不同短時程SOA下定向遺忘的抑制加工過程*

王夢穎 仝宇光 高賀明

(1 河北大學教育學院心理學系，保定 071000) (2 遼寧師范大學心理學院，大連 116029)

1 引言

定向遺忘（directed forgetting）是個體選擇性、有指向性的對材料遺忘的過程。遺忘作用體現為在繁雜信息中篩除無關信息，將資源用于記憶重要信息（Bjork, 1970）。在項目法（itemsmethod）定向遺忘中，項目出現后隨機呈現記憶（R）或遺忘（F）線索，隨后完成一個干擾任務，以控制被試隱含復述的傾向。最后對學過項目進行自由回憶或再認。研究發現，定向遺忘（to-be-forgotten, TBF）項目記憶成績顯著低于定向記憶（to-be-remembered, TBR）項目，即發生定向遺忘效應（Anderson & Hanslmayr, 2014; Rizio &Dennis, 2013）。

TBF項目記憶為何受到削弱是不同研究者的爭論焦點。選擇性復述（selective encoding）觀點認為對項目累積復述中止或維持是產生定向遺忘效應的關鍵（Woodward, Bjork, & Jongeward, 1973）。即當學習項目呈現后被試立刻加工、維持TBR項目復述，并自然停止TBF項目復述，導致了TBF項目記憶受到削弱（Schindler & Kissler, 2018）。而注意抑制（attentional inhibition）觀點認為遺忘線索使被試主動壓抑項目激活，抹除TBF項目的記憶，阻止其通達工作記憶（Zacks, Radvansky, &Hasher, 1996）。兩種觀點關鍵是對TBF項目資源耗費看法不同。前者認為復述停止造成TBF項目記憶痕跡自然衰減，這幾乎不需要消耗注意資源（Elmes, 1969）；后者強調有意識地付出努力并壓抑TBF項目激活，這需要消耗一定量的注意資源。

近年來，神經科學研究證明了主動抑制TBF項目編碼過程（Fawcett, Lawrence, & Taylor, 2016;Lin, Kuo, Liu, Han, & Cheng, 2013; Rizio & Dennis,2013）。例如，Lin等人考察與目標詞語義相關或無關啟動詞引發的ERP波幅差異，發現TBF項目N400指標波幅小于TBR項目，證明詞語編碼階段存在注意抑制，語義線索的呈現抑制了TBF項目的加工。此外，F線索會在右側前額葉產生較大正向慢波，表明可能存在一個抑制過程以阻止TBF項加工存儲（Gallant & Dyson, 2016; Hauswald,Schulz, Iordanov, & Kissler, 2011）。以上研究結果均為注意抑制觀點提供了證據，然而不同線索下項目的資源耗費關系尚不清楚。

Fawcett和Taylor（2008）考察了TBF和TBR項目的資源耗費關系，研究者在項目加工后插入對探測刺激的探測任務，其邏輯是項目加工會與探測任務加工爭奪認知資源，當一種項目（例如TBF項目）加工后，探測任務的反應時變慢，則反證出相比于另一種項目（例如TBR項目），被試加工該項目耗費了更多的認知資源，反之亦然。研究者提出了三種假設：（1）相比于TBR項目，TBF項目后探測任務的反應時短，可佐證選擇性復述理論的合理性。因為TBF項目的削弱是記憶痕跡自然消退造成的，幾乎不消耗認知資源，當探測任務與TBF項目競爭注意資源時，就會攝取更多的認知資源，其探測反應時更短；（2）探測反應時無顯著差異，可一定程度上佐證注意抑制觀點。因為主動抑制TBF項目激活與保持TBR項目加工消耗幾乎等量認知資源，且都會影響探測任務的認知資源，導致探測反應時差異不顯著；（3）TBF項目后探測任務反應時長于TBR項目后探測任務反應時。這一結果可在一定程度上佐證注意抑制觀點，與第二點不同的是，主動抑制TBF項目會比保持TBR項目耗費更多認知資源，導致TBF項目后探測任務獲取認知資源較少，探測反應時較長。

Fawcett和Taylor（2008）通過改變F或R線索與探測刺激間的刺激呈現的不同性（stimulus onset asynchrony, SOA）以檢驗假設。結果發現在1400 ms和1800 ms的SOA條件下，F線索后探測反應時較長，說明主動遺忘比信息保持消耗更多的認知資源，支持假設3；而在2600 ms的SOA條件下，探測任務反應時差異不顯著。推測由于時間間隔較長，被試完成了對項目的加工后，在余下的時間可以調配充足的認知資源去加工探測刺激，導致探測反應時沒有出現差異。

