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基于客体的注意对客体工作记忆的复述作用
潘 毅
（浙江大学心理与行为科学系，杭州，310028）
摘 要 客体工作记忆对选择性注意具有导向作用。本研究采用自然图片为材料考察了基于
客体的选择性注意对客体工作记忆积极保持信息表征的复述作用。根据实验中阻止基于注意
的复述的方式不同，本研究共进行了两个实验：实验一通过不呈现记忆匹配项来阻止基于注
意的复述，实验二通过突现将注意转移至非记忆匹配项来阻止基于注意的复述。实验结果表
明，基于客体的选择性注意对客体工作记忆积极保持物体表征起着重要的复述作用，且这种
基于注意的复述效应具有一定的生态效度。
关键词：客体工作记忆，基于注意的复述，基于客体的注意。
1 引言
近年来，关于视觉空间工作记忆与选择性注意这两大认知系统之间的交互作用关系成为
一个研究热点，其中，选择性注意对于工作记忆保存信息表征的作用就是一个重要方面。
Smyth（1996）[1]通过控制被试的眼动研究发现，空间选择性注意可能才是空间工作记忆正
确保持信息表征的复述机制，即基于注意的复述（attention-based rehearsal）。Awh 等（1998）
[2]研究发现，空间工作记忆对基于空间的注意选择起着导向作用，空间注意会优先选择工作
记忆中所保持的空间位置，即空间工作记忆的内容影响了基于空间的视觉注意的分配。研究
者假设，空间注意是空间工作记忆正确保持空间信息所必需的认知调节，视觉注意选择工作
记忆当前保持的空间位置是为了“复述”空间信息以便使之正确保持在工作记忆之中。实验
采用双任务干扰范式，要求被试在空间工作记忆任务的保持阶段完成一个颜色识别任务。颜
色识别任务有两类，一类任务需要被试将注意转移到非记忆空间位置上，而另一类不需要注
意转移。实验结果证实了研究者的假设，当颜色识别任务需要注意转移到非记忆空间位置上
时，空间工作记忆准确性显著受损，这就明确证明了空间注意对于工作记忆积极保持空间信
息起着重要的复述功能。许多关于空间工作记忆和空间注意的神经成像研究发现[3-7]，空间
工作记忆中基于注意的复述与空间注意具有相似的神经机制，选择性注意任务中所激活的脑
区与空间工作记忆中所激活的脑区具有显著的重叠，从而进一步说明了空间注意对于空间工
作记忆的复述功能。
Desimone 等（1995）[8]提出一个基于客体的注意的偏向竞争模型（biased-competition
model）。该模型认为，在视觉搜索情景中，视场中充满许多物体，由于注意资源有限，视场
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中的物体就会竞争注意资源。若目标物体与当前工作记忆中所保持的物体表征相同，那么该
物体就会取得竞争优势而被视觉注意选择。对灵长类动物的单细胞神经生理学研究为偏向竞
争模型提供了重要证据[9-11]。近年来，偏向竞争模型也得到了以人类为被试的实验研究的支
持，Downing（2000）[12]利用人脸图片以及绘制的几何图形作为实验材料研究发现，即使在
没有明显的搜索目标的情况下，视觉注意也会优先选择客体工作记忆中当前所保持的物体表
征，即客体工作记忆对基于客体的注意选择也起到了导向作用。此外，Moores 等（2003）[13]
研究发现，客体工作记忆中积极保持的物体表征不仅会使得视场中与记忆表征完全相匹配的
物体得到注意偏向，而且也会使得视场中与记忆表征有着语义关联的物体获得注意资源的竞
争优势。然而，关于选择性注意对客体工作记忆保持信息表征的作用的研究目前还非常少见。
陈彩琦（2004）[14]采用双任务干扰范式研究发现，空间注意不仅对空间工作记忆起着重要
的复述作用，而且对客体工作记忆正确保持物体表征也起着有益的复述功能，但在相同的次
任务条件下，空间工作记忆的注意干扰效应要大于客体工作记忆中的注意干扰效应，说明空
间选择性注意并非是客体工作记忆唯一的信息复述机制。作者认为，由于任何一个客体不仅
具有物体轮廓与特征，而且也占据一定大小的空间位置，因此，客体工作记忆中保持的信息
