枕大神经痛

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TUhjnbcbe - 2024/8/11 16:29:00

我们生活在信息爆炸的时代,每天都充斥着大量的新信息。然而,我们的注意力却是有限的,只能注意到极少量的信息。注意是用于筛选信息,以确保认知系统合理分配有限资源的能力。

面对复杂多变的世界,如何利用注意、将其引导至当前任务相关的目标则显得尤为重要。面对外界大量的信息输入,我们的注意力却是十分有限的,只能集中于少量信息。因此,如何利用线索提示将注意引导至当前任务相关的项目显得尤为重要。

空间线索引导空间注意,通常可分为两类:呈现于外周视野的外源性线索与呈现于中央视野的内源性线索。过去数十年的研究表明,这两类空间线索在选择知觉表征的过程中涉及了不同的认知加工机制。

然而,除外部的现实世界外,个体还需要将注意导向内部复杂的心理世界。目前这两种空间线索对工作记忆表征的影响是否存在分离效应,至今仍不清楚。

近年来,越来越多的研究开始探讨工作记忆与内部注意的关系,即脑内的工作记忆表征如何受到注意的调节。具体的实验操作是在记忆项消失后,插入指向某个记忆项的属性线索,用于提示被试回忆该项目的其他属性。

该范式通常被称为后置线索范式。已有研究表明,在工作记忆保持阶段插入外源性线索或内源性线索]均可提高工作记忆表现,但鲜有研究系统性比较这两种空间线索对工作记忆表征的影响有何差异。

鉴于外部注意和内部注意存在许多相同之处,我们推测基于工作记忆表征的注意选择可能与外部注意类似,也存在内源性线索与外源性线索的分离效应。

在视觉工作记忆的保持阶段插入内源性线索或外源性线索,考察两者的行为表现是否存在分离现象。还将结合多模态的脑成像技术和认知建模手段,进一步比较两者的发生机制以及它们与外部注意的异同。

基于认知视角

在解释后置线索效应的认知机制中,“增强受提示项的记忆表征”与“抑制来自无关刺激的干扰”是研究最为广泛的两种理论。

具体而言,当内部噪音较低(记忆负荷为2)时,记忆保持阶段的空间线索主要通过“增强受提示项的记忆表征”来提高工作记忆表现。

而当内部噪音较高(记忆负荷接近容量极限)时,记忆保持阶段的空间线索主要通过“抑制来自无关刺激的干扰”来提高工作记忆表现。

首先,“噪音水平假说”可解释外源性与内源性线索对工作记忆表现的影响在不同记忆负荷下存在差异这一现象。例如,我们在研究中发现,外源性线索与内源性线索对工作记忆表现的影响仅在记忆负荷为2时存在差异。

此时空间线索优化了目标项的记忆表征,对受提示项的探测可直接反映两种空间线索的功能差异。

而当记忆负荷接近容量极限时,此时空间线索的作用是抑制未提示项的干扰,不改变受提示项的记忆表征,此时对受提示项的探测不能直接反映两种线索的功能差异,因而在行为上不容易观察到差异。

再如,我们在实验中发现,若线索消失后立即出现探测项,外源性线索仅在记忆负荷为2时产生促进作用,此时外源性线索已经增强了受提示项的记忆表征。

其次,“噪音水平假说”可解释目前绝大多数研究所支持的“增强受提示项的记忆表征”这一结论。这些研究均采用记忆负荷为2时的后置线索范式,并结合多变量分析法追踪受提项的记忆表征。

结果发现相较于基线条件,受提示项的记忆表征得到增强,而未提示项的记忆表征与基线条件无显著差异。

最后,“噪音水平假说”亦可解释以往研究所支持的“抑制来自无关刺激的干扰”这一结论。这些研究均采用记忆负荷大于2的后置线索范式。

不同空间线索影响工作记忆表征的认知神经机制

空间线索引导空间注意,可分为外源性线索和内源性线索。前人的研究一致性地发现,工作记忆保持阶段的外源性线索与内源性线索均能提高工作记忆表现,但鲜有研究比较这两种线索对工作记忆表征的影响有何差异。

