工作记忆.doc

作记忆目 录1概述2定义3主要内容4ERP研究1 4.1 工作记忆的P300效应1 4.2 ERP与视觉工作记忆研究1 4.3 ERP与言语工作记忆研究1概述1974年，Baddeley和Hitch在模拟短时记忆障碍的实验基础上提出了工作记忆的三系统概念，用“工作记忆”（working memory，WM）替代原来的“短时记忆”（short-term memory， STM）概念。工作记忆是一种对信息进行暂时加工和贮存的能量有限的记忆系统，在许多复杂的认知活动中起重要作用。2定义工作记忆：是指信息暂时存贮及其与其它更为复杂任务的联合运作。工作记忆指的是一个容量有限的系统，用来暂时保持和存储信息，是知觉、长时记忆和动作之间的接口，因此是思维过程的一个基础支撑结构。（Baddeley,2003）实际上，工作记忆也是指短时记忆，但它强调短时记忆与当前人从事的工作的联系。由于工作进行的需要，短时记忆的内容不断变化并表现出一定的系统性。短时记忆随时间而形成的一个连续系统也就是工作记忆或叫做活动记忆。工作记忆其实是一种假设：某种形式信息的暂时存贮对许多认知技能来说是必须的（如理解、学习和推理等都属于需要信息额暂时存贮即工作记忆的认知技能）认知心理学提出的有关人脑的存贮的信息的活动方式。人作为一种信息加工系统，把接受到的外界信息，经过模式识别加工处理而放入长时记忆。以后，人在进行认知活动时，由于需要长时记忆中的信息处于这种活动的状态，就叫工作记忆。它被认为与通常所说的意识觉察有关，即进入工作记忆中的信息就是人们自身意识中的内容。这种记忆易被抹去，并随时更换。海马损伤后这种记忆会发生困难。所谓工作记忆，是指人们在完成认知任务的过程中将信息暂时储存的系统。工作记忆可以被理解为一个临时的心理“工作平台”，在这个工作平台上，人们对信息进行操作处理和组装，以帮助我们理解语言、进行决策以及解决问题。可以将工作记忆理解为对必要成分的短时的、特殊的聚焦。3主要内容工作记忆（working memory,WM）是指在执行认知任务过程中，用于信息的暂时储存与加工的资源有限的系统1。WM被形容为人类的认知中枢，是当前认知心理学和认知神经科学中最活跃的研究领域之一。由于WM在人类高级认知活动中的突出重要性，Goldman-Rakic把它评价为“也许是人类心理进化中最重要的成就”2。目前针对WM的机制，国际上已经提出十几个有影响的理论模型，其中最著名的是Baddeley的多成分模型3。该模型认为WM由语音回路、视觉空间模板和中央执行系统组成。语音回路负责以声音为基础的信息储存与控制，视觉空间模板主要负责储存和加工视觉信息，中央执行系统是WM的核心，负责各子系统之间以及它们与长时记忆的联系、注意资源的协调和策略的选择与计划等。围绕该模型的验证和完善的研究一直是WM研究的核心领域。Baddeley提出的工作记忆包括三个部分：包括注意控制系统中枢执行系统，以及为其服务的两个子系统“负责视觉材料暂时存贮和处理的视空初步加工系统” 和 “负责口语材料暂时存贮和处理的语音回路”1，基于语音的语音环。主要用于记住词的顺序，保持信息。2，视空图像处理器。重要用于加工视觉和空间信息。3，类似于注意的中枢系统。主要用于分配注意资源，控制加工过程，这是工作记忆的关键成分。然而，在对工作记忆的研究过程中，某些实验研究并不能用Baddeley的三系统概念进行解释。如，在实验中被试只能记住5个左右的不相关的单词，而却可以记住16个左右有共通之处的单词。在对原有工作记忆模型进行修改的基础上，Baddeley提出了情景缓冲器概念，作为对三系统概念缺陷的补充。这是一种用于保存不同信息加工结果的次级记忆系统，在中枢执行系统的控制之下保持加工后的信息，支持后续的加工操作。4ERP研究WM的研究方法涵盖了认知心理学和认知神经科学的各主要研究技术。其中事件相关电位（event-related potentials,ERPs）就是近年来在该领域应用日益增多的技术。该技术的突出特点是能以精确到毫秒级的时间分辨率对特定认知事件引发的脑电位进行实时性测量。该技术还能在不需要被试做外显行为反应的情况下检测到内部心理过程的变化。这些优势使ERP技术能对信息加工过程的不同阶段进行明确的区分，而这种区分对建立科学的认知模型无疑具有重要价值。不过由于ERP指标对自变量和无关变量都比较敏感，因此以往主要被用于注意和感知觉等相对简单的认知机制的研究。直到近些年随着WM实验范式得到不断创新，ERP才越来越多地被用于WM核心领域的研究，取得了不少重要的成果。