然而電生理學研究發現，與F線索相關的更強神經活動出現在線索后的200～800 ms（Cheng,Liu, Lee, Hung, & Tzeng, 2012; Gao et al., 2016）。因此，本研究將SOA縮短至1 s內，進一步考察高資源消耗的雙任務中的定向遺忘過程。這主要基于以下兩點考慮：（1）被試雖然在1400 ms和1800 ms時抑制TBF項目耗費的資源更多，但當SOA為2600 ms時，F線索下混入了其他加工過程，探測反應時差異不顯著的結果似乎證明了假設3，卻掩蓋了假設2成立的可能。但是在短時程1 s內的SOA下，短時間內注意資源非常有限，項目和探測爭奪資源會更加激烈，可有效地控制利用額外時間復述TBR項目的傾向；（2）1 s內的SOA由于時間壓力增大以及注意資源有限，項目和探測任務爭奪注意資源更加劇烈，主動抑制TBF項目的資源可能受限，抑制TBF項目激活可能會與保持TBR項目的資源耗費幾近相等，導致兩種情況下探測反應時可能不再存在差異。所以短時程SOA條件下的定向遺忘過程值得進一步探討。

在實驗1中，由于線索啟動后視覺像所造成的視覺暫留，以及被試理解線索會延續數百毫秒，所以將短SOA設置為400 ms。依據前人研究（Cheng et al., 2012; Gao et al., 2016），將長SOA設置為800 ms。這樣可更充分地體現TBF激活的整個過程。本研究推測：400 ms的SOA條件下，由于加工時間非常有限，加工項目和探測會激烈地競爭注意資源，保持TBR項目和主動抑制TBF項目的注意資源都會受到同等程度的限制，導致探測反應時差異不顯著；800 ms的SOA條件下，因為主動壓抑TBF項目激活的過程優先加工，被試會優先攝取注意資源保證這一過程的順利進行，資源耗費多于維持TBR項目的資源量。隨后當被試再分配資源去加工探測刺激時，F線索下探測任務的注意資源會受到極大限制，反應時變長。

近幾年，研究者認為，項目法定向遺忘并不能準確反映遺忘進程，可能是依據實驗目標的一種有意操縱（Schindler & Kissler, 2018; Zwissler,Schindler, Fischer, Plewnia, & Kissler, 2015）。即盡管指導語要求被試在項目一出現就開始記憶，再根據后續線索保持記憶或遺忘，但被試會預估一部分項目不需要記憶。為降低記憶負擔，被試可能會采用“等且看”（wait-and-see）策略，即在項目呈現時不做任何加工，直到線索出現后對項目做出記憶或舍棄（Fawcett & Taylor, 2010），進而會對項目進行不同編碼加工（Bancroft, Hockley, &Farquhar, 2013）。

根據“等且看”策略，TBF項目可能并未受到精細編碼加工，實驗1中TBR與TBF項目的再認成績差異可能是TBF項目的加工深度不夠，而不是單純抑制機制造成的。為控制此影響，并深入探討定向遺忘過程中抑制機制的作用，實驗2在項目出現后只呈現F線索或空屏，并告知被試詞語呈現時需立即進行記憶。這樣設置的考慮是：在空屏條件下，若采取“等且看”策略，被試等不到R線索，無法在R線索出現后再采取精細加工的策略，進而會導致空屏后TBR項目再認成績受損，所以空屏起到了維持項目加工的作用。為避免再認成績受損，被試不得不在項目呈現后立刻對項目進行精細加工直至線索出現，這樣可以更有效地控制加工深度不夠的影響。400 ms條件下由于注意資源和加工時間有限，探測任務反應時無顯著差異；但800 ms條件下空屏會增加維持TBR項目加工注意負荷，使保持TBR項目和抑制TBF項目的加工消耗幾乎等量注意資源，推斷此時探測任務的反應時應無顯著差異。

2 實驗1：項目法定向遺忘范式下注意抑制機制的時間進程

2.1 被試

招募大學生35名，其中，17名男生，18名女生，平均年齡為22.2歲（SD=2.4歲）。所有被試無色盲色弱，視力正?；虺C正視力正常，均為右利手。被試填寫知情同意書并在實驗結束后得到相應的報酬。所有被試理解指導語后進行練習，熟悉實驗流程后開始正式實驗。

