记忆提取研究的新进展
张明陈骐
东北师范大学心理系(长春 130024)
摘要该文从3个方面回顾了记忆提取研究领域内的最新进展:(1)记忆编码和提取之间的关系,主要针对提取过程的自动性和控制性及相应的神经机制进行了讨论;(2)基于记忆提取的抑制机制,主要涉及指向性遗忘、提取-练习范式的研究及负启动范式在记忆提取研究中的应用;(3)工作记忆能力与记忆提取之间的关系,主要集中于工作记忆能力与控制性记忆提取及记忆提取中的抑制机制之间的关系。
关键词控制性记忆提取,基于提取的抑制机制,工作记忆。
分类号B842.3
对记忆的研究已有很长的历史,但对其的科学研究是始于Ebbinghaus(1885)。20世纪50年代之后随着认知心理学(信息加工心理学)的兴起,记忆研究有着长足的进展。20世纪60 ~ 70年代,研究者们将记忆研究的重点放在编码过程对其他记忆过程(如存储和提取)的影响上,并提出一些理论假设,如Morris的适当迁移加工观点,Koler的操作重复观点等。80年代之后,研究者们发现,记忆提取并不受编码的制约,而是一种自动化过程。90年代以来,随着认知神经科学方面的研究,认知抑制机制、工作记
忆等方面的研究深入,研究者们发现,记忆提取过程与这些方面有着广泛联系。本文就编码和提取间关系的研究、基于记忆提取的抑制机制的研究、工作记忆与记忆提取间关系的研究等新进展作一介绍。若能对国内学者了解这方面的研究历史和现状,并在此基础上开展进一步的研究有所帮助,乃是笔者所期盼的。⋅
1 编码和提取关系的研究
1.1 提取与编码过程相似的观点
20世纪70年代,研究者们普遍认为,编码和提取是两个十分相似的过程。Morris等所提出的适当迁移加工观点认为:个体在学习或编码材料时所经历的认知过程和提取时的过程之间存在着交互重叠,当两者匹配时,记忆效率最佳[1]。Koler(1973)所提出的操作重复观点认为,个体是根据编码时的操作或活动来回忆的,所以两者应是互相联系的[2]。因而,Craik(1983)提出,编码过程实质上是对事件的知觉和理解,而提取过程则是试图重现这
收稿日期:2001―04―11
种初始过程,并随着编码过程在深度、广度和精细程度上的变化,提取过程也以相似的方向随之变化。因此,编码和提取过程,除了完成它们各自不同的心理任务之外,在实质上是十分相似的[3]。并
且Moscovitch(1992)和Squire(1992)所提供的神经生理学证据也表明,包含在提取过程中的脑内通路与知觉或存储同类信息的脑内通路有很大的重叠[4,5]。
燃气热水器打不着火然而,Baddeley等(1984)提出了一个假设,即若编码和提取过程是两个相似的过程,那么影响其中一个过程的实验条件,对另一个过程也应有相似的影响。在他们的实验中设置了“分散注意”这一实验条件,让它分别影响编码和提取过程,来验证这一假设。结果发现,在编码阶段,分散注意降低了后来的记忆成绩;而在提取阶段,以相同方式来分散注意,回忆很少甚至不受影响[6]。由于“分散注意”这一实验条件能影响编码过程,而不影响提取过程,所以这一实验结果对编码和提取是两个相似过程的观点提出了质疑。
1.2 提取过程的自动化观点
Baddeley等(1984)的研究不仅对相似观点提出质疑,更重要的是他们提出了,提取过程在很大程度上是自动化的,这一结论引起一些研究者的研究兴趣。Engle和Conway (1994)的研究,考查了短时记忆和长时记忆的提取之间的差异[7]。实验中,首先要求被试识记一些由不同项目组成的记忆集,并且每一记忆集都由一个不同的数字标志;然后给被试呈现一个探测刺激,要求他们判断它是否曾识记过。在短时记忆的测试中,在探测刺激呈现之前,先呈现一个标志某个记忆集的数字。这样,在探测刺激呈现之前,被试就已知道将要测试哪个记忆集,亦即在探测刺激呈现之前,相应的记忆集已被
