2021年浅论选择性注意和视觉空间工作记忆的交互作用

浅论选择性注意和视觉空间工作记忆的交互作用论文关键词:空间注意空间工作记忆 基于物体的注意 物体工作记忆
论文摘要：传统上只是从单方面讨论了选择性注意一和视觉空间 近工作记忆之间的关系，即认为注意选择有限信息以进人工作记忆。

期的部分研究发觉，视觉空间工作记忆的内容影响选择性注意的分配，注意选择工作记忆中保持的空间或物体表征，选择性注意对于正确保持空间或物体信息是必须的认知调整。文章最终指出，有关选择性注意和视觉空间工作记忆交互作用的研究为未来深入揭示基于空间和基于物体的注意选择之间的交互作用关系提供了一个很好的路径。

1 引言
对于视觉注意所选择的信息表征的类型，现在已得到大量试验证据支持的关键有两种理论看法，即基于空间(space一based)和基于物体((object一based)的视觉注意理论。基于空间的理论模型认为，视 视觉注意选择的觉选择是基于对视野的纯粹的空间表征进行操作的，
是特定的空间位置，
然后才对落在所选空间内的物体进行加工。基于物体的理论模型认为，视觉注意选择的是依据格式塔知觉组织标准对视野的注意前组织而得到的知觉物体(perceptualobjects)，而不论物体所处的空间位置。Ely等(1994)首次在单任务范式下同时确立了基于空间和基于物体的注意，说明这两种注意成份不是完全相互排斥的，而是能够交互作用的方法共同作用于视觉加工过程。以后的部分研究深入证实了Egly等人的发觉，并在单任务范式下初步探索了基

于空间和基于物体的视觉选择的交互作用关系。

工作记忆是一个暂时保留有限信息的认知系统，其中的信息时刻处于激活状态，方便随时进人其它认知过程。Baddeley(1986)提出了一个 即视著名的工作记忆模型，这个模型包含两个的工作记忆系统，觉空间(visuospatial)和语音(verbal)工作记忆。以后的研究发觉，视觉空间工作记忆又可深入划分为若干的子系统，如空间工作记忆和物体工作记忆的分离等。这种工作记忆结构的分离反应出，在哺 有两条的神经通路以分别加工空间和物体视乳动物视觉系统中，
觉特征，即所谓的“where”系统和“what”系统。

对于选择性注意和视觉空间工作记忆这两个认知系统之间的关系，过去通常只看到它们之间的一个单向联络，即认为注意选择感觉信息以进入工作记忆中，注意对于工作记忆起着闸门控制的作用。然而，近期的部分研究从另一方向揭示了选择性注意和视觉空间工作记忆之间的主要关系，即工作记忆的内容会影响注意的分配，
注意选择工作记忆中保持的空间位置或物体。以下从基于空间和基于物体的注意两方面来探讨选择性注意和视觉空间工作记忆之间的上述主要关系。

2 空间注意和空间工作记忆
2.1 空间工作记忆对空间注意转移的导向作用
Awh等(1995假设，假如空间选择性注意指向工作记忆所保持的空间位置，那么和非记忆空间相比，对记忆保持空间的视觉加工效率将显著增强。试验中要求被试在空间工作记忆任务的保持阶段完成一个选择反应时任务，其中25%的试验中选择刺激(choicestimulus)的空间

