持續性視覺注意對視覺工作記憶項目優先加工的影響*

摘 "要""采用行為實驗、事件相關電位和事件相關光信號聯合采集技術， 通過操縱視覺工作記憶（VWM）項目的檢測概率變化VWM項目加工的優先性， 探討持續性視覺注意對VWM項目優先加工的影響是否受到工作記憶資源的調節， 以及VWM項目優先加工的神經基礎。行為結果顯示， 在VWM保持階段插入消耗視覺注意的任務， 當優先加工1個項目時， 非優先項目受到干擾， 而優先項目不受影響; 當優先加工2個項目時， 優先與非優先項目均受到干擾。事件相關電位和事件相關光信號結果顯示， 在VWM保持階段， 與無項目優先加工相比， 存在項目優先加工時誘發更大的晚期正成分和負慢波， 更高激活額葉和枕葉。這表明， 持續性視覺注意對VWM項目優先加工的作用受到工作記憶資源的調節， VWM項目優先加工的潛在機制是在保持階段激活額葉和枕葉， 并投入更多的工作記憶資源， 增強優先項目的表征穩定性。

關鍵詞""視覺工作記憶， 視覺注意， 優先加工， 事件相關光信號， 聯合采集

分類號""B842

1 "引言

視覺工作記憶（Visual Working Memory， VWM）負責對數量有限的視覺信息進行暫時的存儲和加工， 以用于當前正在進行的認知加工任務。由于VWM項目的重要程度不同， 個體會根據任務需求優先加工部分項目， 以更好地完成VWM任務。優先項目對VWM加工的促進效應廣泛存在， 然而， 優先項目促進VWM加工的機制， 尚不清楚。

通過提高VWM中部分項目的獎賞值或檢測概率， 可以提高相關項目的優先性， 并促進優先項目的加工（Ester amp; Pytel， 2023; Griffin amp; Nobre， 2003; Schmidt et al.， 2002; Zhang amp; Lewis-Peacock， 2023a， 2023b）。一方面， 研究者通過操縱VWM項目的獎賞值， 變化項目的優先性， 獎賞值高的項目優先性高， 優先項目的VWM成績得到提高（Allen amp; Ueno，"2018; Atkinson et al.， 2018， 2022; Hitch et al.， 2018; Hu et al.， 2014; Sandry amp; Ricker， 2020）。另一方面， 研究者通過操縱VWM項目的檢測概率， 變化項目的優先性， 檢測概率高的項目優先性高， 優先項目的VWM成績得到提高（Atkinson et al.， 2018; Fu et al.， 2022; Griffin amp; Nobre， 2003; Li et al.， 2023; Macedo Pascual et al.， 2023; Wang et al.， 2023; Zhang amp; Luck， 2008）。Griffin和Nobre （2003）通過在記憶項目呈現前或者呈現后插入提示項目檢測概率的空間線索， 探討概率引導的工作記憶項目優先加工是否對知覺信息和內部表征均有促進作用。線索指向項目被檢測的概率為80%， 3個非指向項目被檢測的概率為20%。在編碼前呈現的線索為前線索， 在編碼后呈現的線索為回溯線索。結果顯示， 在前線索和回溯線索條件下的結果一致， 即與非線索指向項目相比， 線索指向項目的記憶正確率提高、反應時降低。這表明概率引導的工作記憶項目優先加工對知覺信息和內部表征均發揮促進作用。研究者應用多種實驗范式， 如變化覺察范式（Fu et al.， 2022; Griffin amp; Nobre， 2003）、回憶報告范式（Atkinson ""et al.， 2018）、連續報告范式（Schneider et al.， 2017）， 以及采用不同記憶材料， 如朝向（Günseli et al.， 2019）、面孔（Zhang amp; Lewis-Peacock， 2023a）、顏色（Hollingworth amp; Maxcey-Richard， 2013）、顏色?形狀的綁定（Atkinson et al.， 2018）進行的研究證明， 概率引導的VWM項目優先加工是廣泛存在的。研究者在工作記憶任務后進行了意外的長時記憶任務， 發現與獎賞引導的工作記憶優先效應相比， 概率引導的工作記憶優先效應在長時記憶中更穩固（Jeanneret et al.， 2023）。進一步研究發現， 獎賞引導的VWM優先項目表征脆弱， 易受無關視覺刺激干擾（Allen amp; Ueno， 2018; Hitch et al.， 2018）， 而概率引導的VWM優先項目表征穩固， 不易受無關視覺刺激的干擾（Schneider et al.， 2017）。這可能是因為， 在獎賞引導的VWM項目優先加工中， 優先項目依賴執行控制系統保存在注意焦點（Hu et al.， 2016）， 而視覺注意選擇的外部視覺刺激與優先項目爭奪注意焦點， 導致優先項目表征不穩固（Hitch et al.， 2018， 2020）; 而在概率引導的VWM項目優先加工中， 個體可以通過概率線索排除無關刺激釋放工作記憶資源， 用于保護優先項目表征不受干擾（Schneider et al.， 2017）。

研究者從VWM項目優先加工過程中是否需要視覺注意持續投入的角度， 探討了概率引導的VWM項目優先加工的機制。視覺注意是選擇相關視覺信息和忽略無關視覺信息的整合機制， 也是一種將視知覺加工資源分配到不同視覺區域的系統， 又被稱為視覺空間注意或空間注意（Hollingworth amp; Maxcey-Richard， 2013）。有研究者發現， 當同時記憶多個記憶項目時， 視覺注意偏向于線索指向的優先項目， 促進優先項目的加工， 這表明VWM項目優先加工需要視覺注意的參與（Fu et al.， 2022; Griffin amp; Nobre， 2003; Liang et al.， 2019; Schmidt "et al.， 2002）。研究者通過分析VWM保持階段反映視覺注意的對側α power抑制和反映工作記憶存儲的對側延遲活動（contralateral delay activity， CDA）， 證明VWM保持階段的視覺注意與存儲是可分離的加工（Günseli et al.， 2019）。有研究者提出， 視覺注意在保持活躍狀態下的VWM表征中起關鍵作用（Liang et al.， 2019）。然而， 另有研究者發現， 當采用100%有效的回溯線索提示優先項目， 并插入消耗視覺注意的任務時， 與非優先項目相比， 優先項目的VWM促進效應保持不變， 這表明VWM項目優先加工不需要視覺注意持續投入（Gao et al.， 2022; Hollingworth amp; Maxcey-Richard， 2013; Rerko et al.， 2014）， 支持VWM加工與視覺注意加工分離的觀點（Tas et al.， 2016）。造成上述研究不一致的原因可能是： 一是要求被試記憶的優先項目和非優先項目的數量不同。在支持VWM項目優先加工需要視覺注意的研究中， 通常要求被試同時記憶1個優先項目和多個非優先項目或記憶2個優先項目， 而在支持VWM項目優先加工不需要視覺注意的研究中， 通常只要求被試記憶1個優先項目。與記憶1個優先項目和多個非優先項目或記憶2個優先項目相比， 只記憶1個優先項目時， 優先項目會獲得更多的工作記憶資源。工作記憶資源的主要功能是存儲和加工數量有限的工作記憶信息， 獲得工作記憶資源越多， 項目的表征質量越好（Emrich et al.， 2017; Ma "et al.， 2014）。因此， 在VWM項目優先加工過程中可能存在視覺注意資源和工作記憶資源的權衡， 當優先項目獲得的工作記憶資源充足時， 優先項目的保持不需要持續性視覺注意， 而當優先項目獲得的工作記憶資源不足時， 優先項目的保持則需要持續性視覺注意。二是VWM加工中視覺注意資源的分配不同。在支持VWM項目優先加工需要視覺注意的研究中， 通常使用線索引導視覺注意資源的分配， 使得優先項目獲得更多注意資源， 而非優先項目獲得的注意資源減少， 因此， VWM優先效應可能與視覺注意資源的變化有關; 而在支持VWM項目優先加工不需要視覺注意的研究中， 通常采用次任務消耗持續性視覺注意， 使得整個VWM加工中的視覺注意資源減少， 因此， VWM優先效應可能是視覺注意資源減少與工作記憶資源的變化兩者共同造成的。綜上， 持續性視覺注意對VWM項目優先加工的影響是否受工作記憶資源調節尚需進一步探討。

