2007干扰_工作记忆与一般流体智力

干扰、工作记忆与一般流体智力

毛伟宾Ξ1,2　王林松3

(1山东师范大学心理学院,济南,250014)(2华东师范大学心理学系,上海,200062)(3山东警察学院专业基础部,济南,250014)

摘　要　工作记忆与复杂认知任务之间的关系已成为工作记忆研究领域的热点问题。大量研究表明,工作记忆广度不仅是评价工作记忆能力的一种指标,而且也是衡量一个人的高级认知能力的预报因子。本文从工作记忆的本质以及工作记忆与一般流体智力之间的关系入手,分析了干扰不仅是影响工作记忆容量个体差异的关键因素,而且也在工作记忆与一般流体智力的关系中起着重要的影响作用。

关键词:工作记忆　一般流体智力　干扰　控制性注意　抑制

工作记忆与复杂认知任务之间的关系已成为工作记忆研究领域的热点问题。大量的研究表明,工作记忆广度不仅是评价工作记忆能力的一种指标,而且也成为衡量一个人的高级认知能力的预报因子。随着研究的深入,研究者开始日渐关注这样的问题,即工作记忆为什么会成为高级认知能力的预报因子?是什么样的共同因素导致了工作记忆与高级认知能力有较高的相关?对于这些问题的关注推动了关于工作记忆容量个体差异与高级认知能力之间关系的大量研究,本文拟从工作记忆与一般流体智力的关系入手,结合有关研究分析干扰在工作记忆及其与高级认知活动的关系中的重要影响作用。

1　干扰是影响工作记忆容量个体差异的关键因素

关于工作记忆广度的测量最早来自于Daneman 和Car 2penter 发展起来的阅读广度和听力广度任务,后来在此基础上发展了大量有效的测量个体工作记忆广度或容量的工具,如计数广度、运算广度和阅读广度任务等,这些广度任务通称为双任务或者复杂广度任务。从本质上看,这些工作记忆广度任务都强调了对加工和存储的同时要求,即测量记忆存储水平的广度任务是寓于一个次级的加工任务之中来进行的,反映了在面对干扰或分心时运用激活去进行记忆表征并把它们转化为注意焦点的能力。Cowan 和Elliott 等(2005)[1]将它们统称为工作记忆容量个体差异测量的“黄金标准”。

最近的一些研究已经发现,工作记忆容量高与低的个体表现出在面对干扰的能力方面存在差异,尤其是在那些任务目标与习惯性反应存在潜在竞争的情况下更是如此。Con 2way ,Cowan 和Bunting (2001)[2]对工作记忆容量不同的被试进行了双耳分听试验。试验中,被试自己的名字和一个共轭控制的名字都在非追随耳中呈现,结果发现,只有20%的高广度被试和65%的低广度被试在非追随耳中检测到自己的名字,但所有的被试对共轭控制的名字都没有检测到。这一发现表明,高广度被试比低广度被试能更好地抵御强有力的定向线索的干扰,即能更好地抑制来自非追随耳的干扰,把注意指向于重要的任务目标。

K ane ,Bleckley ,Conway 和Engle (2001)[3]在反眼动试验

中也得出了类似的结论。在反眼动实验范式中,任务目标与视觉定向线索之间会产生冲突。结果发现,高广度被试很少出现指向于视觉定向线索的眼动错误,他们能迅速地从这些眼动错误中恢复,能更迅速地进行反眼动和确定任务目标,因此,工作记忆容量可以预见在要求目标和反射之间产生竞争的视觉-注意任务中的成绩。

K ane 和Engle (2003)[4]的Stroop 任务也证明了这一点。实验中发现,当75%的实验都是色词一致的匹配实验的时候,低广度者比高广度者在色词不一致的匹配实验中会出现更多的色词命名错误。因此,相对于高广度被试而言,低广度被试更可能会因为分心或者干扰而忽略任务目标。因为在一致性实验中,无论被试是根据习惯或者说是一种目标保持失败的反应还是根据目标要求做出的反应,都会导致相同的结果,因此反应的精确性水平总会保持很高。在这样的情况下,被试对任务目标的保持除非更为敏感,否则在连续的一致性实验中任务目标就会失去,从而导致在不一致的实验中出现高的错误率。

