內隱重復效應影響外顯工作記憶的年齡差異*

2014-02-06 03:20:24劉英杰丁錦紅郭春彥

心理學報 2014年3期

劉英杰魏萍丁錦紅郭春彥

(首都師范大學心理系,北京市“學習與認知”重點實驗室,北京 100048)

1 引言

工作記憶是對有限容量的信息進行暫時貯存和保持,并對此信息進行操作加工和執行控制的系統。先前經驗對記憶測驗成績的影響可以是有意識的,也可以是無意識的,表現為記憶的外顯(explicit)或內隱(implicit)類型。在過去幾十年里,大量來自實驗心理學、神經心理學和認知神經科學的研究關注兩種記憶類型的神經基礎和相互作用。相對一致的結論認為,外顯記憶與內隱記憶依賴于不同的腦內記憶系統(Gazzaniga,1998;Grill-Spector,Henson,&Martin,2006;Grill-Spector&Malach,2001;Jiang,Haxby,Martin,Ungerleider,&Parasuraman,2000;Markowitsch,2008;Meng&Guo,2007a;Paller,Voss,&Boehm,2007;Voss&Paller,2008)。但是,兩種記憶系統隨年齡變化而發生發展的機制仍不清楚。近期一些研究報告了人類有意識的記憶過程或外顯記憶的年齡差異(Fabiani&Gratton,2005;Fleischman&Gabrieli,1998;Reuter-Lorenz,2000),但是對于內隱記憶、內隱與外顯記憶的關系如何受到年齡變化的影響的研究較少,得到的結論也不一致。

一些研究發現,重復啟動任務存在年齡差異(Cherry&St.Pierre,1998;Fleischman&Gabrieli,1998;La Voie&Light,1994;Lawson,Guo,&Jiang,2007;Liu,Guo,&Jiang,2006),老年被試的重復啟動效應減小。重復啟動效應指的是,被試對重復出現的刺激加工得更快、更好,對重復刺激的反應時加快、錯誤率降低,這體現了被試對該刺激的內隱學習和記憶。這種效應在遺忘癥病人身上也存在,雖然病人并沒有意識到這一點(Gabrieli,1998)。所以,重復啟動效應被認為是一種不需要意識覺知的自動學習過程,不同于有意識的記憶或外顯記憶。老年被試對三維物體(Jiang,Greenwood,&Parasuraman,1999;Jiang,Luo,&Parasuraman,2002,2009)、情緒性刺激(Jiang,Vagnini,Clark,&Zhang,2007)等的重復啟動效應均較年輕被試明顯降低,體現了老年人內隱學習能力一定程度的下降。Jiang等人(2009)使用事件相關電位技術(Event-Related Potential,ERP)證明,當啟動刺激和目標刺激相隔時間短于400毫秒時,老年被試對目標刺激腦電信號反應強度減弱、時間進程減慢是導致老年被試啟動效應降低的主要原因。但是,也有一些研究發現,老年被試只是在整體反應時上慢于年輕被試,但仍存在與年輕被試相當的重復啟動效應量(Pfutze,Sommer,&Schweinberger,2002)。

