工作记忆表征对注意的引导作用及机制

People have to select specific information from complex visual scene every time, but the useful information is often presented among many irrelevant distractors. When extracting relevant information from a complex visual environment, attentional guidance is often needed as an effective mechanism to optimize target selection while ignoring the distractors. The attentional selection process can be guided either by bottom-up factors (e.g., salient stimuli in the visual scene) or top-down factors (e.g., subjective intention or task target). One of the latest progresses is that working memory representation can also guide visual attention by top-down manner. This new form of attentional guidance was concerned by more and more researchers. However, due to the experimental conditions were not exactly equal, the emerging evidences were inconsistent, in that some researchers observed a robust attentional guidance effect while other researchers failed. Thus it is still a controversial issue whether working memory representations could guide attention or not. ..In the present project we focus on this working memory representation based attentional guidance，and especially investigate the potential factors that lead to these inconsistent results. Using eye movement tracking technology and ERP technology, combined with cognitive experimental task, we systematically testify the impact of several factors (such as the visual search type, the working memory load, the states of working memory representations, and the guiding effectiveness of the stimulus properties) on the attentional guidance from working memory representations. Through these studies, we hope to understand the boundary conditions that generating these attentional guidance, and to reveal the cognitive mechanisms and neural mechanisms underlying the attentional guidance from working memory representations.

人类信息加工系统资源有限，通常需要注意引导机制从复杂的环境中快速选择或过滤信息，以优化目标的选择。一般认为，注意选择除了被视觉情境中突显的刺激等外部信息以自下而上的方式引导外，还可以被个体当前意图或任务目标等内部信息以自上而下的方式引导。关于注意引导研究的最新进展之一是工作记忆表征对视觉注意选择自上而下的引导方式。但由于操纵的实验情境不同，目前部分实验结果并不一致，由此导致研究者对工作记忆表征能否引导注意还存在争议。本项目拟以此为突破点，系统分析导致以往不一致研究结果的潜在因素。在此基础上，采用眼动技术与ERP技术，结合认知实验任务，通过三个研究系统考察与验证视觉搜索类型、工作记忆负载、工作记忆表征的状态及刺激属性的引导效力等因素在工作记忆表征对视觉注意引导中的作用，以深入探讨工作记忆表征引导注意选择的产生条件和制约因素，揭示其认知机制和神经机制。

注意和工作记忆和是人类信息加工系统的两个重要的认知结构，工作记忆是对当前任务的信息进行暂时性存储与加工的场所，而注意负责从海量信息中选取目标信息进入工作记忆进行加工，同时保证信息量不超出工作记忆容量。与此同时，工作记忆又会储存目标信息，以引导注意偏向到与之相同或相似的视觉刺激，以优化注意选择的效率。但近年来研究者发现，工作记忆中与目标无关的记忆表征亦能引导注意选择。例如Soto等人要求被试在记住图形的过程中完成一个视觉搜索任务，结果发现：当记住的图形作为随后视觉搜索的干扰刺激再次出现时，会捕获更多的注意，即注意引导效应。注意引导效应得到了大量研究者的证实，广泛存在于工作记忆表征只与干扰刺激匹配的条件下，注意选择的早期阶段，自动化程度极强的视觉搜索等多种情境中。但也有一些研究没有观察到注意引导效应，目前对于注意引导效应产生的边界条件还存在争论。本项目从影响注意引导效应的关键因素作为了解注意引导效应内容机制的切入点，通过三个研究系统考察了注意引导效应产生的边界条件。项目研究发现：（1）导致以往研究中没有观察到注意引导效应的主要因素并非视觉搜索类型, 从而否定了Olivers等(2009; 2011)的视觉搜索类型解释或工作记忆表征状态解释。（2）工作记忆表征的刺激属性的注意引导效力在工作记忆表征引导注视的过程中起重要作用，尤其是颜色属性引导注意时具有优先性，另外，注意引导效应受到刺激属性的相对引导效力的调节。（3）工作记忆负载和知觉负载也会影响工作记忆表征对视觉注意的引导，而且处于工作记忆注意焦点之外的表征也能捕获注意，并非如Olivers等(2009; 2011)及van Moorselaar等人(2014)年所解释的那样，并非由于只有处于工作记忆注意焦点的表征才能引导视觉注意，增加负载会增加工作记忆表征的相互竞争使所有工作记忆表征都无法捕获注意。（4）认知控制对注意引导效应的影响是动态变化的过程，视觉搜索早期注意定向阶段的注意引导效应比较稳健，认知控制只会减弱其效应的量值，而在随后的视觉搜索过程中，当视觉搜索比较缓慢时，认知控制可能会使注意引导效应发生反转。