工作记忆的P300效应P300是指ERP晚成分中的第三个正波，由于最早发现的P3在刺激呈现后约300毫秒出现，所以叫做P300，现在P300已成为含有多种子成分的家族。许多研究表明P300与WM存在密切的关系。Donchin等考察了典型的WM任务中的ERP效应，发现可以把P300的波幅变化视为WM中情境更新的指标，WM任务复杂性越高，P300波幅越大。他们还发现P300的潜伏期受知觉复杂性和任务难度的影响，可视为刺激评估和分类时间的指标。Polich等也发现，在需要较多加工资源的任务中，如快速实现资源分配和信息保持的任务中，P300的潜伏期与认知能力之间呈现出稳定的关系。不过有关P300潜伏期的意义，也出现了一些不同的实验结果，如复杂任务中的ERP研究表明，P300的波幅与认知能力之间存在密切联系，而P300的潜伏期与认知操作和认知能力却没有关系。在一项五选一的反应时任务中，WM阅读广度高的被试产生了波幅更大的P300；在一个n-back任务中，随着WM负载增大，P300的波幅下降，且波幅与被试的韦氏智力测验成绩呈正相关4。而在这两种任务中P300的潜伏期均与认知能力无关。此外，还有一些研究发现P300的潜伏期与认知能力呈负相关，而P300的波幅与认知能力呈正相关。ERP与视觉工作记忆研究ERP在视觉WM研究中的典型应用是对视觉空间、视觉客体和言语WM的电生理机制的区分。如前所述，Baddeley的三成分模型把WM分成视觉空间WM和言语WM两个附属系统。视觉空间系统可能又可以分成视觉客体WM和空间WM。ERP技术为这两种视觉系统内WM的区分以及它们与言语WM的区分提供了有力证据。ERP与言语工作记忆研究ERP技术在言语WM研究中的应用一方面体现在其特异性成分的探讨上，如上文提及的Ruchkin等的研究；另一方面集中在言语WM的结构和机制方面的研究上。这里侧重介绍第二方面的研究。近年来有研究者提出言语WM也可以像视觉WM一样可以进一步区分。如Caplan等指出，言语WM可分为解释性WM(interpretative working memory）和后解释性WM(post-interpretative working memory)11。前者负责言语模块化的自动加工，如句法的加工；后者负责言语中枢性的控制性加工，如对外部世界知识的探索。Caplan等通过PET技术为其言语WM的双重结构提供了证据。综上所述，ERP技术在WM这一高级认知功能的研究中已经得到比较广泛和深入的应用。ERP已经被应用到WM领域很多关键问题的研究上，并已取得显著成果。这些研究为WM的内部过程提供了精确的时程信息,使研究者可以了解到不同类型的WM编码、保存、更新和中央执行控制的起止时间和在脑区的大致分布，为WM理论模型的发展和完善提供了重要数据。不过当前WM的ERP研究还存在一些不足。一些ERP成分的WM内涵还不是很明确，不同研究结果之间的分歧比较大，有些问题的研究还不够系统等。作记忆目 录1概述2定义3主要内容4ERP研究1 4.1 工作记忆的P300效应1 4.2 ERP与视觉工作记忆研究1 4.3 ERP与言语工作记忆研究1概述1974年，Baddeley和Hitch在模拟短时记忆障碍的实验基础上提出了工作记忆的三系统概念，用“工作记忆”（working memory，WM）替代原来的“短时记忆”（short-term memory， STM）概念。工作记忆是一种对信息进行暂时加工和贮存的能量有限的记忆系统，在许多复杂的认知活动中起重要作用。2定义工作记忆：是指信息暂时存贮及其与其它更为复杂任务的联合运作。工作记忆指的是一个容量有限的系统，用来暂时保持和存储信息，是知觉、长时记忆和动作之间的接口，因此是思维过程的一个基础支撑结构。（Baddeley,2003）实际上，工作记忆也是指短时记忆，但它强调短时记忆与当前人从事的工作的联系。由于工作进行的需要，短时记忆的内容不断变化并表现出一定的系统性。短时记忆随时间而形成的一个连续系统也就是工作记忆或叫做活动记忆。工作记忆其实是一种假设：某种形式信息的暂时存贮对许多认知技能来说是必须的（如理解、学习和推理等都属于需要信息额暂时存贮即工作记忆的认知技能）认知心理学提出的有关人脑的存贮的信息的活动方式。人作为一种信息加工系统，把接受到的外界信息，经过模式识别加工处理而放入长时记忆。以后，人在进行认知活动时，由于需要长时记忆中的信息处于这种活动的状态，就叫工作记忆。