表征包括空间和物体两个方面，其基于注意的复述机制也就至少包括空间注意和基于客体的
注意。此外，以往关于客体工作记忆和基于客体的视觉注意的研究一般都采用简单的几何图
形（如线段、方框和三角形等）作为视觉客体，然而，现实生活中的物体都是存在于具有不
同复杂程度的背景之中的，因此以往的研究结果是否能推广到现实生活中还有待商榷。本研
究采用自然图片作为实验材料，目的是考察基于客体的选择性注意对客体工作记忆保存信息
的复述作用及其生态效度，以丰富有关客体工作记忆的信息复述机制的研究。
2 实验一
本实验采用类似于 Downing（2000）的研究范式，不同之处在于本实验中只有客体工作
记忆任务，而没有方向辨别任务。实验逻辑是：当在客体工作记忆的保持阶段同时呈现的两
幅图片中没有记忆匹配项时，基于注意的复述效应将被阻止，客体工作记忆任务的绩效将会
下降。
方法
被试
8 名浙江大学在校硕士研究生，男女人数各半，年龄在 23～26 岁之间，平均年龄
岁。所有被试均为右利手，视力或矫正视力正常。
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实验材料和仪器
刺激材料为拍摄于杭州和江苏盐城自然保护区内各种鸟禽的数码相片，相片中的鸟禽处
在较为复杂的自然背景之中。相片尺寸均为 210×390 象素。每一幅相片仅用于一次试验中。
实验在 AMD SempronTM兼容机上完成，显示器为 Samsung 15 英寸液晶显示器，屏幕刷新率
为 60Hz，分辨率为 1024×768。实验程序用 Matlab 编制。整个实验在保持有日常照度的
房间内进行，被试坐在距离计算机屏幕中央约 65cm 处。
实验设计与程序
采用单因素被试内设计，自变量是同时呈现的两张相片中是否含有一张记忆匹配项（与
样本相片相同），单次实验流程如图 1 所示。被试按空格键开始每一次试验。首先，在黑色
屏幕中央呈现一个视角为 度的白色十字注视点 1000ms，接着于屏幕中央呈现一张鸟禽
照片（样本相片）1000ms，接着呈现注视点 1500ms，然后于注视点两旁同时呈现两张相片
200ms，两张相片中心位置相距约 10cm，接着呈现注视点 1500ms，最后于屏幕中央呈现一
张相片（记忆测试项），直到被试按键作出反应为止。在每一次试验过程中被试被要求尽量
记住样本相片内容直到试验结束，当记忆测试项呈现时要求被试尽快按键做出反应，若记忆
测试项与样本匹配则按 Y 键，否则按 N 键。告知被试其反应时间和正确率将被记录，要求
被试尽量准确快速地做出匹配反应。整个实验过程中被试都被要求集中注意于计算机屏幕中
央的注视点上。
图 1 实验一单次试验流程
整个实验中，有一半试验中同时呈现的两张相片中含有一张记忆匹配项，其中，记忆匹
配项呈现于屏幕左侧和右侧各占一半，即各占所有试验的 1/4，另一半试验中同时呈现的两
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张相片都是新的；一半试验中最后所呈现的记忆测试项匹配样本相片，另一半试验中最后所
呈现的记忆测试项是新相片。整个实验含 20 个 block，每个 block 含 4 个试验。前两个 block
为练习，后 18 个 block 为正式实验。
结果与分析
只分析正确反应的时间，对错误反应的时间不予分析。方差分析的结果显示，当同时呈
现的两张相片中含有一张记忆匹配项时被试对记忆测试项的匹配反应时间（M = 576ms）显
著快于当同时呈现的两张相片都是新相片时被试对记忆测试项的匹配反应时间（M =
592ms），F (1,7) = ，p < ，说明基于客体的选择性注意对以自然图片为内容的客体
工作记忆保持信息表征起着重要的复述作用。从实验结果中没有发现速度与正确率之间的权
衡现象，事实上，当同时呈现的两张相片中含有一张记忆匹配项时被试对记忆测试项的匹配
反应正确率（M = %）略高于当同时呈现的两张相片都是新相片时被试对记忆测试项的
匹配反应正确率（M = %），F (1,7) = ，p = 。反应时与正确率的结果见表 1。
表 1 有无记忆匹配项呈现条件下匹配反应的平均时间与正确率（M±SD）
有记忆匹配项 无记忆匹配项
