（生物物理学专业论文）工作记忆中的注意的行为学与fmri研究.pdf

中国科学技术大学学位学位论文相关声明 本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究 工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中 不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的 同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。 本人授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权， 即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复 印件和电子版，允许论文被查阅或借阅，可以将学位论文编入有 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也遵守此规定。 作者签名：够整 知叩年歹月7 日 博士学位论文鲍敏 摘要 工作记忆和注意是研究最为广泛的两个高级认知功能。前者指短时问内存储 和操作一定容量的信息，而后者一般指选择性的处理那些与目的相关的外部环境 中的事物或者内部记忆中的表征。以往对注意的研究主要集中在对外部环境中事 物信息的注意的研究，而本论文介绍的工作则紧紧围绕着对工作记忆中存储的信 息的注意的研究。 尽管已经有大量的实验工作在研究视觉空间注意，至今对工作记忆中的注意 ( 即对工作记忆中储存的不同信息的选择性地访问和操作) 的研究仍然为数不 多。然而对工作记忆中信息的选择性注意实际上在日常生活中是很常见的。以两 个三位数的加法的心算为例，人们在做这样一个心算时是分几步完成的：首先对 个位完成加法，其次对十位，等等。在这些心算步骤中，每个时刻只有一些数字 被特殊地选择用于加法运算的被加数，而其他的数字则仅仅保存在工作记忆中并 不用于当前操作。在这个例子中，当前被选择用于加法操作的数字被注意所选择， 而其他那些不用于当前操作的数字则并未被注意选择。 目前，“物体转移模式”被研究者广为使用，专门用于研究工作记忆中的选 择往注意。这一模式的原型是由g a r a v a n 于1 9 9 8 年提出的序列计数任务。在该 任务中，电脑屏幕通过被试自主的按键反应来序列地随机呈现两种诸如方块圆形 这样的几何图形( 即被试的每次按键反应都使当前图形被下一个呈现的图形所 替换) 。被试的任务是记住每组测试中这两种图形各出现了多少次。由于图形是 一个一个地呈现出来的，被试就必须在工作记忆中保存两个实时更新的计数以分 别表示这两个图形已经出现的次数，每看到一个新的图形出现就将此种图形对应 的计数加一。根据当前图形和上一次呈现的图形是同种还是异种图形，研究者们 定义了“不转移”( 前次图形和本次相同) 和“转移”( 前次本次不同) 两种计 数更新条件。g a r a v a n ( 19 9 8 ) 发现“转移”条件下被试的按键反应时间比“不转 移”条件下长约5 0 0 毫秒。他认为这一现象反映了注意从工作记忆中的一个计数 转移到另一个计数上所需花费的时问，并提出在一个时刻工作记忆中的注意只能 选择( 容纳) 一个子项。g a r a v a n 的这一研究是本文将要介绍的几个工作的一个 重要的基础，而本文中的这些工作也无一例外都借助物体转移模式的各种修改版 2 博士学位论文 本为工具，来对工作记忆中的选择性注意的特点进行深入的研究。 本论文的实验研究i ，采用李至浩师兄、v o i g t 和h a g e n d o r f 等研究者使用过 的三计数任务，发现注意在工作记忆中不同子项间转移时伴随着对先前注意过的 子项的抑制，这是一种类似于任务转移实验中发现的“返回抑制”现象。作者认 为返回抑制减弱了之前注意的子项对当前需要注意的子项的干扰。在研究工作记 忆中注意转移的f m r i 和e r p 实验罩，李至浩等学者发现了前额叶和扣带回的共 激活现象。实验研究i 的结果进一步揭示了这两个脑区共激活现象背后可能的心 理学机制。另一方面实验研究i 的发现也与o b e r a u e r 和k l i e g l 后来( 2 0 0 6 ) 的工 作记忆的冲突模型中关于工作记忆子项间彼此干扰的观点相一致。 实验研究i 研究了注意在工作记忆中转换选择对象时伴随的现象，使我们对 工作记忆中的注意得到进一步的认识。然而，注意选择的另一个重要问题便是选 择的单位。在视觉空间注意的研究中，目前有三个主要的理论，它们认为选择性 注意分别基于空间位置，特征属性，以及物体( 客体) 对象。一个有待回答的问 题便是工作记忆中的注意选择是以什么为单位的。由于实验i 的工作记忆子项都 属于语音工作记忆通道，并且它们都只具有一个用于选择和操作的属性，因而不 能回答该问题。所以，作者设计了实验研究i i 专门解决此问题。 实验研究i i 引入了视空间工作记忆的子项，发现当被试使用策略将工作记忆 中的空间位置属性和数值属性整合成一个记忆中的物体时，在这两个属性之间转 移注意相比于在两个独立的分属于不同物体的属性之间转移更快。这一发现支持 基于物体的注意选择理论。但由于这一整合导致的注意转移易化效应包含了空间 注意的贡献，因此为了确认基于物体的注意确实存在，作者设计了不包含空间任 务成分的实验。结果仍发现整合导致的注意转移易化效应。据此，作者提出工作 记忆中的注意选择既可以基于空间也可以基于物体。这结论与d u n c a n ，v e c e r a 和f a r a h 等对外部视觉空间注意的研究中的观点一致，从而提示内部工作记忆中 的注意和外部世界中的注意可能是类似的。此外，该研究还有一个延伸的推论： o b e r a u e r 的同心工作记忆模型中的直接访问区可能是泛通道性的。 前人关于注意在工作记忆中的转移的研究发现，随着需要更新的工作记忆子 项( 如计数) 的数目的增多，注意在工作记忆中转移速度变侵。