對VWM項目優先加工的腦機制的研究發現， VWM表征在保持階段由廣泛分布的視覺皮層和額?頂葉皮層網絡進行編碼（Ester et al.， 2015）。來自功能性磁共振成像（functional magnetic resonance imaging， fMRI）的研究表明， 即使視覺刺激消失， 視覺皮層在VWM保持階段依舊發揮作用（Harrison amp; Tong， 2009; Jia et al.， 2021; Teng amp; Postle， 2024）， 并可以解碼出精準的VWM表征（Ester et al.， 2015）。同時， 視覺皮層存儲的VWM表征易受視覺刺激干擾， 而額?頂網絡存儲的VWM表征不易受視覺刺激干擾（Bettencourt amp; Xu， 2016; Lorenc et al.， 2018）。額?頂皮層同時表征優先項目和非優先項目， 而視覺皮層僅表征優先項目， VWM項目優先加工可能是通過選擇性地招募視覺表征， 以更精確地保存任務相關信息來實現的（Christophel et al.， 2018）。還有研究證明， 額?頂網絡內的神經相關與連接反映了回溯線索對工作記憶精度的促進（Li et al.， 2023）。上述研究中均使用100%有效的回溯線索， 即被試只需要記憶優先項目， 然而， 在VWM中同時存儲優先項目和非優先項目時大腦活動的機制是什么？尚需進一步探討。

我們通過前線索變化記憶項目的檢測概率， 操縱記憶項目的優先性和優先項目的數量， 并在保持階段插入消耗視覺注意的任務， 探討持續性視覺注意對VWM項目優先加工的影響是否受工作記憶資源的調節， 并采用事件相關電位（event-related potential， ERP）和事件相關光信號（event-related optical signal， EROS）聯合采集（ERP-EROS）技術， 探討VWM項目優先加工的皮層激活與資源分配機制。本研究共包括3個實驗： 在實驗1a～1c中， 通過前線索指向1個高檢測概率項目， 并在保持階段操縱單次視覺注意任務的呈現與否、兩次視覺注意任務的呈現與否和視覺注意任務的呈現時間， 探討優先加工1個項目時， 持續性視覺注意對VWM項目優先加工的影響。在實驗1a中采用單次視覺注意任務消耗持續性視覺注意的基礎上， 在實驗1b中采用兩次視覺注意任務， 排除個體完成視覺注意任務后將視覺注意轉移回VWM任務中繼續復述優先項目表征的可能; 在實驗1c中通過操縱視覺注意任務出現的早、晚， 控制視覺注意任務預期和動作準備帶來的影響， 對該問題加以探討。在實驗2中， 通過前線索指向2個高檢測概率項目， 并在保持階段操縱單次視覺注意任務的呈現， 探討優先加工2個項目時， 持續性視覺注意對VWM項目優先加工的影響。VWM項目優先加工在保持階段可能存在視覺注意資源和工作記憶資源的權衡， 我們推測， 在實驗1中， 優先加工1個項目時， 優先項目獲得的工作記憶資源充足， 表征更穩固， VWM成績不會受到視覺注意任務影響， 而非優先項目獲得的工作記憶資源不足， 表征脆弱， VWM成績會受損。在實驗2中， 優先加工2個項目時， 單個優先項目獲得的工作記憶資源降低， 當插入消耗視覺注意的任務， 優先項目和非優先項目的VWM成績則均會受損。在實驗3中， 采用ERP-EROS技術， 通過比較存在項目優先加工和無項目優先加工條件下VWM保持時的大腦活動， 探討VWM項目優先加工的神經活動機制。與無VWM項目優先加工相比， 存在項目優先加工時可能需要更多的執行控制和工作記憶資源投入。因此， 我們的假設是， 與無項目優先加工相比， 存在項目優先加工條件下出現更大的反映執行控制資源投入的晚期正成分（late positive complex， LPC; 車曉瑋"等， 2020， 2021）和反映工作記憶資源投入的負慢波（negative slow wave， NSW; Schneider et al.， 2017）; 與無項目優先加工相比， 存在項目優先加工條件下負責執行控制和表征存儲的額葉， 以及負責優先項目表征存儲的枕葉， 在VWM保持階段有更高的激活。

2 "實驗1： 視覺注意任務對1個視覺工作記憶項目優先加工的影響

參照以往研究（Allen amp; Ueno， 2018; Souza et al.， 2020; Zhang amp; Luck， 2008）， 采用整體呈現記憶項的回憶報告范式， 通過前線索指向1個具有高檢測概率的優先項目， 并在保持階段操縱單次視覺注意任務的呈現與否、兩次視覺注意任務的呈現與否和視覺注意任務的呈現時間， 探討優先加工1個項目時， 持續性視覺注意對VWM項目優先加工的影響。

2.1""實驗1a： 單次視覺注意任務對1個視覺工作記憶項目優先加工的影響

2.1.1""被試

采用G*Power 3.1 軟件， 采用中等程度的效果量（f = 0.25; Cohen， 1992）， 設置Power為80%， α水平為0.05， 計算實驗所需被試數量為19， 并參考以往研究的被試量20 （Allen amp; Ueno， 2018）， 確定實驗1～2的被試量。在本實驗中， 隨機抽取某大學的學生25名， 因疲勞退出1人， 剩余24人， 其中男生9名， 年齡20.25 ± 1.92歲。所有被試視力或者矯正視力正常， 無色盲或色弱情況， 無精神病史， 均未參加過類似實驗。本研究中的3個實驗結束之后， 被試均可獲得一定的報酬。本研究中的3個實驗已得到山東師范大學心理學院倫理委員會的批準。

2.1.2""儀器和材料

采用E-prime 2.0編制實驗程序， 呈現在Lenovo 19寸CRT顯示器上（分辨率為1024×768， 刷新率為60 Hz）， 屏幕背景為灰色（RGB： 125， 125， 125）。參照前人的研究（Allen amp; Ueno， 2018; Atkinson et al.， 2018）， 視覺工作記憶任務中的刺激材料為6種顏色（見圖1第1行）和6種形狀（見圖1第2行）組成的雙特征項目（1.3° × 1.3°）， 共有36個記憶項目。每組記憶項目包含4個項目， 在4.4° × 4.4°的隱形矩形頂點呈現。檢測項目分為檢測形狀和檢測顏色， 檢測形狀時， 檢測項目為blob形狀的色團（見圖1第1行）， 而檢測顏色時為白色形狀輪廓（見圖1第2行）。箭頭線索大小為1.1° × 0.5°， 顏色為白色。注視點（0.5° × 0.5°）顏色為白色， 在注視點變化時， 顏色為灰色（RGB： 166， 166， 166）。

