跨模态工作记忆中注意与非注意特征神经表征的动态追踪研究

为解决多感官工作记忆中任务无关特征的自动编码与持久性问题，研究人员通过EEG-based audio-visual delayed-match-to-sample task（基于脑电的视听延迟匹配样本任务），结合representational similarity analysis（RSA，表征相似性分析），揭示了跨模态绑定下任务无关特征的神经表征动态。研究发现，即使选择性注意单一模态，任务无关特征仍被整合为多感官对象级表征，且空间一致性影响表征强度。该研究为理解多感官工作记忆的注意调控机制提供了关键证据。

　　

人类大脑如何在工作记忆中处理多感官信息？这一问题长期以来困扰着认知神经科学家。尽管大量研究表明工作记忆会优先存储任务相关特征，但越来越多的证据显示，任务无关特征也会干扰记忆提取。这种现象在单一感官背景下已得到充分证实，但在视听等多感官情境中，任务无关信息是否以及如何被存储仍不清楚。更关键的是，跨模态特征绑定是否会改变工作记忆的存储机制？这些问题的解答对理解人类认知的灵活性和局限性具有重要意义。

来自Leibniz Research Centre for Working Environment and Human Factors（莱布尼茨工作环境与人类因素研究中心）的研究团队在《Brain Research》发表了一项开创性研究。通过精心设计的实验范式和创新性的数据分析方法，研究人员首次系统揭示了多感官工作记忆中任务相关与无关特征的神经表征动态，为理解注意调控下的跨模态信息存储提供了全新视角。

研究采用EEG记录结合行为测量的方法，35名健康成人完成了视听延迟匹配样本任务。关键技术创新在于：1）设计五种记忆条件（听觉注意、视觉注意、联合注意及单模态对照）；2）操纵空间一致性（中央vs.侧向呈现）；3）应用滑动窗口RSA分析神经活动模式相似性；4）采用特征级模板匹配解码任务无关特征的表征强度。

3.1 行为结果显示，任务无关特征引发显著的探针一致性效应（probe congruency effect），表现为无关特征匹配时反应更准确。空间分析发现，侧向声音在视觉注意条件下干扰更强，暗示外源性注意捕获作用。3.2 表征相似性分析揭示：听觉注意条件下神经模式早期类似联合表征，后期部分过滤；视觉注意条件则全程保持联合表征相似性，且空间分离时更显著。3.3 特征级表征证实：任务无关的朝向和音高信息均被存储，但未显示模态间优势差异。

讨论部分指出，该研究首次证明：1）多感官工作记忆存在自动的跨模态绑定，形成包含任务无关特征的对象级表征；2）注意调控呈现模态特异性——视觉注意下听觉特征更难过滤，可能与声音的空间突显性有关；3）空间分离不削弱而可能增强无关特征干扰，挑战传统空间一致性理论。这些发现为构建分层模型（hierarchical model）提供了关键证据：虽然注意可在维护期优先处理目标模态，但跨模态链接保持完整并可被动态检索。

方法论上，研究突破在于将RSA应用于多感官记忆研究，克服了传统单变量分析（如ERP）对非线性多感官交互的敏感性局限。临床意义上，结果为解释注意力缺陷障碍（ADHD）等疾病的跨模态干扰现象提供了新机制。未来研究可结合fMRI定位神经基质，或采用经颅磁刺激（TMS）探究因果关联。

这项研究从根本上改变了人们对工作记忆选择性的理解——在多感官情境中，"选择性"并非全或无的过滤，而是动态平衡的过程。正如作者强调的，这种灵活性可能正是人类适应复杂多模态环境的关键认知优势。