o m p l e x i t yo ft h ep a t hi sd e t e r m i n e db yt h e p o s i t i o n sa n ds p a t i a lr e l a t i o n s h i p sa m o n gi t sc o n s t i t u e n tb l o c k s d e p e n d i n go nt h ed e g r e e o f r e d u n d a n c ye v o k e db yt h es e q u e n c eo fm o v e m e n t s ，t h ep a t hw i l lb em o r eo rl e s sc o m p l e x c o r s i b l o c kt e s ti sac l a s s i c a lt a s km e a s u r i n gt h ec a p a c i t yo fv i s u o - s p a t i a lw o r k i n gm e m o r y t h et e s t p r e s e n t ss e q u e n t i a l l yv i s u a ls t i m u l a t e sw h i c ha r er a n d o ms p a t i a lp o s i t i o n s ，w i t hn o n v e r b a le n c o d e ， e x c l u d i n gt h ed a t an o i s ef r o mv e r b a lw o r k i n gm e m o r y t h e r ei si n d i v i d u a l d i f f e r e n c ed u r i n go fe a c ho p e r a t i o n t h u s ，i n d i v i d u a ld i f f e r e n c ei sa i l i m p o r t a n tf a c t o ra f f e c t i n gt h ep e r f o r m a n c eo fv s w m r e s e a r c h e r sh a v ee x p l o r e dt h ep e r s o n a l i t y l l l 出丕! ! 巫煎态芏亟堂焦逾塞 v a r i a b l e sa f f e c tt h ep e r f o r m a n c eo fv s w m ，s u c ha s ，b l i n d n e s s ，s e xa n da g e c o g n i t i v es t y l ei sa l l i m p o r t a n tv a r i a b l et oi m p l yi n d i v i d u a ld i f f e r e n c ed u r i n gc o g n i t i v ep r o c e s s t h ed e f i n i t i o no f f d ii s c o r r e s p o n d st ot h et w o c o m p o n e n to fw o r k i n gm e m o r yw h i c ha r ec e n t r a le x e c u t i v es y s t e ma n d v i s u o s p a t i a ls k e t c h p a d t h el e v e lo fp s y c h o l o g i c a ld i f f e r e n t i a t i o na n dc o g n i t i v et h er e s t r u c t u r eo f f di sh i g h e rt h a nf i f di n d i v i d u a l sa r ei n c l i n e dt op r o c e s si n f o r m a t i o np o s i t i v e l ya n du s ea d e e p a n a l y s es t y l e t h e ya r es e n s i t i v et ot h ed i f f e r e n c eo ft h em a t e r i a l sa n da r eg o o da tf i n d i n g r u l e si nc o m p l e xb a c k g r o u n d f ii n d i v i d u a l sa r ed i f f e r e n t f d li sas t y l ea n dn o ta na b i l i t y b u t t h e r ea r es o m er e s e a r c hi n d i c a t e dt h a tf di n d i v i d u a l sh a v eh i g hv i s u o s p a t i a lc o g n i