客體特徵在視覺工作記憶中的加工時程
工作記憶是巴德利（Baddeley）和希契（Hitch）於1974年提出的一個概念，其功能是對輸入的刺激信息進行暫時性加工和儲存，它也是一個資源有限的記憶系統。與短時記憶相比，它更強調在當前活動或任務中對信息進行策略性的加工。典型的工作記憶模型包括三個基本成分：語音迴路、視覺空間模板和中央執行系統。其中，語音迴路又稱為言語工作記憶，負責以聲音為基礎的信息儲存與控制，包含語音儲存和發音控制兩個過程，能通過默讀重新激活消退的語音表徵以防止遺忘，還可以將書面語言轉換為語音代碼。視覺空間畫板也稱為視覺工作記憶，主要負責儲存和加工視覺信息。中央執行系統是工作記憶的核心，負責整個工作記憶過程，通過與注意機制相結合來協調和控制視覺空間模板和語音迴路兩個子系統之間的活動，同時與長時記憶保持聯繫。
在三成分模型中，子系統視覺工作記憶是20多年來認知心理學及認知神經科學最為活躍的研究領域之一，其關鍵問題是特徵加工和存儲問題。而特徵加工又分為兩個方面：加工方式和加工時程。目前學術界對視覺工作記憶的加工和存儲機制進行了大量富有成效的研究，而對於客體特徵加工的時程問題，已有研究並不多，研究者提出的理論觀點也少。對此，我們梳理了相關的理論並在已有研究的基礎上提出特徵加工的三階段理論。
特徵整合理論
視覺工作記憶與注意和視知覺之間有著密切的雙向作用關係。在視覺工作記憶的過程中，人們在存儲視覺刺激之前需要先對其所包含的各個特徵（如形狀、顏色等）進行加工、整合，斯韋恩（Svein）認為這一階段屬於知覺編碼階段或識記階段。在這一短暫的加工過程中，人們往往意識不到自己分析過刺激的各具體特徵，而總是把它知覺為一個統一的整體，這意味著大腦需要把散佈於不同皮層區域的分散信息合理而快速地聯結在一起。這一過程即為特徵捆綁（feature binding）。那麼，人們在視覺工作記憶中對客體特徵進行加工需要注意的參與嗎？特麗斯曼（Treisman）和格拉德（Gelade）於1980年提出的特徵整合理論給出了細緻的解答。他們專門對客體（物體）和特徵進行區分，將特徵看作某個維度的一個特定值，而客體則是一些特徵的結合。例如，藍色和圓形分別是顏色和形狀這兩個特徵維度上的一個特定值，而藍色圓形則是由藍色和圓形這兩個特徵組成的一個客體。特徵整合理論認為，特徵是由功能上獨立的知覺子系統來進行分析，這種加工是以平行方式進行的，而客體的辨認則需要集中性注意參與，是系列加工的結果，其功能是將客體的各特徵捆綁起來組成單一完整的單元。根據特麗斯曼等人的觀點，特徵整合理論應該包含兩個加工階段，第一階段是對各特徵進行快速的分析識別，第二階段在集中性注意的參與下對各特徵進行捆綁，以形成一個完整的客體。
特徵捆綁的雙階段理論
漢弗萊（Humphreys） 等人認為特徵整合論只考慮注意階段的捆綁，而忽視了前注意階段的捆綁；於是，在系列實驗的基礎上，他們提出了捆綁的雙階段理論。該理論認為，特徵捆綁分為前注意捆綁和注意捆綁兩個階段。在第一階段，客體的組成部分（即整體特徵）先得到捆綁，從而使客體有一個整體形象。如在視知覺中，先把形狀等整體特徵捆綁成一個客體輪廓。該階段的捆綁是前注意的，包含根據刺激對整體成分的自下而上的組織過程，同時也包括根據已儲存的有關客體的表徵進行自上而下的激活。在第二階段，在注意的參與下，對客體的細節特徵進行捆綁，以便形成客體的具體完整的形象。如在視知覺中，客體的整體形狀與顏色等表面特徵的捆綁就屬於此階段的捆綁。由此可推論，形狀各成分之間的捆綁發生於較早的階段，而形狀與顏色等表面特徵的捆綁發生於較晚的階段。
陳彩琦、劉志華和金志成認為，該理論對捆綁的機製作出了更細緻的區分，並融合了兩種不同層次的捆綁現象，對建立系統的捆綁理論具有重要意義。此後，張明和狄勝德採用由形狀和顏色兩種特徵組成的平面圖形為刺激材料，考察了客體在工作記憶中的加工時程，結果表明，視覺物體工作記憶的表徵包括兩個水平，第一層是對客體的特徵進行加工存儲，第二層才是對特徵的捆綁。第二層次的加工不是必需的，捆綁只有在任務需要時才進行，且捆綁的過程符合特徵捆綁的雙階段理論。
特徵加工的三階段理論
綜合來看，特徵整合理論和特徵捆綁的雙階段理論都有其各自的實驗依據，各有其合理性，也有其不足。仔細分析後發現，特徵整合理論是從整體上將客體的特徵加工分為單個的特徵加工（編碼）和特徵捆綁兩個階段，而雙階段理論則是針對特徵捆綁這一過程來進行具體的階段分解，前者未對特徵捆綁進行細分，且未對組成客體的不同類型（維度）或不同複雜度的特徵加工時程進行考察和比較，而後者沒有涉及單個特徵的加工這一過程。此外，雙階段理論雖然有對不同維度的兩個特徵捆綁的時程和階段進行系統考察和確認，但其觀點和結論與之後的諸多研究結果並不相符。雙階段理論認為，形狀這一客體的整體特徵在第一階段優先得到加工捆綁，而顏色這一表面特徵被界定為細節特徵，需要到第二階段才能得到捆綁。然而，多數學者認為，顏色是物體的一種基本特徵而非細節特徵；張明和狄勝德的研究發現，不同特徵的加工時間不同，顏色的加工完成得較早，記憶效果好，而形狀的加工完成得較晚，記憶效果也差，表現出顏色的子系統優勢。沈模衛等人和吳文春在考察客體工作記憶中圖形存儲機制的研究中均發現顏色特徵記憶績效高於形狀特徵；此外，丁錦紅等人和張豹等人的眼動實驗也證實了顏色屬性加工的優先性。
那麼，組成客體的不同類型的特徵在加工時程上是否有差異？客體特徵在視覺工作記憶中加工（含捆綁）的具體進程如何？吳文春、陳嘉倩和劉昌最近採用三維立體圖形為記憶材料對此進行考證，實驗一的圖形由顏色和形狀兩種基本特徵組成，實驗二的圖形由基本特徵顏色和細節特徵圖案組成。結果表明，客體工作記憶中的特徵加工存在顯著的時程效應，顏色加工最早完成，然後是形狀與顏色—形狀的捆綁，最後是圖案與顏色—圖案的捆綁。基於此，結合張明和狄勝德的研究，我們認為，客體特徵在視覺工作記憶中的加工時程具體應包含三個階段：第一階段為顏色特徵的加工，第二階段為形狀等其他基本特徵的加工及特徵間的捆綁，第三階段為細節特徵或複雜特徵（如圖案、紋理）的加工及特徵間的綁定。當然，三階段理論的觀點還需要進一步研究和考證，尤其是眼動和ERP腦電實驗結果的支持。
（本文系廣東省哲學社會科學「十二五」規劃項目（GD14XXL03）成果）
（作者單位：韓山師範學院教育科學學院）
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來源：中國社會科學網-中國社會科學報
責任編輯：劉星 排版編輯：劉星
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