视觉工作记忆是巴德莱（Allan Baddeley）和希契（Graham Hitch）提出的经典工作记忆模型中的重要组成部分，负责视觉信息的加工与存储，包括刺激物的颜色、形状、大小、方位等。目前，已有诸多行为实验和脑神经科学研究结果表明，视觉工作记忆还可进一步细分为客体工作记忆和空间工作记忆，前者对物体的大小、颜色和形状等进行加工和存储，而后者主要负责加工和存储物体的空间位置信息。由于空间工作记忆涉及的加工信息较少，因此，学术界研究的重点主要在客体工作记忆领域。而在有关视觉客体工作记忆的研究中，20多年来，研究者致力于解决的一个焦点问题是：视觉客体工作记忆的存储机制是什么，即在记忆系统中具体的存储单位到底是什么？对此，研究者基于相应的实验结果提出了三个互有争议的理论。
基于客体的存储理论
1997年，拉克（Steven Luck）和沃格尔（Edward Vogel）采用变化检测范式（change detection paradigm），在测量视觉工作记忆容量的同时考察其存储单元。他们在实验中首先向被试呈现由不同数量的单特征客体或多特征客体（如绿色方块或颜色—方位线段）组成的样本刺激，短暂间隔后出现检测刺激，要求被试判断检测刺激中的客体与样本刺激是否相同。他们首先比较了单色块和双色嵌套方块（如红色大方块中间内嵌一个绿色小方块）的记忆成绩。在呈现的方块数量相同的情况下，双色块和单色块的记忆成绩不存在显著差异。必须明确的是，实验中被试需要记忆的双色块所含的颜色数量是单色块的两倍。结果发现，被试对相同数量的单特征客体与多特征客体的记忆成绩无显著差异。在后面的实验中，他们还采用含有不同维度特征的刺激材料进行检测。例如，在一个实验中，分别向被试呈现三组样本刺激和检测刺激，每组刺激内有四条包含不同朝向和颜色的线段。被试对检测刺激的判断任务分为三种：任务一，判断颜色是否变化（朝向恒定）；任务二，判断朝向是否变化（颜色恒定）；任务三，判断朝向和颜色是否均发生改变。在任务一和任务二中被试要求记忆的是4个特征，而在任务三中被试要求记忆的则是8个特征（4个颜色和4个方向）。结果显示，在上述三种任务中，被试的记忆准确率无显著差异。
为此，他们认为，被试在视觉工作记忆中的储存单元是整合的客体——不论客体是由相同维度的特征构成还是由不同维度的特征（如颜色—朝向线段）构成，视觉工作记忆容量取决于客体的数目而不是特征数目和种类。这种观点被称为“基于客体的存储理论”（object-based theory），也叫“强客体”假说。举个例子，假如我们的视觉客体工作记忆系统是一个大蛋糕，它里面就存放着许多由不同颜色、形状或其他表面特征组成的小蛋糕，每个小蛋糕都是一个独立的单元。目前已有不少行为实验和神经科学研究结果支持这一理论。
基于特征的存储理论
在拉克和沃格尔提出“基于客体的存储理论”之后，其他研究者对视觉工作记忆的存储单元问题进行了深入探讨，得出的结果与其不尽相同。例如，奥尔森（I. R. Olson）和蒋（Y. Jiang）于2002年在其实验中也采用双色嵌套方块和单色块作为刺激材料，结果却发现，在客体数量相同的情况下，被试对双色嵌套方块的记忆成绩要显著低于单色方块。因此，如果客体所包含的同一维度内特征数量增多，那么客体工作记忆系统的存储容量就会减少。这一结果也得到了其他诸多实验研究的支持。例如，吴文春和金志成于2006年采用由同一属性特征构成的客体作为记忆材料，通过两个实验，分别比较了颜色特征数不同、客体总数相同以及颜色特征数相同、客体总数不同两种条件下的记忆成绩。实验1结果发现，被试在三种特征数（分别为1、2、3）情况下的记忆成绩存在显著的差异，客体所含的颜色数目越多，记忆成绩越低。实验2的结果发现，特征数相同、客体总数不同的情况下，被试的记忆成绩无显著差异。
