视觉意象缺失对物体颜色和大小精细记忆的影响：一项心盲症研究

《Cognition》：The impact of visual imagery absence on fine-grained memory for object colour and size: an aphantasia study

　　

摘要
视觉记忆和视觉意象是紧密交织的认知功能，但当前象障碍是否必然导致记忆衰退仍未解决。心盲症，即无法自愿产生心理图像的能力，为解决这一问题提供了令人信服的模型。关于心盲症患者记忆完好或缺陷轻微的报告可能源于任务需求低、测量粗糙或记忆内容缺乏细粒度要求。为此，我们采用了高负荷范式和连续精度测量，并结合混合建模来评估颜色记忆——这是一个需要细粒度表征的领域。实验 1（20 名心盲症患者，20 名对照）测试了对六组 20 个物体（15 个有意义，5 个无意义）的颜色记忆。包含无意义物体是为了尽量减少言语标记。颜色从色相 - 饱和度 - 明度（HSV）空间中采样。记忆通过连续色轮进行评估，并使用混合建模分析，将响应误差分解为提取成功（是否提取到颜色）和精度（记忆有多准确）。结果揭示，心盲症个体显示出比对照组明显更大的误差，这主要由提取成功率降低而非精度降低所驱动。此外，误差大小和提取成功率与几个意象维度（例如，物体意象、自发意象使用）相关，而提取精度则不然。实验 2（18 名心盲症患者，20 名对照）进一步测试了缺陷是否延伸至颜色之外，使用类似的尺寸记忆任务。未观察到组间差异或意象 - 记忆相关性。这些发现提供了初步证据，表明视觉意象支持提取成功率，但不支持提取精度，在访问物体颜色记忆时，且这一作用可能不会同等地延伸至所有物体特征。

引言
人类认知依赖于视觉记忆——保留和检索感知细节以指导行为、塑造决策和培养创造力的系统（Gerver et al., 2023; Schurgin, 2018）。研究表明，视觉记忆至少由两条路径支持：基于视觉的路径（例如，视觉意象）和基于语言的路径（例如，言语编码）（Baddeley, 2000; Paivio, 1990; Paivio, 2007）。视觉意象是在没有视觉输入的情况下生成类似感官表征的能力，长期以来已显示出通过恢复感知信息来促进记忆（Marks, 1973; Pearson, 2019; Reeder et al., 2024; Spagna et al., 2024）。相比之下，基于语言的路径通过将感知细节重新编码为言语标签来支持记忆，从而实现排练并整合到语义网络中（Baddeley, 2012; Paivio, 1991; Souza & Skora, 2017）。然而，一个根本问题依然存在：当视觉意象路径受损时，视觉记忆是否必然衰退，还是基于语言的策略可以完全补偿以保持表现？

心盲症，即无法自愿产生视觉心理图像，为解决这个问题提供了理想模型（Dawes et al., 2020; Zeman et al., 2015）。有趣的是，尽管存在这种内省缺失，实证研究通常发现记忆表现基本完好。心盲症患者表现出视觉模式识别、记忆更新、言语记忆、空间短期记忆或方向和数字工作记忆任务中无显著缺陷（Jacobs et al., 2018; Keogh et al., 2021; Pauly-Takacs et al., 2025; Siena & Simons, 2024; Weber et al., 2024）。一些研究报告在更具挑战性的短期、长期、言语或视觉记忆任务中存在障碍（Bainbridge et al., 2021; Beran et al., 2023; Jacobs et al., 2018; Monzel et al., 2022; Pounder et al., 2022），自传体/情景记忆也被证明受到影响（Dawes et al., 2020; Dawes et al., 2022; Monzel et al., 2024）。然而，总体而言，这些障碍通常是轻微的，或者最多是中等程度。

关于心盲症中报告的一般保存或缺陷轻微，已提出三种广泛的解释。首先，心盲症可能并不意味着意象的完全缺失，而是反映了“心灵之眼的盲视”，在这种状态下想象在没有元认知意识的情况下运作（Liu and Bartolomeo, 2023, Liu and Bartolomeo, 2025; Michel et al., 2025; Nanay, 2021）。其次，心盲症可能涉及视觉意象的真实缺陷，影响视觉记忆，但个体可以通过替代的语言策略来补偿这些障碍（Kay et al., 2022; Keogh et al., 2021; Keogh & Pearson, 2024; Purkart et al., 2025; Wicken et al., 2021）。最后，也有可能这种意象缺陷导致真实的视觉记忆障碍，替代策略无法完全补偿。然而，这些障碍可能由于所检查的记忆内容的性质以及实验设计和测量的敏感性有限而在以前的研究中未被检测到（Pounder et al., 2022; Scholz et al., 2025）。

