包邮认知神经科学基础

    (一)
    人民教育出版社在“九五”期间出版了一
套《应用心理学书系》，荣获国家图书奖，在
社会上产生了很大反响，对心理学的教学和研
究影响深远。应人民教育出版社的邀请，这次
由我主编这套《基础心理学书系》。本书系已
被国家新闻出版总署列为“十五”国家重点图
书出版规划项目。
    其实，在心理学的众多研究领域中，基础
心理学和应用心理学只是一个大概的划分。基
础心理学更多关注学科和学理发展的需要，而
应用心理学则更多关注实践部门的要求。从这
个意义上，我们把研究基本心理过程的学科定
义为心理学的基础学科，如普通心理学、实验
心理学、发展心理学、生理心理学、知觉心理
学、记忆心理学、思维心理学、语言心理学、
情绪和动机心理学、智力和人格心理学等，而
把关注心理学在某个实践部门应用的学科称为
心理学的应用学科，如教育心理学、咨询心理
学、工业心理学、心理测量学、广告心理学
等。当然，基础心理学也关心成果的应用价值
或潜在的应用价值，它的某些研究成果将转化
为有重大应用价值的成果，并为应用研究提供
理论基础；而应用心理学中也存在一系列基本
 理论问题，解决这些问题对心理学学科的发展，包括基础理论的发展也有
重要的意义。
    如何对《基础心理学书系》进行定位，是我们从工作一开始就非常关
心的一个重要问题。我们给自己提出了一个比较高的目标，它包含了下面
一些要求。
    1．书系应该是一套反映当代基础心理学研究成果的专著，同时也应
该是一套高水平的高校心理学教材，即专著型教材。它适用于心理学系高
年级本科生、研究生及心理学基础研究人员阅读，对从事心理学应用研究
的广大心理学工怍者及相关学科的研究工作者，也有重要的参考价值。
    2．书系的内容应该力求准确反映当代基础心理学的*新研究成果，
具有科学性、系统性、前沿性，能展示心理学的发展方向。书中引用的成
果应有可靠的文献根据，对重要成果要具体介绍其研究资料及结论。在总
结学术成果的同时，也应介绍研究方法的*新进展。
    3．近二十年来，中国的基础心理学研究取得了重要进展，在视觉的
基本理论、汉字识别与句子理解、个体的心理发展，特别是儿童的认知发
展、心理的神经生物学基础等方面，积累了较多的研究成果。书系应该系
统总结这些成果，使之具有中国特色。
    4．在保证科学性的前提下，要用生动、活泼、通顺的文字来从事书
系的“创作”，行文力求深入浅出，具有较好的可读性。
    (二)
    科学心理学已经走过了一百多年的发展道路。1879年，德国著名心
理学家冯特(W．Wundt，1832--1920)在德国莱比锡大学创建了**个
心理学实验室，开始对心理现象进行系统的实验室研究。在心理学史上，
人们把这个实验室的建立看成是心理学脱离哲学的怀抱，走上独立发展道
路的标志。
    科学心理学有长远的过去，但只有比较短暂的历史。它比数学、物理
学、化学和生物学发展成为真正科学的时间要短得多。这与心理现象的异
常复杂有密切关系。在心理学成为真正科学的发展历史上，曾经有过，而
且今后还会受到许多非科学东西的干扰。只有能够经受实践检验的心理学
知识才能成为科学心理学的组成部分。
     一百多年来科学心理学取得了巨大的进展，下面我尝试列举其中的一
些重要的成就。
    1．视觉的基础研究取得了突破性进展。
    2．用多重记忆系统代替单一记忆系统。记忆的研究每十年都有一个
重要的变化。
    3．用实验方法研究了高级心理机能，如表象、思维、语言、情绪等。
    4．在计算机上模拟了人的复杂行为，包括知觉、表象、问题解决、
词汇识别和句子理解等。
    5．对无意识现象的重视，意识和注意问题成为心理学中*具挑战性
的问题。
    6．对心理的微观结构和过程进行了研究。
    7．对儿童发展潜力的重新估计和对早期经验的重视。
    8．元认知的研究，包括元记忆的研究、元语言能力的研究等。
    9．探讨了智力和人格的复杂结构，使智力和人格成为可以测量的心
理品质。
    10．认知神经科学和情感神经科学的发展，为探讨脑的秘密，揭示脑
与心理的关系开辟了很好的前景。
    11．不断完善心理学的研究方法，为客观地研究心理现象提供了可
能性。
    12．心理学不仅是一门学科，而且成为一种职业。
    13．将心理学的基础研究成果运用于实际生活；心理学知识深入到社