2.1.3""實驗設計

采用3 （檢測概率： 高、低、相等） × 2 （視覺注意任務： 有、無）兩因素被試內實驗設計。其中， 檢測概率分為： 高檢測概率是指線索指向項目的檢測概率， 為70%; 低檢測概率是指非線索指向項目的檢測概率， 為10%; 相等檢測概率是指中性線索條件下4個項目的檢測概率， 均為25%。視覺注意任

務包括： 有視覺注意任務條件， 要求被試在保持階段注視屏幕中央注視點， 并對注視點的亮度變化進行按鍵反應， 其中， 25%的試次發生變化， 75%的試次不發生變化; 無視覺注意任務條件， 不要求被試注視屏幕中央注視點， 所有的試次中注視點均不發生變化。記錄實驗過程中視覺注意任務和VWM任務反應的正確率。

2.1.4""實驗程序

被試坐在距離計算機屏幕約70 cm的位置。實驗程序如圖2所示。首先， 在屏幕中央呈現2個字母（Da）作為言語抑制任務， 要求被試在實驗過程中不停的出聲復述“噠噠噠”， 直到檢測項出現。按空格鍵字母消失， 空屏500 ms， 呈現前線索1000 ms， 空屏100 ms， 4個記憶項呈現2000 ms。在無視覺注意任務條件下， 保持階段空屏1600 ms; 在有視覺注意任務條件下， 在25%的試次中， 隨機空屏400～600 ms， 隨后注視點發生變化100 ms， 要求被試快速按下H鍵， 隨后空屏900～1100 ms; 在75%的試次中， 注視點不發生變化， 同無視覺注意任務條件。最后呈現檢測項， 要求被試口頭報告檢測項的對應特征， 例如， 如果檢測項是一個的色團， 要求被試報告對應的形狀; 如果檢測項是一個形狀， 要求被試報告對應的顏色。報告完成后按空格鍵結束任務。

在實驗前告知被試不同線索條件下的項目檢測概率， 并在正式實驗前進行練習實驗（包含13個試次）， 在正確率超過60%后進入正式實驗， 若達不到60%， 則返回繼續練習。正式實驗共208個試次， 其中， 有、無視覺注意任務條件下各2個block， 每個block包含52個試次， 包括高檢測概率條件28個試次、低檢測概率和相等檢測概率條件各12個試次。4個block的測試順序在被試間進行平衡， 每完成1個block休息5分鐘， 完成整個實驗約需60分鐘。

2.1.5 "實驗結果

有視覺注意任務時， 被試對注視點變化的反應正確率為（0.89 ± 0.09）， 參考以往研究（Souza et al.， 2020）， 為排除按鍵反應可能帶來的差異， 僅對注視點未發生變化的試次進行分析。對VWM任務正確率進行3 （檢測概率） × 2 （視覺注意任務）兩因素重復測量方差分析。結果顯示， 檢測概率主效應顯著， F（2， 46） ="62.66， p"lt; 0.001， η²_p"= 0.73， 事后比較（Bonferroni校正）發現， 高檢測概率條件（0.91 ± 0.06）和相等檢測概率條件（0.66 ± 0.17）的正確率高于低檢測概率條件（0.52 ± 0.20） （p_S lt;"0.001）， 高檢測概率條件的正確率高于相等檢測概率條件（p"lt;0.001）; 視覺注意任務主效應顯著， F（1， 23） = 18.67， p"lt; 0.001， η_p²"= 0.45， 無視覺注意任務條件的正確率（0.73 ± 0.20）高于有視覺注意任務條件（0.67 ± 0.24）。檢測概率和視覺注意任務交互作用顯著， F（2， 46） = 4.95， p"= 0.01， η²_p"= 0.18。

簡單效應分析顯示（見圖3）， 高檢測概率條件下， 無視覺注意任務條件和有視覺注意任務條件的正確率不存在差異， F（1， 23） lt; 1， p"= 0.58; 低檢測概率和相等檢測概率條件下， 無視覺注意任務條件的正確率高于有視覺注意任務條件， F₁（1， 23） = 15.60， p₁"= 0.001， η²_p"= 0.40; F₂（1， 23） = 5.02， p₂"= 0.035， η²_p"= 0.17。

2.1.6 "討論

在實驗1a中， 通過前線索指向1個高檢測概率項目， 并在保持階段呈現單次視覺注意任務， 探討優先加工1個項目時， 持續性視覺注意對VWM項目優先加工的影響。高檢測概率條件下的項目為優先項目， 低檢測概率和相等檢測概率條件下的項目為非優先項目。結果顯示， 與非優先項目相比， 優先項目的VWM準確性提高， 表明概率引導的VWM項目優先加工有效提高了優先項目的VWM準確性。與無視覺注意任務相比， 有視覺注意任務時的VWM準確性下降， 當插入視覺注意任務轉移視覺注意， VWM表征受損， 表明在VWM表征保持過程中需要持續性視覺注意參與， 與以往研究證據一致（Souza et al.， 2020; Williams et al.， 2013）。

重要的是， 結果顯示， 當插入消耗視覺注意的任務， 優先項目的VWM準確性不受影響， 而非優先項目的VWM準確性降低。這說明， 當優先加工1個項目時， 優先項目的VWM表征保持不需要視覺注意持續投入， 而非優先項目需要視覺注意持續投入。這可能是因為， 當優先加工1個VWM項目時， 個體可以根據任務需求靈活分配工作記憶資源（Emrich et al.， 2017; Ma et al.， 2014）， 優先項目獲得的工作記憶資源充足， 表征準確且穩固， 因而不需要持續性投入視覺注意對項目表征進行視覺復述。而非優先項目獲得的工作記憶資源較少， 表征質量較差， 在保持階段需要持續占用視覺注意進行視覺復述， 這與我們的假設一致。

但是， 在實驗1a中可能存在另一種解釋， 由于視覺注意任務與VWM檢測的間隔時間較長， 被試可能采用完成視覺注意任務后可將視覺注意轉移回VWM任務中， 繼續復述優先項目VWM表征的策略（Liang et al.， 2019）， 彌補了視覺注意任務對優先項目造成的損害。因此， 在實驗1b中， 在保持階段時長不變的情況下采用兩次視覺注意任務， 增加視覺注意任務負載（Souza et al.， 2020）， 并減少視覺注意任務與VWM檢測項的時間間隔， 排除被試完成視覺注意任務后， 繼續復述優先項目的可能， 進一步探討優先加工1個項目時， 持續性視覺注意對VWM項目優先加工的影響。

2.2""實驗1b："兩次視覺注意任務對1個視覺工作記憶項目優先加工的影響

2.2.1""被試

在本實驗中， 隨機抽取某大學的學生24名， 因疲勞退出1人， 剩余23人， 其中男生4名， 年齡20.09 ± 1.76歲。所有被試視力或者矯正視力正常， 無色盲或色弱情況， 無精神病史， 均未參加過類似實驗。

2.2.2""實驗材料

同實驗1a。

2.2.3""實驗設計

采用3 （檢測概率： 高、低、相等） × 2 （視覺注意任務： 有、無）兩因素被試內實驗設計。其中， 檢測概率包括3種條件： 同實驗1a。視覺注意任務： 有視覺注意任務條件下， 要求被試對屏幕中央注視點的亮度變化進行按鍵反應， 其中， 在25%的試次發生兩次變化， 75%的試次不發生變化; 無視覺注意任務條件下， 所有試次注視點均不發生變化。記錄實驗過程中視覺注意任務和VWM任務反應的正確率。