这说明需要更新 的工作记忆的子项的存储和注意转移之间可能有着某种共同的背后机制。实验研 博士学位论文鲍敏 究i 采用脑功能磁共振成像( f m r j ) 手段，通过调节工作记忆负载( 计数的个 数) 以及注意是否转移这两个因子，来探索是否工作记忆存储和注意转移有着重 叠的神经机制。实验结果：除了分别与工作记忆负载以及注意转移特异相关的激 活脑区( 右侧顶叶，双侧枕叶) 之外，发现左侧背外侧前额叶( b a 9 “6 ) 、左侧顶 叶( b a 7 4 0 ) 以及前扣带回( b a 3 2 2 4 ) 这三个区域同时受工作记忆负载和注意 转移调节，揭示了存储和注意转移的确有着共同的神经机制。此结果提示 b a d d e l e y 的多成分工作记忆模型中的中央执行系统也具备存储功能，并为 o b e r a u e r 和k l i e g l 的工作记忆的冲突模型提供了神经影像学上的证据。 本论文的实验研究i 已发表在b r a i nr e s e a r c hb u l l e t i n ( 2 0 0 6 6 9 ：2 1 4 2 2 1 ，影 响因子2 0 0 5 年为2 4 8 1 ) ：实验研究i i 投到j o u r n a lo fe x p e r i m e n t a lp s y c h o l o g y ： l e a r n i n g ，m e m o r y , a n dc o g n i t i o n ( 影响因子2 0 0 5 年为2 8 1 2 ) 后，被邀请做m i n o r r e v i s i o n s ，目前修改稿已经投出；实验研究i l l 目前正处于结果整理和研究论文写 作阶段。 关键词：工作记忆，注意转移，返回抑制，选择性注意，负载，中央执行系统 4 博士学位论文 a b s t r a c t w o r k i n gm e m o r ya n da t t e n t i o na r et w oo ft h em o s te x t e n s i v e l ys t u d i e dh i g h e r c o g n i t i v ef u n c t i o n s t h ef o r m e rm e a n st om a i n t a i na n dm a n i p u l a t ei n f o r m a t i o no n l i n ef o ras h o r tt i m ew i t hl i m i t e dc a p a c i t y t h el a t t e ra l l o w sp e o p l et os e l e c t i v e l y p r o c e s st h ee x t e r n a le n v i r o n m e n to ri n t e r n a lm e m o r yr e p r e s e n t a t i o n st h a ta r em o s t r e l e v a n tt ot h e i rg o a l s p r e v i o u sr e s e a r c h e so na t t e n t i o nm a i n l yf u c u s e do nt h e a t t e n t i o n a ls e l e c t i o ni no u t e re n v i r o n m e n t ，y e tt h ep r e s e n ta r t i c l es p e c i a l l yi n t r o d u c e d as e r i e so fs t u d i e so nt h es e l e c t i v ea t t e n t i o no nt h ec o n t e n t ss t o r e di nh u m a nw o r k i n g m e m o r y d e s p i t et h er e l a t i v e l yl a r g en u m b e ro fs t u d i e so i l “s u a ls p a t i a la t t e n t i o n ，f e w s t u d i e sh a v ec o n s i d e r e dt h ea t t e n t i o n a ls e l e c t i o ni nw o r k i n gm e m o r y ( i e t h es e l e c t i v e a c c e s st od i f f e r e n ti t e m sh e l di nw o r k i n gm e m o r y ) i nf a c t ，t h es e l e c t i v ea t t e n t i o nt o w o r k i n gm e m o r yc o n t e n t si sv e r yc o m m o ni no u rd a i l yl i f e f o re x a m p l e ，m e n t a l a d d i t i o no ft w ot h r e e d i g i tn u m b e r si n v o l v e sf i r s ta d d i n gt h eo n e s ，t h e nt h et e n s ，a n d s oo n d u r i n gt h e s es t e p s ，s o m ed i g i t sa r es e l e c t e df o rs p e c i f i cr o l e s ( e g ，f i r s ta d d e n d ) i nt h ea d d i t i o no p e r a t i o n ，w h i l et h eo t h e r sa r eh e l di nw o