多數這類研究使用了視覺啟動范式,在這類范式中,被試只需被動地觀察啟動刺激而不進行反應,只對隨后呈現的目標刺激進行判斷。有研究者認為,這類范式可能導致外顯記憶對內隱重復啟動效應的污染(Mitchell&Bruss,2003),也是導致研究結果不一致的主要原因。采用延遲樣本匹配任務(delayed-matching-to-sample task)并操縱被試對實驗部分項目的有意識學習經驗,則可以直接考察外顯的學習經驗對重復啟動效應的影響(Guo,Lawson,&Jiang,2007;Guo,Lawson,Zhang,&Jiang,2008;Lawson et al.,2007)。被試首先對一些項目或圖片進行有意識的學習。在之后的工作記憶任務中,這些學習過的圖片和一些新圖片作為工作記憶任務的靶或分心物。在一個試次(trial)中,首先呈現樣本圖片(學習過的或新的),之后呈現一系列需要判斷的圖片測驗,包含靶、學習過的分心物、新的分心物等,這些圖片可多次出現。被試需要判斷每個測驗圖片是否是樣本圖片,即是不是靶刺激。在工作記憶中保持靶、排除分心物的過程中,多次出現的刺激會導致被試更快的加工,出現啟動效應。Lawson等人(Lawson et al.,2007)使用該范式并采用事件相關電位技術發現,年輕被試拒絕干擾項的早期啟動效應(200～550 ms)在腦電反應上顯著受到之前外顯學習經驗的影響,而老年被試的該效應則不受影響。也就是說,年輕被試在腦電反應上區分出了學習過的分心物和新的分心物。在行為反應上,老年被試對學習過的分心物的反應時短于對新分心物的反應時,但僅限于首次呈現時。隨著刺激重復出現,學習過的分心物可能逐漸建立起內隱的熟悉性,導致老年被試對其拒絕困難。而在年輕被試上,則不存在該效應。但是,老年被試在整體的重復啟動效應(包括對靶的重復效應和對干擾項的啟動效應)上并不比年輕被試小,甚至表現出了更大的啟動受益。這說明,單純考察重復效應不能全面考察老年被試的工作記憶加工特點,老年被試可能更難區分外顯學習過的知識和內隱的熟悉性。

其次,雖然有多種方法可以對執行功能(executive function)進行分類,認知老齡化的研究一般將老年被試在工作記憶任務上的困難歸結為加工資源不足和對分心物的抑制困難(Miyake,Friedman,Emerson,Witzki,&Howerter,2000)。例如,采用雙任務范式,年輕被試在加工資源短缺情況下表現出與老年被試在單任務條件下類似的行為模式(Anderson,Craik,&Naveh-Benjamin,1998)。老年被試對分心物的抑制困難則表現在多種范式中,例如負啟動、視覺搜索或Stroop任務(Andrés,Guerrini,Phillips,& Perfect,2008;Connelly&Hasher,1993;Darowski,Helder,Zacks,Hasheer,&Hambrick,2008),難以拒絕分心物可能導致過多的無關信息存儲在工作記憶中,從而降低了整體的加工效率。但是到目前為止,還沒有研究采用延遲樣本匹配任務考察較大工作記憶負荷下,老年被試和青年被試對工作記憶的重復效應如何受到項目先前學習經驗的影響。過去研究采用延遲樣本匹配任務時均使用一個靶刺激,被試在工作記憶中只要保持該靶刺激并拒絕所有其他的刺激即可,不容易觀察到老年被試的加工局限。其次,重復出現的分心物將建立起內隱的熟悉性,這種熟悉性容易跟工作記憶中持續保持的靶刺激產生混淆,老年被試抑制干擾刺激的能力更弱,更容易表現出對分心物(尤其是學習過的分心物)的拒絕困難?；谝陨系募僭O,在當前的研究中,我們采用延遲樣本匹配任務,考察老年被試的重復啟動效應如何受到外顯記憶的影響。在前期研究基礎上進行了如下新的操縱。其一,增加了工作記憶中追逐靶的難度,將樣本圖片的數量從1個增加到2個。隨著工作記憶中需要保持的靶刺激增多,提高了工作記憶的負載,老年被試的加工資源可能不足,保持靶和排除分心物更加困難,此時更利于考察老年被試和青年被試在外顯工作記憶任務上和內隱啟動效應上的差異;其二,考察靶和分心物的重復效應如何受到外顯學習經驗的影響。在對重復效應的考察上,除考察被試對測驗項目第1次呈現和第2次呈現的反應,增加對第3和第4次呈現的反應時考察,被試對反復呈現的分心物建立起內隱的熟悉性,我們預測,由于老年被試無關信息抑制能力下降,可能更容易表現出對分心物的拒絕困難。

2 方法

2.1 被試

20名在校大學生或研究生(14名女生,6名男生,19～26歲,

=21歲,

=1.85)以及20名老年被試(12名女性,8名男性,64～76歲,

=68歲,

=3.43)參加了實驗。被試均為右利手,視力或矯正視力正常,無色盲色弱。老年被試中2人為中專學歷,1人為大專學歷,其余均為本科學歷,與青年被試在受教育程度上匹配。所有被試均自愿參加實驗,實驗后獲得一定的報酬。