t i v ea b i l i t y t h e r e f o r e ，f d ic o g n i t i v es t y l e sc e r t a i n l yw i l la f f e c tv i s u o - s p a t i a lw o r k i n gm e m o r y t w oe x p e r i m e n t sa r er e p o r t e dt oe x p l o r et h ee f f e c to ff d ic o g n i t i v eo nv s w mi nd i f f e r e n t t a s k s i t u a t i o n t h ep r e s e n tr e s e a r c h e m p l o y sc o r s ib l o c kt e s tp r e s e n t i n gb yc o m p u t e r b y m a n i p u l a t i n gq u a n t i t y , a n dt h e t o - b er e m e m b e r e dc u b i c a ls e q u e n c e ，q u a n t i t a t i v e ，a n d p a t h c o m p l e x i t y a r ei n d u c e d e x p e r i m e n t1f o c u s e do nt h ee f f e c to fc o g n i t i v es t y l e ，q u a n t i t a t i v e c o m p l e x i t ya n dp a t hc o m p l e x i t yo nv s w m ，w h i c ha d o p t e da2 ( c o g n i t i v es t y l e ：f d ；f i ) 2 ( q u a n t i t a t i v ec o m p l e x i t y ：l o w ；h i g h ) 2 ( p a t hc o m p l e x i t y ：s i m p l e ；c o m p l e x ) m i x e df a c t o r i a ld e s i g n c o g n i t i v es t y l ea n dq u a n t i t a t i v ec o m p l e x i t ya r eb e t w e e n s u b j e c t sv a r i a b l e s p a t hc o m p l e x i t yi s w i t h i n - s u b j e c tv a r i a b l e v s w ms p a ni st h ed e p e n d e dv a r i a b l e e x p e r i m e n t2e x p l o r e dt h ee f f e c to f c o g n i t i v es t y l e ，s t r u c t u r a la n dq u a n t i t a t i v ec o m p l e x i t yo nv s w m ，t h ed e s i g no fe x p e r i m e n tw a sa2 ( c o g n i t i v es t y l e ：f d ；f i ) 2 ( i n t e r f e r e n c et a s k ：s p a t i a ls u p p r e s s i o n ；c o n t r 0 1 ) 2 ( p a t h c o m p l e x i t y ：s i m p l e ；c o m p l e x ) m i x e df a c t o r i a ld e s i g n c o g n i t i v es t y l ea n di n t e r f e r e n c et a s ka r e b e t w e e n - s u b j e c t sv a r i a b l ea n ds t r u c t u r a la n dp a t hc o m p l e x i t ya r ew i t h i n s u b j e c tv a r i a b l e v s w m s p a ni st h ed e p e n d e dv a r i a b l e t h er e s u l t si n d i c a t e d ：( 1 ) q u a n t i t a t i v ec o m p l e x i t ya n dp a t hc o m p l e x i t ya f f e c t e dv s w m s p a n s i g n i f i c a n t l y t h ei n t e r a c t i o nb e t w e e nq u a n t i t a t i v ec o m p l e x i t ya n dp