反应时（ms） 576±80 592±85
正确率（%） ± ±
3 实验二
在实验一中，当同时呈现的两张相片中含有一张记忆匹配项时被试对记忆测试项的匹
配反应时快，是否是由于样本相片的重复呈现所致？也许只要在记忆保持阶段重复呈现样本
相片就可以起到复述作用，而不需要选择性注意的参加。为了排除此种可能性以进一步验证
基于客体的选择性注意对客体工作记忆的复述作用，本实验采用选择性注意的干扰技术，并
且每次试验中都同时呈现一张记忆匹配项和一张非记忆匹配项。实验逻辑是：在客体工作记
忆的保持阶段，如果视觉选择性注意被非记忆匹配项捕获，那么基于注意的复述效应将被阻
止，客体工作记忆的绩效就会显著下降。
方法
被试
8 名浙江大学在校大学生，男女人数各半，年龄在 19～23 岁之间，平均年龄 岁。
所有被试均为右利手，视力或矫正视力正常。
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实验材料和仪器
同实验一。
实验设计与程序
采用单因素被试内设计，自变量是非记忆匹配项上是否突现高亮度红色十字以自动捕获
注意，实验程序与实验一基本相同。整个实验中，有一半试验中记忆匹配项呈现于屏幕左侧，
另一半试验中记忆匹配项呈现于屏幕右侧；一半试验中非记忆匹配项上有突现，另一半试验
中没有突现；一半试验中最后呈现的记忆测试项匹配样本相片，另一半试验中最后所呈现的
记忆测试项是新相片。整个实验含 10 个 block，每个 block 含 8 个试验。前一个 block 为练
习，后 9 个 block 为正式实验。
结果与分析
只分析正确反应的时间，对错误反应的时间不予分析。方差分析的结果显示，在客体工
作记忆保持阶段，当非记忆匹配项上突现高亮度红色十字时被试对记忆测试项的匹配反应时
间（M = 584ms）显著慢于不突现高亮度红色十字时被试对记忆测试项的匹配反应时间（M =
563ms），F (1,7) = ，p < ，这进一步说明基于客体的注意对客体工作记忆积极保持
信息表征起着重要的复述作用。从实验结果中没有发现速度与正确率的权衡现象，事实上，
当非记忆匹配项上突现高亮度红色十字时被试对记忆测试项的匹配反应正确率（M =
%）低于不呈现高亮度红色十字时被试对记忆测试项的匹配反应正确率（M = %），
F (1,7) = ，p = 。反应时与正确率的结果见表 2。
表 2 有无突现条件下匹配反应的平均时间与正确率（M±SD）
有突现 无突现
反应时（ms） 584±92 563±89
正确率（%） ± ±
4 讨论
实验一中我们把同时呈现的两张相片中是否含有记忆匹配项作为自变量来考察基于客
体的选择性注意对客体工作记忆保持信息表征的复述作用。作者假设，由于客体工作记忆中
当前所保持的记忆内容对选择性注意起着导向作用，当同时呈现的两张相片中含有一张记忆
匹配项时，视觉注意就会偏向记忆匹配项，这样就会产生基于注意的复述作用，从而有利于
客体工作记忆积极保持样本相片；而当同时呈现的两张相片中不含记忆匹配项时，视觉注意
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就没有记忆匹配项可供选择，这样就不会产生基于注意的复述效应，相比之下客体工作记忆
的绩效下降。实验结果证实了这个假设，当同时呈现的两张相片中含有一张记忆匹配项时被
试对记忆测试项的匹配反应时间显著快于当同时呈现的两张相片都是新相片时被试对记忆
测试项的匹配反应时间，说明基于客体的选择性注意对以自然图片为内容的客体工作记忆起
着重要的复述作用。然而，当同时呈现的两张相片中含有一张记忆匹配项时被试对记忆测试
项的匹配反应时快，是否是由于被试在记忆保持阶段策略性注意转移至记忆匹配项以帮助他
们完成最后的记忆匹配任务呢？作者认为这种可能性极小，因为同时呈现两张相片的时间很
短（200ms），被试没有充分的时间将注意策略性转移至记忆匹配项；另外，实验中所采用
的工作记忆任务很简单，被试也没必要有意识地将注意策略性转移至记忆匹配项上以帮助他
们完成记忆匹配任务。
然而，对于实验一的结果还有另外一种可能的解释，即当同时呈现的两张相片中含有一
