来源 西北师范大学心理学院官网
研究表明，工作记忆任务的完成并不是一个单一的过程，任务的完成需要一系列认知加工过程的参与，比如N-back任务的完成往往涉及到不同的加工过程：选择和识别、刷新、主动保持过程（Pelegrina et al., 2020; Vilà-Balló et al., 2018）。根据竞争资源的观点，如果更多的认知资源用于信息的保持，那么可用于信息刷新的认知资源会相应地减少。对于视觉结构更为复杂的汉字材料，可能需要投入更多认知资源去不断保持汉字的相关特征，这对于工作记忆的需求更大。然而，我们对于汉字究竟是如何在工作记忆中被不断刷新和保持的了解还很匮乏。
汉字是一种复杂的刺激材料，它包含了字形、空间位置和书写顺序等多方面的编码元素（Cao et al., 2012）。这些元素都会构成汉字的一种字形变量，也决定了汉字所包含信息量的不同。汉字本身的结构特点一定程度上体现了视觉工作记忆在汉语阅读中重要作用（Xu et al., 2020）。此外，不同于字母语言体系的线条变化，汉字的结构变化有着自己独特的组成规律，可以依据不同的特征把汉字划分到不同类别中，其中部首的变化是最为直观和突出，因为汉字部首的变化可以反映汉字的语音、语义和字形的变化。汉字的这一独特特征为探索工作记忆平台对汉字信息进行加工的精细化理解提供了一个特殊的机会。因此，汉字特征对工作记忆加工过程的影响机制是一个重要的研究趋势。
近期，西北师范大学心理学院赵鑫课题组完成的系列研究论文在International Journal of Psychophysiology、European Journal of Neuroscience、Journal of Cognitive Neuroscience期刊上发表，该系列研究中考察了汉字特征对工作记忆选择识别、刷新和保持阶段的影响。研究结果发现：（1）较大的记忆负荷与汉字刷新过程中认知资源的减少和汉字保持过程中认知资源的增加有关。行为-ERP数据的结构方程模型分析结果表明，汉字保持阶段的ERP指标能够预测个体的行为表现（Li, Feng, Shi,& Zhao, 2024，International Journal of Psychophysiology）；（2）汉字特征对工作记忆子过程存在不同的影响，由汉字部首数量引发的视觉特征差异，会影响工作记忆任务中选择和刷新阶段的神经激活模式，而由汉字部首功能引发的语音特征差异并没有影响工作记忆任务各加工阶段的神经激活模式（Li & Zhao, 2024，European Journal of Neuroscience）；（3）与汉字结构相似的干扰因素会对汉字选择和识别产生更大的干扰，并影响随后的汉字刷新阶段的神经活动表现，而干扰刺激的数量只会干扰早期汉字选择的神经活动，而不会影响汉字的刷新和保持阶段的神经活动（Li & Zhao, 2024，Journal of Cognitive Neuroscience）。系列研究结果揭示了汉字局部特征变化以及结构相似性干扰可能是影2响工作记忆表现的重要因素，也突出了从汉字特征角度考察工作记忆加工机制的探索具有重要的潜力。
（一）记忆负荷对汉字工作记忆加工进程的影响
系列研究一中，作者结合经典的N-back任务范式，探究了记忆负荷对汉字工作记忆任务的选择、刷新和保持阶段神经活动的影响（Li, Feng, Shi,& Zhao, 2024，International Journal of Psychophysiology）。结果发现，汉字选择阶段的N2pc波幅（图1(a)）和刷新阶段的P300波幅（图1(b)）随记忆负荷的增大而减小，保持阶段的SW波幅随记忆负荷的增大而增大（图2）。在时频分析中，刺激开始后α振荡的去同步化减弱，但在保持阶段α振荡的同步化增强。这些结果表明，较大的记忆负荷与汉字刷新过程中认知资源的减少和汉字保持过程中认知资源的增加有关。
图2记忆负荷对汉字保持阶段 SW波幅的影响
(Li, Feng, Shi, & Zhao,2024,International Journal of psychophysiology)
（二）汉字语音和视觉特征对工作记忆加工进程的影响
系列研究二中，作者通过2个实验考察了汉字部首的数量和汉字部首功能对工作记忆任务中选择、刷新和保持阶段神经活动的影响（Li & Zhao, 2024，European Journal of Neuroscience）。
在实验1中，通过比较单个部首组成的独体字（single-component character，SC）和两个部首组成的复合字（compound character，CC）在工作记忆任务各阶段神经活动的差异，发现与独体字相比，复合字在早期选择和识别阶段会出现更大的N2pc成分（图3），表明相比单一成分的独体字，在WM任务早期阶段对于复合字的选择需要投入更多的注意资源，以便更好地抑制分心物，更快完成对目标汉字的选择和识别。
图3 汉字视觉特征对汉字选择阶段 N2pc波幅的影响
(Li& Zhao,2024,European Journal of Neuroscience)
此外，独体字和复合字之间的差异在WM任务的刷新阶段也有所体现，相比独体字，复合字在WM任务的刷新阶段表现出了更小的P300波幅（图4）。这一结果表明汉字部首数量所引发的视觉差异会影响工作记忆早期注意选择和刷新阶段的神经活动。
图4汉字视觉特征对汉字刷新阶段 P300 波幅的影响
(Li& Zhao,2024,European Journal of Neuroscience)