a t hc o m p l e x i t yw a sv e r y s i g n i f i c a n t ( 2 ) f d ic o g n i t i v es t y l ea f f e c t e dv s w ms p a ns i g n i f i c a n t l y t h ei n t e r a c t i o nb e t w e e n c o g n i t i v es t y l ea n dq u a n t i t a t i v ec o m p l e x i t yw a sv e r ys i g n i f i c a n t ( 3 ) i n t e r f e r e n c et a s k a f f e c t e d v s w m s p a ns i g n i f i c a n t l y t h ei n t e r a c t i o nb e t w e e ni n t e r f e r e n c et a s ka n df d ic o g n i t i v es t y l ew a s v e r ys i g n i f i c a n t i nc o n t r o ls i t u a t i o n ，c o g n i t i v es t y l ed i d n ta f f e c t e dv s w m i ns p a t i a ls u p p r e s s i o n ， c o g n i t i v es t y l ea f f e c t e dv s w m t h e s ef i n d i n g sh a v ei m p o r t a n ti m p l i c a t i o n sf o rt h e o r yr e s e a r c ha n dp r a c t i c a la p p l i a n c e i n 1 v 出丕! 匝煎盔堂亟堂僮论塞 t h e o r y , t h e yw i d e nt h ef i e l do fv s w ma n dc o g n i t i v es t y l er e s e a r c h i np r a c t i c e ，t h e yc a nh e l p p e o p l ei m p r o v et h el e v e lo f v s w m k e yw o r d s ：c o g n i t i v es t y l e ，v i s u o s p a t i a lw o r k i n gm e m o r y , i n t e r f e r e n c et a s k ，q u a n t i t a t i v e c o m p l e x i 吼p a t hc o m p l e x i t y c a t e g o r yn u m b e r ：b 8 4 2 3 v 独创声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知t 除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得( 注：如 没有其他需要特别声明的，本栏可空) 或其他教育机构的学位或证书使用过的材 料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明 并表示谢意。 学位论文作者签名：4 荡 导师稼步劣巧：f 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解堂撞有关保留、使用学位论文的规定，有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。 本人授权堂撞可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可 以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在 解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：噼劣 导师签字 签字日期：h d 6 年q 月矽日 锄砭 签字日期：力口备牛月2 口日 出丕巫堕太堂亟堂僮监塞 一综述 1 视空间工作记忆研究综述 1 1 工作记忆理论的提出 工作记忆( w o r k i n gm e m o r y ，简称w m ) 是b a d d e l e y 和h i t c h 于1 9 7 4 年提出的一个 概念，主要用来描述对信息的暂时储存与加工。这种形式的信息加工和储存方式在许多复 杂的认知活动中，如推理、语言理解、学习和心算等，起着非常重要的作用。自提出工作 记忆的概念之后，工作记忆一直是心理学的研究热点之一。心理学家对言语工作记忆进行 了广泛而全面的研究，而对视空问工作记忆的研究则较少，直到2 0 世纪9 0 年代，视觉 空间工作记忆研究日益增多起来。 工作记忆概念的提出主要是源于对短时记忆系统特性的研究。