視覺空間工作記憶的交互作用論文

視覺空間工作記憶的交互作用論文

　　當代，論文常用來指進行各個學術領域的研究和描述學術研究成果的文章，簡稱之為論文。它既是探討問題進行學術研究的一種手段，又是描述學術研究成果進行學術交流的一種工具。下面是小編幫大家整理的視覺空間工作記憶的交互作用論文，希望能夠幫助到大家。

　　論文關鍵詞：

　　空間注意　空間工作記憶　基于物體的注意　物體工作記憶

　　論文摘要：

　　傳統上只是從單方面討論了選擇性注意一與視覺空間工作記憶之間的關系，即認為注意選擇有限信息以進人工作記憶。近期的一些研究發現，視覺空間工作記憶的內容影響選擇性注意的分配，注意選擇工作記憶中保持的空間或物體表征，選擇性注意對于正確保持空間或物體信息是必需的認知調節。文章最后指出，關于選擇性注意與視覺空間工作記憶交互作用的研究為將來進一步揭示基于空間與基于物體的注意選擇之間的交互作用關系提供了一個很好的途徑。

　　1引言

　　對于視覺注意所選擇的信息表征的類型，目前已得到大量實驗證據支持的主要有兩種理論觀點，即基于空間（space一based）和基于物體（（object一based）的視覺注意理論�；�于空間的理論模型認為，視覺選擇是基于對視野的純粹的空間表征進行操作的，視覺注意選擇的是特定的空間位置，然后才對落在所選空間內的物體進行加工。基于物體的理論模型認為，視覺注意選擇的是根據格式塔知覺組織原則對視野的注意前組織而得到的知覺物體（perceptual objects），而不管物體所處的空間位置。Ely等（1994）首次在單任務范式下同時確立了基于空間與基于物體的注意，說明這兩種注意成分不是完全相互排斥的，而是可以交互作用的方式共同作用于視覺加工過程。后來的一些研究進一步證實了Egly等人的發現，并在單任務范式下初步探索了基于空間與基于物體的視覺選擇的交互作用關系。

　　工作記憶是一個臨時保存有限信息的認知系統，其中的信息時刻處于激活狀態，以便隨時進人其它認知過程。Baddeley（1986）提出了一個著名的工作記憶模型，這個模型包括兩個獨立的工作記憶系統，即視覺空間（visuospatial）和語音（verbal）工作記憶。后來的研究發現，視覺空間工作記憶又可進一步劃分為若干獨立的子系統，如空間工作記憶和物體工作記憶的分離等。這種工作記憶結構的分離反映出，在哺乳動物視覺系統中，有兩條獨立的神經通路以分別加工空間和物體視覺特征，即所謂的“where”系統和“what”系統。

　　對于選擇性注意與視覺空間工作記憶這兩個認知系統之間的關系，過去一般只看到它們之間的一個單向聯系，即認為注意選擇感覺信息以進入工作記憶中，注意對于工作記憶起著閘門控制的作用。然而，近期的一些研究從另一方向揭示了選擇性注意與視覺空間工作記憶之間的重要關系，即工作記憶的內容會影響注意的分配，注意選擇工作記憶中保持的空間位置或物體。以下從基于空間與基于物體的注意兩方面來探討選擇性注意和視覺空間工作記憶之間的上述重要關系。