2.2.4""實驗程序

在無視覺注意任務條件下， 保持階段空屏1600 ms; 在有視覺注意任務條件下， 在25%的試次中， 隨機空屏400～500 ms， 隨后， 注視點變化100 ms， 隨機空屏400～500 ms后， 注視點再變化100 ms， 空屏400～600 ms， 其中， 要求被試對兩次變化均作出按鍵反應; 在75%的試次中， 注視點不發生變化。其他程序同實驗1a （見圖4）。

正式實驗包含208個試次， 其中有、無視覺注意任務條件各2個block， 每個block包含52個試次， 其中包括高檢測概率條件28個試次、低檢測概率和相等檢測概率條件各12個試次。4個block的測試順序在被試間進行平衡， 每完成1個block要求被試休息5分鐘， 完成整個實驗約需60分鐘。

2.2.5""實驗結果

有視覺注意任務時， 被試對于兩次任務注視點變化的反應正確率分別為（0.68 ± 0.14）、（0.97 ± 0.03）， 僅對注視點未發生變化的試次進行分析。對VWM任務正確率進行3 （檢測概率） × 2 （視覺注意任務）兩因素重復測量方差分析。結果顯示， 檢測概率主效應顯著， F（2， 44） = 92.58， p"lt; 0.001， η²_p"= 0.81， 事后比較（Bonferroni校正）發現， 高檢測概率條件（0.94 ± 0.06）和相等檢測概率條件（0.65 ± 0.16）的正確率高于低檢測概率條件（0.48 ± 0.18） （p_S"lt;"0.001）， 高檢測概率條件的正確率高于相等檢測概率條件（p"lt; 0.001）; 視覺注意任務主效應顯著， F（1， 22） = 10.18， p"= 0.004， η²_p"= 0.32， 無視覺注意任務條件的正確率（0.72 ± 0.22）高于有視覺注意任務條件（0.66 ± 0.26）。檢測概率和視覺注意任務類型交互作用顯著， F（2， 44） = 3.49， p"= 0.039， η²_p"= 0.14。

簡單效應分析顯示（見圖5）， 高檢測概率條件下， 無視覺注意任務條件和有視覺注意任務條件的正確率不存在差異， F（1， 22） lt; 1， p"= 0.98; 低檢測概率和相等檢測概率條件下， 無視覺注意任務條件的正確率高于有視覺注意任務條件， F₁（1， 22） = 6.85， p₁"= 0.016， η²_p"= 0.23; F₂（1， 22） = 6.29， p₂"= 0.02， η²_p"= 0.21。

2.2.6""討論

在實驗1a的基礎上， 在實驗1b中增加視覺注意任務的負載， 并縮短視覺注意任務與VWM檢測項的間隔時間， 排除被試完成視覺注意任務后將視覺注意轉移回VWM任務中的可能， 防止繼續復述優先項目表征， 進一步探討優先加工1個項目時， 持續性視覺注意對VWM項目優先加工的影響。結果顯示， 當插入消耗視覺注意的任務時， 優先項目的VWM準確性不受影響， 而非優先項目的VWM準確性降低， 與實驗1a結果一致。

在實驗1a與實驗1b中， 在有視覺注意任務條件下， 僅分析無注視點變化的試次中的VWM任務正確率， 但是， 與無視覺注意任務相比， 有視覺注意任務時被試不僅需要占用視覺注意與完成按鍵動作， 還存在對注視點變化的預期和動作準備。為了控制對視覺注意任務的預期和動作準備對VWM加工可能產生的影響， 在實驗1c中操縱視覺注意任務在VWM保持階段呈現的早、晚， 探討優先加工1個項目時， 持續性視覺注意對VWM項目優先加工的影響。

2.3""實驗1c： 不同時間出現的視覺注意任務對1個視覺工作記憶項目優先加工的影響

2.3.1""被試

在本實驗中， 隨機抽取某大學的學生24名， 其中男生4名， 年齡19.42 ± 1.18歲。所有被試視力或者矯正視力正常， 無色盲或色弱情況， 無精神病史， 均未參加過類似實驗。

2.3.2""實驗材料

同實驗1a。

2.3.3""實驗設計

采用3 （檢測概率： 高、低、相等） × 2 （視覺注意任務： 早、晚）兩因素被試內實驗設計。其中， 檢測概率包括3種條件： 同實驗1a。視覺注意任務包括兩種條件： 早視覺注意任務條件， 注視點在記憶項消失400 ms后發生變化; 晚視覺注意任務條件， 注視點在記憶項消失1300 ms后發生變化， 要求被試對屏幕中央注視點的亮度變化進行按鍵反應。記錄實驗過程中視覺注意任務和VWM任務反應的正確率。

2.3.4""實驗程序

在50%的試次中， 注視點在記憶項消失400 ms后發生變化， 在50%的試次中， 注視點在記憶項消失1300 ms后發生變化， 兩種條件在block內隨機呈現。其他程序同實驗1a （見圖6）。

正式實驗包含260個試次， 共5個block， 每個block包含52個試次， 包括早視覺注意任務、晚視覺注意任務各26個試次， 每種條件下包括高檢測概率條件14個試次、低檢測概率和相等檢測概率條件各6個試次。5個block的測試順序在被試間進行平衡， 每完成1個block要求被試休息5分鐘， 完成整個實驗約需75分鐘。

2.3.5""實驗結果

被試在400 ms內對于早、晚視覺注意任務的反應正確率分別為（0.88 ± 0.09）、（0.92 ± 0.07）。選

擇視覺注意任務反應正確的試次， 對VWM任務正確率進行3 （檢測概率） × 2 （視覺注意任務）兩因素重復測量方差分析。結果顯示， 檢測概率主效應顯著， F（2， 46） = 216.73， p"lt; 0.001， η²_p"= 0.90， 事后比較（Bonferroni校正）發現， 高檢測概率條件（0.94 ± 0.05）和相等檢測概率條件（0.57 ± 0.13）的正確率高于低檢測概率條件（0.39 ± 0.14） （p_S"lt;"0.001）， 高檢測概率條件的正確率高于相等檢測概率條件（p"lt; 0.001）; 視覺注意任務主效應顯著， F（1， 23） = 30.67， p"lt; 0.001， η²_p"= 0.57， 早視覺注意任務條件的正確率（0.66 ± 0.24）高于晚視覺注意任務條件（0.60 ± 0.27）。檢測概率和視覺注意任務交互作用顯著， F（2， 46） = 5.40， p"= 0.016， η²_p"=0.19。

簡單效應分析顯示（見圖7）， 高檢測概率條件下， 早視覺注意任務和晚視覺注意任務條件的正確率不存在差異， F（1， 23） = 1.97， p"= 0.17; 低檢測概率和相等檢測概率條件下， 早視覺注意任務條件的正確率高于晚視覺注意任務條件， F₁（1， 23） = 11.62， p₁"= 0.002， η²_p"= 0.33; F₂（1， 23） = 13.78， p₂"= 0.001， η²_p"= 0.38。

2.3.6 "討論

在實驗1c中， 采用前線索指向1個高檢測概率項目， 通過操縱視覺注意任務在保持階段出現的早、晚， 控制視覺注意任務預期和動作準備對VWM項目表征可能產生的影響， 進一步探討優先加工1個項目時， 持續性視覺注意對VWM項目優先加工的影響。結果顯示， 與視覺注意任務出現早相比， 視覺注意任務出現晚時的VWM成績更差。這說明， 變化視覺注意任務出現早、晚占用不同時長視覺注意的操作是有效的。

重要的是， 在控制視覺注意任務的預期和動作準備對VWM加工可能產生的影響后， 優先項目的VWM表征準確性不受視覺注意任務在保持階段出現早、晚的影響， 而對于非優先項目， 與視覺注意任務在保持階段出現早時相比， 視覺注意任務在保持階段出現晚時的VWM表征受到更大的損害， 與實驗1a～1b的結果一致。