1 9 6 8 年，a t k i n s o n 和 s h i f f r i n 提出了一个很有影响力的记忆三级加工模型。在此模型中，a t k i n s o n 将b r o a d b e n t 的短时记忆成分与他的能量有限的注意系统结合在一起，构成一个单独的能量有限的短时 记忆系统。这个短时记忆系统有许多功能，它不仅可以在一段较短的时间内保存信息，还 可以作为加工信息、控制流程和做出决策的工作空间。虽然此模型得到了随后许多实验数 据的证实，但是在7 0 年代初期却遇到了挑战。b a d d e l e y ( 1 9 7 4 ) 在双任务实验的基础上， 放弃单一的短时记忆系统的假设，认为必须考虑进入系统的信息类型以及系统要执行的任 务性质，从而提出工作记忆系统的三成分结构模型。他把工作记忆看成是“一种具有独特 过程的记忆系统”并将其分成三部分：中央执行系统、语音环和视觉空间模板( 如图l 所示) 。其中，中央执行系统是工作汜忆的核心，它是一个具有通用资源的结构，还可以 在语音环和视觉空间模板两个子系统中存储信息。 视觉空间模板中央执行系统 语音环 ( ) 、 图1b a d d e l e y 和h i t c h 的工作记忆模型 ( 1 ) 中央执行系统( c e n t r ne x e c u t i v e ) 是一个资源有限的注意控制系统，具有控制 出丕娅范盘堂亟望僮论塞 和监督功能，它负责各子系统之间以及它们与长时记忆的联系，也负责注意资源的协调和 策略的选择与计划。中央执行系统在一些加工中，可以和工作记忆的其余各系统结合起来， 发挥其协调的主作用，又可以在一些加工中，与其余子系统分开，独立发挥作用。它可以 像一个指导机构一样运作，选择策略，还能整合多方面的信息。中央执行系统是一个非常 复杂的实体，可以分成一些独立的功能因素。要考察中央系统的执行功能，操作起来非常 困难，因为工作记忆系统常常是作为一个高度整合的系统来运作的，所以无法用通常的双 任务范式来研究它。目前使用的一种研究方法是“随机生成任务”( r a n d o mg e n e r a t i o n t a s k ) 。 ( 2 ) 语音环( p h o n o l o g i c a ll o o p ) 负责以语音为基础的信息的储存与控制。浚子系统 由两部分组成：被动的语音储存器和主动的发声回路。被动语音储存器能容纳数量有限的 言语材料，能保持语音信息1 至2 秒。主动发声回路通过无声复述恢复在语音储存器中迅 速消退的记忆痕迹。发声控制加工还可以将书面语言转换为语音代码储存在语音储存器 中。浯音环是记忆广度的基础，其中保留的项目是记忆痕迹消退速率和由无声复述重新激 活速率的联合函数。语音环的结构由语音相似效应、词长效应、无关言语效应和发音抑制 效应来证明。 ( 3 ) 视觉空间模板( v i s u o s p a t i a ls k e t c h p a d ，简称v s s p ) 负责视觉一空间信息的 暂时保持和操作。信息可以直接或间接地进入视空模板。视空模板子系统对空问任务的计 划和地理环境中的定向具有重要意义。 最近，b a d d e l e y ( 2 0 0 0 ) 又提出了工作记忆的第四个组成部分情景缓冲器。情景 缓冲器( e p i s o d i cb u f f e r ) 作为一个暂时储存系统，能容纳来自工作记忆的伺服系统和长 时记忆系统中的多重编码信息。中央执行系统控制情景缓冲器，个体可以通过意识接近情 景缓冲器。情景缓冲器用来表征捆绑问题的方法，即不同来源的信息是怎样结合在一起并 形成一个单独内在情景的知觉。 1 2 视觉一空间工作记忆 在2 0 世纪9 0 年代之前，心理学家对工作记忆中的语音环进行了大量的研究。b a d d e l e y 及其同事研究了语音环的一系列效应问题( 语音相似效应、无关言语效应、词长效应和发 音抑制效应) 。工作记忆三成分结构模型( b a d d e l e n l 9 8 6 ) 最初就是在有关言语子系统功 能的证据上发展起来的。由于缺乏相应的技术来探讨视空间工作记忆的本质，过去关于视 空间工作记忆的研究远远的落后于语音环路。但是工作记忆结构模型( b a d d e l e y 和h i t c h t 2 些丕痖整丕堂亟堂僮盗塞 1 9 7 4 ) 的提出，使得视空间工作日忆的研究受益匪浅。近年来，研究者致力于w m 其它 成分有关的研究，如视觉一空问子系统的结构和功能。一系列研究发现，v s s p 与p l 是 独立的系统( l o g i e ，z u c c o ，& b a d d e l e y ，1 9 9 0 ) ；视觉成分和空间成分容易互受影响 ( b a d d e l e y , g r a n t ，w i g h t ，& t h o m s o n ，1 9 7 5 ；l o g i e ，1 9 8 6 ) ；空间编码和运动控制关系紧密 ( q u i n n ，1 9 9 4 ；s m y t h ，p e a r s o n ，& p e n d l e t o n ，1 9 8 8 ) ；视觉呈现的材料必会有一个暂时空问 存储( l o g i e ，1 9 8 6 ；q u i n n m c c o n n e l l ，1 9 9 6 ) 。 