激活并被表征于短时记忆之中。所以短时记忆所测得的时间仅反映在某记忆集中搜索项目的时间。而在长时记忆测试中标志记忆集的数字和探测刺激同时呈现,亦即当探测刺激呈现时,被试才知道将要测试哪个记忆集。所以一个长时记忆的测试,需要被试完成两个过程。首先从长时记忆中激活相应的记忆集进入短时记忆,然后在短时记忆中再对某记忆集中的项目进行搜索,来判断探测刺激是否曾识记过。这样,长时记忆所测得时间减去短时记忆所测得的时间,可得到通达长时记忆中的一个记忆集的时间。实验结果表明,短时记忆的提取时间随记忆集容量的增大而增加;而长时记忆的提取时间却不随记忆集容量增大而变化。这种结果说明,短时记忆的提取是一个系列搜索的过程,所以它所需时间会随记忆集容量增大而增加,而长时记忆的提取只是一个寻址过程,它只提取一个记忆集的地址。因此,长时记忆提取不是一个控制性的资源有限过程,而是一个自动的过程。
Craik等(1996)的研究,考查了分散注意对自由回忆、线索提示回忆和再认记忆中编码和提取的影响。在实验中他们通过指导语分别强调记忆任务、分散注意的同时性任务或同等地强调两种任务,由此来考查编码和提取阶段中被试在两种任务间的有意识权衡(trade off)。这种有意识权衡反映着被试对整个实验任务的策略性控制。结果表明,当分散注意作用于编码阶段,并强调记忆任务时,记忆作业受到较大影响;而当分散注意作用于提取阶段,记忆作业并不受这种对不同任务强调的影响。这种结果说明,编码阶段受到策略性控制的影响,注意的减少,造成记忆作业的下降;而提取阶段不受这种控制的影响。所以提取在本质
上可能更具自动性[8]。
此外,生理心理学的研究也指出,编码和提取过程具有不同的特性,提取过程相对而言不易受到影响。如Curran(1991)的研究指出,抑制物对编码新信息有不利的影响,但对于提取那些旧信息却几乎没有影响[9]。Vincent等(1996)的研究指出,与编码过程相比,提取过程中的深层次加工伴随着更低的心率波动[10]。
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以上实验证据均表明,提取过程与编码过程相比更具自动性。天津外国语大学排名
1.3 控制性提取的观点
20世纪90年代以来,随着对记忆提取研究的深入,研究者们又提出了新的观点——控制性的提取观点。
上节提到的Craik等(1995)的研究,若从分散注意对编码、提取阶段的影响而言,由于分散注意对编码阶段的影响较大,而对提取阶段的影响很小或几乎没有,因而得出,记忆提取似乎更具自动性。但若同时还考虑到,在提取阶段上同时性任务的反应时间的增加比编码阶段上同时性任务的反应时间更多,那么也可说明,记忆提取也占有一定的注意资源,而导致提取阶段上同时性任务的反应时增加。另外,在实验中还发现,采用什么方式(再认或自由回忆)进行测试,对记忆提取的影响也不同。
因此,Craik等提出,记忆编码实质上是对外部事件的知觉和理解的过程。这种过程需要意识参与,并需要注意资源进一步扩展编码操作,使其更精确化。而对于提取阶段,当一种记忆测验(如再认)已提供了充分可靠的提取线索时,那么此时对记忆痕迹的激活或提取是自动化的,不受资源限制;当采用另一种记忆测验(如自由回忆),由于所提供的线索很少,此时提取以一种需要意志努力的方式进行的,因而提取是控制性的,需要注意资源的[8]。Jacoby(1991)的实验试图验证,记忆提取由两种成分(熟悉性和精细加工)组成的假设。在实验中要求被试在两种条件下识记一些词(其中有些词是通过大声朗读来识记;另一些词通过解字谜方式来识记)。然后,在分散注意情境下完成上述词的再认。他把提取那些通过大声朗读的词归为提取的熟悉感成分,而把提取那些通过解字谜方式识记的词归为提取的精细加工成分。结果表明,分散注意能减少精细加工的成分而不影响熟悉感成分。因此Jacoby认为,记忆提取过程包括两个相互分离的自动化过程和控制性过程。自动化过程与熟悉感有关,而控制性过程与精细加工有关。若提取在熟悉性基础上进行,则提取几乎不需要注意资源,相对而言不受分散注意的影响;而提取精细加工的事件则需要注意资源,并易受分散注意的影响[11]。