2.2 刺激材料

實驗材料選用了Snodgrass和Vanderwart(1980)設計的線條圖片,共 144張。圖片大小8.3 cm×5.8 cm,視距 65 cm,視角為 7.1°×5.1°。實驗前先讓被試學習36張圖片,在工作記憶任務階段該36張圖片作為熟悉靶圖片或熟悉分心物圖片。另 108張未學習過的新圖片中,36張用作新靶圖片,72張用作新分心物圖片。舊靶圖片和新舊分心物圖片在相似性和復雜性上均進行了匹配。

2.3 實驗設計和程序

被試坐在照明柔和適度的電磁屏蔽室內完成整個實驗程序。實驗分為學習階段和工作記憶任務階段(實驗程序見圖1)。在學習階段,被試學習并記住36張圖片,每張圖片呈現10 s。之后,被試對學習過的36個圖片以及另外36個新圖片(這些新圖片在工作記憶任務中不再使用)進行再認任務,對舊圖片的再認正確率在94%以上,保證這些圖片在接下來的工作記憶階段作為熟悉客體(熟悉靶或者熟悉分心物)。

在工作記憶任務階段,采用延遲樣本匹配任務范式。一個序列(trial)由2個靶和12個測驗圖片組成。兩個靶并排呈現在屏幕中央,靶圖片的外框用綠色標記,呈現時間為4000 ms。這兩個靶或者都是新靶,或者都是熟悉靶。測驗圖片有3種:靶、已學習過的熟悉分心物、未學習過的新分心物。每次呈現一張測驗圖片,每個測驗圖片呈現時間在700 ms,隨后呈現注視加號,時間在1000～1200 ms間隨機變化,每種測驗圖片重復出現3～4次。要求被試對測驗圖片進行又快又準地按鍵反應,一半的被試對“靶”用左手食指按鍵,對“分心物”用右手食指按鍵,另一半被試相反。8個序列構成一個區組(block),共有9個區組。使用新靶的序列和使用熟悉靶的序列在區組內以“ABBAAB??”的方式平衡。在每個區組之間,被試有2～3 min的休息時間。

圖1 實驗流程示例

3 結果

對每個被試按照實驗條件分別計算了平均反應時和正確率,熟悉靶、熟悉分心物、新靶、新分心物在第1次呈現、第2次呈現、第3和第4次呈現的平均值見表1和圖2。

3.1 反應時

以被試(青年被試 vs.老年被試)為組間變量,以目標屬性(靶 vs.分心物)、是否學習過(熟悉的vs.新的)、重復次數(第1次、第2次、第3和第4次的平均值)為組內變量對被試的反應時進行重復測量方差分析。結果發現,被試的主效應顯著,