1 2 1 视觉一空间工作记忆的结构 视觉一空间模板( v s s p ) 子系统也称为视觉一空间工作记忆( c o m o l d i ，1 9 9 5 ； l o g i e ，1 9 9 5 ) 。根据l o g i e ( 1 9 9 5 ) 的观点，视觉一空间工作记忆( v i s u o s p a t i a lw o r k i n g m e m o r ) ，简称v s w m ) 系统接受来自感觉或长时记忆的信息，信息在几秒内消失，根据 系统要处理的视觉或空间材料的特征，以某种特殊的形式保存信息。此外，从工作记忆的 角度看，视觉一空间记忆系统能对储存的信息进行精细化加工，这些被加工的信息用于定 向、空间运动、心理想象和绘画等各种不同的复杂活动中。 在2 0 世纪8 0 年代后期，l o g i e ( 1 9 8 6 ，1 9 8 9 ) 认为视觉一空间模板子系统比先前的 假设更复杂，继而提出视觉一空间模板或视觉一空问工作记忆包括不同的子成分，类似在 语音环研究中获得的数据。l o g i e 和m a r c h e t t i ( 1 9 9 1 ) 认为在v s w m 中能区分出视觉和 空间成分。后来，l o g i e ( 1 9 9 5 ) 根据视觉近因效应( b r o a d b e n t & b r o a d b e n t ，1 9 8 1 ；w a l k e r , h i t c h & d u r o e ，1 9 9 3 ) 、视觉模糊错误( f r i c k ，1 9 8 5 ；h u e & e r i c k s o n ，1 9 8 8 ) 和对运动的暂时 保持( q u i r m ，1 9 9 4 ) ，提出视觉一空间任务的完成需要凭借中央执行系统和两个暂时记忆 系统：被动的视觉缓冲器( v i s u a lc a c h e ) 和主动的内部画板( i n n e rs c r i b e ) 。视觉缓冲器 对物体的形状和颜色等视觉信息进行暂时保持，它和视知觉系统具有密切的联系。内部画 板是一个基于空间的主动复述机制，负责存储、计划和控制空间动态信息，尤其是对运动 和运动顺序的暂时记忆( l o g i ee ta 1 ，1 9 9 7 ) 。视觉缓冲器和语音环中的语音存储器的作用 类似，而内部画板就像语音环一样，是一个主动的复述机制。近期的研究( p i c k e r i n g ， 2 0 0 1 ；h a m i l t o n ，2 0 0 3 ) 也表明，视觉一空间工作记忆包括空间工作记忆和视觉工作记忆， 前者负责处理空间信息，如物体的位置；后者负责处理视觉信息，如物体的形状。 1 2 2 视觉一空间工作记忆与言语工作记忆的关系 随着对言语工作记忆和视空间工作记忆的深入研究，认知心理学家发现言语工作记忆 与视空间工作记忆是相互独立的系统，这种观点不仅得到了实验心理学的研究证实，而且 出丕! 正堑盔堂亟堂鱼途塞 来自神经科学的研究也证实了这两个系统分别与不同的脑区有关。研究者使用双任务研究 范式和功能性磁共振等神经影像技术证实存在不同类型的工作记忆系统，即言语工作记忆 和视觉一空间工作记忆，它们分别负责处理言语信息和视觉一空间信息。 在对言语工作记忆广度和视空问工作记忆广度的研究中，人们也发现，言语工作记 忆广度所测量的功能，与视空间工作记忆任务所测量的功能有所不同。a k i r am i y a k e & n a o m ip f r i e d m a n ( 2 0 0 1 ) 等人提出两种可能的解释。一种解释是：在言语领域，对言语记 忆材料存在一种熟练的复述机制，而在视空领域没有这样的机制存在。因此同言语材料相 比，在对视空间材料进行加工时，需要更多的注意参与，即对中央执行系统的依赖更多一 些。第二种可能的解释是视空模板容量本身的限制。在视空模板内，暂时视空储存的容量 比语音环的容量要小得多( p h i l l i p s & c h r i s t i e ，1 9 7 7 a ) ，由于容量严重不足，使得即使是单 个视空材料的存储也需要执行系统的参与。这两种可能的解释都说明了这样一个事实，视 空间工作记忆比言语工作记忆对中央执行系统的依赖要大。在视空间记忆中更多体现的是 中央执行功能控制注意的能力，而在言语记忆中，则可能体现了两方面的能力复 述或组块等策略技能与中央执行的功能。言语工作记忆与视空间工作记忆领域所存在的差 别，使得在言语领域得到的研究结论很难概化到视空间工作记忆领域，反之亦然。 表1 视觉一空间工作记忆和言语工作记忆子系统之间的基本相似性 尽管有证据表明v s w m 子系统和w m 其它的子系统相分离，但也出现了矛盾的结果。 如s a l w a y 和l o g i e ( 1 9 9 5 ) 使用经典的b r o o k 任务( b r o o k ，1 9 6 8 ) ，要求被试记忆一项空 4 山丕压菹盔堂亟生焦迨塞 间描述或项平行的言语顺序，结果发现，这两项任务受同时进行的空间敲击或发音抑制 的破坏。