多范式感知覺通道對記憶效果的影響

摘要：目的：研究使用不同感知覺通道對記憶績效的影響，以及影響視覺、聽覺和觸覺記憶績效的因素。方法：本實驗選取南京理工大學40 位在校工人、師生作為被試，采用Sperling 的4×3 英語字母排列實驗及Cuttman 和Julesz 的噪音實驗測量被試在經歷視覺、聽覺和觸覺記憶后對記憶任務績效的影響。結果刺激任務與識別任務時間間隔越長，對事物的識別能力越差，對聽覺、視覺、觸覺三種記憶績效進行比較發現被試記住聽覺刺激準確度不高，能記住的視覺刺激、觸覺刺激準確度更高。結論：觸覺記憶績效高于視覺記憶績效和聽覺記憶績效，聽覺記憶績效高于視覺記憶績效，其中記憶績效與冗余信息量的多少有關。

關鍵詞：感知覺通道；識別；記憶績效

記憶作為作為人類語言的輸入環節，一直以來都備受心理語言學家的關注，它是幫助我們儲存對于世界的感知的重要環節。在記憶的整個過程中，感覺記憶又稱感覺存儲器，是整個記憶流程的第一個步驟。感覺記憶以感覺通道為基礎，儲存日常中接觸的顏色、聲音、圖像、文字等等，并且它只把信息以最原始的、未經處理過的形式存儲在記憶中。我們獲取信息時主要是通過視、聽、觸覺這三種渠道，心理學家赤瑞特拉通過大量的實驗證明，人們通過視覺所獲得的知識在學習比例中占83%，聽覺占11%，嗅覺占3.5%，觸覺占1.5%，味覺占1%。視聽覺獲取的信息量多，因此在學習、工作中通過視聽覺存儲信息顯得尤為重要。

根據Sperling，Guttman和Julesz的研究表明，聽覺記憶略優于視覺記憶（桂詩春）。由于這是兩個分別獨立的實驗，實驗的可疊加性有待研究，并且對于不同年齡段的實驗結果是否有區別也有待考證。

而本實驗將Sperling的4×3英語字母排列實驗、Guttman的噪音片段實驗和觸覺記憶識別實驗加以整合，視覺實驗部分仍舊采取4×3英語字母表，字母隨機排序，聽覺實驗部分選取的是2秒到5秒的噪音片段，觸覺部分采用觸摸識別實驗。為確保實驗的科學性，排除其他變量的干擾，對受試者樣本按年齡進行一定劃分。本次實驗共選取南京理工大學在校學生和工作人員作為本次實驗的樣本，其中低于18歲的青少年5人，18到36周歲的青壯年5人，37到55歲的中年5人，55周歲以上的老年人5人。本實驗力圖排除其他干擾因素，盡可能地保證樣本個體年齡的分散化，以求通過這些改動能得到更好的實驗效果。

一、實驗方法

（一）被試

首先在樣本的選取上，由于不同年齡段人類的記憶狀況和反應速度有所不同，因此采用年齡段分層抽樣的形式選取樣本。本次實驗共選取南京理工大學在校學生和工作人員作為本次實驗的樣本，其中低于18歲的青少年5人，18到36周歲的青壯年5人，37到55歲的中年5人，55周歲以上的老年人5人。這樣就弱化了記憶狀況和反應速度對實驗結果的影響。

（二）視覺記憶實驗

首先，依據Sperling的4×3英語字母排列實驗，進行對于視覺記憶的檢測，采用1秒閃現的形式，通過幻燈片播放一個4×3的英語字母排列，然后立即讓受試者復述看到的內容中的某些字母，記住受試者復述的正確率。之后換一組4×3 的英語字母排列，仍舊采用1秒閃現的形式播放這個新的英語字母排列，但在閃過之后停頓1 秒讓受試者復述看到的內容，記住受試者復述的正確率。最后換一組4×3 的英語字母排列，仍采用1 秒閃現的形式來播放它，但是在閃過之后停頓2 秒再讓受試者復述看到的內容，記錄受試者復述的正確率（見表1）。