借助行为学与多模态脑成像技术,进一步对这两种空间后置线索的加工机制展开了系统性比较。我们在研究中发现,当记忆负荷为2时,外源性线索比内源性线索更大程度地促进了工作记忆表现以及提高了瞳孔扩张的程度。

为了深入探究这种行为、生理差异背后的神经机制,我们在研究中结合了多种脑成像技术(EEG、MEG、TMS),并发现了两者存在许多不同之处。在此,我们将主要的研究结果归纳为以下三个方面:

第一,相比于内源性线索,外源性线索诱发了更有效的注意定向。我们在EEG实验中发现内源性线索诱发了额叶偏侧化ADAN。

此外,该实验首次发现,外源性线索不仅能诱发额叶ADAN成分,该成分的潜伏期还短于内源性线索。由于ADAN反映了注意定向功能。我们的结果表明,外源性线索可能诱发了更快的注意定向过程。

这可能是由于被试需要更多的时间加工内源性线索所导致。该实验还发现,两种空间线索间的ADAN幅值差异与两者的RawSD存在显著正相关。该结果表明,外源性线索相对于内源性线索的行为优势可由更强的注意定向所解释。

第二,相比于内源性线索,外源性线索更早地增强了受提示项的记忆表征。例如,我们在EEG实验中发现外源性线索比内源性线索诱发了更强的对侧theta同步化和更弱的同侧alpha去同步化。

两种空间线索的theta活动差异负向预测其行为学差异,且两者的alpha活动差异正向预测其行为学差异。

这些结果提示,若增强内源性线索的对侧theta同步化或同侧alpha去同步化可进一步缩小两者的行为学差异。

由于theta和alpha振荡分别与加工目标项与抑制干扰项相关,因此外源性线索相对于内源性线索的行为优势不能用抑制干扰项来解释,而应由促进对目标项的加工来解释。

然而,“促进对目标项的加工”既包含“增强对受提示项的注意”,也可能包含“增强受提示项的记忆表征”。该实验无法将记忆表征操作从注意效应中完全分离出来,因而不能证明空间线索增强了受提示项的记忆表征。

为此,我们在MEG实验中采用多变量模式分析法,通过固定记忆光栅的朝向来解码每种空间线索下受提示项的分类准确率,从而实现记忆表征与注意效应的分离。

我们发现在线索出现后约ms,外源性线索条件下受提示项的分类准确率已显著高于无线索条件;而内源性线索至少需要ms才能提高受提示项的分类准确率。这些结果为外源性线索更早地增强了受提示项的记忆表征提供了直接的证据。

第三,相比于内源性线索,外源性线索引起了更早的自上而下的控制过程。该结论主要体现在以下三个方面:

(1)我们在EEG实验中发现,外源性线索比内源性线索诱发了更强的早期额叶偏侧化成分P1ac。由于线索的物理属性不能完全解释该成分,且额叶区域的注意定向不可能在ms内发生,我们认为P1ac更可能反映自上而下的控制信号。

(2)为了直接探究不同脑区之间的信息交流路径,我们在MEG实验中采用了溯源分析和格兰杰因果分析法。

结果发现,在线索出现ms内,外源性线索条件下就已存在从前额叶到顶枕叶的信息流向;而类似的活动需在线索出现-ms内,才能在内源性线索条件下观察到。这些结果直接表明,外源性线索引起了更早的自上而下的控制过程。

(3)为了探究前额叶与顶叶在后置线索效应中的因果性作用,我们采用TMS干扰了DLPFC和IPS脑区的活动。

结果发现,相比于头顶控制脑区,若在外源性线索出现后的ms对DLPFC区域进行干扰,则会损伤工作记忆表现。该结果表明,DLPFC的早期激活在外源性后置线索效应中发挥因果性作用。

然而,干扰DLPFC和IPS这两个脑区并不影响内源性后置线索效应,表明外源性线索与内源性线索所引起的后置线索效应存在不同的加工脑区。

总结上述结果可知,外源性线索与内源性线索虽同属空间线索,它们导致后置线索效应的认知神经机制也并非完全一致。这提示我们今后在探究后置线索效应的发生机理时,还需考虑不同的线索类型,避免用单一的结论去解释所有的后置线索效应。

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