许多研究还表明,前摄干扰(Proactive interference ,简称PI )在决定工作记忆容量大小方面起着重要的作用。而且许多研究已[5]发现,那些传统上对PI 敏感的群体,如年幼的孩子、老年人和低水平的阅读者,都往往表现出最低的广度分数。Rosen 和Engle (1998)[6]研究表明高广度个体比低广度个体在前摄干扰任务中成绩要好。他们在试验中要求被试学习三个对偶联想词表(如他们在词表1中学习bird -bath 词对,在词表2中学习bird -dawn 词对,在词表3中再学习bird -bath 词对),结果发现高广度组和低广度组以相同时间掌握了第一个词表,但在第二个词表的学习中,低广度组出现更多的错误,严重地受到了第一个词表的干扰。而高广度组在第三个词表中如果遇到与第一个词表相同的条目时会做出较慢的反应。Rosen 和Engle 认为,之所以出现这样的结果,是因为高广度组在词表2中主动地抑制了词表1中出现过的条目,这就导致了这些条目在词表3中再次出现的时候产生了相应较慢的反应。

通过上述研究可见,由于工作记忆强调在信息加工的过程中去保持信息的激活,因此在干扰存在时保持任务目标处于激活状态的能力是工作记忆容量的本质。从测量上看,复

Ξ通讯作者:毛伟宾,女。E 2mail :wb -mao @

636　心理科学　Psychological Science 2007,30(3):636-639

杂广度任务中包含的双任务同时强调了对加工和存储的要求,即在任务中存在一个加工任务干扰着主要的保持任务,因此,干扰是这些复杂广度任务所测量的关键成分,是影响工作记忆容量的关键因素。

2　干扰在工作记忆与一般流体智力之间的作用

自1980年以来,Daneman和Carpenter揭示了工作记忆广度个体差异与阅读理解之间的高度相关以及可预见性的关系。1990年Kyllonen和Cristal就曾指出,工作记忆是推理能力的决定因素,并且工作记忆与推理能力之间的相关高达0.80-0.88[7]。此间大量的证据也支持了工作记忆与复杂认知任务之间的相关,当然也有研究提出了不同的结论。

2.1　工作记忆与一般流体智力之间关系的研究

Conway和Cowan(2002)[8]用120个成人做被试探讨了工作记忆、短时记忆、加工速度和一般流体智力之间的关系,通过结构方程模型来探讨结构之间的关系。结果发现,工作记忆与一般流体智力之间存在非常强的关系,工作记忆是一般流体智力非常可信的预报因子。研究还发现,尽管短时记忆与工作记忆存在很高的相关,但短时记忆却不是流体智力的预报因子,加工速度对一般流体智力也没有显著的预测性。

针对实验的结果,Conway和Cowan(2002)认为,纯粹的记忆过程本身并不能解释工作记忆容量与高级认知之间的协变。因为短时记忆是一个简单的存储缓冲器,只要求直接的回忆,而不要求同时进行额外的信息加工,其容量大小是由练习与策略,如复述或组块等决定的,因此短时记忆的测量不同于工作记忆的测量,主要运用被Cowan和Elliott等(2005)[1]称之为短时记忆个体差异测量的“黄金标准”的简单广度任务来进行,如数字广度和单词广度等,用于测量在没有同时性加工任务时的短暂存储。

Conway和Cowan(2002)还指出,加工速度与流体智力之间缺少相关,这一研究结果跟以前的某些研究结论有所不同。然而从先前的研究文献中可以清楚地发现,速度任务越复杂,速度和智力之间的关系越密切。Conway和Cowan认为这一发现意味着速度任务要求注意和记忆越多,则速度任务和一般流体智力之间的相关越高。因此,不是速度本身可以预见流体智力,而是速度任务中的注意成分预见了流体智力。