2.2 實驗設計

對探測任務的正確率和反應時采用2（線索：R線索、F線索）×2（SOA：400 ms、800 ms）的被試內設計；對加工項目的再認正確率和反應時采用2（項目類型：TBR項目、TBF項目）×2（SOA：400 ms、800 ms）被試內設計。

2.3 實驗材料

從《現代漢語頻率詞典》中隨機選取246個詞，詞語使用頻率為60.9‰～88.7‰，平均使用頻率為72.6‰，標準差為2.5‰。學習階段包含60個TBR詞，60個TBF詞；為防止產生首因和近因效應，在開始和最后各設置3個緩沖詞，不進行測驗。測驗階段包含120個新詞和120個學習過的TBR詞和TBF詞，三種詞的詞頻、詞性和筆畫數相當。對新詞、TBR詞和TBF詞進行單因素方差分析，結果表明三種詞頻差異不顯著，F(2, 237)=0.65，p=0.25；筆畫數差異不顯著，F(2, 237)=1.22，p=0.13。

2.4 實驗儀器與程序

采用戴爾筆記本電腦，E-prime軟件編程。正式實驗前每名被試至少進行10個練習試次，熟悉實驗流程，直至能夠理解線索的意義和探測任務的要求，并自如地進行按鍵反應。

正式實驗分為學習和測驗兩個階段。在學習階段：首先白色背景屏幕中央呈現500 ms注視點，隨后呈現黑體一號大小的學習詞1000 ms，經過500 ms注視點后，呈現遺忘（紅色“XXXX”）或記憶（綠色“XXXX”）線索100 ms。在300或700 ms空屏后呈現600 ms探測刺激，被試遇到左箭頭按“F”鍵，遇到右箭頭按“J”鍵。按鍵后刺激消失。在測驗階段，首先屏幕中央呈現1000 ms注視點，隨后呈現詞語1500 ms，被試需要對沒有學過的詞語按“F”鍵，學過的舊詞按“J”鍵。按鍵后屏幕中央呈現注視點1000 ms，進入下一個試次。實驗流程如圖1所示。

圖1 實驗1學習階段流程圖

2.5 結果

2.5.1 探測任務正確率

不同條件下探測任務正確率均高于90%，其中線索主效應不顯著，F(1, 34)=1.68，p=0.42；SOA主效應不顯著，F(1, 34)=0.35，p=0.31；線索和SOA的交互效應不顯著，F(1, 34)=3.32，p=0.57。

2.5.2 探測任務反應時

剔除錯誤反應的試次，以及不同條件下反應時均值加減兩個標準差之外的極端試次。剩余試次探測任務反應時結果顯示：線索主效應顯著，主效應顯著，線索和SOA交互作用顯著，F(1, 34)=963.80，p<0.001，簡單效應檢驗表明，400 ms線索后探測反應時差異不顯著，F(1, 34)=2.16，p=0.15；800 ms存在定向遺忘效應，F(1, 34)=31.60，p<0.001，定向遺忘線索下的反應時（M=361 ms）顯著慢于定向記憶線索下的反應時（M=345 ms），各條件下的反應時差異見圖2。

圖2 實驗1中 SOA為400 ms和800 ms條件下探測任務反應時

2.5.3 項目再認正確率

不同SOA條件項目的再認正確率結果顯示：項目類型主效應顯著，F(1, 34)=10.16，p<0.001，即TBR項目再認正確率（M=0.57）顯著高于TBF項目再認正確率（M=0.45），p<0.001；SOA主效應不顯著，F(1, 34)=1.16，p=0.29；項目類型和SOA的交互效應不顯著，F(1, 34)=0.24，p=0.63。

2.5.4 項目再認反應時

剔除錯誤反應的試次，以及不同條件下反應時均值加減兩個標準差之外的極端試次，剩余試次項目再認反應時結果顯示：項目類型主效應不顯著，F(1, 34)=0.18，p=0.67；SOA主效應不顯著，F(1, 34)=2.91，p=0.10；項目類型和SOA交互作用不顯著，F(2, 34)=0.39，p=0.53。

2.6 討論

實驗結果顯示，定向遺忘效應顯著：TBF項目再認正確率顯著低于TBR項目。400 ms探測任務反應時顯著長于800 ms條件下的，Fawcett和Taylor（2010）認為遺忘和記憶線索需要一定的時間來激活相應的認知過程，據此推論400 ms下探測任務的注意資源相較于800 ms下更加有限，導致反應時更長。更為重要的發現是400 ms探測反應任務反應時無顯著差異。可能是因為400 ms高消耗的雙任務加工的認知資源有限，分配給探測刺激反應的資源較少，所以反應時無顯著差異；而800 ms條件下的時間壓力有所緩解，被試消耗了足夠多的抑制TBF項目激活的注意資源，資源的消耗多于維持TBR項目記憶的資源，分配給遺忘條件下探測刺激的認知資源少于記憶條件，導致探測任務的反應時更長。