张记忆匹配项时被试对记忆测试项的匹配反应时快只是由于样本相片的重复呈现所致，而并
不是因为选择性注意对工作记忆内容的复述作用。为了排除这种可能，实验二中我们把非记
忆匹配项上是否有突现作为自变量来考察基于客体的注意对客体工作记忆的复述作用。由于
每次同时呈现的两张相片中都含有记忆匹配项，那么两个自变量水平下反应时的显著差异就
不能用样本相片的简单重复来解释。作者假设，在客体工作记忆保持阶段，当非记忆匹配项
上突现高亮度红色十字时，视觉注意会被非记忆匹配项自动捕获，由于注意没有选择记忆匹
配项，这样就阻止了基于注意的复述效应，从而导致客体工作记忆的绩效下降。实验结果证
实了这个假设，当非记忆匹配项上突现高亮度红色十字时被试对记忆测试项的匹配反应时间
显著慢于不突现高亮度红色十字时被试对记忆测试项的匹配反应时间，这进一步说明了基于
客体的注意对以自然图片为内容的客体工作记忆积极保持信息表征起着重要的复述作用。
此外，值得特别提出的是，在本研究中被试即使在基于注意的复述过程被阻止的情况下
其完成工作记忆任务的准确率也都非常地高。作者认为这是由于对工作记忆内容起着复述作
用的选择性注意既有知觉水平上的也有概念水平上的，后者即为概念水平上的注意焦点
（focus of attention）[15]，且它对工作记忆正确保持信息表征可能起着更大的复述作用。因
为本研究中仅仅考察了知觉水平上基于注意的复述作用而没有控制概念水平上基于注意的
复述作用，被试在知觉水平上的复述过程被阻止的情况下其概念水平上的复述过程仍在继续
起作用，所以被试完成工作记忆任务的准确率都很高。本文中所说的基于注意的复述都是指
知觉水平上的选择性注意对工作记忆内容的复述作用。
作者认为，选择性注意对工作记忆内容的复述作用与工作记忆内容对选择性注意的导向
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作用是同一个认知过程的两个不同方面，前者是自下而上的方向，后者是自上而下的方向，
两者相互促进而没有明确的因果关系。然而，基于注意的复述作用是自动的还是主动的呢？
这取决于工作记忆内容对选择性注意的导向作用到底是自动的还是主动的过程，因为对工作
记忆起复述作用的选择性注意就是由工作记忆内容所导向而产生的。关于工作记忆内容对选
择性注意的导向作用到底是自动的还是主动的过程，目前还存在争论，两方面的观点都有实
验证据的支持[12,16]。因此，工作记忆中基于注意的复述作用到底是自动的还是主动的过程，
目前还不能定论。不过，作者更倾向于认为工作记忆内容对选择性注意的导向作用是一个自
动的过程，因为在 Woodman 等(2007)的研究中，被试在工作记忆任务的保持阶段需要完成
一个具有明确目标的搜索任务，也许就是这种主动性非常强的搜索任务干扰了工作记忆内容
对选择性注意的自动导向作用，或者说主动的搜索过程掩盖了这种自动的过程，使得研究没
有发现工作记忆内容对选择性注意的导向作用。正如 Oh 等（2003） [17]研究发现，搜索目
标的明确程度是影响工作记忆与注意的关系的一个主要因素。实验采用两种不同的搜索任
务：一种是搜索目标为关于竖直轴对称的图形（搜索目标不明确），另一种是搜索目标为某
种特定形状的图形（搜索目标明确）。结果发现，在搜索目标为对称图形时，出现了工作记
忆内容对选择性注意的导向作用，而当搜索特定形状的图形时，并没有出现工作记忆内容对
选择性注意的导向作用。因此，作者认为，工作记忆中基于注意的复述作用是一个自下而上
的自动过程，而并不是一种策略性的主动过程。
在 Downing（2000）的研究基础上，本研究实验证实了基于客体的选择性注意对客体工
作记忆积极保持信息表征起着重要的复述作用这一假设。实验发现，在客体工作记忆保持阶
段，当不呈现记忆匹配项或视觉注意转移至非记忆匹配项时，被试对记忆测试项的匹配反应
时显著增加，说明基于客体的选择性注意对工作记忆积极保持物体表征起着重要的复述功
能。这种复述作用是一种由记忆表征引导的基于知觉水平上的选择性注意的自下而上的过
程，而不是由于记忆内容的简单重复呈现；并且这种复述作用是一种不受意识控制的自动过
程，而不是一种策略性的主动过程。最后，由于本研究采用自然图片作为实验材料，因此，