记忆内容的类型可能影响缺陷是否出现。首先，心盲症中的意象障碍通常对物体意象强于空间意象，因此主要依赖空间记忆的任务，如位置回忆或基于导航的范式，可能显示出最小的差异（Bainbridge et al., 2021; Blazhenkova & Pechenkova, 2019; Palermo et al., 2022; Phillips, 2025）。其次，当记忆内容允许多种编码路径（例如，言语、空间、触觉）时，意象的缺失可能更容易且更有效地被替代路径补偿（Dawes et al., 2020; Nanay, 2025; Savarimuthu & Ponniah, 2024）。最后，记忆的粒度很重要（Bainbridge et al., 2021; Pounder et al., 2022）。粗糙的记忆表征（例如，回忆某物是“红色”）对意象的要求相对较低，而细粒度记忆（例如，记住红色的确切色调）更有可能暴露出障碍。因此，主要采用空间、多模态丰富或低粒度记忆任务的研究可能无法揭示心盲症中意象缺陷的全部范围。

物体颜色记忆提供了一个令人信服的测试案例。颜色是一个高粒度、非空间特征，存在于连续光谱上，尽管它可以通过视觉意象或言语标签编码，但后者不足以捕捉其细微变化。关于心盲症中颜色记忆缺陷的少数初步调查已经进行。一项研究发现，在呈现菠菜和莴苣的书面名称时，判断哪种蔬菜有更深的绿色颜色，两组之间没有差异（Liu & Bartolomeo, 2023）。另一项研究发现，与对照组相比，心盲症参与者在绘制记忆场景时应用的颜色较少（Bainbridge et al., 2021）。然而，这可能反映了物体记忆贫乏，而不是主要的颜色记忆缺陷，因为心盲症参与者回忆的物体较少，从而自然限制了颜色使用。最近，一项使用连续色轮调整和计算混合建模来评估提取成功和提取精度的研究也发现颜色或位置记忆均无缺陷（Siena & Simons, 2024）。总之，虽然几项研究检查了心盲症中的颜色记忆，但它们通常没有识别出稳健的缺陷。

关于心盲症中缺乏颜色记忆缺陷的稳健证据，一个更合理的解释可能在于所采用的实验设计和测量方法，这可能无意中掩盖了与意象相关的障碍。首先，记忆负荷相对较小的任务可能缺乏揭示障碍的分辨率；例如，以前的研究通常要求参与者只记住几项物品，可能低估了意象的贡献（Pounder et al., 2022; Siena & Simons, 2024）。其次，当同时编码多个特征时（例如，颜色和位置），心盲症患者可能会利用补偿策略，如空间分组（例如，在脑海中“将两种颜色放在每个角落”），从而掩盖依赖意象的障碍（Savarimuthu & Ponniah, 2024; Siena & Simons, 2024）。第三，传统测量（例如，准确率、反应时间）缺乏检测细微表现差异的敏感性（Jacobs et al., 2018; Pounder et al., 2022）。最后，以前的研究通常依赖相对简单的分析方法，这可能不足以精确定位记忆特定成分的缺陷（Bays et al., 2009; Zhang & Luck, 2008）。

在此背景下，本研究通过引入实验设计、测量和分析方面的几项关键进展，更严格地检查心盲症个体的物体颜色记忆表现，从而重新审视这一问题。首先，我们在以前研究的基础上实施了三项实验设计改进：（a）增加记忆负荷，要求参与者记住 20 项物品，大幅提高任务需求；（b）孤立特征编码，物体颜色独立于其他属性（例如，空间位置）进行记忆，从而限制组块化或多模态编码的机会；以及（c）包含难以命名的物体，在主集有意义物体旁边添加一小套无意义刺激作为控制条件，最小化言语或语义标记，并防止可能促进记忆的真实世界颜色关联的混杂效应。其次，我们利用了精度颜色测量。物体颜色从色相 - 饱和度 - 明度（HSV）色彩空间中采样。颜色记忆通过连续色轮选择任务进行评估，性能由误差角（目标和选定颜色之间的角度差）量化。使用这种连续方法来检测记忆保真度的细微差异。第三，我们进行了涉及记忆分解和额外意象评估的精细统计分析。关于记忆分解，计算混合建模将记忆表现分解为提取成功（物品是否存在于记忆中）和提取精度（提取物品的特征准确性，例如，回忆“明亮”颜色但无法区分红色/橙色）。这种方法能够更精确地识别受影响的特定记忆成分（Bays et al., 2009; Weber et al., 2024; Zhang & Luck, 2008）。关于意象评估，除了许多心盲症研究使用的视觉意象生动性问卷（VVIQ）外，我们还纳入了物体 - 空间意象与言语问卷（OSIVQ）、内部表征问卷（IRQ）和意象自发使用量表（SUIS）（Blazhenkova & Kozhevnikov, 2008; Marks, 1973; Reisberg et al., 2002; Roebuck & Lupyan, 2020）。这提供了不同能力的粒度剖析：视觉物体、言语和空间意象，以及日常生活意象频率，并允许我们查看它们之间如何关联。我们预计这些改进将比以前的研究更好地使我们能够揭示心盲症中的记忆障碍。