r k i n gm e m o r y , b u tn o tu s e d i nt h ec u r r e n to p e r a t i o n i nt h i se x a m p l e ，t h ef i r s ta d d e n da ta n yt i m ei sc o n s i d e r e dt o b es e l e c t e db ya t t e n t i o n ，b u tt h o s eu n u s e di nt h ec u r r e n to p e r a t i o nn o t t h eo b j e c ts w i t c h i n gp a r a d i g mi so n eo ft h ec o m m o n l yu s e da p p r o a c h e si n s t u d i e so fa t t e n t i o ni nw o r k i n gm e m o r y i tw a so r i g i n a l l yi n t r o d u c e db yg a r a v a n ( 1 9 9 8 ) u st h e “s e r i a lc o u n t ”t a s k i nt h i st a s k ，t w ok i n d so fg e o m e t r i cf i g u r e s ( 1 i k e s q u a r e sa n dc i r c l e s ) a r es e r i a l l yp r e s e n t e di nar a n d o mo r d e ra tt h ep a r t i c i p a n t so w n p a c e ( t h ec u r r e n td i s p l a y i n gf i g u r ew i l lb er e p l a c e db yt h en e x to n ee a c h t i m et h e r e s p o n s ek e yb e i n gp r e s s e d ) s u b j e c t si n t h i st a s kn e e dt oc o u n tt h en u m b e ro ft i m e s t h a te a c ho ft h et w of i g u r et y p e sa p p e a r si nas e q u e n t i a lp r e s e n t a t i o n w h i l et h e f i g u r e sb e i n gp r e s e n t e do n eb yo n e ，p a r t i c i p a n t sh a v et ok e 印t w or u n n i n gc o u n t sf o r e a c hf i g u r et y p ea n dm a k ec o r r e s p o n d i n gi n c r e m e n t se a c ht i m et h ef i g u r eu p d a t e s a c c o r d i n gt ow h e t h e rt h e s u c c e s s i v es t i m u l iw e r eo ft h es a m et y p e ，s w i t c h 博士学位论文 ( s u c c e s s i v es t i m u l iw e r ed i f f e r e n t ) a n d n o n s w i t c h ( s u c c e s s i v es t i m u l iw e r es a m e ) u p d a t e sc o u l db ed e f i n e d g a r a v a n ( 1 9 9 8 ) s h o w e dt h a tt h e “n o n s w i t c h ”r e a c t i o nt i m e s w e r ea b o u t5 0 0n l $ s h o r t e rt h a nt h a to ft h e s w i t c h c o n d i t i o n h ei n t e r p r e t e dt h i s d i f f e r e n c ea st h ec o s tf o ra t t e n t i o ns h i f t i n gf r o mo n em e m o r yc o u n tt ot h eo t h e r , a n d p r o p o s e dt h a tt h ec a p a c i t yo f t h i si n t e m a lf o c u so fa t t e n t i o ni sl i m i t e dt oj u s to n ei t e m g a r a v a n sf i n d i n gp r o v i d e so n eo ft h ei m p o r t a n tb a s e sf o rt h ew o r ki nt h i sa r t i c l e a l s o ，d i f f e r e n tk i n d so fm o d i f i e do b j e c ts w i t c h i n gp a r a d i g m sw e r ea d o p t e di na l lt h e e x p e r i m e n t si n t r o d u c e dh e r et of u r t h e rs t u d yt h ec h a r a c t e r i s t i c so fs e l e c t i v ea t t e n t i o n i nw