3 實驗2：控制“等且看”策略后注意抑制機制的時間進程

3.1 被試

招募大學生共51人，21名男生，30名女生，平均年齡為22.7歲（SD=2.6歲），被試篩選條件同實驗1。

3.2 實驗設計

對探測任務正確率和反應時采用2（線索：空屏、F線索）×2（SOA：400 ms、800 ms）被試內設計，其余同實驗1。

3.3 實驗材料

空屏代替記憶線索，其余材料均與實驗1相同。

3.4 實驗儀器與程序

儀器與實驗1相同。學習階段程序與實驗1基本相同，不同之處在于，在呈現學習詞之后，再呈現500 ms的注視點，接著呈現空屏或遺忘線索100 ms。測驗階段與實驗1相同，見圖3。

圖3 實驗2學習階段流程圖

3.5 結果

3.5.1 探測任務正確率

不同條件下的探測任務正確率均高于90%，其中線索主效應不顯著，F(1, 50)=0.78，p=0.06；SOA主效應不顯著，F(1, 50)=0.61，p=0.12；交互效應不顯著，F(1, 50)=0.38，p=0.13。

3.5.2 探測任務反應時

同實驗1，在刪除無效試次后，剩余試次中探測任務反應時結果顯示：SOA主效應顯著，F(1,條件下探測任務反應時（M=375 ms）顯著高于800 ms條件下的探測任務反應時（M=362 ms）；線索主效應不顯著，F(1, 50)=0.43，p=0.51；線索和SOA的交互作用不顯著，F(1, 50)=1.17，p=0.28，各條件下的反應時差異見圖4。

圖4 實驗2中 SOA為400 ms和800 ms條件下探測任務反應時

3.5.3 項目再認正確率

不同條件下項目再認正確率結果顯示：項目類型主效應顯著，F(1, 50)=10.47，p<0.001，TBR項目再認正確率（M=0.51）顯著高于TBF項目再認正確率（M=0.45）；SOA主效應不顯著，F(1, 50)=1.23，p=0.27；交互效應不顯著，F(1, 50)=0.71，p=0.40。

3.5.4 項目再認反應時

同實驗1，在剔除無效試次后，剩余試次中不同條件項目再認反應時結果顯示：項目類型主效應不顯著，F(1, 50)=1.75，p=0.19；SOA主效應不顯著，F(1, 50)=1.23，p=0.99；項目類型和SOA交互作用不顯著，F(1, 50)=0.38，p=0.54。

3.6 討論

實驗2也發現了定向遺忘效應。與實驗1不同的是，800 ms探測任務反應時差異不顯著。因為實驗2被試無法采用“等且看”策略，導致空屏條件下對項目的維持復述加工的注意資源需求增加。被試不僅要在項目呈現時立即進行精細復述，出現空屏時仍需維持項目的復述，這些加工活動擠占了探測任務的注意資源；當呈現F線索時，被試主動抑制項目加工，此過程耗費了與空屏條件下維持項目復述幾近相等的資源，因而探測任務的認知資源均受到削減，兩種線索下的探測反應時無顯著差異。測驗階段的結果發現定向遺忘顯著項目類型和SOA的主效應和交互作用不顯著，說明在有效地控制“等且看”策略后，被試對TBF項目進行編碼加工后，遺忘線索促使被試調用注意資源再對其進行抑制。

4 總討論

兩個實驗均發現1 s內F線索造成TBF項目削弱，產生了定向遺忘效應。以往研究發現，在時間壓力的情境中，被試會消耗任務相關刺激的注意資源，減少無關刺激資源投入（Wu & Xie, 2018）。注意負載和認知控制理論認為，被試處理多任務時會對有限注意資源進行抉擇。在早期選擇階段，被試會增加任務相關刺激的資源；在晚期選擇階段，被試會抑制任務無關刺激的激活（Lavie,Hirst, de Fockert, & Viding, 2004）。根據以往研究結果，本研究提出：在高資源消耗雙任務中的定向遺忘效應受時間壓力、線索的突出性和雙任務注意資源關系三者共同影響。當時間壓力增大時，資源需求隨之增大，加工項目所依賴的注意資源也受到更大的限制；當時間壓力緩解時，線索更加突出的項目會優先得到更多的注意資源，并以消耗大量的注意資源為代價換取更好的加工成績。這勢必會擠占參與資源競爭的其他任務的注意資源，導致其反應受到影響。