位置和记忆保持空间相匹配。试验结果证实了研究者的假设，被试对落在记忆保持空间上的选择刺激的反应时要显著快于对落在非记忆空间上的选择刺激的反应时。尽管如此，Awh等人强调要考虑以下两种可能会造成以上试验结果的情况:记忆线索的展现可能会引发注意自动指向记忆保持的空间位置，而不论这种注意转移是否有利于空间工作记忆;因为25%的试验中记忆线索能够有效预计选择刺激的空间位置，所以，被试可能会策略性地将注意指向记忆空间以利于完成选择任务。Awh等(1998]设计了一个和Awh等(1995)类似的试验，不一样之处只在于将空间工作记忆任务换为字母工作记忆任务(要求被试记住初始记忆线索本身而非其所在的空间位置)。试验结果表明，当被试要求被试记住记忆线索的身份(identity)而不是其空间位置时，对落在记忆保持空间内的选择刺激的反应时不再快于对落在非记忆空间上的选择刺激的反应时，这就排除了上述第一个可能的情况，即证实Awh等(1995)的试验结果不是因为刺激驱动注意捕捉所致。另外，因为两个试验中记忆线索和后继选择刺激的空间位置之间的预计关系是相同的(25%的试验中选择刺激的空间位置和记忆保持空间相匹配)，假如Awh等(1995)的试验结果是因为被试策略性注意转移所致，那么Awh等(1998)的试验结果就应该和Awh等(1995)相同。然而事实并非如此，这也就同时排除了上述第二种可能的情况。所以，空间工作记忆中所主动保持的信息才是造成空间选择性注意转移的真正原因，视觉注意选择工作记忆中所保持的空间位置。

2.2基于注意的复述效应

既然空间工作记忆的内容会影响基于空间的视觉注意的分配，那么空间注意对于空间工作记忆又有着怎样的功效性作用呢?也就是说，视觉注意选择工作记忆目前所保持的空间位置有何作用?通常认为注意转移是空间工作记忆正确保持空间信息所必须的认知调整，视觉注意 (rehearse)空间信选择工作记忆目前保持的空间位置是为了
“复述”息方便使之正确保持在工作记忆之中。Awh等人将空间注意对于空间工作记忆的作用类比为言语复述对于语音工作记忆的作用，并称之为基于注意的复述(attention一basedrehearsal)效应或空间复述效应。

基于这么的认识，Awh等人假设，假如阻止被试将注意指向于记忆空间，那么记忆正确率将会对应下降。Awh等(1998)利用一个双任务干 试验中要求被试在空间工作记忆任务的保持扰范式来检验上述假设，
阶段完成一个颜色识别任务。颜色识别任务有两类，一类任务需要被试将注意转移到非记忆空间位置上，
而另一类不需要注意转移。试验 当颜色识别任务需要注意转移到非记忆结果证实了Awh等人的假设，
空间位置上时，空间工作记忆正确性显著受损，这就证实了空间注意对于工作记忆主动保持空间信息起着有益的功效性作用。

鉴于空间复述(spatialrehearsal)对于正确保持空间信息是必 很多有关空须的，能够将空间复述看作空间工作记忆的一个子成份。

间工作记忆和空间选择性注意的神经成像研究发觉，空间复述和空间注意含有相同的神经机制，选择性注意任务中所激活的脑区和空间工作记忆中所激活的脑区含有显著的重合，从而深入支持了行为试验所Awh等(1999)揭示的空间选择性注意对于空间工作记忆的功效性作用。

进行了一项fMRI研究以测量被试在完成空间工作记忆任务时视觉皮层的神经活动。研究者假设，假如空间复述是因为空间选择性注意转移所致，那么空间复述的神经活动应和空间注意的神经活动相同。研空间复述确实引发了Awh等人预期的视觉神究结果证实了这一假设，经活动，被试在记忆空间对侧视觉皮质上的神经活动显著增强，这和以前有关空间注意的神经成像研究结果相同，即被试在注意选择空间对侧视觉皮质上的神经活动显著增强。这就说明空间复述和空间选择性注意在神经机制上含有显著的重合。另外，有两项ERP研究发觉，空间复述神经活动的时间过程和空间注意神经活动的时间过程相同，空间复述和注意选择全部出现在视觉加工过程的早期阶段，大约开始于刺激展现后的100ms。左右，这就深入证实了空间工作记忆和空间选择性注意含有功效上的重合。

