自上而下加工控制的视觉工作记忆机制

自上而下加工控制的视觉工作记忆机制

摘要

通过像联系，相近或相似等原理将多种特征组合成单一表现可以使视觉工作记忆有限的容量扩大化。在这项研究中，我们得知视觉工作记忆是怎样通过研究关联线索和相近的线索是如何在既不是单独使用又不是在另一个组合线索出现时使用的情况下组成信息的。此外，我们还研究在一个线索上的另一个线索是否是受意志控制的。被试需要记住呈现的没有组织线索的客体，只有关联线索的客体，只有相近线索的客体，或者关联性和相近线索都有的客体。我们发现尽管在两个线索在相互竞争的时候关联性线索可能趋于主导地位，可是它可能关联性线索和相近性线索两个都不使用。然而，根据任务目标的情况，如果两种线索都存在的时候，他可能关联性和相似性线索都不使用。

引言

视觉工作记忆在一个很短的时间（几秒，Zhang&Luck, 2009）内可以回忆少量的信息（三四个单元，Luck&Vogel,1997）。为了扩大视觉工作记忆的容量，一些特征(比如，红色，圆圈)会被搜集到一起组成一个单元储存在视觉工作记忆中（Luck&Vogel，1997）。这些特征的组合可以通过多种感知组合的原则来实现，比如，关联性原则（(Luck&Vogel,1997;Xu,2006），相似性原则（Woodman,Vecera,&Luck,2003），特征相似原则（Peterson&Berryhill,2013）等。但是，当两个线索相互竞争的时候视觉工作记忆是如何组织或者什么范围的机制是受自下而上加工控制的还不是很清楚。我们假设一些线索可能在其他线索上占主导地位，这决定于知觉线索的相对强度。但是它可能会根据任务目标的强度在组织策略间灵活的转换。

如果两个知觉可以允许知觉地组合情况下，尤其是如果在统一的视觉特性的关系结果，比如，像有关联的的颜色或纹理的的情况下，关联线索是个很有力的线索（(Palmer & Rock, 1994; Watson & Kramer, 1999）。在视觉工作记忆中，关联线索的使用通常可以增加记忆特征的数量（(Luck & Vogel, 1997; Xu, 20 02）。当相互关联的特征形成不同的部分的时候一些特征的关系会增加表现（Xu, 2002, 2006; but see Davis & Holmes, 2005）。如果相关联的特征表现一个连续的表面特征的时候关系线索的优势可能会更大（Delvenne & Bruyer,2004; X u, 2002）。其中的一个例外就是颜色-颜色关联，越是两种空间分开的颜色对于容量的消耗越大（Delvenne & Bruyer, 2004; Olson & Jiang,2002; Wheeler & Treisman, 2002; Xu, 2002）。因为颜色的边界损害了整个知觉，所以这是有可能发生的，因为在视觉工作记忆中颜色边界是形成新的项目表现（或客体文件）的重要信息（Goldfarb & Treisman, 2011）。

特征相似性允许项目的空间分离在共享特征的偏见上知觉的组合起来（Wer theimer,1938）。注意无意识的传递就像在客体之间一样也会发生在相同项目间（Erlikhman, Keane, Mettler, Horowitz&Kellman, 2013; Kasai, Moriya, & Hirano, 2011; Wannig,Stanisor, & Roelfsema, 2011）。特征的相似性也可以用来扩大视觉工作记忆的容量，至少颜色特征就可以做到：如果项目的颜色相同那么大量的空间无关联的项目就可以被记忆(Peterson&Berryhill,2013）。

但是，不是所有的分组线索优势上都是平等的（Schmidt & Schmidt, 2013）；

一些线索就可以控制其它线索。例如，都是没有关系的线索的无意识的分组要比形状相同的分组更快些（Han, Humphreys, & Chen, 1996），如果相近特征和相似特征在竞争的时候相近的特征就会控制相似特征（Schmidt & Schmidt, 2013）。同样地，在本研究的实验一，我们主要研究当多样的线索在相互竞争的时候，视觉工作记忆中多样分组的线索。如果在无意识中相近线索的作用比相似线索的作用更强，那么我们预测关联性的线索要比相似的线索组合能力更强。

