基于ERP与α振荡的视觉工作记忆特征解码：颜色与形状信息的神经表征差异

为解决工作记忆(WM)中不同特征信息的选择性遗忘问题，西北师范大学心理学系研究人员通过事件相关电位(ERP)和多变量模式分析(MVPA)技术，探究了颜色与形状特征在WM中的神经表征差异。研究发现颜色信息诱发更强的P300成分(7.52±3.54μV vs 6.89μV)，且能从8-12Hz脑电数据中解码具体特征值，揭示了非空间信息在α振荡中的表征机制，为理解WM特征选择偏好提供了新证据。

　　

日常生活中我们常有这样的体验：当朋友提醒"找那个红色的圆形杯子"时，颜色线索往往比形状更快唤起记忆。这种选择性记忆现象背后，是工作记忆(Working Memory, WM)对不同特征信息的差异化处理机制。尽管现有研究已证实WM能暂时存储和操纵信息，但令人困惑的是，即使信息被充分编码，仍会出现"特征遗忘"(attribute amnesia)现象——部分信息因未被WM重新选择而丢失。这引出一个关键科学问题：不同特征类型（如颜色与形状）是否在WM中具有不同的记忆优先级？其背后的神经机制如何？

西北师范大学心理学系的研究团队在《NeuroImage》发表的研究给出了答案。通过创新性地结合事件相关电位(ERP)和多变量模式分析(MVPA)技术，研究人员首次实现了对形状特征值的脑电解码，并揭示了颜色信息在WM中的加工优势。这项研究不仅为WM的特征选择理论提供了神经证据，更开创了从α振荡(8-12Hz)中解码非空间信息的新范式。

研究采用三项核心技术：1）64导脑电记录系统采集被试执行变化检测任务时的神经活动；2）通过短时傅里叶变换(STFT)分析α振荡的时频特征；3）采用支持向量机(SVM)结合纠错输出码(ECOC)模型，对低通(<6Hz)、带通(8-12Hz)和全频(<12Hz)滤波后的脑电数据进行多类别解码。27名健康被试完成了800次 trials 的中央视野刺激任务，材料为4种颜色和4种形状随机组合的物体。

行为学结果显示颜色判断更精准(95.89% vs 94.33%)且快速(511.80ms vs 525.11ms)，K值(91.78% vs 88.67%)进一步证实颜色在WM中的加工优势。ERP分析发现颜色诱发更大的P300振幅(7.52±3.54μV vs 6.89μV)，即使在样本-探针一致的 trials 中仍保持差异(7.93μV vs 7.11μV)，表明该效应源于特征类型而非刺激变化。时频分析显示α振荡(8-12Hz)虽在后顶叶皮层显著激活，但未表现出特征类型特异性。

最具突破性的发现来自MVPA解码：1）在<6Hz脑电数据中，颜色(140-460ms)和形状(120-500ms)均能解码，且形状解码持续时间更长；2）首次从纯α振荡(8-12Hz)数据中成功解码特征值，颜色(60-320ms)和形状(120-340ms/440-620ms)均显示显著聚类；3）<12Hz数据仍保持解码能力，证实低频神经信号携带详细特征信息。混淆矩阵分析显示所有滤波条件下四类特征值的分类准确率均显著高于机遇水平(25%)。

讨论部分指出，P300振幅差异反映WM对颜色信息的资源分配优势，这与行为学结果相互印证。而α振荡的解码成功挑战了传统观点——以往认为α振荡仅编码空间信息，本研究证明其同样参与非空间特征表征。值得注意的是，形状解码的延长时间窗可能反映其线条结构需要更复杂的视觉处理，而颜色凭借自动化加工优势更早完成编码。

该研究的创新价值体现在三方面：方法学上，首次实现形状特征值的精确解码；理论上，证实WM中存在基于特征优先级的资源分配机制；应用上，为脑机接口的特征识别提供了新频段选择。未来研究可结合经颅电刺激(tES)技术，进一步探索特征选择性的神经调控路径。这项成果不仅深化了对WM本质的理解，更为临床记忆障碍的靶向干预提供了潜在生物标记物。