400 ms的SOA相比于800 ms或1 s以外的SOA，其對被試造成的時間壓力最大。被試在非常有限的時間內進行雙任務操作時，R或F線索的作用均受到限制，被試既不能有效抑制TBF項目激活，也不能有效維持TBR項目記憶。同時由于注意資源在有限時間內難以被有效利用，這也限制了執行探測任務的注意資源的釋放，導致兩種線索下探測任務反應時接近相等，符合假設2預期。800 ms的SOA條件下，當被試未考慮“等且看”策略時，時間壓力有所緩解，此時F線索的作用更加突出，體現為被試要主動壓抑項目的激活，這種阻隔、妨礙性的認知操作需要耗費較多認知資源，而R線索對于TBR項目的保持作用類似于自然記憶過程，資源耗費少于抑制TBF激活，所以F線索下的探測任務資源受到了更多的擠占而減少，反應時較長，符合假設3預期。

由于被試可能采用“等且看”策略，F線索并不能發揮遺忘TBF項目的作用（Gao, Qi, & Zhang,2019; Schindler & Kissler, 2018）。Gao等人同樣控制了“等且看”策略，但該研究關注的是不同類型項目提取過程的差異?？刂啤暗惹铱础辈呗院?，相比于400 ms，800 ms的SOA下的時間壓力減小，并且空屏起到了充當R線索的作用：這是因為空屏條件下被試并不知曉項目呈現后是什么線索，為獲取更好的記憶成績，被試維持項目記憶的需求增多，不得不付出認知努力一直維持項目的記憶，從而增加記憶線索下的注意資源。實驗1中R線索項目加工的資源耗費少于F線索；實驗2中R線索下被試追加了更多的注意資源以維持TBR項目記憶，而F線索下抑制TBF項目激活的注意資源在兩個實驗中是基本不變的，所以線索下的注意資源耗費接近相等，分配給探測任務的注意資源也接近相等，反應時也無顯著差異。

在有關定向遺忘的ERP研究中，研究者推測從項目呈現后400 ms到600 ms間，F線索起到了抑制TBF項目加工的作用（van Hooff & Ford,2011）。Paz-Caballero，Menor和Jiménez（2004）則推測在刺激呈現后100 ms，前額區的腦波反映了F線索誘發的對項目的抑制加工，而刺激呈現后200～300 ms，頂葉區的腦波則反映了抑制加工的延續。這些結果佐證了在加工早期被試可能使用注意抑制策略，但這些研究未考察TBF與TBR項目加工的資源耗費關系，因為R線索會誘發對于TBR項目加工的P3成分，P3成分可能與項目工作記憶表征的更新有關（Patrick, Kiang, &Christensen, 2015），更新工作記憶表征也需要資源耗費。本研究通過增加探測任務初步探索了在不同短時程SOA條件下定向遺忘資源耗費關系，并控制“等且看”策略對實驗結果的影響，對注意抑制資源耗費過程進行了更細致分析，拓展了注意抑制的觀點。

綜上，本研究進一步擴展了定向遺忘中注意抑制觀點，并歸納為兩點：（1）前人研究表明在長時程內存在TBF項目的抑制過程（Fawcett &Taylor, 2008），本研究則在短時程SOA下證明主動抑制過程開始于項目呈現后的早期階段。（2）在早期階段400 ms的SOA下壓抑TBF項目資源耗費與維持TBR項目資源耗費幾近相等；800 ms的SOA下壓抑TBF項目資源耗費更多?？刂啤暗惹铱础辈呗裕S持TBR項目資源耗費又開始增加，兩者的資源耗費再次接近相等。

本研究結果有助于理解注意抑制加工過程，但未考慮詞語類型、熟悉性等因素影響，同時為彌補行為實驗的有限性，未來可使用近紅外腦成像等技術進一步研究。

5 結論

（1）短時程SOA條件下，無論是否控制“等且看”策略，短時程SOA條件下均存在TBF項目的注意抑制過程。（2）400 ms的SOA條件下，被試主動抑制TBF項目和維持TBR項目加工的注意資源耗費無顯著不同。（3）800 ms的SOA條件下，被試耗費更多注意資源主動抑制TBF項目激活；控制“等且看”策略后，增加維持TBR項目復述的資源耗費。