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视觉工作记忆中优先级状态对注意干扰的神经机制:事件相关电位证据
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月06日 来源:Biological Psychology 2.8
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本研究通过事件相关电位(ERPs)技术,首次揭示视觉工作记忆(VWM)中不同优先级状态(主动优先/未优先)表征对注意选择的干扰差异。研究发现仅优先表征通过增强N2pc成分(275–335 ms)干扰视觉搜索,而未优先表征无显著影响,为理解多任务场景下注意控制机制提供神经电生理证据。
在日常生活中,人们常需同时处理多项任务,例如一边记忆购物清单一边寻找货架商品。这种场景下,大脑如何区分当前任务目标与未来可能需要的记忆信息?视觉工作记忆(VWM)作为临时存储信息的认知系统,其内部表征的优先级状态如何影响注意力分配,成为认知神经科学领域的关键问题。
先前研究存在明显矛盾:部分学者认为只有处于"焦点注意"的VWM表征会干扰视觉搜索,而另一些研究则发现未被优先的表征也能捕获注意力。这种分歧可能源于传统行为指标(如反应时)和眼动数据的局限性——它们无法精确追踪毫秒级的神经活动变化。更关键的是,尚无研究直接比较优先与未优先VWM表征对注意的干扰效应在神经层面的差异。
针对这一空白,中国某大学心理学系的研究团队在《Biological Psychology》发表创新性研究。他们采用高时间分辨率的事件相关电位(ERPs)技术,结合双回溯线索记忆任务与视觉搜索范式,首次从神经电生理角度揭示VWM优先级状态对注意干扰的调控机制。研究发现,仅当干扰项匹配优先VWM表征时,会显著增强目标锁定晚期N2pc成分(275–335 ms)的波幅,而未优先表征与中性条件无差异。这一发现为"单项目模板假说"(SIT)提供了直接神经证据,表明大脑能有效过滤未优先记忆内容对当前任务的干扰。
关键技术方法
研究招募24名健康成人,采用改进的van Moorselaar双回溯线索范式。被试先记忆两种颜色,首个随机线索指定优先测试项(优先状态)和未优先项(可能后续测试)。随后呈现搜索界面,干扰项与目标对侧呈现,可能匹配优先/未优先记忆色或中性色。记录行为反应时和64导脑电数据,重点分析N2pc成分(后部电极对侧负波)的早期(180-275 ms)和晚期(275-335 ms)时窗差异。
主要研究结果
记忆表现
优先与未优先记忆项的识别准确率均显著高于中性项,证实两种状态表征均被有效保持。但优先项的识别反应更快,验证优先级操纵有效性。
行为结果
搜索任务中,匹配优先记忆的干扰项使反应时显著延长(较中性条件+28 ms),而未优先条件与中性条件无差异,表明行为层面仅优先表征产生干扰。
ERPs结果
• 早期N2pc(180-275 ms):三条件无显著差异,提示初始注意定向不受VWM状态影响
• 晚期N2pc(275-335 ms):优先条件波幅显著大于未优先和中性条件(Δ0.5 μV),后两者无差异,表明优先表征特异性增强持续注意投入
讨论与意义
该研究通过ERPs技术首次证明:VWM对注意的干扰具有严格的优先级选择性。未优先表征虽被保持(通过记忆测试证实),但不会自动捕获注意资源,这与Zhang等(2018)的眼动发现形成对比,可能反映注意机制在知觉选择(早期N2pc)与认知控制(晚期N2pc)阶段的分离。
研究创新性地将N2pc时程分析与VWM状态操纵结合,为临床注意力障碍(如ADHD)的干预提供新思路——训练患者建立清晰的优先级表征可能提升多任务表现。方法论上,确立晚期N2pc作为评估VWM-注意交互的新指标,为后续研究提供范式参考。
这些发现深化了对工作记忆"活性状态"本质的理解,表明大脑并非简单地"全有或全无"调用记忆内容,而是通过精密动态调控实现认知灵活性。未来研究可进一步探索前额叶皮层对VWM优先级信号的调控机制,以及不同记忆负载下该效应的稳定性。
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