(1,38)=47.18,

<0.001,

partial η

0.993(關于

η2

partial η

2的區別請見Levine&Hullett,2002), 青年被試的反應時顯著快于老年被試的反應時(514 vs.618 ms)。目標屬性的主效應顯著,

(1,38)=195.74,

<0.001,

partial η

2=0.837,被試對靶的反應時快于對分心物的反應時(544 vs.588 ms);是否學習過的主效應顯著,

(1,38)=4.05,

=0.051,

partial η

2=0.096,被試對熟悉的圖片的反應時快于對新圖片的反應時(564 vs.567 ms);重復次數的主效應顯著,

(2,76)=29.54,

<0.001,

partial η

2=0.437,被試對圖片第1次出現時的反應時顯著慢于對第2次出現的反應時以及第3和第4次的平均值(574 vs.562 vs.561 ms),

<0.001。目標屬性與是否學習過的交互作用顯著,

(1,38)=104.18,

<0.001,

partial η

2=0.733。事后檢驗表明,對熟悉靶的反應時快于對新靶的反應時(536 vs.550 ms),

<0.001,但是,對熟悉分心物的反應時慢于對新分心物的反應時(592 vs.584 ms),

<0.001。目標屬性與重復次數的交互作用顯著,

(2,76)=25.07,

<0.001,

partial η

2=0.397,是否學習過與重復次數的交互作用也顯著,

(2,76)=7.90,

<0.005,

partial η

2=0.172,這說明,被試對熟悉靶、新靶、熟悉分心物、新分心物等的反應時受重復次數的影響有差異。這個差異進一步由三重交互作用證實,

(2,76)=5.30,

<0.01,

partial η

2=0.122。重要的是, 組間變量與上述因素或因素的二重交互作用沒有交互,但是與三因素的交互作用顯著,

(2,76)=3.54,

<0.05,

partial η

2=0.085,說明青年被試和老年被試對熟悉靶、新靶、熟悉分心物、新分心物的重復效應模式上有差異。

表1 老年被試和青年被試在各個實驗條件下的反應時±標準誤以及正確率(%)±標準誤

圖2 兩組被試在不同刺激條件下(熟悉靶、熟悉分心物、新靶、新分心物)的反應時和標準誤

為進一步分析青年被試與老年被試在不同條件下重復效應的差異,對青年被試或老年被試在熟悉靶、新靶、熟悉分心物、新分心物的不同呈現次數上反應時進行部分方差分析。以被試為組間變量、重復次數為組內變量,對被試對熟悉靶的反應時進行方差分析顯示,重復次數的主效應顯著,

(2,76)=27.00,

<0.001,

partial η

2=0.415。

Bonferroni

矯正的事后檢驗表明,被試對第1次出現的圖片的反應時顯著快于對第2次的反應時,也快于第3和第4次的平均值(548 vs.534 vs.527 ms),

<0.001,被試對圖片第2次出現的反應時顯著快于對第3和第4次出現的反應時,

=0.051。組間變量與重復次數沒有交互作用,

(2,76)<1,這說明兩組被試對熟悉靶的重復效應的模式相同。對新靶做同樣的方差分析,結果顯示,重復次數的主效應顯著,

(2,76)=55.64,

<0.001,

partial η

2=0.594, 被試對圖片第1次呈現的反應時顯著慢于重復出現的反應時(571 vs.543 vs.538 ms),

<0.001,對第2次和第3、第4次的反應時沒有差異。組間變量與該因素的交互作用也不顯著,說明兩組被試對新靶的重復效應模式沒有差異。對熟悉分心物做同樣的方差分析,結果顯示,重復次數的主效應顯著,

(2,76)=3.04,

=0.054,

partial η

2=0.074,對圖片第1次呈現的反應時與第2次、第3第4次的沒有差異,

>0.1,但是被試對第3第4次呈現的反應時顯著慢于對第2次呈現的反應時,

=0.05。同時,組間變量雖與重復次數的交互作用不顯著,

(2,76)=1.74,

>0.05,

partial η

2=0.044,但是,組間變量與重復次數的組內比較(within-subjects contrasts)交互顯著,

(1,38)=3.28,

=0.078,

partial η

2=0.323, 即兩組被試在重復效應上的模式變化有差異。后續分析顯示,青年被試在不同呈現次數上的反應時沒有差異(541 vs.536 vs.538 ms),

(2,38)<1;而老年被試在不同呈現次數上的反應時有差異,

(2,38)=3.55,

<0.05,

Bonferroni

矯正的事后檢驗表明,老年被試在第1次和第2次呈現的反應時沒有差異(647 vs.638 ms),

>0.1,但是第3第4次呈現的反應時顯著慢于對第2次呈現的反應時(653 vs.638 ms),

<0.05。對新分心物的同樣檢驗發現,重復次數的主效應不顯著,

(2,76)=2.05,

>0.1,

partial η

2=0.051, 組間變量與該因素也沒有交互作用,

(2,76)<1,

>0.1,

partial η

2=0.013,說明兩組被試對新分心物均沒有重復效應。接著,我們分析了兩組被試在重復效應變化趨勢上的差異。將重復效應I(項目第1次呈現時被試的反應時減第2次呈現時被試的反應時)和重復效應II(項目第2次呈現時被試的反應時減第3、4次呈現時的反應時)進行以被試(青年被試 vs.老年被試)為組間變量,以目標屬性(靶 vs.分心物)、是否學習過(熟悉的 vs.新的)、重復效應次數(重復效應I vs.重復效應II)為組內變量的重復測量方差分析。結果顯示,目標屬性的主效應顯著,

