视觉工作记忆中有限资源分配的机制

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1、2009年12月教育科学Dec,2009第25卷第6期EducationScienceVol.25No.63视觉工作记忆中有限资源分配的机制12罗良,林崇德(1.北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室,北京,100875;2.北京师范大学发展心理研究所,北京,100875)〔摘要〕针对人类视觉工作记忆有限资源分配的机制,研究者进行了丰富的行为和脑机制研究。这些研究主要从三个方面开展:客体复杂性与视觉工作记忆广度的关系,视觉工作记忆中客体表征的精准性与资源分配机制,视觉工作记忆广度有限性的大脑生理基础。仔细分析这些研究可以发现,依然存在一些问题没有得到很好的

2、解决:视觉工作记忆中是否存在固定数量的“贮存槽”以及资源的分配是否具有灵活性;客体复杂性与客体表征精准性之间的关系;视觉工作记忆有限资源动态分配的大脑机制。解决这些问题将是视觉工作记忆未来的研究方向。〔关键词〕视觉工作记忆;客体复杂性;客体表征精准性〔中图分类号〕G40202〔文献标识码〕A〔文章编号〕100228064(2009)0620072204[6][829][13215]工作记忆是人类完成语言理解、阅读、运算和推和《Nature》两大顶级刊物上。对这些丰富[1][2]理等高级认知活动不可缺少的基本认知能力,的文献进行分析发现,主要包括三方面的研究:(1

3、)[728][16218]其广度大小直接影响高级认知活动的效率,因而,工客体复杂性与视觉工作记忆广度的关系;作记忆广度的大小一直倍受心理学家的关注。早在(2)视觉工作记忆中客体表征的精准性与资源分配[9211]1956年,著名心理学Miller就提出了神奇的数字7机制;(3)视觉工作记忆广度有限性的大脑生理[628][13215][19]±2,认为人类的短时记忆平均广度为7,但随着记忆基础。本文意在对这三方面的研究进行研究的不断深入,研究者发现Miller提出的神奇数总结和分析,并在此基础上,指出以往研究不足和未[3]字7±2更多地是指言语工作记忆的广度,而作为

4、来的研究方向。工作记忆另外一个重要子系统的视觉工作记忆,其一、客体复杂性与视觉工作记忆广度的关系广度可能并没这么大。1997年,Luck和Vogel在研究《Nature》上发表了一项关于视觉工作记忆广度的研Luck和Vogel的研究揭示人类的视觉工作记[4][425]究,提出人类的视觉工作记忆广度为3-4个,并忆广度为3-4个,并发现,视觉工作记忆广度与认为视觉工作记忆中可获资源有限,这种资源的有每一个客体包含的特征数没有关系,即视觉工作记限性决定了视觉工作记忆广度的大小。此后这一结忆广度只反映了客体数目,而与每一个客体包含多[3][529]论得到了众多行为和脑

5、机制研究的支持。当少个特征无关。但是,Alvarez,Xu还有Song等研前,关于人类视觉工作记忆广度的研究,已不仅仅是究者发现,视觉工作记忆广度与两个因素有关系:客[728][16]简单地探讨其广度是多少,而是开始关注决定视觉体数目和每个客体的复杂性。Alvarez比较了工作记忆广度大小的有限资源的分配机制。近五带阴影立方体、随机多边形、中文汉字、英文字母和[10212]年,已有9篇这一领域的论文发表在《Science》彩色方块等五种刺激材料的视觉工作记忆广度,发3〔基金项目〕教育部长江学者和创新团队发展计划、国家自然科学基金(批准号:30670717)和国家

6、社科基金“十一五”规划重点课题(批准号:ABA08004)资助项目。〔收稿日期〕2009210226〔作者简介〕罗良(1979-),男,山东济宁人,北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室讲师,研究方向:儿童青少年认知发展、工作记忆脑机制;林崇德(1941-),男,浙江宁波人,北京师范大学资深教授,研究方向:儿童青少年认知发展。·72·现带阴影立方体作为刺激材料时,平均记忆广度只视觉工作记忆中存在数量有限的贮存槽(类似于书有1.6个,而颜色方块时,平均记忆广度则有4.4柜中的一个存放单元),每一个贮存槽存放一个客体个。他还通过视觉搜索任务评价了每类刺激类型中

7、的表征,贮存槽的数量决定了视觉工作记忆的广度,单个客体的视觉信息负荷,发现一种刺激类型中单视觉工作记忆中的有限资源只能在这些贮存槽之间个客体的视觉信息负荷越高,其记忆广度越小,据分配,单个贮存槽得到的资源量决定了存放其中的此,Alvarez认为视觉工作记忆广度既反映了视觉信客体表征的精准性,而一个客体表征有没有机会得[16]息负荷也反映了客体的数量。Xu也在《Nature》到一个贮存槽或者得到几个贮存槽则决定了这个客上发表的一项研究中发现,对于具有简单形状的客体被记住的可能性。但对于资源如何在贮存槽之间体,记忆广度为4,而形状复杂的客体,记忆广度只有分配,两个模

8、型存在差异。贮存槽-资源