除了检查物体颜色记忆（实验 1）外，我们还进行了关于物体尺寸记忆的控制实验（实验 2），以确定观察到的任何缺陷是否特定于颜色处理。尺寸记忆任务的实验设计与颜色记忆任务非常平行，具有可比较的任务需求和测量精度。以前研究表明，心盲症患者通常保留完好的空间意象（Blazhenkova & Pechenkova, 2019; Dawes et al., 2020），表明尺寸记忆表现应该得到保持。此外，物体尺寸记忆可以借鉴日常生活中广泛的补偿线索，包括：（1）空间推理（例如，相对比较，如“老鼠比键盘小”）；（2）允许精确尺寸区分的言语策略（例如，"A 比 B 大五倍”或"C 占据了大约一半的屏幕”）；以及（3）触觉 - 动觉体验（例如，抓握物体以编码尺寸）。即使没有生动的意象，这些替代信息源也可能为尺寸编码提供强有力的支持。出于这些原因，我们预测心盲症个体将显示完好或仅轻微受损的尺寸记忆表现。

部分片段
参与者
共有 84 名参与者参加了实验。其中，40 人参加了主要的物体颜色记忆实验，另有 44 人参加了刺激物有意义程度的评估。
主要实验的参与者主要通过社交媒体帖子在线招募，宣传一项关于视觉意象的研究。针对那些自我认定为视觉意象很少或缺失的个体的帖子用于招募心盲症组，而实验 2：物体尺寸记忆

实验 2：物体尺寸记忆
实验 1 揭示，与对照组相比，心盲症个体在物体颜色记忆方面表现出障碍。为了确定这些缺陷是否特定于颜色处理，实验 2 在平行任务条件下检查了物体尺寸记忆。这种设计允许我们测试心盲症相关障碍是特征特异性的还是普遍适用于不同物体特征的。

讨论
采用具有高记忆负荷、孤立特征编码和用混合建模分析的细粒度连续测量的范式，本研究旨在检查视觉意象障碍（例如，在心盲症中）是否必然导致视觉记忆缺陷。出现了三个主要发现。首先，心盲症患者不仅在有意义（易命名）而且在无意义（难命名）条件下均表现出物体颜色记忆的稳健缺陷，而物体尺寸

结论
总之，我们的发现表明，在访问物体颜色表征时，视觉意象支持提取成功，而不是提取精度。这种模式表明，意象可能选择性地贡献于某些视觉记忆痕迹的可访问性，而不是保真度。

此外，这种贡献可能不会在所有对象特征上均匀延伸，这意味着意象可能以依赖于特征的方式而非领域通用的方式支持记忆。

CRediT 作者贡献声明
罗翔琪：写作 – 审查与编辑，写作 – 原始稿，可视化，方法论，调查，形式分析，概念化。朱明鸿：写作 – 审查与编辑，写作 – 原始稿，可视化，方法论，调查，形式分析，概念化。崔镇江：方法论，调查，概念化。J.S.H. Taylor：写作 – 审查与编辑，监督，调查。汤华丰：方法论，概念化。戴智云：写作 – 审查。
伦理声明
已获取得自所有参与者或其法定代表人的书面知情同意，同意参与研究并发表文章。参与者的隐私权已得到保护。本研究在进行研究的相关法律、监管框架和指南的规定下执行。本研究已获得北京师范大学的批准。（批准号：BNU202312120192。）
利益冲突声明
作者声明不存在竞争财务利益。
致谢
我们要向所有研究参与者表达诚挚的谢意，感谢他们的时间、耐心和支持。我们还要向毕延超教授及其实验室成员表达诚挚的谢意，感谢他们慷慨提供了本研究中使用的测量问卷的中文翻译版本。

罗翔琪 | 朱明鸿 | 崔镇江 | J.S.H. Taylor | 汤华丰 | 戴智云 | 张旭亮 | 刘玉欣 | Dorothy Z. 高 | Serena Yu-Xi 施 | 韩再珠