(一)简述海马和前额叶在记忆中的作用。

近年来,随着神经心理学和脑成像技术的发展,记忆生理机制的研究取得了重要的进展。

20世纪初,哈佛大学的研究者拉什利通过训练白鼠走迷宫,并切除脑的不同部位的方法,观察学习的保持情况。他发现切除面积的大小比切除的部位对记忆的保持影响更大。因此,他认为记忆不是大脑皮层上某个特殊部位的机能,而是整个大脑皮层活动的结果。拉什利的观点强调记忆加工的整体性,有其合理的一面。但也有错误的一面,因为不同脑区的功能存在一定的差异。

大量研究表明,颞叶中部的海马在记记巩固过程中发挥着重要的作用。例如,前面知识链接中谈到的H.M.的案例说明了海马在记忆巩固过程中的作用。海马在空间记忆的形成方面也发挥着作用。例如,莫里斯(Morris)在水迷宫测验中,把白鼠放入一个圆形的水池中,训练其找到隐藏在水下某个位置的平台。经过多次学习后,白鼠能够很快找到水下平台。这说明白鼠已经形成了空间记忆。但是损毁海马的白鼠,空间记忆受到了严重的影响。

前额叶在记忆中也扮演着十分重要的角色,情景记忆、工作记忆、空间记忆以及时间顺序的记忆都与前额叶的功能有关。前额叶和其他与记忆相关的脑区(如颞叶中部)有着广泛的神经网络联结。因此,前额叶和其他的脑区合作,对记忆的编码、储存和提取发挥着重要的作用。脑成像的研究表明,前额叶在记忆编码中发挥着重要的作用,当人们努力记住一系列词语时,前额叶激活非常明显,而且前额叶激活的强度能够预测记住了哪些词语、忘记了哪些词语。在一项研究中,被试被要求完成不同的任务:一种任务是默想几年前发生在自己身上的一件事,这属于情景记忆;另一种任务是回想几年前获得的某个一般性知识,这属于语义记忆。实验结果发现,语义记忆更多地激活了大脑皮层的顶叶和枕叶,而情景记忆则更多地激活了大脑皮层的前额叶。

知识链接

陈述性记忆和程序性记忆加工脑区的分离

陈述性记忆和程序性记忆是两种不同类型的记忆,它们的脑机制是否存在差异?脑成像研究表明,两种记忆确实存在不同的加工机制。

例如,正常人在完成陈述性记忆任务时,右侧海马区域的血流量较高,而在程序性记忆任务中并不是这样。一项脑成像的研究发现,伦敦出租车司机海马的一定区域要比公交车司机的体积大。伦敦的街道系统古老且复杂,出租车司机必须记住整个城市的交通线路,而不仅仅是一条单一的公交线路,才能获得营运的资格。研究还发现,驾龄最长的出租车司机,海马相关区域的体积也最大。这些研究结果说明,海马在陈述性记忆中发挥着重要的作用。

为了考察大脑程序性记忆的加工过程,研究者让被试完成外显和内隐记忆的任务。结果发现,外显记忆激活了海马区域。但内隐记忆,所有血流量变化的区域均位于海马区域之外。这说明,海马并不参与内隐记忆或者程序性记忆的加工。再比如,运动技能记忆似乎依赖于小脑。由于程序性记忆不依赖于海马,这就可以解释为什么像H.M.那样的患者虽然海马损伤,但依然能够获得新的技能了。

资料来源:帕斯托利诺,多伊尔-波蒂洛,2013.

(二)斯伯林的部分报告法实验是如何证明感觉记忆的存在的?

斯伯林(Sperling)的部分报告法实验证明了感觉记忆的存在。在实验中,她以非常快的速度(50ms)给被试呈现写有字母的3×4矩阵的卡片,呈现完后让被试立即回忆卡片上看到的字母,即全部报告法。结果发现,被试的平均正确回忆率约为4.5个。为什么回忆这么少?是因为没有全部看到呈现的字母,还是因为看到了更多的字母,但后来回忆时又忘掉了呢?

为考察这一问题,斯伯林改变了实验程序,采用了部分报告法,即呈现完字母矩阵后不是报告所有的字母,而是只报告某一行,具体报告哪一行,由声音提示。例如,出现高音时回忆第一行,出现中音时回忆第二行,出现低音时回忆第三行。这种方法被称为局部报告法。由于三种声音的出现完全随机,被试在声音信号出现前并不知道要回忆哪一行,这样就可以根据被试对某一行的回忆成绩来推测对全部字母的记忆情况。结果表明,当字母消失后立即出现声音信号,被试报告出的项目平均数约为9个,比整体报告法的成绩增加了一倍。部分报告法的实验说明,存在着一种感觉记忆,这种记忆的容量较大,但是保持的时间非常短,大约1秒。在整体报告法中,被试看到了全部的刺激,但是回忆几个字母花费了时间,其他字母的映像已经快速从感觉记忆中消失了。后来在部分报告法的实验中,延迟从字母刺激消失到声音信号出现的时间(如延迟1秒出现声音刺激),结果发现部分报告法的成绩和整体报告法的成绩是一样的。这证明感觉记忆的时间是非常短暂的,大约为1秒。