通過實驗1a～1c， 排除個體完成視覺注意任務后將視覺注意轉移回VWM任務繼續復述優先項目的可能， 以及控制視覺注意任務預期和動作準備帶來的影響后， 我們發現， 當優先加工1個VWM項目時， 優先項目的VWM保持不需要視覺注意持續投入。然而， 如果前線索指向2個高檢測概率項目， 優先項目獲得的工作記憶資源減少， 持續性視覺注意是否影響優先項目的VWM表征保持？在實驗2中對此進行探討。

3 "實驗2： 視覺注意任務對2個視覺工作記憶項目優先加工的影響

在實驗2中， 通過前線索指向2個高檢測概率項目， 并在保持階段操縱單次視覺注意任務的呈現， 探討優先加工2個項目時， 持續性視覺注意對VWM項目優先加工的影響。

3.1""被試

在本實驗中， 隨機抽取某大學的學生24名， 其中男生4名， 年齡21.21 ± 2.08歲。所有被試視力

或者矯正視力正常， 無色盲或色弱情況， 無精神病史， 均未參加過類似實驗。

3.2 "實驗材料"

除前線索由指向1個項目改為指向2個項目外， 其他材料同實驗1。

3.3""實驗設計

采用3 （檢測概率： 高、低、相等） × 2 （視覺注意任務： 有、無）兩因素被試內實驗設計。其中， 檢測概率分為： 高檢測概率是指線索指向項目的檢測概率， 為40%; 低檢測概率是指非線索指向項目的檢測概率， 為10%; 相等檢測概率是指中性線索條件下4個項目的檢測概率， 均為25%。視覺注意任務： 同實驗1a。記錄實驗過程中視覺注意任務和VWM任務反應的正確率。

3.4""實驗程序

除提示性線索指向2個項目外， 其他程序同實驗1a （見圖8）。

正式實驗包含240個試次， 其中有、無視覺注意任務條件各2個block， 每個block包含60個試次， 其中包括高檢測概率條件40個試次、低檢測概率和相等檢測概率條件各10個試次。4個block的測試順序在被試間進行平衡， 每完成1個block要求被試休息5分鐘， 完成整個實驗約需60分鐘。

3.5""實驗結果

有視覺注意任務時， 被試對注視點變化的反應正確率為（0.88 ± 0.16）， 為排除按鍵反應可能帶來的差異， 僅對注視點未發生變化的試次進行分析。對VWM任務正確率進行3 （檢測概率） × 2 （視覺注意任務）兩因素重復測量方差分析。結果顯示， 檢測概率主效應顯著， F（2， 46） = 122.09， p"lt; 0.001， η²_p"= 0.84， 事后比較（Bonferroni校正）發現， 高檢測概率條件（0.86 ± 0.09）和相等檢測概率條件（0.65 ± 0.14）的正確率高于低檢測概率條件（0.36 ± 0.21） （p_S"lt; 0.001）， 高檢測概率條件的正確率高于相等檢測概率條件（p"lt; 0.001）; 視覺注意任務主效應顯著， F（1， 23） = 26.27， p"lt; 0.001， η²_p"= 0.53， 無視覺注意任務條件的正確率（0.66 ± 0.24）高于有視覺注意任務條件（0.58 ± 0.26）。檢測概率和視覺注意任務類型交互作用不顯著， F（2， 46） lt; 1， p"= 0.40。

為進一步明確不同檢測概率條件下的VWM正確率受視覺注意任務的影響， 對不同檢測概率條件下有、無視覺注意任務條件的VWM正確率進行配對樣本t檢驗。結果顯示（見圖9）， 高檢測概率、低檢測概率和相等檢測概率條件下， 無視覺注意任務條件的正確率均高于有視覺注意任務條件， t₁（23） = 5.57， p₁ lt; 0.001， Cohen’s d₁"= 1.23， 95% CI = [0.03， 0.07]; t₂（23） = 3.11， p₂"= 0.005， Cohen’s d₂"= 0.63， 95% CI = [0.03， 0.16]; t₃（23） = 2.86， p₃"= 0.009， Cohen’s d₃"= 0.59， 95% CI = [0.02， 0.13]。

3.6 "討論

在實驗2中， 通過前線索指向2個高檢測概率項目， 并在保持階段插入消耗視覺注意的任務， 探討優先加工2個項目時， 視覺注意對VWM項目優先加工的影響。結果顯示， VWM優先項目和非優先項目均受視覺注意任務的干擾。說明當優先加工2個項目時， 優先項目和非優先項目的VWM表征保持均需要視覺注意的持續投入。這可能是因為， 與優先加工1個項目相比， 優先加工2個項目時， 單個優先項目獲得的工作記憶資源減少， 優先項目表征質量下降， 在保持階段則需要其他資源， 如視覺注意進行表征復述。這與我們的假設一致。

結合實驗1～2的結果， 當優先加工1個項目時， 不管VWM保持階段消耗視覺注意的任務出現一次還是兩次， 以及消耗視覺注意的任務出現早還是晚， 優先項目VWM加工均不受影響， 而非優先項目VWM加工受到損害; 然而， 當優先加工2個項目時， 在VWM保持階段插入消耗視覺注意的任務， 優先項目和非優先項目的VWM加工均受到損害。VWM項目優先加工的大腦活動機制尚不清楚。因而， 在實驗3中， 采用ERP-EROS技術， 分析反映自上而下執行控制的LPC和反映工作記憶資源投入的NSW， 以及負責執行控制和表征存儲的額葉（Bettencourt amp; Xu， 2016; Ester et al.， 2015）、負責優先項目VWM表征存儲的枕葉（Christophel et al.， 2018）活動， 對此加以探討。

4 "實驗3： 視覺工作記憶項目優先加工的神經基礎—來自ERP-EROS的證據

參考以往研究（Che et al.， 2024; Proulx et al.， 2018）， 采用具有較高時間和空間分辨率的ERP-EROS技術， 通過比較在VWM加工中提示性線索和中性線索條件的大腦活動， 探討VWM項目優先加工的神經基礎。

4.1""被試

參考以往研究中提示性線索和中性線索條件下NSW的差異效應量（η²_p"= 0.63） （Schneider et al.， 2017）以及優先項目與非優先項目工作記憶準確性的差異效應量（η²_p"= 0.63） （車曉瑋"等， 2021）， 采用G*Power 3.1軟件， 設置Power為95%， α水平為0.05， 計算本實驗被試樣本量為5， 隨機抽取某大學的學生19名， 視力或者矯正視力正常， 無顏色視覺問題。實驗結束之后可獲得一定的報酬。因眼動和動作偽跡過多， 刪除2名被試， 最終被試17名（6男）， 平均年齡18.88 ± 0.86歲。所有被試視力或者矯正視力正常， 無色盲或色弱情況， 無精神病史， 頭部無損傷未接受過頭部手術， 均未參加過類似實驗。

4.2""實驗材料

同實驗1。

4.3""實驗設計

采用單因素（線索類型： 提示性、中性）被試內實驗設計。ERP和EROS數據均為線索呈現后、VWM檢測前的腦活動， 在對VWM進行檢測前， 被試無法區分提示性線索條件下的檢測項目是高概率項目還是低概率項目。因此， 參考前人研究（Ester amp; Pytel， 2023; Fu et al.， 2022）， 在ERP和EROS數據分析中將高檢測概率條件和低檢測概率條件合并后進行分析， 合并后的條件稱為提示性線索條件。提示性線索是指在VWM項目前呈現線索指向1個項目， 檢測概率為70%， 3個非線索指向項目的檢測概率均為10%; 中性線索是指在VWM項目前呈現線索指向4個項目， 檢測概率均為25%。記錄VWM任務的正確率、額葉和枕葉腦區的大腦活動。

