工作記憶中任務無關特征的主動抑制機制:基于特征編碼的神經證據

《Biological Psychology》:Task-irrelevant features can be ignored in feature-based encoding

【字體: 時間:2025年05月15日 來源:Biological Psychology 2.8

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  本研究針對工作記憶(WM)中任務無關特征是否被主動抑制這一爭議問題,通過雙任務范式結合事件相關電位(ERP)技術,發現個體在高負荷條件下能完全忽略任務無關特征,表現為N2pc成分在無關與中性試次無差異。該成果為特征編碼理論提供神經證據,對理解注意力資源分配機制具有重要意義。

  

在信息爆炸的現代社會,人腦如何高效過濾無關信息一直是認知科學的核心難題。就像在嘈雜的派對上專注對話需要屏蔽背景噪音一樣,工作記憶(WM)系統也面臨類似挑戰——當我們需要記住某個物體的顏色時,是否會自動存儲其形狀等無關特征?這個問題在學術界形成三大陣營:支持整體編碼的"項目加工假說"、主張部分保留的"粗略加工假說"和堅持選擇性編碼的"特征加工假說"。

為解決這一理論爭議,中國某高校團隊在《Biological Psychology》發表創新研究。他們采用改良的WM-搜索雙任務范式,通過三個精巧實驗揭示:當被試記憶1-4個項目的任務相關特征(顏色或形狀)時,任務無關特征既未引發注意力捕獲(AC)效應,也未誘發N2pc(反映注意選擇的ERP成分)神經響應,且這種抑制效應不受認知負荷影響。

關鍵技術包括:1)3×3被試內設計(低/中/高WM負荷×中性/相關/無關試次);2)腦電記錄分析N2pc成分;3)視覺搜索任務中靶刺激與干擾物異側呈現。

【主要結果】

  1. 行為數據:任務無關試次反應時與中性試次無差異,而任務相關試次顯著延長,證明無關特征未產生AC效應。
  2. 神經證據:目標誘發的N2pc波幅在無關與中性試次間無統計學差異,且不受WM負荷調節,表明無關特征未獲得注意資源。

這些發現有力支持特征加工假說,證明WM系統能像"智能濾鏡"般精確分離特征維度。在認知負荷理論框架下,研究首次通過N2pc成分證實:任務無關特征的抑制發生在編碼階段而非后期維護階段。這對理解注意力障礙疾病的神經機制具有啟示價值,例如ADHD患者可能缺乏這種特征級過濾能力。

討論部分指出,該研究調和了先前關于WM負荷影響的矛盾結論:當采用恒定搜索目標(傾斜線段)時,WM負荷僅削弱任務相關特征的記憶強度(表現為AC效應減弱),但無關特征的抑制機制始終保持穩定。這種"選擇性穩健"特性可能反映人腦進化出的高效節能策略——就像電腦后臺程序自動終止無用進程以釋放內存。

(注:N2pc指后部負波成分,反映視覺搜索中的注意選擇;WM即工作記憶;AC指注意力捕獲效應)

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