Moscovitch(1995)也提出了两类不同的记忆测验。一为联系性记忆测验。它指在测验中所提供的线索能够导致对靶记忆更自动的提取。另一为策略性记忆测验,即它所提供的线索只是作为一次记忆搜索的出发点。所以这种过程需要意志努力,并在自觉控制下的提取[12]。
1.4 提取和编码过程的认知神经科学的研究
尽管Moscovitch(1992)等人曾提供过与记忆编码和提取相对应的脑区有大部分重叠的证据[4],但近期大量脑成像研究表明,记忆编码和提取在脑内的定位具有不对称性。
陈坤个人资料简介Nyberg等人[13]、Kapur等人[14]以及Tulving等人[15]的PET研究均表明,虽然情景记忆的编码过程与左侧前额叶皮层的激活有关,但是,情景记忆的提取过程与右侧前额叶激活有关。这就形成了半球编码-提取不对称性(Hemispheric Encoding/Retrieval Asymmetry,HERA)模型。因为前额叶是人类各种控制性认知活动的最高级管理中枢,所以,这个模型说明,编码和提取至少在某些重要的控制性方面是不同的。
另一个极受关注的分散注意对提取和编码影响的神经生理学模型是由Moscovitch等人,在1990-2000年,这10年间不断补充而完善起来的成分-过程(component-process)模型[16-18]。该模型认为,外显记忆测验上的作业受两个主要成分的调节。一个是联系性的依赖于线索的成分,它是模块化的,并定位于中央颞叶/海马(medial tempora lobe/ hippocampal,MTL/H)结构和间脑。另一个是一种策略性成分,它是有意识控制下的中央系统。它定位于前额叶(prefrontal cortex,PFC),起到有意识觉察、组织、监控等作用。其中MTL/H成分在提取和编码过程中进行强制性、自动性操作。在编码阶段,这种成分无区别地收集任何有意识觉察的信息,并依据这些信息形成记忆痕迹。从神经元水平上看,记忆痕迹由调节编码时的意识经验的神经元组成,这些神经元主要集中于后部新皮质。它们形成知觉表征系统,并构成意识经验的内容。记忆痕迹还包括那些使经验能被意识的任何神经元。这样,所有记忆
痕迹就形成了一个被MTL/H神经元集中起来的意识内容集合。PFC作为中央系统对MTL/H成分进行控制。在编码阶段,PFC帮助注意指向那些输入MTL/H系统的信息。所以PFC成分比MTL/H成分更加需要资源。Bentin等人(1998)指出,任何能分占资源的同时性任务,都能通过分散编码时的注意,减少信息被MTL/H系统充分编码的可能性,造成记忆作业下降。而在提取时,任何有意识探究的线索,都可通过MTL/H成分自动与和它有联系的记忆痕迹相互作用。这过程称为痕迹激活。之后,这种交互作用的结果被自动传入意识,并作为一种记忆内容被体验。当必要的线索可得时,这种受MTL/H调节的痕迹激活过程,被强制性、自动性地执行。除了痕迹激活之外,只有当成功提取还需要其他的PFC策略性过程时,一个同时性任务才能干扰记忆提取。例如当必要的提取线索不充足或不可得时,需要PFC;并当要开始一次记忆搜索、应用提取策略以及监控MTL/H成分的输出以判断它与记忆任务目标的相符性和正确性时也都需要PFC成分[19]。