(1,38)=29.16,

<0.001,

partial η

2=0.434, 被試對靶的重復效應顯著大于對分心物的重復效應(13 vs.1 ms);是否學習過的主效應顯著,

(1,38)=16.90,

<0.001,

partial η2

=0.308,被試對熟悉的圖片的重復效應小于對新圖片的重復效應(5 vs.9 ms);重復效應次數的主效應顯著,

(1,38)=26.80,

<0.001,

partial η

2=0.414,重復效應I顯著大于重復效應II(13 vs.1 ms)。上述因素的兩兩交互作用均不顯著,

>0.1,同時,組間變量與上述單個因素或兩因素交互作用的交互作用不顯著。但是,目標屬性、項目是否學習過、重復效應次數的三重交互作用顯著,

(1,38)=15.77,

<0.001,

partial η

2=0.293。更重要的是,組間變量與該三重交互作用的交互作用顯著,

(1,38)=4.57,

<0.05,

partial η

2=0.107。這說明,是否學習過對靶或分心物兩次重復效應的影響在兩組被試間存在差異。為進一步分析兩組被試對靶或分心物的重復效應(見圖3)的差異如何受到項目先前學習經驗的差異性影響,對青年被試或老年被試在熟悉靶、新靶、熟悉分心物、新分心物上的兩次重復效應變化進行了部分方差分析。以被試為組間變量、重復效應次數為組內變量,對兩組被試對熟悉靶的重復效應進行方差分析顯示,重復效應次數的主效應邊緣顯著,

(1,38)=3.55,

=0.06,

partial η

2=0.085,被試的重復效應I顯著大于重復效應II(14 vs.6 ms)。但是,組間變量與該因素的交互作用不顯著,

(1,38)<1,即兩種被試對熟悉靶的重復效應變化趨勢相同。對新靶的相同分析顯示,重復效應次數的主效應顯著,

(1,38)=49.53,

<0.001,

partial η

2=0.566,被試的重復效應I顯著大于重復效應II(27 vs.4 ms)。類似地,組間變量與該因素的交互作用也不顯著,

(1,38)=1.81,

>0.1,

partial η

2=0.045,即兩種被試對新靶的重復效應變化趨勢相同。對熟悉分析物做同樣的方差分析,結果顯示,重復效應次數的主效應顯著,

(1,38)=11.86,

<0.005,

partial η

2=0.238,被試的重復效應I顯著大于重復效應II(7 vs.-9 ms)。同時,組間變量與重復效應次數的交互作用邊緣顯著,

(1,38)=2.92,

=0.09,

partial η

2=0.071,說明兩組被試對熟悉分心物的重復效應變化趨勢有差異。進一步的獨立樣本T檢驗顯示,老年被試和青年被試在熟悉分心物的重復效應I上沒有差異(9 vs.5 ms),

(38)<1,但是,老年被試對熟悉分心物的重復效應II顯著小于青年被試的該效應(-15 vs.-3 ms),

(38)=-1.8,

=0.08。對新分心物做同樣的方差分析,結果顯示,重復效應次數的主效應不顯著,

(1,38)<1,重復效應I和重復效應II的量沒有差異(4 vs.2 ms);此外,組間變量與重復效應次數的交互作用不顯著,

(1,38)<1,兩組被試在兩次重復效應上的模式沒有差異。

3.2 正確率

圖3 兩組被試在不同刺激條件下(熟悉靶、熟悉分心物、新靶、新分心物)的重復效應和標準誤

以被試(青年被試 vs.老年被試)為組間變量,以目標屬性(靶 vs.分心物)、是否學習過(熟悉的vs.新的)、重復次數(第1次、第2次、第3和第4次的平均值)為組內變量對被試的正確率進行重復測量方差分析。結果顯示,組間變量的主效應顯著,