　　2空間注意與空間工作記憶

　　2.1空間工作記憶對空間注意轉移的導向作用

　　Awh等（1995假設，如果空間選擇性注意指向工作記憶所保持的空間位置，那么與非記憶空間相比，對記憶保持空間的視覺加工效率將顯著增強。實驗中要求被試在空間工作記憶任務的保持階段完成一個選擇反應時任務，其中25%的試驗中選擇刺激（choice stimulus）的空間位置與記憶保持空間相匹配。實驗結果證實了研究者的假設，被試對落在記憶保持空間上的選擇刺激的反應時要顯著快于對落在非記憶空間上的選擇刺激的反應時。盡管如此，Awh等人強調要考慮以下兩種可能會導致以上實驗結果的情況：記憶線索的呈現可能會引發注意自動指向記憶保持的空間位置，而不管這種注意轉移是否有利于空間工作記憶；由于25%的試驗中記憶線索可以有效預測選擇刺激的空間位置，因此，被試可能會策略性地將注意指向記憶空間以利于完成選擇任務。Awh等（1998]設計了一個與Awh等（1995）類似的實驗，不同之處只在于將空間工作記憶任務換為字母工作記憶任務（要求被試記住初始記憶線索本身而非其所在的空間位置）。實驗結果表明，當要求被試記住記憶線索的身份（identity）而不是其空間位置時，被試對落在記憶保持空間內的選擇刺激的反應時不再快于對落在非記憶空間上的選擇刺激的反應時，這就排除了上述第一種可能的情況，即證實Awh等（1995）的實驗結果不是由于刺激驅動注意捕獲所致。此外，由于兩個實驗中記憶線索和后繼選擇刺激的空間位置之間的預測關系是相同的（25%的試驗中選擇刺激的空間位置與記憶保持空間相匹配），如果Awh等（1995）的實驗結果是由于被試策略性注意轉移所致，那么Awh等（1998）的實驗結果就應該與Awh等（1995）相同。然而事實并非如此，這也就同時排除了上述第二種可能的情況。因此，空間工作記憶中所積極保持的信息才是導致空間選擇性注意轉移的真正原因，視覺注意選擇工作記憶中所保持的空間位置。

　　2.2基于注意的復述效應

　　既然空間工作記憶的內容會影響基于空間的視覺注意的分配，那么空間注意對于空間工作記憶又有著怎樣的功能性作用呢？也就是說，視覺注意選擇工作記憶當前所保持的空間位置有何作用？一般認為注意轉移是空間工作記憶正確保持空間信息所必需的認知調節，視覺注意選擇工作記憶當前保持的空間位置是為了“復述”（rehearse）空間信息以便使之正確保持在工作記憶之中。Awh等人將空間注意對于空間工作記憶的作用類比為言語復述對于語音工作記憶的作用，并稱之為基于注意的復述（ attention一based rehearsal）效應或空間復述效應�；�于這樣的認識，Awh等人假設，如果阻止被試將注意指向于記憶空間，那么記憶準確率將會相應下降。Awh等（1998）利用一個雙任務干擾范式來檢驗上述假設，實驗中要求被試在空間工作記憶任務的保持階段完成一個顏色識別任務。顏色識別任務有兩類，一類任務需要被試將注意轉移到非記憶空間位置上，而另一類不需要注意轉移。實驗結果證實了Awh等人的假設，當顏色識別任務需要注意轉移到非記憶空間位置上時，空間工作記憶準確性顯著受損，這就證明了空間注意對于工作記憶積極保持空間信息起著有益的功能性作用。

　　鑒于空間復述（spatial rehearsal）對于正確保持空間信息是必需的，可以將空間復述看作空間工作記憶的一個子成分。許多關于空間工作記憶和空間選擇性注意的神經成像研究發現，空間復述與空間注意具有相似的神經機制，選擇性注意任務中所激活的腦區與空間工作記憶中所激活的腦區具有顯著的重疊，從而進一步支持了行為實驗所揭示的空間選擇性注意對于空間工作記憶的功能性作用。Awh等（1999）進行了一項fMRI研究以測量被試在完成空間工作記憶任務時視覺皮層的神經活動。研究者假設，如果空間復述是由于空間選擇性注意轉移所致，那么空間復述的神經活動應與空間注意的神經活動相同。研究結果證實了這一假設，空間復述確實引發了Awh等人預期的視覺神經活動，被試在記憶空間對側視覺皮質上的神經活動明顯增強，這與以前關于空間注意的神經成像研究結果相似，即被試在注意選擇空間對側視覺皮質上的神經活動明顯增強。這就說明空間復述與空間選擇性注意在神經機制上具有明顯的重疊。另外，有兩項ERP研究發現，空間復述神經活動的時間過程與空間注意神經活動的時間過程相似，空間復述與注意選擇都出現在視覺加工過程的早期階段，大概開始于刺激呈現后的100ms。左右，這就進一步證明了空間工作記憶與空間選擇性注意具有功能上的重疊。

