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自我参照刺激在工作记忆表征中的优势及其神经机制

尹首航  
【摘要】:人类所处的社会生活是一种复杂多变的环境,处理各种复杂的具有社会属性的信息是人类所特有的社交能力,它对于群居生活的人类来说有着重要的意义。我们在社交生活中经常面对的一种社会性信息就是与自我相关的信息,这类信息能够唤醒个体的自我意识,通常被称之为自我参照信息(self-referential information)。有大量的研究证据表明,相比于与他人相关的信息,人们会更优先处理这种与自己相关的信息。正是由于自我参照加工的卷入,使得自我参照信息往往表现出加工优势,能够快速的捕获注意,也能够获得更好的记忆效果(SuiHumphreys,2015a)。但是很少有研究考察自我参照刺激在认知加工中的优势,比如工作记忆(working memory)。而在个体的社会生活中,社会性信息对目标导向的认知加工的影响无处不在,因此,探索具有自我参照属性的信息在理性的认知系统中是如何加工的,可以帮助我们更好地理解人类的社会性行为。在本研究中,我们开展了四个研究,首先从行为层面探索自我参照刺激在工作记忆中的优势效应及其加工特征,然后再从脑科学层面进一步考察这一效应所依赖的神经机制。在研究一中,我们利用四个行为实验初步探索了自我参照刺激在工作记忆中的优势效应,我们首先训练被试在中性的颜色和社会属性的标签词(“自己”、“朋友”和“他人”)之间建立联结(这一联结学习流程在后面每个实验中都会用到),随后让被试进行一个经过改编的空间工作记忆延迟匹配任务,在其中被试需要记住位置信息并且做一个再认反应。在四个实验中,我们持续发现被试对于自我参照位置的再认反应要快于他人参照条件。第二个实验中我们将记忆项由同时呈现改为顺序呈现,并发现自我参照优势仍然存在且不受记忆顺序的影响,这说明自我参照优势不是来源于记忆项编码阶段的注意捕获优势或者是特定的记忆顺序优势。第三个实验中我们在记忆表征阶段加入一个点探测任务,并发现出现在自我参照位置的点更容易被探测到,这说明自我参照加工导致了自上而下注意的自我偏向。在最后一个实验中我们降低了自我参照位置被探测的概率使其成为小概率事件,但是仍然发现显著的自我参照再认优势,说明这种优势效应有一种自动化的特征。通过研究一,我们证实了自我参照刺激在工作记忆任务中的优势,并且发现这种优势是由于自上而下注意的自我偏向而导致的,这种效应还表现出一定的自动化特征。在研究二中,我们采用表征精度的指标进一步探索自我参照加工对工作记忆资源分配的影响。表征精度被定义为被试反应错误(被试反应与真实值之间的差异)的标准误的倒数(Bays,Catalao,Husain,2009)。在一个视觉工作记忆任务中,我们让被试记住线条的角度,之后根据提示尽可能准确地还原出线条角度。我们在第一个实验中发现自我参照的记忆项表征精度高于其他两个参照条件,这说明自我参照加工导致了更多的资源分配到自我参照的记忆项。第二个实验中我们在记忆项消失之后,加入一个后缀干扰项,并发现这种干扰虽然能降低记忆的表征精度,但不会影响自我参照优势,这说明这种资源竞争的优势并不是一种知觉优势。我们在第三个实验中加增加了记忆负荷,发现自我参照优势在高负荷下消失,这表明充足的工作记忆资源是这种资源竞争优势能够实现的一个前提条件。通过研究二,我们发现自我参照刺激在工作记忆中可以获得更多的资源,但这种资源竞争上的优势不是来源于自下而上的知觉优势,而是依赖于充足的工作记忆资源。在研究这三中,我们利用功能磁共振(functional magnetic resonance imaging,fMRI)扫描被试在完成空间工作记忆延迟匹配任务时的大脑活动。我们首先进行了全脑激活的分析,将刺激呈现的时间点序列建立一般线性模型,发现自我参照加工相比于非自我参照加工诱发了更强的自我相关脑区活动:腹内侧前额叶(ventromedial prefrontal cortex,VMPFC),以及自上而下注意脑区的额外的活动增强:顶上小叶(superior parietal lobule,SPL)。其中SPL的记忆表征阶段的活动在所有条件下都高于休息阶段,证实了SPL参与一般性的工作记忆表征。此后,利用多体素模式分析(multi-voxel pattern analysis,MVPA),我们对一般性工作记忆表征脑区的神经解码进行了分析,发现参与一般性工作记忆表征的脑区可以解码不同自我参照程度的试次,也可以解码自我参照记忆项的位置信息。研究三的结果表明自我参照加工不仅诱发了自我脑区的参与,还导致了更强的自上而下注意加工。这种自上而下注意的自我偏向还促使一般性的工作记忆表征脑区储存了抽象的自我参照信息,也储存了自我参照引起的位置表征差异的信息。在研究四中,我们利用心理生理交互作用(psychophysiological interaction,PPI)分析探索fMRI任务中自我参照加工所引起的功能连接变化,发现相比于非自我参照记忆项,自我参照记忆项的表征导致了VMPFC和自上而下注意加工脑区间的功能耦合增强,并且这种功能耦合的强度可以预测行为上的自我参照优势。此外,我们利用静息态的fMRI数据,计算了默认网络和背侧额顶网络间的功能连接,并发现两个网络间正性功能连接强度可以预测行为上的自我参照优势。这部分结果表明默认网络与认知加工网络之间的同步性功能耦合是自我参照记忆项表征优势的脑网络神经基础。总的来说,当前研究首次发现了自我参照加工可以在工作记忆中表现出优势,这是当前研究最重要的启发性贡献。通过结合两个不同领域的研究问题,我们考察了一种更接近社会生活情境下的认知加工过程,解锁了目标导向的认知过程中的自我参照优势,这种具有极强社会性意义的自我信息能够渗入到目标导向的认知加工过程,意味着我们理性的认知系统也会受到感性信息的影响。另一方面,我们从脑科学的层面揭示了这一现象的神经机制,发现自我参照优势不仅导致额外的自上而下注意加工,还导致了一般性的工作记忆表征脑区储存了自我参照相关的信息。这一系列神经层面的效应突出了默认网络和认知加工网络间独特的相互关系,二者间同步性的功能耦合是自我参照记忆项表征优势的基础。当前的研究范式让我们能够以精确可控的实验来研究复杂多变的社会性认知,也可以让实验室的研究结果更具推广性,也为两个领域提供了一个新的探索方式和理解角度。


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