4.4""實驗程序

實驗程序如圖10所示， 首先， 在屏幕中央呈現2個字母（Da）， 要求被試在實驗過程中不停的在心中默讀“噠噠噠”直到檢測項出現， 按空格鍵字母消失進入記憶任務。按空格鍵字母消失后， 空屏500 ms， 隨后呈現前線索1000 ms， 空屏50～150 ms后， 記憶項呈現400 ms， 空屏1000 ms后， 在其中1個記憶項的位置上呈現1個圖形， 要求被試判斷該圖形是否與之前呈現在該位置的記憶項目完全相同， 相同按“F”鍵， 不同按“J”鍵（不同時的檢測圖形是目標記憶項目與其他低概率項目進行特征交換后的錯誤綁定圖形）。

正式實驗前練習13次， 在正確率超過70%后進入正式實驗， 若達不到70%， 則返回繼續練習。正式實驗包含10個block， 每個block包含40個試次， 共400個試次。其中提示性線索和中性線索條件各200個試次， 不同線索條件在block內隨機呈現， 10個block的測試順序在被試間進行平衡， 每完成1個block要求被試休息2分鐘， 完成整個實驗約需150分鐘。

4.5""數據采集和分析

4.5.1 "ERP數據采集和分析

腦電數據采集使用美國NeuroScan公司的CURRY 7腦電設備， 依據10-20國際系統只采集F3/F4、FC3/FC4、PO7/PO8電極點腦電信號。另以左眼眶額上、下部的兩電極記錄垂直眼電， 以兩眼外側1.5 cm處的兩電極記錄水平眼電。在數據記錄時， 所有電極以左側乳突作為參考， 以右側乳突處電極為記錄電極。數據采集前， 所有電極與頭皮間的電阻均降于5 kΩ以下。數據采集過程中設置帶通濾波DC為100 Hz， 采樣頻率為1000 Hz。離線分析時以雙側乳突的平均作為參考， 使用Curry 7軟件矯正眼電偽跡， 采用低通30 Hz進行離線濾波。剔除振幅在± 100 μV以外的試次和錯誤反應的試次（22%）。

LPC分析""以記憶項出現前200 ms的平均波幅作為基線進行校正， 分析時間窗口為記憶項呈現后600～800 ms， 電極點為F3、F4、FC3、FC4。

NSW分析""以記憶項出現前200 ms的平均波幅作為基線進行校正， 分析時間窗口為記憶項呈現后800～1200 ms， 電極點為PO7和PO8。

4.5.2 "EROS數據采集和分析

數據采集""近紅外光學數據記錄采用Imagent近紅外光譜成像儀（Imagent， ISS， Inc.， Champaign， IL， USA）。實驗中， 設備使用的光源為830 nm波長、110 MHz調制頻率的近紅外光。在被試頭皮表面額葉、頂葉和枕葉相應位置放置16個光源和8個接收器。其中， 光源通過直徑為40 μm的光纖發送近紅外光信號， 接收器通過直徑為3 mm的光纖束采集近紅外光信號。實驗過程中， 光信號分時激發， 設置每個光源發光時間為2 ms， 信號的采樣率為31.25 Hz。

參照以往研究（車曉瑋"等， 2020; Che et al.， 2024）， 實驗過程中， 為保證能采集到較大面積的腦區信號， 采用兩種光源和接收器的位置通道排布， 其放置位置見圖11， 一半試次采用圖11A的方式采集數據， 另一半試次采用圖11B的方式采集數據。光源和接收器的位置最短相距約3 cm， 接收器和接收器的位置最短相距約3 cm。記錄區域的中心位于被試兩耳上緣連線的中心， 以保證記錄區域可以盡量覆蓋額葉和枕葉。收集實驗過程中近紅外光的相對相位延遲信號。

通過Polhemus Fastrak 3D定位儀（Polhemus Fastrak 3Space， Colchester， VT）采集被試腦的3維坐標， 分別采集配對基準點（鼻根、左右側耳前）、光源位置、接收器位置以及其他面部結構點的坐標（共282個點）進行。采用GE Discovery 3.0 T MR磁共振設備獲取被試的3D高分辨率腦結構像。在進行MRI掃描（矩陣256×256， TR = 8.2 ms， TE = 3.2 ms， 層厚1.2 mm）時， 分別在被試的配對基準點（鼻根、左右側耳前）放置維生素E藥丸。以利用3個配對基準點的坐標將采集到的3D坐標數據和大腦結構像進行匹配。

數據分析""EROS實驗數據離線分析主要采用MATLAB軟件進行。首先， 對采集到的光學數據進行預處理， 采用P_pod工具包進行。（1）相位校正并去除偽跡。對輸出的光信號的相位差進行校正之后， 采用Gratton和Corballis （1995）的算法去除脈沖偽跡， 最后對光學數據進行低通15 Hz濾波（Fabiani et al.， 2006）。（2）光信號分段。以記憶項出現為零點， 對光學信號進行分段， 包括記憶項呈現前192 ms至記憶項呈現后1408 ms， 共1600 ms。（3）光信號疊加平均。根據時間點、光信號通路、不同線索條件和被試編號對分段后的信號進行疊加平均。其次， 將光信號通道與腦結構配準， 采用P_pod工具包進行。（1）根據光源和接收器的通路位置， 提取Polhemus Fastrak 3D定位儀采集到的基準點、光源和接收器位置的三維坐標。（2）將定位儀三維坐標數據和被試腦結構核磁數據按照共同采集的基準點進行匹配， 采用最小二乘法調整匹配后的數據， 建立被試大腦模型， 保證建立的模型與實際結構的誤差低于5 mm。（3）依據建立的大腦結構模型， 將第一步的光信號通路坐標轉換為Talairach坐標， 從而適合對所有被試數據進行群組水平分析。最后， 光信號激活差異與通路位置匹配， 形成不同線索條件下腦區激活差異圖， 采用Opt_3D工具包進行。（1）降低信號噪音： 剔除光源與接收器距離小于15 mm或大于75 mm的通道信號（Huang et al.， 2013）; （2）數據平滑化： 進行8 mm高斯濾波; （3）腦區激活差異分析： 將提示性線索條件和中性線索條件下每一Voxel位置上的信號差異進行t檢驗， 并轉化為Z分數。根據不同條件下腦激活的差異， 生成大腦橫斷面激活差異圖。（4）參考前人研究（車曉瑋"等， 2020; Che et al.， 2024）選擇前額興趣區和枕葉興趣區， 對兩種線索條件下的激活存在差異（p"lt; 0.05）的腦區進行多重比較校正， 校正后的peak Z值見表1。

4.6 "實驗結果

4.6.1""行為結果

對提示項線索和中性線索條件下的VWM正確率進行配對樣本t檢驗， 結果顯示， 提示性線索條件的VWM正確率（0.87 ± 0.05）大于中性線索條件（0.78 ± 0.07）， t（16） = 7.39， p lt; 0.001， Cohen’s d"= 2.00， 95% CI = [0.06， 0.11]。提示性線索條件下的項目包括高、低檢測概率項目， 中性線索條件下的項目為相等檢測概率項目， 進一步對VWM正確率進行單因素3水平（檢測概率： 高、低、相等）重復測量方差分析。結果顯示， 檢測概率主效應顯著， F （2， 32） = 77.00， p"lt; 0.001， η_p²"= 0.83， 事后比較（Bonferroni校正）顯示， 高檢測概率條件（0.94 ± 0.05）和相等檢測概率條件（0.78 ± 0.07）的正確率均高于低檢測概率條件（0.69 ± 0.11） （ps"lt; 0.001）， 高檢測概率條件的正確率高于相等檢測概率條件（p lt; 0.001）。