所以,成分过程模型预测,只有当记忆测验需要PFC成分时,那么在提取时进行一个同时性任务才会损害记忆作业。如果额叶对记忆测验的贡献很小,那么提取阶段的干扰将很小,甚至不存在。但是在Fernandes和Moscovitch(2000)的研究中,在一些主要不依赖于策略性PFC成分的记忆测验上,提取阶段的分散注意也对记忆作业产生影响。在他们的实验中,记忆任务是基于词语的;而干扰任务分为两种,一种是基于词语的,另一种基于数字的。结果发现,当分散注意作用于编码阶段,无论干扰任务类型是什么,都会产生大的干扰效应;而当分散注意作用于提取阶段,那么只有当记忆任务和同时
性任务都是基于词语的时候,才产生干扰。即,在提取阶段,只有两个任务竞争进入词语专用的表征系统时,才会产生干扰;而在编码阶段不会产生这种干扰。因在编码阶段,记忆任务和同时性任务所竞争的是一般性
猎头公司服务费用标准资源,而在提取阶段,它们主要竞争的是进入表征系统[20]。
根据以上的实验结果,Moscovitch又对成分过程模型进行了进一步的修正。他们认为,成功的提取需要先激活MTL/H成分,接下来再激活后部新皮层表征系统中的记忆痕迹。如果记忆任务与同时性任务的材料相同,那么新皮层表征系统既要激活需要提取的靶记忆痕迹,又参与加工与目标记忆痕迹相类似的材料,这样,对靶痕迹的提取就会受到损害;而不需要这种相同表征系统的同时性任务,对提取作业几乎没有影响。与这种观点相似,Klingberg 和Roland(1997)的PET研究也表明,只有当两个任务同时激活互相重叠的皮层部分时,它们才互相干扰[21]。所以Moscovitch(2000)的成分过程修正模型认为,当提取过程不需要PFC策略性成分的时候,虽然对MTL/H的激活是自动的,但是,新皮层表征系统是否能被再次激活,是提取能否成功的关键[20]。
综合以上提出的两种认知神经科学模型以及大量的认知研究证据,我们似乎可以断定,编码和提取之间互相重叠的脑区位于MTL/H和新皮层表征系统,因为编码和提取所操作的是相同的心理表征;而编码和提取中的控制性成分所涉及的脑区不同。根据HERA模型,编码过程中的控制性加工涉及左侧前
额叶,而提取过程中的控制性加工涉及右侧前额叶。这才是导致分散注意对编码和提取不同影响的根源。而提取过程是否需要资源,则取决于PFC 成分是否参与提取过程,以及记忆任务和同时性任务是否竞争进入新皮层表征系统。
2 基于记忆提取的抑制机制的研究李晨背景揭秘身家惊人
20世纪90年代以来,主动抑制机制日趋成为许多认知心理学研究领域内的热点,例如在知觉性注意[22]、词汇通达[23]、言语理解[24]、老化[25]等领域内,研究者们都已经提出了抑制机制存在的证据。在记忆提取领域内,研究者们也开始关注由提取引发的抑制机制,在具体实验中对抑制效应进行测量的主要方法有3种:指向性遗忘(directed forgetting)、提取-练习(retrieval-practice)范式以及将负启动(negative priming,NP)范式应用于记忆研究领域。
2.1 指向性遗忘研究
指向性遗忘研究范式通常要求被试:(a)在记忆中先存储一组项目,因在测试之前往往要求他们忘记这一记忆集,因而称为任务无关集。(b)在记忆中再存储一组新的项目,此称为任务相关集。(c)呈现一个探测刺激,要求他们用是/否反应,来判定探测刺激是否曾出现在任务相关集中。如果一个探测刺激与任务无关集中的一个项目相同,那么与它在两个集合中都没有出现过的项目相比,正确判断它没有出现在任务相关集中的反应将更慢。Neumann 等人(1992,1993)认为,无关记忆集中的项目在记忆中
被主动抑制,而反应时的增加正是这种抑制的结果[26,27]。然而,我们认为,这类研究仍然不能说明,反应时的增加,是由于需要更多的努力才能使无关任务集中的项目达到提取阈限以上,还是由于无关任务集中的信息没有被完全抑制,因而导致反应竞争而引起的。另外这类研究也不能说明,当不要求被试去主动忘记某些信息时,记忆提取中是否还存在抑制。因此,这类研究方法对记忆提取中抑制机