(1,38)=1.34,

>0.1,

partial η

2=0.034, 老年被試與青年被試的正確率沒有差異(97.2%vs.96.5%);是否學習過的主效應顯著,

(1,38)=28.16,

<0.001,

partial η

2=0.426,被試對熟悉圖片的正確率低于對新圖片的正確率(96.4%vs.97.4%);重復次數的主效應顯著,

(2,76)=9.74,

<0.001,

partial η

2=0.204。

Bonferroni

矯正的事后檢驗表明,被試對第1次出現的圖片的正確率顯著高于第2次呈現的正確率(97.5%vs.96.3%),

<0.001,第2次呈現與第3第4次呈現的正確率沒有差異(96.3%vs.96.8%),

>0.1。目標屬性與是否學習過的交互作用顯著,

(1,38)=5.95,

<0.05,

partial η

2=0.135。后續檢驗表明,對熟悉靶和新靶的正確率沒有差異(96.4%vs.96.8%),

>0.1,但是對新分心物的正確率顯著高于對熟悉分心物的正確率(97.9%vs.96.3%),

<0.001。目標屬性與重復次數的交互作用顯著,

(2,76)=26.94,

<0.001,對目標的正確率隨重復逐漸上升(96.0%vs.96.4%vs.97.3%),

<0.01,而對分心物的正確率隨重復逐漸下降(98.9%vs.96.1%vs.96.4%),

<0.001。是否學習過與重復次數的交互作用也顯著,

(2,76)=12.04,

<0.001,對熟悉項目的正確率先降再升(97.4%vs.95.2%vs.96.4%),

=0.005,而對新項目的正確率保持不變(97.5%vs.97.3%vs.97.3%),

>0.1。以上結果說明正確率隨重復次數的變化在靶與分心物之間、以及在熟悉圖片和新圖片間存在差異。但是三重交互作用不顯著,

(2,76)=1.50,

>0.1,

partial η

2=0.038。組間因素與上述任何因素或因素的交互作用均不顯著,這說明兩組被試正確率的模式沒有差異。

4 討論

采用延遲樣本匹配任務并控制被試對部分項目的有意識學習經驗,當前研究考察了老年被試與青年被試在追逐靶、排除分心物的過程中,重復啟動效應如何受到項目外顯學習經驗的影響。首先,老年被試與青年被試追逐靶和排除分心物的過程均受到項目之前學習經驗的影響。無論是老年被試還是青年被試,對靶的反應時均快于對分心物的反應時,對外顯學習過的靶(即熟悉靶)的反應時快于對未學習過的靶(即新靶)的反應時,而拒絕熟悉的分心物需要的時間長于拒絕新分心物的時間。其次,老年被試與青年被試均表現出對靶的重復效應,即當靶(無論是熟悉的還是新的)在任務中重復出現時,對其的反應時加快;對分心物的重復效應小于對靶的重復效應。隨著項目多次重復,重復效應整體上減小,但該效應的變化受到項目屬性(靶或分心物)以及項目之前學習經驗的影響。重要的是,當熟悉的分心物多次出現時,老年被試不但沒有出現重復效應,反而在拒絕該熟悉分心物上表現出困難,反應時顯著延長,而在青年被試上沒有該表現。

該研究結果首先說明,工作記憶任務中追逐靶和排除分心物的效率存在差異。無論是老年被試或青年被試,對靶的反應時快于對分心物的反應時。隨著靶或分心物多次呈現,反應內隱學習與記憶的重復效應在靶和分心物之間也存在差異。對靶來講,無論是熟悉靶還是新靶,無論是老年被試還是青年被試,均表現出重復效應,即對多次出現的靶刺激反應時加快。但是,分心物的重復效應顯著減小甚至無重復效應。而在反應正確率上,對多次重復出現的靶的正確率提高,但是對多次重復出現的分心物的正確率下降。這些結果與前人的相關研究一致。例如,Caggiano,Jiang和Parasuraman(2006)采用單靶延遲樣本匹配任務(但是沒有控制項目的前期學習經驗),讓被試判斷測試項目是否是靶刺激。靶和分心物可能重復多次出現(最多5次)。結果發現,隨著項目多次出現,被試對靶的反應時逐漸加快,而對分心物的正確率逐漸下降。對靶的反應加快反應了內隱熟悉性造成的促進效應,而重復出現引起的熟悉性則干擾了拒絕分心物的過程。與過去研究有所不同的是,Caggiano等人(2006)以及Guo等人(2007,2008)均發現被試對靶的反應時慢于對分心物的反應時,而當前研究中兩組被試均對靶的反應時快于對分心物的反應時。這可能與實驗中使用的樣本圖片數量有關。上述提到的前人研究均使用單樣本刺激,被試在進行匹配任務時可能采用排除法,只要測試圖片與樣本刺激有不同,即可快速判定為分心物,而當遇到靶圖片時則需要與樣本圖片進行匹配。當前研究采用雙樣本圖片,對分心物的拒絕要完成與兩個樣本的對比才能拒絕,而對靶圖片的確認只要與其中一個樣本匹配即可。這個研究結果可能與視覺搜索過程中的雙目標搜索過程類似(Menneer et al.,2012),當需要在視覺工作記憶中保持多個目標時,對分心物的排除效率顯著低于只在工作記憶中保持一個項目時。

