知觉负荷调节作用与工作记忆引导效应的交互:来自于行为的ERP的证据

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人类的认知系统是有限的,不能对所有输入的信息进行加工。而选择性注意在信息加工过程中起着重要作用,它帮助人们将有限的注意资源分配给任务相关刺激,且排除无关刺激的干扰。大量研究对影响选择性注意的因素进行了探索,发现知觉负荷和工作记忆引导在此过程中起着重要作用。  注意选择发生的位置在认知心理学中一直存在争论,主要表现为早期选择和晚期选择之争。早期选择的观点认为注意选择发生较早,在对刺激的物理特征进行初步的分析之后,其中,未注意的信息没有得到充分的知觉加工;晚期选择的观点认为知觉加工能力没有限制,所有的信息都能得到知觉加工。为了解决这种争论,研究者们提出了知觉负荷理论(perceptual load theory)并指出当前任务知觉负荷的高低决定了选择性注意发生的位置。如果当前任务的知觉负荷较低,其加工过程只耗用一部分注意资源,则多余的注意资源会自动溢出,去加工无关刺激,从而产生干扰效应;如果当前任务的知觉负荷较高,有限的注意资源被消耗尽,那么与任务无关的干扰刺激无法得到知觉加工,从而不会产生干扰效应。  除了知觉负荷以外,工作记忆是影响注意选择的另外一个因素。根据偏向竞争模型的观点(biased competition model),信息加工能力是有限的,处于视场中不同客体的神经表征相互抑制,相互竞争以便“胜者”进入更高水平的加工。如果客体在工作记忆中得到了表征,那么这种自上而下的控制信号引导注意偏向与之相同或相似的视觉刺激,保持在工作记忆中的目标模版使视野中具有目标特征的刺激自动优先获得注意。  在选择性注意领域。知觉负荷理论认为在高知觉负荷条件下,注意资源全部用来对目标刺激的加工,因此来自于分心物的干扰效应消失。然而,根据偏向竞争模型的观点,工作记忆内容能够自动引导注意偏向与之匹配的刺激。我们据此可以预测如果分心刺激与工作记忆内容匹配,那么即使在高知觉负荷条件下,分心物也能够捕获注意,从而使分心物干扰效应始终存在。但该预测与知觉负荷理论相矛盾,当知觉负荷与工作记忆共同作用于注意选择时,会发生怎样的结果呢?本研究的目的主要有两个:一是探索工作记忆引导是否能够发生在早期的视觉加工阶段;二是探讨工作记忆引导与知觉负荷相互作用的时间进程和神经机制。  为了探究这个问题,本研究将被试分为两组,分别完成实验1和实验2。在实验1中,实验范式采用注意捕获范式,要求被试在由6个字母组成的圆环上搜索2个目标字母(X或者N),同时忽视左边或者右边出现的无意义图片。高知觉负荷条件下非目标字母各不相同,低知觉负荷条件下非目标字母由相同的字母O组成。无关的分心物条件为呈现(搜索刺激与分心物同时出现)或者不呈现(只出现搜索刺激)。该实验旨在检验知觉负荷效应的有效性。结果表明,完全无关的分心物只在低知觉负荷条件下对目标任务产生干扰,该作用在高知觉负荷条件下消失,说明采用无意义图形作为无关刺激能够重复经典的知觉负荷结果,排除了材料不同,文化差异所产生的影响。  实验2在实验1的基础上,结合工作记忆任务,采用事件相关电位(ERP)技术进一步考察工作记忆引导与知觉负荷调节相互作用的时间进程和神经机制。在实验二中,被试完成延迟匹配任务(delayed-match-to-sample task),要求被试将图片保持在工作记忆当中并同时完成知觉负荷任务,知觉负荷任务设置同实验1,除了分心刺激总是出现且要么与工作记忆内容相同,要么不同。分心物图片与工作记忆中保持的图片相同的概率为50%,实验中同时记录其行为数据和事件相关电位数据。行为结果表明,高知觉负荷没有完全消除工作记忆的引导效应。ERP结果进一步揭示了知觉负荷与记忆引导相互作用的内在机制。首先,P1成分(90-130ms)仅表现为记忆引导的主效应,说明工作记忆引导效应比知觉负荷调节作用发生的时间更早,且不受知觉负荷水平高低的影响。其次,在N1成分(160-200ms)上,高知觉负荷消除了记忆引导效应,但该效应在低知觉负荷下不受影响。标准化低分辨率电磁扫描技术(Standardized Low Resolution ElectricalTomography Analysis,sLORETA)表明P1成分上的工作记忆引导效应来源于枕颞皮层(temporal-occipital cortex),而标志着知觉负荷对工作记忆引导影响的N1成分的源则位于顶叶区域(parietal area)。  本研究结果说明,当知觉负荷与工作记忆引导共同作用于选择性注意时,首先工作记忆引导发挥作用,表现为与工作记忆内容相匹配的刺激自动捕获注意,但在随后受到知觉负荷水平的调节,表现为高知觉负荷水平下工作记忆引导效应消失。因此,工作记忆引导效应能够发生在早期的视觉加工阶段(枕颞皮层区域),且受到知觉负荷水平的调节。
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