会生活的各个方面，对改善人类的生活质量产生了越来越大的影响。
    我们不敢奢望在一套书系中能把如此丰富的研究成果和嘶富总结概括
出来，但我们希望能在自己所研究的领域内做一些总结概括的工作，从某
些侧面反映出心理科学的发展和成就。在这个意义上，书系中的每一本著
作都应该是该领域的一部专著，它应该能够系统地反映该领域的基础知识
和前沿研究成果，应该为该领域的研究工作者提供一部很好的参考文献。
    心理学的发展是和人才的培养分不开的。近十年来，中国心理学迎来
了发展的*好时期。根据中国心理学会的*新统计，现在全国已有各类心
理学系和专业一百五十多个，每年招收的本科生人数达到六千人左右，研
 究生人数也接近两千人。人才培养呼吁教材建设。我们编写的这套书系同
时也是一套教材，希望这套书系能为进一步培养我国的心理学人才，促进
中国心理学长期、持续的发展产生积极的作用。
    在一套书系中要同时实现上述两个目标，的确是一件很困难的事情。
我清楚地意识到完成这项任务的难度。也许是这个原因，我们的书系经过
了近八年的时间，才开始与读者见面。
    这套书系由以下著作组成，它们分别是：
    ·实验心理学
    ·心理学研究方法
    ·认知神经科学基础
    ·知觉心理学   
    ·注意心理学
    ·记忆心理学
    ·思维心理学
    ·语言心理学
    ·动机与情绪心理学
    ·人格心理学
    ·儿童发展心理学
    ·成人发展心理学
    (三)
    在书系开始面世的时候，我首先要感谢参与这套书系撰写的所有作
者。作者中既有长期从事基础心理学研究和教学经验丰富的我国老一代心
理学家，也有近年来活跃在基础心理学科研和教学**线的青年心理学
家。几年来他们在研究工作和教学任务非常繁忙、课题压力很大的情况
下，克服了种种困难，默默耕耘，辛勤工作。其中我特别要提到中国科学
院心理研究所的许淑莲教授，她参加撰写《成人发展心理学》之初，就患
心脏病住进了医院。但她坚持工作，书中的许多章节都是她在病榻上，通
过口述后再整理成文的。我还要提到中国科学院心理研究所的魏景汉教
授，他负责《认知神经科学基础》的撰写。为了保证书系的前沿性，他尽
量收集各种新的研究成果和研究方法，在身体有病的情况下，仍对书中的
 每个数学符号进行仔细的订正。没有这些专家长期持续的努力，完成这套
书系是难以想象的。
    我还要感谢人民教育出版社副总编辑吕达博士一直关心、支持这套书
系的出版，感谢人民教育出版社总编室主任魏运华博士、文化教育分社社
长刘立德同志以及本套书系的责任编辑曾红梅同志和有关工作人员，正是
他们为我们提供了这样一个平台，让我们在这个平台上展现我们的学识和
才智，做一件有利于学科发展和人才培养的大事。
    彭聃龄
    2004年11月9日于北京

第十一章
工作记忆
    工作记忆(working memory，简称WM)是认知的重要环节，对长
时记忆的形成、知识获得和信息利用等具有重要作用，是当前认知神经科
学的研究热点。21世纪脑科学迅速发展，随着研究方法和技术的不断完
善，工作记忆脑机制的研究在长期积累的基础上取得了显著的进展。本章
首先介绍工作记忆的概念与认知模型，阐述工作记忆脑机制研究中的几个
基本问题，然后总结已有研究揭示的信息(词语、客体与空间)保持、操
作加工与执行控制的脑机制，*后综述一些工作记忆的脑模型。
    **节工作记忆的概念与认知模型
  一、工作记忆的概念
  工作记忆是为完成某一任务或目标而在线(on line)保持信息，并对
所保持信息进行操作加工的系统(D'Esposito，2001)。认知心理学则采用
这一术语阐述参与信息暂时保持和操作的系统(Baddeley＆Hitch，
1974)，强调系统功能的重要性，提出了工作记忆的结构功能模型，把工
作记忆定义为一个由多成分组成的系统。    

    个体在环境中获取的信息在短时内存储，并在随后的行为中参与一系
列加工活动。工作记忆在表象、言语、计划、推理、决策、学习、思维、
问题解决和空间加工等高级认知功能和智力活动中起着非常重要的作用，
是操作高级认知任务时所必须具备的一种暂时信息储存与加工。
    工作记忆的术语*早是由米勒(G．A．Miller)等在他们的著作《计
划与行为结构》(Plans and the Structure 0／Behavior)一书中提出来的