其次,工作記憶任務中追逐靶和排除分心物的效率受到了項目之前學習經驗的影響。一方面,在確認靶的過程中,無論是老年被試還是青年被試,對熟悉靶的反應時均快于對新靶的反應時。另一方面,在排除分心物的過程中,老年被試與青年被試均對熟悉分心物比對新分心物反應更慢。學習過的客體圖片具有較高的熟悉性,作為靶時更容易被確認,而作為分心物時則更容易引起混淆,造成對其的反應時減慢。過去研究發現,老年被試對面孔(Bartlett&Fulton,1991;Bastin&van der Linden,2003)或文字的記憶(Balota,Burgess,Cortese,&Adams,2002;Jennings&Jacoby,1997)更依賴于熟悉性(即該項目是不是剛剛出現過),而在特定的回憶任務中容易出現行為缺陷。而青年被試,雖然整體的反應時快于老年被試,但是在目標屬性(靶 vs.分心物)與項目學習經驗的交互作用模式上與老年被試相似。這暗示,這種外顯學習經驗導致的熟悉性對老年被試和青年被試的影響是存在相似性的。

再次,當前研究發現,對靶或分心物的內隱重復啟動效應也受到項目之前外顯學習經驗的影響。兩組被試對靶,無論是新靶還是熟悉靶,均產生顯著的重復效應,并且重復效應II要小于重復效應I,即項目第2次呈現時相對于首次呈現時的重復效應大于第3、4次相對于第2次的重復效應。而當分心物多次呈現時,青年被試在熟悉分心物和新分心物上均沒有出現顯著的重復效應,老年被試對熟悉分心物非但沒有重復效應,反而在其多次出現時反應時顯著變慢。當前研究首次報告了老年被試對熟悉分心物的拒絕困難。Lawson等人(2007)采用了類似的實驗范式,但是被試只需在工作記憶任務中追逐一個靶刺激,結果并沒有發現老年被試對重復出現的熟悉分心物的拒絕困難,老年被試在熟悉的分心物第2次出現和第3次出現的反應時相當,并顯著快于第1次呈現的反應時,重復效應顯著。而在當前研究中,被試需要在工作記憶中保持兩個靶刺激,熟悉的分心物在第2次呈現時的反應時即與第1次的反應時相當,沒有重復效應;而當熟悉的分心物多次呈現時,老年被試對其的拒絕更加困難。當前結果與Lawson等人(2007)結果說明兩個問題。一方面,青年被試在工作記憶任務中對靶的保持優于老年被試。當工作記憶的負荷較低時,老年被試對靶的保持不存在困難,此時拒絕分心物只需與靶進行一次對比即可完成。即使分心物曾經學習過,具有較高的熟悉性,但是對靶的清晰保持保證了對分心物的快速拒絕。但是,當工作記憶的負荷變高時,對靶的保持難度增加,拒絕分心物需要完成與兩個靶的對比才能正確拒絕。此時學習過的分心物因具有較高的熟悉性而干擾了老年被試,尤其是在該分心物多次出現時。另一方面,重復啟動效應受到工作記憶負荷的調控。當工作記憶的負荷低時,Lawson等人(2007)發現了對熟悉分心物的重復效應;而當前研究的工作記憶負荷較高,老年被試和青年被試對熟悉分心物的重復效應均消失。但是,目前還沒有研究在延遲樣本匹配任務中直接操縱和比較不同記憶負荷條件下重復效應如何受到項目外顯學習經驗的影響。孟迎芳和郭春彥(2007b)采用學習-再認范式,報告了學習階段的加工負荷對再認階段內隱記憶效應的影響,只有在學習階段處于低負荷的面孔刺激才在再認階段的事件相關電位上表現出了內隱記憶效應,說明內隱記憶效應確實可以受到編碼階段加工負荷的調控。今后研究可直接控制再認階段的工作記憶負荷,來進一步探討內隱記憶與外顯工作記憶任務負荷的關系。