上述研究结果显示，当客体在同一特征维度（如颜色）上同时具有不同值时（如红色方块与红—绿双色嵌套方块），视觉工作记忆的存储单元为特征；虽然整合的客体（红色三角形）也是视觉工作记忆的存储单位，但记忆容量主要取决于特征值的数量而非客体数量，而且特征与客体的存储共同占用一个存储系统，它们之间相互竞争记忆资源。这种观点被称为“基于特征的存储理论”（feature-based theory），也称“弱客体理论”。2018年，王静、薛成波和刘强采用回忆范式和有意义物体为材料的实验结果再次证实，同一维度的双特征客体不能以整合方式存储在记忆中。
双重存储理论
维勒（M. E. Wheeler）和特雷斯曼（A. M. Treisman）于2002年也采用拉克和沃格尔的实验范式，并以双色嵌套方块和单色块（分为大单色块和小单色块，均为实心）为识记材料，得出的结果也与其不同：被试对双色嵌套方块的记忆成绩要显著低于相同数量的单色块。基于此，她们认为，每一维度的特征都有相互独立的专门存储区，容量有限，相同维度的不同特征（如黄色、蓝色）竞争有限的共同资源，客体所含特征数量越多，其记忆成绩就越差。此外，她们还考察了由两种不同维度特征组成的图形在视觉工作记忆中的存储方式，并对单一特征变化条件（只变化颜色或形状）和特征互换变化条件（检测项的两个特征分别属于识记项的两个不同图形）下的记忆成绩进行比较。她们假定，如果刺激所含的各特征信息是以整合方式存储于视觉客体工作记忆中，那么特征交换条件下的变化觉察成绩应不低于单一特征变化条件下加工难度最大条件的变化觉察成绩。结果发现，特征交换变化条件下的正确率与特征变化条件下最差的觉察正确率无显著差异。这一结果表明，被试对不同维度的客体特征能并行存储，特征间通过绑定组成整合的客体，其绑定关系的存储不耗费或耗费很少的各维度特征存储容量。
基于上述实验结果，她们提出了双重存储机制（dual-storage mechanism）假设，即双重存储理论。该理论认为，当客体只由同一维度的不同特征构成时，其存储单位是特征，当客体由不同维度的特征构成时，其存储单位是整合的客体。双重存储理论也得到之后不少研究的支持。例如，吴文春等人以两维双特征图形和三维双特征图形（包含两个基本特征或一个基本特征和一个细节特征）为记忆材料考察其存储机制，结果均发现，由两种不同维度特征组成的图形在视觉客体工作记忆中均能以整合方式进行存储。
综合而言，与基于客体的存储理论和基于特征的存储理论相比，双重存储理论显得更加灵活且具有更高的解释力，研究者对其认同度也更高，不过争议依然存在。如沈模卫等人的研究结果表明，由两基本特征构成的视觉图形能以整合客体为单位进行存储，而对于由一基本特征与一细节特征构成的客体又无法以整合单元存储。研究者解释，此种现象很可能反映了双重存储机制中特征存储与绑定关系存储需要不同的注意资源，即可以平行编码的特征之间的绑定关系耗费的注意资源少，所以更容易以整合客体的方式进行存储；而需要系列编码的特征（如开口朝向）耗费较多的注意资源，故能再分配于保持绑定关系的资源就更少，因此难以以整合客体的方式存储。这些研究结果表明，即便是多维特征刺激，其视觉工作记忆的存储单位是客体还是特征，还需视客体所含特征的类型而定。后续研究可以考虑采用其他研究范式或通过跨学科的方法来进一步探讨。
（作者单位：韩山师范学院教育科学学院）
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