研究所发现的基于客体的选择性注意对客体工作记忆保持信息表征的复述作用具有一定的
生态效度。
Barnes 等（2001）[18]研究发现，基于客体的注意只受到客体工作记忆的干扰，而语音
和空间工作记忆对基于客体的注意都没有干扰作用。神经成像研究发现，这种选择性干扰作
用是因为基于客体的注意只与客体工作记忆具有共同的脑区（左侧顶叶后部），从而导致两
者在认知功能上的重叠，这也提示了基于客体的视觉注意对工作记忆积极保持物体表征可能
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起着有益的复述作用。由于基于客体的选择性注意是客体工作记忆积极保持物体表征所必需
的认知过程，并且两者具有重叠的神经结构和认知功能，因此，可以将基于客体的选择性注
意看作是客体工作记忆的一个子成分，而基于注意的复述效应则是客体工作记忆自身的复述
机制。
5 结论
（1）基于客体的选择性注意对于客体工作记忆积极保持物体表征起着重要的复述功能。
（2）基于注意的复述作用是一种自下而上的自动过程，而不是一种策略性的主动过程。
（3）基于客体的选择性注意对客体工作记忆的复述作用具有一定的生态效度。
致谢 本文作者感谢浙江大学生物医学工程及仪器科学学院的刘伟博士为本研究的计算
机程序编制所做的辛勤工作！
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The Rehearsal Effect of Object-based Attention on Object Working Memory
Pan Yi
( Department of Psychology and Behavioral Sciences, Zhejiang University, Hangzhou, 310028)
Abstract Under certain conditions, the contents of object working memory can influence the
guidance of selective attention, and visual selection attention may give priority to the object
representations maintained in working memory. Using nature pictures as the experimental
materials, this study tested the hypothesis that object-based attention may play an important role
in the rehearsal effect on object working memory for active maintenance of object representations.
This study included two experiments in which two different ways of preventing attention-based
rehearsal from occurring were separately adopted. The results of the two experiments suggest that
object-based attention plays an important role in the rehearsal effect on object working memory
for active maintenance of object representations, and that this attention-based rehearsal effect has
some ecological validity.
Key words：object working memory, attention-based rehearsal, object-based attention.
