工作记忆的脑机制研究

　　　　　　　　　　　　　　　心　理　科　学　2001年　第24卷　第5期583

综　　述

工作记忆的脑机制研究

丁锦红　郭春彦

(首都师范大学教育科学学院心理系,100037)

Ξ

1　工作记忆概述

　　在进行学习、记忆、思维及问题解决等高级认知活动时,人们需要一个暂时的信息加工与存储机制,它能够保存被激活的信息表征,以备进一步加工之用,1974年Baddeley等[1]称这种机制为工作记忆(workingmemory)。工作记忆包括中央执行系统(centralexecutive)、视觉空间存储器(visuoúspatialsketchpad,VSSP)和语音环路(phonologicalloop)等三部分。中央执行系统负责工作记忆中的注意控制,其功能类似于一个能量有限的注意系统,该系统负责指挥各种次级系统的活动。视觉空间存储器对视觉图象信息进行操作。语音环路贮存与复述言语信息,在获得语言词汇中其起重要作用tems),系统,但是,存储器两个子系统[1]共同决定了工作记忆中信息的编码、表征、存储形式、提取以及容量等。工作记忆是一个位于知觉、记忆与计划交界面上的重要系统,它与短时记忆的区别在于,工作记忆包括心理计算和对计算结果进行贮存;而短时记忆则强调对最近信息的存贮能力。

2　工作记忆的加工机制

211　中央执行控制与激活信息的贮存

在功能上,工作记忆包括执行控制和贮存激活信息两个方面,执行控制主管信息编码与提取,而贮存激活的信息则保持着激活了的信息,以便认知加工可以及时获得信息。Smith和Jonides[2]认为,中央执行系统包含三种不同操作:(1)对与工作记忆有关的反应倾向或心理过程进行抑制:(2)对心理过程有选择的注意,并在不同过程之间切换;(3)对工作

记忆中的表征进行编码和检验。后来,他们[3]又将执行控制具体化为五个方面:(1)注意与抑制———将注意集中在相关信息加工过程上,而对无关信息及加工过程进行抑制;(2)任务管理———将复杂任务中的具体过程排序,此间,集中注意将在不同过程间转换;(3)计划———制订一系列具体任务,以完成某一

Ξ国家攀登项目(95-专-09)资助。

目标;(4)监控———更新与检验工作记忆中的内容,

以确定序列任务的下一步;(5)编码———按时间和位置对工作记忆中的表征进行编码。在这五种操作过程中,前两个是最基础的部分,它们之间关系最密切。另外,中央执行控制还与年龄关系密切,随年龄增长,这种功能将降低。

Rosen和Engle[4]认为,反映工作记忆的指标是控制的或所需注意的提取,而不是自动激活的提取,前者对记忆提取有更大的影响。这种功能在语言理解中有所表现,在语言理解过程中,连接推理(bridging),缺乏这种推理,信息连接推理计算的关键,联结知识的提取。语言理解时,词串在工作记忆中进行多水平编码,同时也要对加工结果进行存贮,阅读广泛与理解之间的关系,既反映了阅读中激活的总量,也反映读者语言加工的有效性。因此,工作记忆中的范畴生成任务包括4项内容:(1)来自线索的自动激活扩散,不需要注意参与;(2)防止重复与错误的自我控制;(3)对先前提取的抑制;(4)产生新线索,以获得新名称。总之,执行控制和贮存激活的信息是工作记忆的两个主要功能。

Baddeley[1]虽然承认,中央执行控制可能与额叶活动关系密切,但他对将该区域确定为工作记忆的神经机制仍持谨慎态度,因为额叶活动与许多心理过程都有关。然而,Rosen和Engle[4]曾推断,中央执行功能可能定位于额叶,尤其是背外侧前额皮层(dorsolateralprefrontalcortex),同时,内侧颞皮层和海马与编码和提取都有关。fMRI(functionalMagneticResonanceImaging)研究证实了Rosen等的推测,即执行控制与前额皮层有关,而前额皮层与枕叶皮层则共同参与激活信息的存储。记忆过程中的信息编码和提取受两个不同的脑区控制,编码与后内侧颞区(posteriormedial2temporal)有关,而信息提取则与前内侧颞区(anteriormedial2temporal)有关。

Postle&Berger等[5]用fMRI研究发现,工作记