4.6.2 "ERP結果

提示性線索和中性線索條件的LPC、NSW見圖12、圖13。對不同線索條件的LPC、NSW分別進行配對樣本t檢驗， 結果顯示， 提示性線索條件的LPC （2.96 ± 0.81 μV）大于中性線索條件（2.21 ± 0.78 μV）， t（16） = 2.16， p = 0.046， Cohen’s d"= 0.53， 95% CI = [0.01， 1.48]; 提示性線索條件的NSW （?1.61 ± 0.63 μV）大于中性線索條件（?0.47 ± 0.65 μV），"t（16） = ?4.60， p lt; 0.001， Cohen’s d = 1.12， 95% CI = [?1.67， ?0.61]。

4.6.3 "EROS結果

分析光學數據時， 刪除對VWM任務反應不正確的試次（17.59%）， 結果顯示， 與中性線索條件相比， 在提示性線索條件下， 在VWM任務呈現后的416 ms、544 ms、608 ms、832 ms、1056 ms時額葉激活更高; 與中性線索條件相比， 在提示性線索條件下， 在VWM任務呈現后的416 ms、1248 ms、1280 ms時枕葉激活更高， 見圖14， 對應時間點的Peak Z（crit）和p值見表1。

4.7""討論

在實驗3中采用ERP-EROS技術， 比較提示性線索條件和中性線索條件的大腦活動， 探討VWM項目優先加工的神經基礎。提示性線索指向1個高檢測概率項目， 存在VWM項目優先加工; 中性線索指向4個相等概率項目， 無VWM項目優先加工。結果顯示， 與中性線索相比， 提示性線索條件下的VWM準確性更高， 并且， 在VWM保持階段， 在大腦皮層有更大的LPC和NSW， 額葉和枕葉有更高的動態激活。這說明與中性線索相比， 提示性線索條件下的VWM加工在保持階段進行了資源的重新分配， 并且， 對額葉和枕葉的激活增強。

5 "總討論

本研究在行為實驗1～2中， 通過前線索變化記憶項目的檢測概率， 操縱記憶項目的優先性和優先項目的數量， 并在保持階段插入消耗視覺注意的任務， 探討持續性視覺注意對VWM項目優先加工的影響是否受工作記憶資源的調節， 并采用ERP-EROS技術， 探討VWM項目優先加工的神經基礎。在實驗1a～1c中， 在排除或控制額外變量帶來的影響后， 研究均發現， 當優先加工1個VWM項目時， 非優先項目受視覺注意消耗任務的干擾， 優先項目不受影響; 在實驗2中， 當優先加工2個VWM項目時， 優先項目和非優先項目均受到視覺注意消耗任務的干擾; 在實驗3中， 與中性線索條件相比， 提示性線索條件誘發更大的LPC和NSW， 在VWM保持階段額葉和枕葉有更高的動態激活。

5.1""持續性視覺注意對VWM項目優先加工的影響受工作記憶資源的調節

本研究通過前線索變化VWM項目的檢測概率， 線索指向的高檢測概率項目是優先項目， 非線索指向的低檢測概率項目與中性線索條件的相等檢測概率項目是非優先項目。并在VWM保持階段插入消耗視覺注意的任務， 探討持續性視覺注意對VWM項目優先加工的影響。我們通過縮短視覺注意任務與VWM檢測的間隔時間， 排除個體完成視覺注意任務后將視覺注意轉移回VWM任務中繼續復述優先項目表征的可能性; 通過操縱視覺注意任務出現的早、晚消耗不同時長的視覺注意， 進一步控制視覺注意任務預期和動作準備帶來的影響， 研究一致發現， 當VWM中只有1個優先項目時， 非優先項目的VWM準確性受到持續性視覺注意資源消耗的干擾， 而優先項目不受影響。

主要原因可以從兩方面進行解釋： 一方面， 個體可以根據VWM項目的優先性， 靈活分配工作記憶資源， 使得優先項目比非優先項目獲得更多的工

作記憶資源（Emrich et al.， 2017; Fu et al.， 2022; Günseli et al.， 2019; Zhang amp; Luck， 2008）， 而工作記憶資源中的執行控制資源有助于VWM項目的注意刷新（Atkinson et al.， 2022; Hitch et al.， 2018， 2020）， 注意刷新通過再激活記憶項目的記憶痕跡增強項目表征（Camos et al.， 2018）， 優先項目比非優先項目注意刷新的頻率更高（Atkinson et al.， 2022; Hitch et al.， 2020）， 從而優先項目的激活水平和表征準確性提高。由于VWM中只有1個優先項目， 優先項目會獲得充足的工作記憶資源， 即使沒有視覺注意資源， 也能使優先項目處于高激活水平， 并保證優先項目的表征準確性。另一方面， 根據注意焦點理論（Oberauer， 2002）， 與當前任務相關的優先項目存儲在注意焦點， 注意焦點內只能容納1個VWM項目， 注意焦點內的項目可被直接提取， 用于當前任務的認知加工， 且表征穩固（Schneider et al.， 2017）， 因此， 存儲在注意焦點內的優先項目不需要持續性視覺注意資源進行鞏固。

然而， 當VWM中有2個優先項目時， 優先項目和非優先項目的VWM表征準確性均受到持續性視覺注意資源消耗的損害。一方面， 與1個優先項目相比， 當VWM中有2個優先項目時， 單個優先項目獲得的工作記憶資源減少， 導致優先項目獲得注意刷新的頻率降低， 優先項目的表征激活水平和準確性隨之降低。持續的視覺注意通過支持活躍狀態的VWM表征參與VWM加工（Liang et al.， 2019）， 因此， 優先項目需要消耗持續性視覺注意資源進行表征復述， 增強優先項目表征。一旦視覺注意資源被消耗， 優先項目則會受損。另一方面， 由于注意焦點內只能容納1個VWM項目， 2個優先項目需要輪流進入注意焦點， 而處于注意焦點外的項目激活程度低， 表征質量下降（Hitch et al.， 2020）， 因此， 需要持續性視覺注意資源進行復述加工， 一旦持續性視覺注意資源被消耗， 優先項目則會受損。

研究結果驗證了我們的假設， 即持續性視覺注意對VWM項目優先加工的作用受到工作記憶資源的調節。當VWM中優先項目獲得的工作記憶資源充足時， 優先項目存儲在注意焦點內， VWM表征激活水平高且穩固， 不需要持續性視覺注意投入， 這支持VWM加工與視覺注意分離的觀點（Tas et al.， 2016）; 然而， 當VWM中優先項目獲得的工作記憶資源下降時， 優先項目在注意焦點內的存儲時間縮短， 優先項目的激活水平下降， VWM表征的穩固性下降， 需要持續性視覺注意資源投入， 支持VWM加工與視覺注意重疊的觀點（Awh amp; Jonides， 2001; Panichello amp; Buschman， 2021）。因此， 在VWM項目優先加工過程中， 工作記憶資源調節了持續性視覺注意對VWM項目優先加工的作用， 這合理地解釋了以往研究的爭議。