在实验2中，研究者选取了汉字声旁部首能够指示整字发音的规则字（regular character，RC）和不能指示整字发音的不规则字（irregular character，IC）两种刺激材料，比较规则字和不规则字在工作记忆加工过程中神经活动差异。结果发现，相比规则字，不规则字只在P200成分上出现了更大的波幅，而在选择阶段的N2pc成分、刷新阶段的P300成分以及保持阶段的SW成分上均没有表现出显著的差异。这也反映了在不规则字的加工过程中，由于声旁部首发音与整字发音不一致而产生的语音干扰可能导致在汉字的早期识别阶段消耗了更多的认知资源。然而这种语音干扰并没有影响汉字在工作记忆任务中的选择、刷新和保持阶段的神经活动。
（三）汉字结构相似性干扰对汉字工作记忆加工进程的影响
系列研究三旨在探讨不同类型的干扰刺激对汉字N-back任务中脑电活动的影响，以阐明干扰物特征影响汉字刷新过程的神经机制（Li & Zhao, 2024，Journal of Cognitive Neuroscience）。
在实验1中，作者从干扰刺激特征的角度出发，探究了与汉字结构相似的假字干扰（false-character interference，FI）和符号干扰（symbol interference，SI）对汉字工作记忆任务选择阶段的影响，以及这种干扰是否会影响后续汉字刷新和保持过程的神经活动。研究结果表明，与汉字结构相似的假字干扰增加了汉字选择阶段干扰抑制的难度，降低了目标汉字选择阶段的N2pc波幅（图5）以及刷新阶段的P300波幅（图6）。
图5 干扰刺激特征对汉字选择阶段 N2pc 波幅的影响
(Li& Zhao,2024,Joumal of Cognitive Neuroscience)
图6 干扰刺激特征对汉字刷新阶段 P300 波幅的影响
(Li& Zhao,2024,Joural of Cognitive Neuroscience)
在实验2中，探究了1个干扰刺激和3个干扰刺激对汉字工作记忆任务加工阶段的影响，结果发现，更多数量的干扰刺激只增加了目标汉字选择阶段的N2pc波幅，并没有影响后续刷新阶段（P300）和保持阶段（SW）的表现。该项研究结果表明，与汉字相似的干扰刺激会对汉字识别产生更大的干扰，并影响了汉字刷新过程的神经过程，而干扰刺激数量仅仅干扰了早期的汉字选择，而不会影响汉字刷新和保持阶段的神经活动。
（四）研究结论与讨论、启发与展望
作者在系列研究中通过采用改编的汉字N-back任务，探讨了汉字工作记忆加工进程的神经活动模式及其影响因素，结果发现，视觉注意阶段对汉字的选择和识别以及工作记忆刷新加工阶段的神经活动最容易受到汉字视觉特征的干扰，而工作记忆任务中的保持阶段主要受到记忆负荷的影响。这一系列研究结果揭示了在工作记忆系统的操作过程中，依然存在着对刺激材料特征的结构分析，相对复杂的刺激会影响工作记忆加工的效率。当然，汉字作为一个复杂的文字体系，需要被挖掘的特征模式多种多样。此外，对于汉语的学习，文本理解才是最终的目的，在整个句子或者段落中，汉字之间会依据一定的语法或句法规则组合成为一个连续体，而不是单一汉字的不断刷新，因此，未来的研究可以考虑在文本情景下再次探究汉字刷新加工过程的神经机制，这将有助于揭示汉字刷新影响文本理解的神经基础。
作者和课题组简介：
西北师范大学心理学院赵鑫教授为系列论文的通讯作者，课题组已毕业的博士研究生李红利为系列论文的第一作者。该系列研究工作均得到了国家自然科学基金（32260207）和教育部人文社科基金（21XJA190005）的支持。
论文信息：
Li, H. L., Feng, J. R., Shi, X. X., &Zhao, X. (2024). Neural mechanisms of recognition, updating, and maintenance of Chinese characters in the N-back task. International Journal of Psychophysiology, 200, 112356. https://doi.org/10.1016/j.ijpsycho.2024.112356
Li, H.L., & Zhao, X.(2024). Decoding the neural impact of radicalcomplexity in Chinese characters during workingmemory task. European Journal of Neuroscience,60(7), 5553–5568. https://doi.org/10.1111/ejn.16508
Li, H.L., & Zhao, X.(2024). Similarity distractors increase the burden of Chinese character selection andupdating in working memory.Journal of Cognitive Neuroscience,1–17. https://doi.org/10.1162/jocn_a_02271
本文内容来源于网络，不代表三仓心理学界观点，如有侵权请联系后台。
如您或朋友有专著/期刊出版计划
请留言“出版”
或添加小编微信：SC-Psy咨询
✓ 拉您进心理学学术交流微信群，
群组主要交流期刊经验和发表互助，
能及时了解期刊动态，与同专业学友交流学习。
推荐阅读：
· 北京师范大学 · 丁国盛、刘兰芳课题组 | 口语叙事理解的大脑状态动力学三元结构
· 陕西师范大学· 孔风副教授团队 | 不同类型的儿童期受虐经历与感恩的关系
· 西北师范大学· 王宴庆博士 | 丘脑对认知推理的重要作用
三仓学术出版是国内学术出版领先的专业出版商。十年来，秉承"专业学术 精于学术”的理念，一心致力于学术出版的发展，以优秀学术论著为主要出版方向。力图为作者创造更为优质的出书体验，为作者提供方便快捷的出版服务。