但是，如果共时任务( c o n c u r r e n t t a s k ) 是生成随机元素( 数字或字母) ，这是探 索中央执行系统功能常用的一种方法，这项共时任务也干扰了空间b r o o k 任务，这表明 v s w m 子系统和中央执行系统有一定的联系。其它研究也发现随机生成任务对视觉空间 和心理表象任务产生类似的干扰效应( p e a r s o ne ta 1 ，2 0 0 1 ) 。研究者一致认为，在绘画、 机械推理、多媒体加工、空间定向和电影记忆等大量的人类活动中都涉及到视觉一空间工 作记忆。 1 2 3 视觉一空间工作记忆的研究进展 刚丌始的研究中，研究者期望根据言语工作记忆的研究方法来研究视空间工作记忆。 言语工作记忆中，可以存储即时的语音信息，其存储的数量依赖于这些语音材料发音的时 间长短。语音材料的复述过程受时间限制，使得短词比长词更容易复述和回忆。s m y t h 和 s c h o l e y ( 1 9 9 4 a ) 就设计了一种两维度计算机化的c o r s i 积木任务。这个实验是通过改变 积木的大小和积木间的距离来改变手和眼移动所需要的时间。实验结果并未在移动所需要 的时间和可以回忆出的积木数量之间发现关系，这说明视空问工作记忆的研究方法应和言 语工作记忆不同。 后来的研究中，有实验者希望通过言语工作记忆中“词长效应”的方法来研究视空间 工作记忆，但是首先应对“视空词长”有一个准确的测量。“复杂性”就提供了这样一个 独特的可能性。w i l s o n ，s c o t t 和p o w e r ( 1 9 8 7 ) 通过一个视觉矩阵任务( v i s u a lm a t r i xs p a n t a s k ) 发现，复杂模式比简单模式的保持差。每一次都先给被试呈现一个矩阵，矩阵中有 一半的格子被随机填满。紧接着移走这个矩阵，呈现一个新的相似的矩阵，这个矩阵于先 前的矩阵相比，有一个格子变成空自。然后要求被试识别出哪一个格子发生了变化。“复 杂性”是通过填满的格子数来定义的。在最近的研究中，l o g i ee ta l ( 1 9 9 0 ) 通过一个双 任务范式来考察视空间工作记忆，实验结果同样发现任务成绩受矩阵复杂性的影响。并且， 实验结果受同时的其他视空间任务的影响，但不受同时呈现的语音任务的影响。这些实验 结果都表明v s s p 的容量受识记材料的复杂性的影响。 近些年，关于复杂性有一个广泛的定义，其研究方法也有很多种。综合以往的研究， 我们不难发现，材料复杂性的操作定义归结起来主要有三种，即结构、数量和路径复杂性 ( c h i p m a n ，1 9 7 7 ；i c h i k a w a ，1 9 8 5 ；k e r r , 1 9 8 7 ；v e c c h i ，1 9 9 5 ；k e m p s ，1 9 9 9 ，2 0 0 1 ) 。结构复杂 性( s t r u c t u r a lc o m p l e x i t y ) 和刺激的冗余度有关，如果刺激的一部分可以由其它部分预测， 则该刺激具有冗余度。对称、良好连续等格式塔因素构成冗余度。部分之问存在对称、重 s 出丕娅菹盘堂亟堂焦迨塞 复或旋转等关系的图形称为结构图形，它具有冗余度。数量复杂性( q u a n t i t a t i v ec o m p l e x i t y ) 包括图形中的元素数量、元素大小和元素之间的邻近性等特征。路径复杂性( t h ec o m p l e x i t y o f t h ep a t h ) 指要记住的刺激的顺序，它是由刺激问的位置和空间关系决定的。根据运动 顺序所激发的冗余度，可分为简单路径和复杂路径。研究发现，材料复杂性，即结构、数 量和路径复杂性直接影响视空间工作记忆广度。 1 2 4 视觉一空间工作记忆的研究方法 1 2 4 1o o r si 积木测验 c o r s i 积木测验( c o r s ib l o c kt a s k ) 是测量视觉一空间工作记忆容量的经典任务。许 多研究表明，c o r s i 测验能测量出一种视觉一空间成分，这种成分和其它成分有明显的区 别，尤其是有别于发声听觉成分。以c o r s i 测验为测量工具的一些研究也说明，视觉一空 间记忆和其他记忆以及日常生活任务存在关系。如具有正常数字广度并在c o r s i 测验中得 分高的被试，能更好地记忆电影内容( c o n t ee ta 1 ，1 9 9 5 ) 、路径描述( p a z z a g l i a & c o m o l d i ，1 9 9 9 ) ，在对多媒体信息进行精细加工时，对v s w m 任务的干扰效应尤为敏感 ( g y s e l i n c ke ta 1 ，2 0 0 0 ) 。 c o r s i 积木任务实验于2 0 世纪7 0 年代发展起来，最近十几年c o r s i 积木任务实验得到 了更广泛的应用，主要应用于测量成年人( e g s m y t h & s c h o l e y , 1 9 9 2 ) 、儿童( e g o r s i n i ， s c h i a p p a ，& g r o s s i ，1 9 8 1 ) 和神经心理障碍患者( e gv i l k k i & h o i s t ，1 9 8 9 ) 蝴, 空间工作记 忆。其优点是