o r k i n gm e m o r y b yu s i n gt h e “t r i - c o u n t t a s kf a v o r e db yz h i h a ol i ，v o i g ta n dh a g e n d o r f , i nt h e f i r s ts t u d yi n t r o d u c e di nt h ea r t i c l e ，t h ea u t h o rf o u n dt h a ta t t e n t i o ns w i t c h i n gb e t w e e n w o r k i n gm e m o r yi t e m s i sa c c o m p a n i e db yi n h i b i t i o no ft h ep r e v i o u s l ya t t e n d e d w o r k i n gm e m o r yi t e m ，a l lp h e n o m e n o ns i m i l a rt ot h e 。b a c k w a r di n h i b i t i o n e f f e c t f o u n di nt h et a s ks w i t c h i n gs t u d i e s t h ee f f e c ti st h o u g h tt or e d u c et h ep o t e n t i a l i n t e r f e r e n c ef r o mp r e v i o u s l ya t t e n d e dw o r k i n gm e m o r yi t e mo nt h ec u r r e n t l ya t t e n d e d o n e t h i sf i n d i n go nt h eo n eh a n dd i s c l o s e st h ep o s s i b l ep s y c h o l o g i c a lm e c h a n i s m u n d e r l y i n gt h ep r e f r o n t a l c i n g u l a t ec o - a c t i v a t i o nf o u n di n z h i h a ol i sa n do t h e r r e s e a r c h e r s f m p da n de r ps t u d i e so na t t e n t i o ns w i t c h i n gw i t h i nw o r k i n gm e m o r y , o n t h eo t h e rh a n da g r e e sw i t ht h ev i e w p o i n ti no b e r a u e ra n dk l i e g l s ( 2 0 0 6 ) i n t e r f e r e n c e m o d e lo f w o r k i n gm e m o r y t h ef i r s t s t u d yi n v e s t i g a t e s t h ea c c o m p a n y i n gp h e n o m e n o nd u r i n ga t t e n t i o n s w i t c h i n gw i t h i nw o r k i n gm e m o r y , a n dl e a du s as t e pc l o s e rt ou n d e r s t a n d i n gt h e a t t e n t i o nw i t h i nw o r k i n gm e m o r y h o w e v e r ，a n o t h e ri m p o r t a n ti s s u ei nt h i sa r e ai st o f i n dt h eu n i to fs e l e c t i v ea t t e n t i o n i nv i s u a ls p a t i a la t t e n t i o ns t u d i e s ，t h e r ea r et h r e e m a i n t h e o r i e s ，r e s p e c t i v e l yp r o p o s i n g t h ef e a t u r e b a s e d ，l o c a t i o n b a s e da n d o b j e c t - b a s e ds e l e c t i o n ar i s i n gq u e s t i o ni sw h a tt h eu n i to fa t t e n t i o n a ls e l e c t i o ni n w o r k i n gm e m o r ys h o u l db e ，b e c a u s ei no u rf i r s ts t u d y , a l lt h ew o r k i n gm e m o r yi t e m s b e l o n gt ot h ev e r b a lw o r k i n gm e m o r ym o d a l i t y , f i u r t h e r r n o r ee a c ho ft h e mo n l yh a s o n ef e a t u r ef o rs e l e c t i o na n do n g o i n go p e r a t i o n ，t h es t u d yc a n n o ta n s w e rt h es e l e c t i o n u n i tq u e s t i o n t h e r e f o r e ，t h ea u t h o rd