在實驗中，只將字母排列播放很短的一段時間，是為了盡可能的有效的捕捉仍在感覺記憶中的信息，避免信息通過選擇性感知過渡到短期記憶。而采用時間間隔0秒、1秒、2秒的三次試驗，是為了了解由視覺輸入的信息能在感覺記憶中保存多久，同時研究后向隱蔽（Backward mask）效果。

（三）聽覺記憶實驗

采用Guttman和Julesz的噪音實驗來檢驗聽覺記憶，實驗方法是隨機抽取一些長度為2秒到5秒不等的噪音片段，重復連續地播放給受試者聽，要求他們發現節奏的間歇程度。播放結束之后，給受試者重新聽幾組噪音片段，重復記錄其正確率。為確保使用結果的有效性，在進行此實驗時，盡可能的降低周圍其他聲音的干擾。和視覺記憶的實驗相同，試驗中將噪音片段只播放很短的一段時間，是為了盡可能使信息仍停留在感覺記憶中，避免信息通過選擇性感知過渡到短期記憶中。

（四）觸覺記憶實驗

本實驗主要考察人們在短時間內的觸覺記憶的特性，在進行實驗之前保持周圍處在一個相對安靜的環境中，不存在其他物品對被試的干擾。實驗方法是在被試佩戴眼罩的條件下讓被試隨機觸摸30中常見的物品，每件物品的觸摸性記憶時間為5 秒，在觸摸完30 中刺激物品之后，將物品移走，進入識別階段，被試要體驗另外60 種刺激物。其中30 種物品是發生在第一輪觸覺記憶中的物品，剩余30 種是被試并未接觸過的物品，而且這30 種未觸及的物品與發生在第一階段的物品存在著很高的個體相似性，同時記下被試觸摸識別的正確率。

和聽覺、視覺記憶的實驗相同，試驗中觸覺記憶很短的一段時間，是為了盡可能使信息仍停留在感覺記憶中，避免信息通過選擇性感知過渡到短期記憶或是長期記憶中。采用逐次遞加的形式也是為了了解由觸覺輸入的信息能在感覺記憶中保存多久，了解研究后向隱蔽效果對觸覺記憶影響的大小。

二、實驗結果

（一）視覺記憶實驗結果

在4×3英語字母排列實驗中，字母消失后立即讓受試者復述某一行字母的正確率為74.4%，其中青少年組的正確率為75.4%，青壯年組的正確率為77%，中年組的正確率為74.1%，老年組的正確率為71%。考慮到實驗不精確、實驗設備的限制和人為因素等影響，可以大致認定各年齡段在字母消失后立即復述某一行的正確率基本一致。

字母消失后經過1秒再讓受試者復述某一行字母的正確率下降為32.3%，與原實驗的相比明顯大于字母消失后立即復述的情況。其中青少年組的正確率為35.4%，青壯年組的正確率為37%，中年組的正確率為34.1%，老年組的正確率為28%。其中老年組的誤差明顯低于預期值，應該與老年人記憶力下降和反應變慢有一定的關系。

字母消失以后經過2秒再讓受試者復述某一行字母的正確率下降為31.3%，和時間間隔為1秒時候復述的正確率沒有明顯的差別。其中青少年組的正確率為32.4%，青壯年組的正確率為35%，中年組的正確率為33.1%，老年組的正確率為27.5%。可以大致得出字母消失后經過2秒讓受試者復述和經過1秒讓受試者復述的情況基本無差別。