(Miller，Galanter&Pribram，1960)。认知心理学关于工作记忆的概念
 是从短时记忆的概念发展而来的。早期研究发现，防止主动复述后，即使
很少一点儿信息也会迅速遗忘。这些研究表明，长时记忆的遗忘是由干扰
造成的，短时记忆的遗忘是由于记忆痕迹消退造成的。这种差别导致长时
记忆系统与短时记忆系统的分离。短时记忆是指在短暂时间内储存有限信
息的记忆系统，*常见的例子是短时间内记住一个新电话号码。詹姆斯
(W．James)提出初级记忆(primary memory)和次级记忆(secondary
 memory)的概念来区分短时记忆系统和长时记忆系统。
    阿特金森等(Atkinson＆Shiffrin，1968)提出了短时储存(short-term
 store，简称STS和长时储存(10ng-term store，简称LTS)的概念。长时
储存和短时储存的区分获得了行为实验的证据。在自由回忆实验中，被试
学习一系列无关的单词，然后要他们不必按呈现顺序尽可能多地把单词回
忆出来。结果发现：*后几个项目回忆得很好，这称为近因效应(recent
 effect)；头几个项目也回忆得好，称为首因效应(primary effect)；中间
项目回忆得*差。但是，如果延迟一段时间后回忆(如用数数作为分心任
务)，那么近因效应消失，而头几个项目相对不受影响。近因项目保持
在短时记忆中，而首因项目保持在长时记忆中。这种观点更为长时记忆
编码的研究发现所证实，影响长时记忆的一些变量也影响首因效应，但
不影响近因效应。有研究者观察到，当被试回忆视觉呈现的辅音字母串
时，所犯的错误多是同音混淆。当要求长时记忆时，结果模式反转过来
而意义成了主导的因素(Baddeley，1966)。这些结果提示，短时储存是
以听觉编码为基础的，而长时储存则是意义编码，这就是听觉与语义双
重编码。
    在传统短时记忆研究的基础上，巴德利(A．D．Baddeley)等首先注
意到短时记忆系统与推理和理解的关系。被试进行推理作业的同时，要
求他们在短暂的时间内记住无关的材料会降低推理能力(Baddeley&
Hitch，1974)。这一研究结果直接引起了对与推理有关的工作记忆系统
的注意。单一短时储存的概念已被证明过于简单而不能作为恰当的工作
记忆起作用，因而后来发展为多成分工作记忆的概念。认知心理学把工
作记忆界定为：一种信息的暂时储存及与其他更复杂任务的联合运作；
一种为特定任务或目标服务而在线保持信息的能力；一种为了完成复杂
 问题解决任务，操作多种信息资源的心理工作空间(mental workplace)。
  二、工作记忆的认知模型
  巴德利等提出的多成分认知模型源于早期的单一短时缓冲器概念(At—
kinson＆Shifffin，1968)，是影响较大的工作记}乙模型(见图11-1)。短时缓冲
器在知觉与长时记f．乙之间起通道作用，后来发展为包括中央执行系统和几个
辅助系统在内的多成分结构。该工作记忆模型包括中央执行系统(central ex-
ecutive system)和语音回路(phonological loop)、视觉空间存储(visuospatial
sketchpad)两个附属系统。言语缓冲器加工言语材料，空间信息是空间位
置关系的信息，与该信息的输入通道无关。客体信息指与空间关系无关的
视觉信息。语音回路和视觉空间存储容量有限，分别特异性地存储和保持
词语和视觉空间材料。下面评述该模型的主要内容。
  (一)中央执行系统
  中央执行系统是工作记忆的核心成分，该系统主动调节认知资源的分
配，控制有限容量的词语和空间记忆信息，协调各子系统之间的活动及其
与长时记忆的联系，负责注意资源的协调和策略的选择与计划。例如，在
新任务参与和必须制止已有行为时，中央执行系统参与认知加工过程。中
央执行系统与工作记忆的动态加工有关，它可以快速执行一些实时操作，
使记忆负荷不至于过载，或者可以在操作后迅速恢复，以满足认知加工的
需要。
  (二)语音回路
  语音回路负责以声音为基础的言语信息的存储和控制。该子系统由两
部分组成：一部分是语音存储(phonological store)，它能保持语音信息
1～2秒，其中的项目均由语音结构来表征；另一部分是发音控制加工
(articulatory control process)，这类似于内部言语。