e s i g n e dt h es e c o n ds t u d yt or e s o l v ei ts p e c i a l l y 6 博士学位论文 i nt h es e c o n ds t u d yi n t r o d u c e di nt h i sa r t i c l e ，b yi n t r o d u c i n gv i s u o s p a t i a lw o r k i n g m e m o r yi t e m s ，t h ea u t h o ro b s e r v e dt h a ts w i t c h i n ga t t e n t i o nb e t w e e np r o p e r t i e so f a l l i n t e g r a t e dw o r k i n gm e m o r yi t e mw a sf a s t e rt h a ns w i t c h i n gb e t w e e nr e s p e c t i v e p r o p e r t i e so fd i f f e r e n ti t e m s t h i sf i n d i n gs u p p o r t st h eo b j e c t - b a s e da t t e n t i o nt h e o r y h o w e v e r , b e c a u s eo f t h ec o n t r i b u t i o no f s p a t i a la t t e n t i o n ，t h i sb i n d i n gf a c i l i t a t i o nm a y a c t u a l l yn o tb ed u et ot h eo b j e c t b a s e ds e l e c t i o n t h e r e b y , t h ea u t h o rc o n d u c t e da l l e x p e r i m e n t w i t h o u ts p a t i a ld e m a n dt oa s s u r et h ee x i s t e n c eo ft h eo b j e c t - b a s e d a t t e n t i o n t h er e s u l ts t i l ls h o w e dab i n d i n gf a c i l i t a t i o n a c c o r d i n g l y 。i ti ss u g g e s t e d t h a ta t t e n t i o n a ls e l e c t i o nw i t h i n w o r k i n gm e m o r yi s e i t h e rl o c a t i o n b a s e do r o b j e c t b a s e d t h i sc o n c l u s i o ni sc o n s i s t e n tw i t ht h ep r o p o s a l so fd u c a n ，v e c e r aa n d f a r a h ，w h i c hi m p l i c a t es o m es i m i l a r i t yo ft h es e l e c t i o nb e t w e e ne x t e r n a la n di n t e r n a l a t t e n t i o n m o r e o v e r , ab r o a d e ri m p l i c a t i o no ft h i ss t u d ys u g g e s t st h a tt h er e g i o no f d i r e c ta c c e s si no b e r a u e r sc o n c e n t r i cm o d e lm a yb eag e n e r a l ，s u p r a - m o d a l c o m p o n e n t p r e v i o u ss t u d i e so na t t e n t i o ns w i t c h i n gi nw o r k i n gm e m o r ys u g g e s tt h a tt h et i m e t os w i t c ha t t e n t i o ng r o w sw i t ht h en u m b e ro fu p d a t i n gw o r k i n gm e m o r yi t e m s t h e s e f i n d i n g si m p l yp o t e n t i a lc o l 抛 f l o ns u b s t r a t e su n d e r l y i n gt h ew o r k i n gm e m o r ys t o r a g e a n dt h ea t t e n t i o ns w i t c h i n g b ya d j u s t i n gt h ew o r k i n gm e m o r yl o a d ( i e n u m b e ro f t h ec o u n t s ) a n da t t e n t i o n a ls w i t c h i n gc o n d i t i o n ，a n du s i n gt h ef u n c t i o n a lm a g n e t i c r e s o n a n c ei m a g i n g ( f m p d ) t e c h n i q u e ，t h et h i r ds t u d yo ft h i sa r t i c l ee x p l o r e