它被认为与通常所说的意识觉察有关，即进入工作记忆中的信息就是人们自身意识中的内容。这种记忆易被抹去，并随时更换。海马损伤后这种记忆会发生困难。所谓工作记忆，是指人们在完成认知任务的过程中将信息暂时储存的系统。工作记忆可以被理解为一个临时的心理“工作平台”，在这个工作平台上，人们对信息进行操作处理和组装，以帮助我们理解语言、进行决策以及解决问题。可以将工作记忆理解为对必要成分的短时的、特殊的聚焦。3主要内容工作记忆（working memory,WM）是指在执行认知任务过程中，用于信息的暂时储存与加工的资源有限的系统1。WM被形容为人类的认知中枢，是当前认知心理学和认知神经科学中最活跃的研究领域之一。由于WM在人类高级认知活动中的突出重要性，Goldman-Rakic把它评价为“也许是人类心理进化中最重要的成就”2。目前针对WM的机制，国际上已经提出十几个有影响的理论模型，其中最著名的是Baddeley的多成分模型3。该模型认为WM由语音回路、视觉空间模板和中央执行系统组成。语音回路负责以声音为基础的信息储存与控制，视觉空间模板主要负责储存和加工视觉信息，中央执行系统是WM的核心，负责各子系统之间以及它们与长时记忆的联系、注意资源的协调和策略的选择与计划等。围绕该模型的验证和完善的研究一直是WM研究的核心领域。Baddeley提出的工作记忆包括三个部分：包括注意控制系统中枢执行系统，以及为其服务的两个子系统“负责视觉材料暂时存贮和处理的视空初步加工系统” 和 “负责口语材料暂时存贮和处理的语音回路”1，基于语音的语音环。主要用于记住词的顺序，保持信息。2，视空图像处理器。重要用于加工视觉和空间信息。3，类似于注意的中枢系统。主要用于分配注意资源，控制加工过程，这是工作记忆的关键成分。然而，在对工作记忆的研究过程中，某些实验研究并不能用Baddeley的三系统概念进行解释。如，在实验中被试只能记住5个左右的不相关的单词，而却可以记住16个左右有共通之处的单词。在对原有工作记忆模型进行修改的基础上，Baddeley提出了情景缓冲器概念，作为对三系统概念缺陷的补充。这是一种用于保存不同信息加工结果的次级记忆系统，在中枢执行系统的控制之下保持加工后的信息，支持后续的加工操作。4ERP研究WM的研究方法涵盖了认知心理学和认知神经科学的各主要研究技术。其中事件相关电位（event-related potentials,ERPs）就是近年来在该领域应用日益增多的技术。该技术的突出特点是能以精确到毫秒级的时间分辨率对特定认知事件引发的脑电位进行实时性测量。该技术还能在不需要被试做外显行为反应的情况下检测到内部心理过程的变化。这些优势使ERP技术能对信息加工过程的不同阶段进行明确的区分，而这种区分对建立科学的认知模型无疑具有重要价值。不过由于ERP指标对自变量和无关变量都比较敏感，因此以往主要被用于注意和感知觉等相对简单的认知机制的研究。直到近些年随着WM实验范式得到不断创新，ERP才越来越多地被用于WM核心领域的研究，取得了不少重要的成果。工作记忆的P300效应P300是指ERP晚成分中的第三个正波，由于最早发现的P3在刺激呈现后约300毫秒出现，所以叫做P300，现在P300已成为含有多种子成分的家族。许多研究表明P300与WM存在密切的关系。Donchin等考察了典型的WM任务中的ERP效应，发现可以把P300的波幅变化视为WM中情境更新的指标，WM任务复杂性越高，P300波幅越大。他们还发现P300的潜伏期受知觉复杂性和任务难度的影响，可视为刺激评估和分类时间的指标。Polich等也发现，在需要较多加工资源的任务中，如快速实现资源分配和信息保持的任务中，P300的潜伏期与认知能力之间呈现出稳定的关系。不过有关P300潜伏期的意义，也出现了一些不同的实验结果，如复杂任务中的ERP研究表明，P300的波幅与认知能力之间存在密切联系，而P300的潜伏期与认知操作和认知能力却没有关系。在一项五选一的反应时任务中，WM阅读广度高的被试产生了波幅更大的P300；在一个n-back任务中，随着WM负载增大，P300的波幅下降，且波幅与被试的韦氏智力测验成绩呈正相关4。而在这两种任务中P300的潜伏期均与认知能力无关。此外，还有一些研究发现P300的潜伏期与认知能力呈负相关，而P300的波幅与认知能力呈正相关。ERP与视觉工作记忆研究ERP在视觉WM研究中的典型应用是对视觉空间、视觉客体和言语WM的电生理机制的区分。如前所述，Baddeley的三成分模型