　　3基于物體的注意與物體工作記憶

　　Desimon。等（1995）提出一個基于物體的注意的不公平竟爭模型（ biased一competition model ）。這個模型認為，在視覺搜索情景中，視場中充滿許多物體，由于注意資源有限，視場中的物體就會競爭注意資源。若目標物體與當前工作記憶中所保持的物體表征相同，那么該物體就會取得競爭優勢而被視覺注意選擇。根據這個不公平競爭模型，Downing（2000）假設，即使沒有明顯的搜索目標，視場中與工作記憶當前所保持的物體表征相同的物體也會捕獲注意。實驗要求被試在物體（人臉圖片）工作記憶任務的保持階段完成一個簡單的方向辨別任務，方向辨別任務是用來測量基于物體的注意選擇的。以前關于選擇性注意的研究表明，注意選擇某一物體會促進對該物體所在空間上的其他信息的加工。Downing根據這一邏輯證實了其研究假設，被試對落在匹配物體（與工作記憶保持的物體相同）空間位置上的探測刺激的反應時顯著快于對落在非匹配物體（新物體）空間位置上的探測刺激的反應時，表明工作記憶保持的物體表征使得注意選擇匹配物體而不是新物體。此外，Downing（2000 ）也通過實驗證明了基于物體的注意轉移確實是由于工作記憶中所積極保持的物體表征所致，而不是由于知覺啟動或被試策略性注意轉移所致。盡管目前關于基于物體的注意選擇對于視覺工作記憶的功能作用的行為研究還很少，但鑒于注意會選擇工作記憶中保持的空間或物體這一研究事實，我們有理由可以這樣假設：就如空間注意對于工作記憶正確保持空間信息是必需的，基于物體的注意對于視覺工作記憶正確保持物體信息也是必需的，即基于注意的復述效應同樣也存在于物體工作記憶之中。Barnes（2001）]研究發現，不同的工作記憶任務對基于物體的注意有著不同的影響。實驗中要求被試在完成注意任務（辨別同一物體或分別來自兩個不同物體的兩個屬性）的同時進行一項物體工作記憶任務，或語音工作記憶任務或空間工作記憶任務。結果發現，基于物體的注意只受到物體工作記憶的干擾，而語音和空間工作記憶對基于物體的注意都沒有干擾作用。神經成像研究發現，這種選擇性干擾作用是因為基于物體的注意只與物體工作記憶具有共同的腦區（左側頂葉后部），從而導致兩者在認知功能上的重疊，這也說明了基于物體的注意過程對工作記憶正確保持物體信息可能起著有益的功能性作用。

　　4結語

　　綜上所述，視覺空間工作記憶與視覺選擇性注意之間存在交互作用，工作記憶的內容會影響選擇性注意的導向，即注意選擇工作記憶中保持的空間或物體。基于注意的復述效應表明，選擇性注意對于視覺空間工作記憶的作用就如言語復述對于語音工作記憶的作用，選擇性注意是工作記憶正確保持空間或物體信息所必需的認知調節。作者認為，這方面的研究不僅揭示了選擇性注意和視覺空間工作記憶這兩大認知系統之間在功能與神經結構上的聯系，而且為將來探索基于空間與基于物體的注意選擇之間的交互作用機制提供了一個很好的途徑。例如，以前都是分別研究空間工作記憶與物體工作記憶對于選擇性注意的導向作用，如果能設計一個工作記憶任務要求同時保持空間和物體信息內容，那么按照基于注意的復述效應，視覺注意就會同時選擇工作記憶中保持的空間和物體，即在同一實驗范式下同時引發出基于空間與基于物體的注意選擇，這就為研究兩者之間的內在關系的實質提供了必要的條件，然后就可以通過行為測量或神經成像等手段來揭示兩種注意成分在視覺過程中的交互作用關系。此外，近年的一些神經成像和行為研究發現，空間工作記憶與物體工作記憶在神經結構和功能上并不是完全相互獨立的，而是存在一定程度上的相互重疊。鑒于選擇性注意與視覺空間工作記憶之間的上述交互關系，我們也可以從空間與物體工作記憶間的內在關系中發現基于空間與基于物體的注意的交互作用關系。

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