sw h e t h e r t h e r ea r eo v e r l a p p i n gn e u r a lm e c h a n i s m su n d e r l y i n gt h e s et w op r o c e s s e s t h er e s u l t s s h o wt h a te x c e p tt h eb r a i na c t i v a t i o np r e f e r e n t i a l l yt ot h el o a da n ds w i t c h i n gf a c t o r ( r i g h tp a r i e t a lc o r t e x ，b i l a t e r a lo c c i p i t a lc o r t e x ) ，t h el e f td o r s o l a t e r a lp r e f r o n t a lc o r t e x ( b a 9 4 6 ) ，t h el e f tp a r i e t a l ( b a 7 4 0 ) ，a n dt h ea n t e r i o rc i n g u l a t e dg y r u s ( b a 3 2 2 4 ) a c t i v a t et ob o t ht h el o a da n ds w i t c h i n gf a c t o lt h e r e f o r ec o n f i r m i n gt h es h a r i n g m e c h a n i s m so ft h et w op r o c e s s e si nt h ec o r t i c a ll e v e l n l es t u d ys u g g e s t st h a tt h e c e n t r a le x e c u t i v ei nb a d d e l e y sm u l t i - c o m p o n e n tw o r k i n gm e m o r ym o d e lm a ys t i l l h a v eas t o r a g ef u n c t i o n ，a n dp r o v i d en e u r o i m a g i n ge v i d e n c ef o ro b e r a u e r sa n d k l i e g l si n t e r f e r e n c em o d e lo f w o r k i n gm e m o r y n er e s u l to fs t u d yii nt h ep r e s e n ta r t i c l eh a sa l r e a d yb e e np u b l i s h e do r ib r a i n ， 堡主兰壁堡奎!塑 r e s e a r c hb u l l e t i n ( 2 0 0 6 ，6 9 ：2 1 4 - 2 2 1 ，i m p a c tf a c t o r2 0 0 5 ：2 4 8 1 ) ；s t u d y1 1w a s s u b m i t t e dt oj o u l m a lo fe x p e r i m e n t a lp s y c h o l o g y ：l e a r n i n g ，m e m o r y , a n dc o g n i t i o n o m p a c tf a c t o r2 0 0 5 ：2 8 1 2 ) ，t h e ni n v i t e d t ol n a k em i n o rr e v i s i o n s ，a n dn o wt h e r e v i s i o nh a sb e e ns u b m i t t e d s t u d yi ui sn o wi nt h es t a g eo f r e s e a r c hp a p e rw r i t i n g k e y w o r d s ：w o r k i n gm e m o r y , a t t e n t i o ns w i t c h i n g ，b a c k w a r di n h i b i t i o n ，s e l e c t i v e a t t e n t i o n , l e n d ，c e n t r a le x e c u t i v e 博士学位论文 文献综述i ( 与实验研究i 相关) 注意可以让人们选择地处理跟任务目的最相关的环境信息( d e s i m o n e & d u n c a n , 1 9 9 5 ) 。对注意的研究是从有关信息缩减问题开始的。人类的各种感官每 时每刻都在同时受到许许多多的内外刺激的撞击，由于人类信息加工系统的能力 是有限的，人不可能对所有撞击感官的刺激都进行完善加工，所以，人们总是选 择重要的而忽略其他的。因此，注意的核心问题也就是对信息的选择分析。 很久以前就有人提出人们在一个时刻只能集中注意于一个“物体”( j a m e s ， 1 8 9 0 ；p i l l s b u r y , 1 9 7 3 ) 。这个问题推动了不同领域的大量研究工作，包括研究任务 集( t a s ks e 0 之间转移注意的问题( k o c h ，2 0 0 3 ；m o n s e l l ，2 0 0 3 ；r o g e r s & m o n s e l l ， 1 9 9 5 ) 和在工作记忆中转移注意的问题( g a r a v a n , 1 9 9 8 ；g a r a v a n ，r o s s ，l i ，& s t e i n ， 2 0 0 0 ；g e h r i n g ，b r y e k ，j o n i d e s ，a l b i n ，& b a d r e ，2 0 0 3 ；k u b l e r , m u r p h y , & g a r a v a n ， 2 0 0 5 ；k u b l e r , m u r p h y , k a u f m a n ，s t e i n ，& g a r a v a n ，2 0 0 3 ；z l ie ta 1 ，2 0 0 6 ；z h l i e t a l ，2 0 0 4 ；s y l v e s t e re t a l ，2 0 0 3 ) 。