增加記憶負荷顯著影響老年被試的工作記憶表現的根本原因是,工作記憶的容量隨年齡顯著下降(Myerson,Emery,White,&Hale,2003;Chen,Hale,&Myerson,2003)。但是,這種下降的具體機制還需要進一步的證據。一種可能是老年被試對靶的保持出現困難,另一種可能則是老年被試更難抑制分心物的干擾。采用事件相關電位技術,Gazzaley等人(2008)發現,老年被試在工作記憶的編碼(encoding)階段難以抑制任務無關信息;而Vogel等人(Vogel,McCollough,&Machizawa,2005)則發現,低工作記憶容量的被試(老年被試)比高工作記憶容量的被試(青年被試)在延遲階段(delay period)表征了更多的任務無關信息。雖然抑制任務無關信息的關鍵階段的早晚還存在爭議,這些研究和當前研究均說明,排除分心物的效率可能是決定個體工作記憶容量和在工作記憶任務中的行為表現的關鍵因素(Gazzaley et al.,2008;Jost,Bryck,Vogel,&Mayr,2011;Vogel et al.,2005)。但是,需要注意的是,當前研究與上述研究采用了不同的范式。Vogel等人(Vogel et al.,2005;Jost et al.,2011)的研究采用了變化探測任務(change detection task),被試在編碼階段需要記住紅色項目的朝向,并忽略綠色或藍色項目的朝向,在之后的測驗階段判斷紅色項目的朝向是否發生了變化。ERP結果顯示,在項目被編碼后的延遲階段,青年被試能夠更好更快地集中在任務相關的紅色項目上,而老年被試則對任務無關的綠色或藍色項目也進行了表征,對分心物的抑制晚于青年被試。而在當前研究中,被試的任務是保持靶刺激并拒絕分心物刺激,對靶或非靶進行辨別判斷。此時的分心物也可以說是任務相關的。換句話說,正確地拒絕分心物也是成功保持靶刺激的一種表現。此時,分心物,尤其是重復出現的熟悉分心物在老年被試與青年被試腦內的反應可能存在差異,值得采用腦電技術和功能磁共振成像技術進行進一步的研究。老年被試可能需要較多的前額葉活動來補償抑制分心物能力下降帶來的干擾(近期關于認知老齡化與前額葉功能的綜述請見Cabeza&Dennis,2012)。另一方面,在當前的研究范式中,青年被試對多次出現的熟悉分心物雖沒有反應減慢,但是也沒有顯著的重復效應,這說明青年被試在拒絕多次出現的熟悉分心物上也并沒有顯示出來自內隱學習的加工優勢。在正確率的模式上,老年被試和青年被試均對多次重復出現的靶的正確率提高,但是對多次重復出現的分心物的正確率下降。這說明青年被試對重復出現的分心物的加工效果也逐漸變差。未來研究可采用ERP技術來考察青年被試和老年被試在拒絕熟悉的分心物過程中的腦電差異只是量的不同,還是具有時程早晚和頭皮分布等的差異。

此外,當前研究表明,老年被試雖然在拒絕熟悉分心物時效率下降,但是正確率并不低。整體來講,雖未達到顯著,老年被試的正確率略高于青年被試(97.2%vs.96.5%)。同時,老年被試與青年被試在整體的正確率模式上相同。這可能說明,老年被試在反應策略上更慎重、更保守,努力保證能夠做到更高的正確率。此時,在遇到重復出現的熟悉分心物上表現出的遲疑確實體現了老年被試對該項目的加工困難。當然,當前研究采用的老年被試雖年紀較大,但認知功能仍屬正常范圍。將來研究可考慮采用輕度認知障礙(Mild Cognitive Impairment,MCI)的老年被試或老年癡呆癥(Alzheimer’s Disease,AD)患者來進一步檢驗其拒絕重復出現的分心物如何受到項目先前學習經驗的影響。由于認知功能的損害和工作記憶容量的進一步降低,這些人群則可能在反應時和正確率上均表現出困難。

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