3基于物体的注意和物体工作记忆
Desimon。等(1995)提出一个基于物体的注意的不公平竟争模型(biased一competitionmodel)。这个模型认为，在视觉搜索情景中，视场中充满很多物体，因为注意有限，视场中的物体就会竞争注意。若目标物体和目前工作记忆中所保持的物体表征相同，那么该物体就会取得竞争优势而被视觉注意选择。依据这个不公平竞争模型，Downing(2021)假设，即使没有显著的搜索目标，视场中和工作记忆目前所保持的物体表征相同的物体也会捕捉注意。试验要求被试在物体(人脸图片)工作记忆任务的保持阶段完成一个简单的方向分辨任务，方向分辨任务是用来测量基于物体的注意选择的。以前有关选择

性注意的研究表明，注意选择某一物体会促进对该物体所在空间上的其它信息的加工。Downing依据这一逻辑证实了其研究假设，被试对落在匹配物体(和工作记忆保持的物体相同)空间位置上的探测刺激的反应时显著快于对落在非匹配物体(新物体)空间位置上的探测刺激的反应时，表明工作记忆保持的物体表征使得注意选择匹配物体而不是新物体。另外，Downing(2021)也经过试验证实了基于物体的注意转移确实是因为工作记忆中所主动保持的物体表征所致，而不是因为知觉开启或被试策略性注意转移所致。尽管现在有关基于物体的注意选择对于视觉工作记忆的功效作用的行为研究还极少，但鉴于注意会选择工作记忆中保持的空间或物体这一研究事实，我们有理由能够这么假设:就如空间注意对于工作记忆正确保持空间信息是必须的，基于物体的注意对于视觉工作记忆正确保持物体信息也是必须的，即基于注意的复述效应一样也存在于物体工作记忆之中。Barnes(2021)]研究发觉，不一样的工作记忆任务对基于物体的注意有着不一样的影响。试验中要求被试在完成注意任务(分辨同一物体或分别来自两个不一样物体的两个属性)的同时进行一项物体工作记忆任务，或语音工作记忆任务或空间工作记忆任务。结果发觉，基于物体的注意只受到物体工作记忆的干扰，而语音和空间工作记忆对基于物体的注意全部没有干扰作用。神经成像研究发觉，
这种选择性干扰作用是因为基于物体的注意只和物体工作记忆含有共同的脑区(左侧顶叶后部)，从而造成二者在认知功效上的重合，这也说明了基于物体的注意过程对工作记忆正确保持物体信息可能起着有益的功效性作用。

4结语
总而言之，视觉空间工作记忆和视觉选择性注意之间存在交互作用，工作记忆的内容会影响选择性注意的导向，即注意选择工作记忆中保持的空间或物体。基于注意的复述效应表明，选择性注意对于视觉空间工作记忆的作用就如言语复述对于语音工作记忆的作用，
选择性注意是工作记忆正确保持空间或物体信息所必须的认知调整。作者认为，这方面的研究不但揭示了选择性注意和视觉空间工作记忆这两大认知系统之间在功效和神经结构上的联络，而且为未来探索基于空间和基于物体的注意选择之间的交互作用机制提供了一个很好的路径。比如，以前全部是分别研究空间工作记忆和物体工作记忆对于选择性注意的导向作用，假如能设计一个工作记忆任务要求同时保持空间和物体信息内容，那么根据基于注意的复述效应，视觉注意就会同时选择工作记忆中保持的空间和物体，
即在同一试验范式下同时引发出基于空间和基于物体的注意选择，这就为研究二者之间的内在关系的实质提供了必须的条件，然后就能够经过行为测量或神经成像等手段来揭示两种注意成份在视觉过程中的交互作用关系。另外，多年的部分神经成像和行为研究发觉，空间工作记忆和物体工作记忆在神经结构和功效上并不是完全相互的，而是存在一定程度上的相互重合。鉴于选择性注意和视觉空间工作记忆之间的上述交互关系，我们也能够从空间和物体工作记忆间的内在关系中发觉基于空间和基于物体的注意的交互作用关系。