任务转移的研究显示在不同类型的任务之间转 移注意时会伴随着对先前那一类任务的抑带1 ( h u b n e r , d r e i s b a c h ，h a i d e r , & k l u w e ， 2 0 0 3 ；m a y r , 2 0 0 2 ；m a y r & k e e l e ，2 0 0 0 ) 。实验研究i 想检验是否在工作记忆中转移 注意也会引起对先前注意的工作记忆子项的抑制。 c o w a n 、o b e r a u e r 的工作记忆模型 工作记忆的功能之一是储存一定的信息，并对这些信息进行操作( a b a d d e l e y , 1 9 8 6 ，1 9 9 7 ；g i o v a n e l l o & v e r f a e l l i e ，2 0 0 1 ；g l a s s m a n ，1 9 9 9 ，2 0 0 3 ；g o r d o n ，1 9 9 7 ； r o s s & s e g a l o w i t z ，2 0 0 0 ) 。可是我们对于存储和加工之间的界限却不是很清楚。 基于“资源”的模型一般认为工作记忆中的存储和加工共同分享了某种资源。这 种资源在任务的存储和加工之间进行分配。然而，来自于双任务的许多实验事实 却不支持这种资源的分配模型，因为即使在短时记忆资源被完全占用( 接近于最 大记忆广度) 的情况下，与其同时进行的加工任务一般不会受到影响( 如o b e r a u e r , 2 0 0 2 ) 。 1 2 博士学位论文 有人提出，存储和加工之间是通过对记忆中特定子项的选择性注意联系在一 起的。例如，当要求被试在没有纸和笔的条件下对记忆里三个数字中的一个进行 累加时，他必须把注意力集中在需要累加的数字上，同时把另外不需要操作的数 字保持在记忆中。这样一来，记忆中的信息就被分为了两类。一种是正处于被访 问的状态，随时准备被用于进一步加工的信息，另一种是处于静态存储，等到需 要时再加以调用的信息。 图1 ：c o w a n 的工作记忆分级模型示意图：黑白圆圈表示记忆中存储的子项，带箭头的 黑色圆圈代表进入注意焦点的子项( 引自c o w a n ，2 0 0 1 ) 类似于这个例子，c o w a n 和许多工作记忆研究人员目前将储存在工作记忆中 的信息根据其内在表征被激活的程度划分成三个水平的功能等级。在此分级模型 中，所有的被动信息属于长时程记忆( l t m ) ；而当前任务所激活的l t m 的子集， 我们称之为激活的长时程记忆( a c t i v a t e dl t m ) ，参与构成工作记忆；其中人在任 何时刻所注意的内部表征则处于注意焦点( c o w a n ，1 9 8 8 ，1 9 9 5 ，2 0 0 1 ；m a r t i n , 1 9 7 8 ；m c e l r e e ，2 0 0 1 ；o b e r a u e r , 2 0 0 2 ；r u c h k i n , g r a f m a n ，c a m e r o n ，& b e r n d t , 2 0 0 3 ) ，见图l 。其中注意焦点的容量被认为是有限的，而长时程记忆中处于激活 博士学位论文 状态的信息会由于外界的干扰或者自身的衰退而退回到非激活状态。在这样一个 模型中，信息可以在注意焦点中进行加工而不会被长时记忆中处于激活状态的部 分所干扰。 图2 ：o b e r a u e r 的同心模型：圆点表示储存在工作记忆中的子项，其中一部分是处于激 活状态的，如黑色的圆点。其中大圆中的子项处于直接访闯区( r e g i o no fd i r e c ta c c e s s ) 。 小圆中的那个圆点处于注意焦点( f o c u so fa t t e n t i o n ) 。( 引自o b e r a u e r 。2 0 0 2 ) 最近，o b e r a u e r ( 2 0 0 2 ) 提出了一个将工作记忆表征区分成三种状态的同心模 型：激活的l t m ，直接访问区( t h er e g i o no f d i r e c ta c c e s s ) ，和注意焦点。实际上， 在同心模型中o b e r a u e r 把c o w a n 模型中的注意焦点划分成为两个等级：一个可 以保持有限数量的c h u n k s 以用于在线的认知加工的容量有限的“直接访问区” ( r e g i o no f d i r e c ta c c e s s ，该区域也就是c o w a n 称之为注意焦点的成分) ，以及一个 注意焦点，它可以在任何时刻保持实际被选择用于认知操作的一个c h u n k ，见图 2 。 内部注意转移 上世纪6 0 年代，s a u ls t e i n b e r g 为了研究人们如何对记忆中存在的信息进行 搜索，他设计了一个实验( s t e m b e r g ，1 9 6 6 ) ，其结果至今仍然是认知科学工作者 1 4 博士学位论文 鲍敏 争论的焦点之一。实验的基本过程是类似于这样的：首先给被试呈现一组字母， 呈现时间为1 秒。这组字母中字母的个数不定，可以是2 ，3 或者4 ，呈现完毕 后有o 5 秒的空白。随后，又一个字母呈现在被试面前，它有可能是先前呈现字 母组中的一员，也有可能不在其中。要求被试对这个字母是否属于先前呈现过的 字母组进行判断，是就按一个键，否则按另外一个键。这是一个比较简单的任务， 一般的正常人都能够很容易地记住呈现的字母组，所以被试完成任务的正确率是 非常高的。但