（二）聽覺記憶實驗結果

在實驗中，青少年組能準確聽出連續聲音片段總長度為235 毫秒；青少年組能準確聽出的連續聲音片段總長度為220 毫秒青壯年組能準確聽出的連續聲音片段總長度為228 毫秒；中年組能準確聽出連續聲音片段總長度為230 毫秒；老年組能夠準確聽出連續聲音片段總長度為192 毫秒；總體能準確聽出的連續聲音片段平均長度為217.5 毫秒，總體的正確率為92.55%。和原實驗的250 毫秒常見不大，可以算作基本吻合。其中中老年組由于受反應能力和聽力的限制，其結果數據的誤差較大，可信度較低。

（三）觸覺記憶實驗結果

在試驗中青少年組總共夠準確辨別出145 種經過觸摸記憶的物件；青壯年組總共能夠準確分辨出149 種經過觸摸記憶實驗中的物件；中年組總共能夠準確分辨出146 種經過觸摸記憶實驗中的物件；老年組總共能夠分辨出142 中經過觸摸記憶的物件，總體能夠分辨出被試物品的正確率為97%。

其中青少年組由于閱歷較少對物體的形狀不能夠準確的把握，同時在記憶識別測試中存在一定的隨意性；而老年組由于觸覺感知神經的衰弱，存在一定的分辨誤差，因此正確率上可以近似100%。

（四）結果分析

視覺記憶實驗結果、聽覺記憶實驗結果和觸覺記憶實驗結果的比較，在正確率上，視覺記憶（c）實驗明顯低于聽覺記憶（b）實驗，觸覺實驗（a）的正確率明顯高于聽覺實驗即：f（a）>f（b）>f（c）。

三、相關討論

第一，實驗受環境和設備條件的制約較大。特別是所用的幻燈片和音頻的播放與閃過速度較慢，在觸摸記憶試驗中選取的物件對每個人的熟悉程度不同，不能很好地滿足要求，使得實驗在時間上無法實現高度的精確。第二，每位受試者無法按照實驗要求完全配合。這一點主要體現在受試者不能按照要求在規定的時刻進行復述，這一點在中年組合老年組尤為明顯，使得實驗中的時間被拉長，影響實驗結果的精確度。

四、實驗結果

本次實驗研究結果表明觸覺記憶優于視覺記憶和聽覺記憶，聽覺記憶略優于視覺記憶。造成這一結果的原因，我認為主要是后向掩蔽對于這三種記憶的作用水平不同導致的信息衰減不同。視覺記憶輸入的信息較大，這其中的冗余信息較多，并且在實驗的字母排列播放結束后，眼睛仍在工作，輸入大量的冗余信息。由于本實驗在相對封閉的環境中進行，因此相對于視覺記憶而言聽覺記憶的后向掩蔽作用相對較小，冗余信息較少，也就相對精確。而由于觸覺記憶是在被試被蒙蔽雙眼的情況下，此時被試處在一個相對比較獨立的自我空間外界的冗余干擾信息很少，所以此時觸覺記憶也就更準確。而在實驗結果的使用方面主要表現在一下幾個方面：

1.實驗結果被應用于教學中， 在教學中引入視覺因素或動手環節會幫助學生更好地記憶知識。2.而對于有視力障礙的人群來說，在學習記憶中多采用觸覺感知后進行記憶效果更佳。3.在工業設計中益智類產品需要盡可能多的與人接觸， 經過觸覺感知產品。

【參考文獻】

[1]宣賓，張達人.時間選擇性注意的認知神經機制[J].生物化學與生物物理進展，2009（06）：663-667.

[2]李清水，方志剛，沈模衛，陳育偉.“聽覺界面的聲音使用”[J].人類工效學，2001（04）：41-44.

[3]趙江洪，譚浩.人機工程學[M].北京：高等教育出版社，2006.

[4]吳新年，汪云九.視覺注意的認知和神經生物學模型[J].心理學動態，1995（03）：16-22.

作者簡介：耿斌（1990.07-），男，漢，江蘇省新沂市，研究生，南京理工大學。研究方向：工業設計。

通訊作者：姜斌（1973.6-），男，漢，江蘇省南京市，職務：南京理工大學設計藝術與傳媒大學副院長。研究方向：工業設計。