在實驗1中， 當優先項目獲得的工作記憶資源充足時， 持續性視覺注意對非優先項目的VWM表征保持起到支持作用， 而對優先項目不產生影響， 這與Hollingworth和Maxcey-Richard （2013）的研究結果不一致。這可能是與我們使用不同的消耗視覺注意的任務有關。Hollingworth和Maxcey-Richard采用了視覺搜索任務消耗持續性視覺注意， 即在視覺搜索任務中， 要求被試在8個帶有缺口的方框中搜索唯一帶有水平方向缺口的目標方框， 并根據目標方框的缺口方向（左、右）做出選擇反應。在完成這一任務時， 被試不僅需要消耗視覺注意進行目標搜索， 還需要消耗執行控制資源做出選擇反應。在該研究中， 優先項目和非優先項目均受損的原因有可能源于持續性視覺注意和執行控制資源共同的損耗。在VWM保持階段插入視覺搜索任務， 不僅使基于視覺注意的表征復述加工被打斷， 而且也可能使基于執行控制的注意刷新被打斷， 導致優先項目和非優先項目的VWM表征保持均受到損害。而在我們的研究中， 我們通過要求被試在VWM保持階段注意中央注視點變化， 當注視點亮度發生變化時進行按鍵。在25%的試次中注視點發生變化， 并要求被試進行按鍵反應， 只對剩余75%無按鍵反應試次的結果進行分析。這一次任務主要消耗持續性視覺注意， 而不消耗執行控制資源。在VWM保持階段， 盡管基于視覺注意的表征復述加工被打斷， 但優先項目的表征通過注意刷新得以保持， 因此， 只有非優先項目的表征受到損害。并且， 當我們在實驗2中增加優先項目數量， 單個優先項目獲得的工作記憶資源減少， 優先項目的表征也受到損害， 所得結果與Hollingworth和Maxcey-Richard研究一致。

5.2 "VWM項目優先加工的神經基礎

我們的研究發現， 與中性線索相比， 提示性線索條件下， 額葉在保持階段存在更高的動態激活， 而且， 在頭皮腦電上， 提示性線索比中性線索誘發更大的LPC。額葉在VWM加工中起到自上而下的執行控制作用（Panichello amp; Buschman， 2021）， 且為VWM表征提供穩固的存儲（Bettencourt amp; Xu， 2016; Lorenc et al.， 2018）， 而LPC反映了在執行控制過程中的資源投入（車曉瑋"等， 2020， 2021）， LPC越大， 說明資源投入越多。這可能反映了與中性線索條件下相比， 在提示性線索條件下， 通過額葉的執行控制分配更多的資源給優先項目。這說明， 在VWM加工中， 當存在項目優先加工時， 通過額葉的執行控制給優先項目分配了更多的資源。

其次， 與中性線索條件相比， 提示性線索條件下， 在VWM保持階段枕葉存在更高的動態激活， 而且， 在枕葉觀察到， 提示性線索比中性線索在VWM保持階段誘發更大的NSW。工作記憶表征的存儲占用枕葉（Harrison amp; Tong， 2009）， 并且枕葉提供了精準的表征存儲（Christophel et al.， 2018; Ester et al.， 2015）。同時， 研究還發現， 工作記憶加工是動態變化的， 記憶表征的存儲不依賴于持續的神經元放電， 枕葉存儲的工作記憶表征可能在主動存儲后轉為靜默狀態（Rose， 2020）。在我們的研究中， 在記憶項消失以后， 對記憶項的存儲初期可能需要激活枕葉進行積極（active）加工， 而在鞏固完成后， 工作記憶加工可能進入靜默狀態， 以維持表征不被干擾（Lorenc et al.， 2021）。Barbosa等人（2020）的研究也發現， 工作記憶表征的保持是從持續激活到偶爾激活的過程。NSW反映了工作記憶資源的投入（Schneider et al.， 2017）。因此， 可以認為， 在VWM保持階段， 與無項目優先加工條件相比， 當存在項目優先加工時， 更高激活枕葉， 并投入更多的工作記憶資源， 以促進優先項目的表征穩定性。

6 "結論"

本研究結論如下： 持續性視覺注意在VWM項目優先加工中的作用受到工作記憶資源的調節， 當工作記憶資源充足時， 優先項目的表征保持不需要持續性視覺注意投入; 當工作記憶資源不足時， 優先項目的表征保持則需要持續性視覺注意投入。VWM項目優先加工的潛在腦機制是， 在保持階段激活額葉和枕葉， 調節資源分配， 并投入更多工作記憶資源， 增強優先項目的表征穩定性。

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Influence of sustained visual attention on the prioritization of visual working memory

LIAN Haomin， ZHANG Qian， GU Xuemin， LI Shouxin

（School of Psychology， Shandong Normal University， Jinan 250358，"China）

Abstract

Individuals prioritize certain important information based on task demands， which facilitates the processing of prioritized Visual Working Memory （VWM） items. However， the role of sustained visual attention in VWM prioritization remains unclear. Some evidence suggests that visual attention is involved in VWM prioritization， while other evidence indicates a dissociation between visual attention and VWM prioritization. Considering the variability in the number of items across VWM tasks in previous"studies， this"study examined whether the role of sustained visual attention in VWM prioritization"was modulated by working memory resources."When working memory resources were insufficient， sustained visual attention was required to maintain the prioritized item， while it was not required when working memory resources were sufficient. Additionally， we investigated the neural basis of VWM prioritization using the simultaneous acquisition technique of event-related potentials and event-related optical signals （ERP-EROS）.

Our"study included five experiments， with 24， 23， 24， 24， and 17 Chinese participants in Experiments 1a， 1b， 1c， 2，"and 3， respectively. In Experiments 1"and 2， a recall report paradigm was used. Participants performed VWM tasks with one prioritized item in Experiment 1 and two prioritized items in Experiment 2. Additionally， across Experiments 1"and 2， participants performed a visual attention task during the VWM maintenance phase. In Experiment 3， we employed a change detection paradigm. Participants completed VWM tasks with no prioritized item and with one prioritized item， and their brain activity under these different prioritization conditions was recorded.

In Experiment 1， participants were instructed to prioritize one VWM item. Visual attention was consumed by single visual attention task （Exp. 1a） and double visual attention task （Exp. 1b）. Furthermore， visual attention was consumed by manipulating the durations of task presentation （early vs. late; Exp. 1c）. The results consistently indicated that the memory accuracy of non-prioritized items was disrupted by the visual attention task， while the prioritized item remained unaffected. In Experiment 2， participants were required to prioritize two VWM items and performed"a single visual attention task. We"found that both prioritized and non-prioritized items were disrupted by the visual attention task. Results from Experiment 3 revealed that compared to neutral cues without VWM prioritization， informative cues indicating prioritization of one item elicited a larger late positive component （LPC） and negative slow wave （NSW）， as well as higher activation in the prefrontal and occipital cortices during the maintenance phase.

The results indicated that the role of visual attention in VWM prioritization was modulated by working memory resources. When working memory resources were insufficient， sustained visual attention was required to maintain the prioritized item， whereas it was not necessary when working memory resources were sufficient. The neural basis of VWM prioritization likely involves the activation of the frontal and occipital cortices during the maintenance phase， as well as the allocation of more working memory resources to enhance the stability of the representation of the prioritized item. Our"study offers a reasonable explanation for the controversy surrounding the role of visual attention in VWM prioritization in previous research. Furthermore， it sheds further light on the neural mechanisms underlying VWM prioritization from a perspective of high temporal and spatial resolution.

Keywords "visual working memory， visual attention， prioritization， event-related optical signals， simultaneous acquisition