而在儿童认知能力发展和老年人的认知老化研究中,则发现工作记忆和加工速度都会影响着一般流体智力的发展,甚至工作记忆容量本身的年龄相关变异可以由加工速度来解释。例如,Salthous和Meinz[9]考察了词汇工作记忆广度、算术工作记忆广度和知觉速度(字母比较和模式比较)以及年龄的关系,发现控制了知觉速度后,工作记忆中的年龄相关变异减少了84.6%,说明工作记忆的大部分差异可以由知觉速度来解释。许多研究表明,加工速度较之工作记忆在认知老化中起着更为基础性的调节作用。

当然,需要注意的是认知能力的个体差异与认知能力的发展差异可能是不同的。加工速度可能是在儿童期和老年期认知能力发展差异的一个关键因素。很可能那些解释认知能力的发展性差异的因素与那些解释青年成人认知能力的个体差异因素并不一致,即加工速度对于童年期和老年期的发展性差异是重要的,但对于青年成人的个体差异却是无关紧要的。

2.2　干扰是影响工作记忆与一般流体智力协变的重要因素

上述众多实验的结论就引导我们进一步去思考工作记忆的测量与一般流体智力测量之间有什么共同之处,即具体说来是何种任务特征导致了工作记忆与流体智力之间的高度相关。鉴于上述问题,研究者也进一步去关注干扰存在时的信息保持能力是如何成为工作记忆与高级认知活动之间的重要影响因素的,Conway和Engle(1996)[10]的研究也表明,在工作记忆广度任务中的加工难度也不是最重要的。他们测量了每个被试的数学能力并且把运算广度的任务根据每个被试各自的能力水平分别控制在低、中、高三种难度。结果发现,难度并没有影响运算广度任务与学业能力测验语言部分成绩之间的相关。无论是对于低难度还是高难度的运算广度任务而言,其相关都是相同的。通过以上的分析可见,尽管加工任务的难度并不重要,但加工任务的本质却是关键的。Lepine,Barrouillet和Camos(2005)[11]的研究表明,加工的本质———加工本身就是一种对信息保持的干扰,而不是加工本身的难度是促使工作记忆广度任务具有可预见性的重要因素。

可以说,复杂广度任务,如阅读广度、运算广度和计数广度与流体智力测量存在高度相关的原因就在于它们都依赖一种在进行信息加工的同时激活并保持有关信息的能力。而对一般流体智力的测量,如瑞文推理测验和卡特尔文化公平测验也依赖一种在进行加工或分心的同时对与目标有关的信息保持激活的能力。如Carpenter(1990)[12]就曾经指出,瑞文推理测验的一个非常重要的特征就是要发现并同时保持与矩阵任务有关的规则,而且任务越复杂,则需要发现并保持的规则就越多。要解决复杂的推理任务,被试就必须首先发现一个规则并予以保持,然后再继续去寻找第二个规则……因此,保持与目标有关的信息(如矩阵中的规则)并同时进行加工(寻找新的规则)以及分心(过滤掉无关的特征)对于瑞文推理测验的成绩提高是至关重要的。

而且进一步的研究发现,PI不仅会损伤记忆成绩和导致遗忘,而且很可能是在工作记忆容量的个体差异以及高级认知能力和智力之间产生协变的一个关键因素。Lustig,May 和Hasher(2001)[13]的实验证明了这一点。他们在实验中控制了数量大小不同的记忆集的呈现顺序,或者以上升(从最小到最大),或者以下降(从最大到最小)的顺序呈现记忆集。由于记忆集的连续呈现会导致PI的形成,所以最后呈现的记忆集是最容易形成PI的,如果这些记忆集碰巧也是最大的话,那PI就会更明显。如果在PI形成之前先呈现最大的记忆集,那么对那些容易受干扰的被试人群来说———在Lustig,May和Hasher(2001)的实验中就是老年被试———就成为一个有利条件。结果发现,这一操作不仅改善了工作记忆的容量,而且衰减了工作记忆与阅读理解的相关,也衰减了工作记忆与年龄的相关。

尽管短时记忆的广度任务通常不能反映高级认知能力,但Cohen和Sandberg(1980)[14]和Cantor(1991)等[15]却在研究中发现了例外。他们发现,在探测性回忆中,12个无关项

毛伟宾等:干扰、工作记忆与一般流体智力637