此外，即使一些组合策略会有先后顺序（优先于其他），但是也会受自上而下加工控制而偏好于一个组的知觉。例如，被试对一对目标的反应时会比相同知觉组的部分中的两个目标的反应时更快（通过颜色相同，位置大约相近，都是没有关联线索或者成分没有关联等）。但是，如果被试提前知道一对目标会出现在一个分组里这种分组效应就会消减或限制（(Beck & Palmer, 2002）。这说明它很有可能是通过自上而下的加工的知识影响对于一个组的识别。那么实验二的目的就是确认在视觉工作记忆的分组策略是不是受自上而下加工控制的。

实验一

在实验一，被试需要检测呈现包括无分组线索，只呈现特征相同的线索，只呈现关联线索，或者两种线索都呈现（相互竞争）这几种线索的改变。呈现包括三种刺激类型（只有颜色，只有形状，颜色和形状都有），因为不同的分组可能会产生不同刺激物的类型。除了两种颜色之外，颜色和形状的关联可以被分组保存在视觉工作记忆中（Wheeler&Treisman, 2002）。相似线索的分组只可能是颜色（Peterson & Berryhill, 2013）。在实验一我们通过在形状相同的基础上建立分组来探讨，当相似的线索和关联线索竞争的情况下，视觉工作记忆是如何分辨和组织每个刺激类型的。

图一，所有的形状（a）和所有的可能的刺激类型还有呈现类型（b）。每个特征的组合方式横着呈现的，所有线索的呈现类型是纵列出现的。当呈现的方式是无关联线索的时候（无线索或者只呈现相似线索的时候）所有的六个特征呈现在分离的位置。当特征是相关联的时候（只有关联线索或者呈现两个线索的时候），两个特征垂直地叠在一起（前提是两个特征之前没有组合在一起）除了颜色-形状刺激。客体排列的位置正好可以围成一个圆形，六个特征分别排列在时钟的12点方向，2点，4点，6点，8点和10点方向。在没有线索和之后相似线索呈现的时候，一个单独的特征出现在六个位置中的每个位置，在只有关联线索和两个线索都呈现的时候两个可能刺激的排列随机内部混合的

方法

被试

69名没有毕业的路易斯安那州立大学心理学学生。26名被试参加只有颜色的关联线索的实验组，22名参加只有形状关联的实验组，21名参加颜色和形状关联的实验组。

刺激物

特征：八种颜色（青色，橙色，红色，粉色，蓝色，紫色，棕色和绿色）和八种形状如图一。每个特征从显示屏到表格的边缘旋转1.4度视角。所有的形状都是和Y轴对称的并且都是基本相同宽度的，所以任何两个形状都能组合（正立和倒立的）。

刺激类型：三种刺激类型（图一），彩色的方形图片是只对于颜色的刺激的实验材料，所以被试只察觉颜色的改变。对于只有形状的刺激，被试只察觉形状的改变到黑色的形状。一半的形状正立呈现出来，一半的形状倒立呈现，相同的形状不会出现既是正立又是倒立的情况。颜色-形状的刺激是由两个垂直的单个形状组成也就是一个正立的一个倒立的形状组成。最后连接起来的形状是一个固定的颜色填充。

线索呈现的类型：四种线索呈现（没有线索，只有关联线索，只有相似线索，关联和相似线索都有）所有的呈现方式都包括六种任务关联的特征。没有相似线索的时候（没有线索，或只有关联线索）所有的呈现都是唯一的。当关联线索不出现的时候（没有线索或只有相同线索呈现的时候），六种特征在空间上是分离的。当两种线索都呈现的时候，两个单独的项目从不出现；比如，一个呈现包括红色的椭圆形，一个红色的菱形，一个绿色的椭圆形，但不是两个绿色的菱形。

实验过程

被试看到一个记忆任务呈现（图二）500ms，紧跟着900ms的延迟接着是一个测试任务的呈现，在每个单元的中间，六个中的一个特征从学习任务变为测试，被试需要指出是否发生变化是“Z”否“/”。除了颜色-形状关联的被试完成256个单元。试验中被试完成512个单元所以颜色和形状可以分开分析（在类型上的改变是没有显著差异的，所有的结果都展示了颜色和形状表现的折叠）。被试需要完成四个模块单元每个线索呈现的类型顺序都抵消平衡了。

结果

在线索呈现类型的因素上，每个特这的组合正确的比例采用重复测量方差分