(三)简述情景记忆和语义记忆的含义及两种记忆的区别。

情景记忆是指人们根据时空关系对某个事件的记忆。它是对个人亲身经历过的、发生在一定时间和地点的事件或活动的记忆,是自传体式的记忆。例如,上周六你做了些什么就属于情景记忆。

语义记忆是人们对一般知识的记忆,与特殊的地点和时间没有关系。它独立于任何特定的情景。例如,三角形的内角之和等于180度,就属于语义记忆。

两种记忆具有不同的特点。首先,情景记忆与事件发生的时间、空间有联系,与个人的亲身经历联系在一起。语义记忆不与个人经历联系在一起。其次,情境因素对情景记忆的提取比较重要,因为情景记忆是和情境联系在一起的。而语义记忆的提取对学习情境的依赖较小。最后,情景记忆容易受到各种干扰因素的影响,不容易提取,而语义记忆不容易受到干扰,一般较容易提取。

(四)简述感觉记忆、短时记忆和长时记忆的区别。

三种记忆形式在保持时间、编码方式、容量、功能等方面均存在一定的差异。

首先,三种记忆的保持时间不同。感觉记忆保持的时间非常短暂,大约只有几秒钟的时间。短时记忆一般是指1分钟之内的记忆。长时记忆一般是指一分钟以上,几天,几个月,几年甚至保持终生的记忆。

其次,三种记忆的编码方式有差别。感觉记忆是记忆的开始阶段,由于保持的时间非常短暂,感觉记忆主要是按照刺激物的物理特征进行编码的。短时记忆的编码有语音和语义等多种编码方式,但根据康拉德等人的研究,短时记忆主要以语音编码或者听觉编码为主,即把言语刺激转换为语音帮助记忆。长时记忆的编码方式则主要以语义或者意义编码为主,利用刺激物的意义编码保持在长时记忆中。

再次,三种记忆的容量有差别。感觉记忆保持的容量较大,根据斯伯林等人的研究,感觉记忆能保持9个左右的字母。短时记忆的容量有限,亦即我们在短时间内不能同时保持很多信息。根据米勒等人的研究,短时记忆保持的容量为7±2个组块,组块是短时记忆信息存储的单位。长时记忆的容量没有限制,它是一个巨大的信息储存库,能储存大量的信息。

最后,三种记忆的功能不同。感觉记忆是记忆的开始阶段,其功能是暂时保持信息以便把信息转入短时记忆。短时记忆起到缓冲器和加工器的作用,即它负责把信息暂时储存起来并通过其进一步的加工把信息转入长时记忆。而长时记忆主要负责存储信息,存储大量的知识为我们所用。

(五)斯腾呈现伯数格字的的实增验加如而何延证长明,短这时样反记忆的提取是从头至尾的系列扫描?

斯腾伯格(Sternberg,1969)实验中,给被试呈现1~6个不等的视觉数字系列(记忆集合),每个数字呈现的时间为1.2秒。记忆完之后呈现一个探测数字,要求判断探测数字是否在刚才呈现的数字系列中出现过。如果出现过,按键做“是”反应;未出现过,按键做“否”反应,记录被试的反应时。在实验中,探测数字随机出现在所记数字的不同位置上,如第一或第二位置上等。实验通过被试的判断反应时,考察短时记忆中信息提取的方式。

实验逻辑是这样的:从短时记忆中提取信息,需要将探测数字和当前记忆中的数字进行比较,并且判断是否与之匹配。他假设:①如果探测数字和“记忆集合”中的数字是同时进行比较的,那么判断时间不会随着呈现数字的增加而增长,即判断探测数字是否出现过的时间,不受记忆集合中数字多少的影响,这样反应时的结果将如图6-1所示,这种同时比较称为平行扫描。②如果探测数字和“记忆集合”中的数字是相继进行比较的,那么判断时间将随着呈现数字的增加而延长,这样反应时的结果如图6-2所示,这种相继的比较称为系列扫描。

图6-1 平行扫描假设的结果

图6-2 系列扫描假设的结果

若短时记忆的提取是系列扫描的方式,进一步的问题是:提取数字时,是找到数字就停止搜索做出反应,即系列的自我停止扫描,还是搜索完所有记忆集合中的数字后再做出反应,即系列的完全扫描?如果是系列的完全扫描,那么“是”反应和“否”反应的时间应当接近,这样反应时的结果将如图6-3所示。因为无论“是”反应还是“否”反应都需要搜索完所有数字后才做反应。如果是系列的自我停止扫描,那么“是”反应的平均时间要比“否”反应的平均时间短,结果将如图6-4所示。因为“是”反应搜索到匹配的项目之后,就没有必要再搜索下去,而“否”反应必须在搜索完之后做出。

图6-3 系列的完全扫描假设的结果

图6-4 系列的自我停止扫描假设的结果

最终的实验结果如图6-5所示。可以看出这一结果符合“系列的完全扫描”的实验预期。

图6-5 反应时是记忆系列中项目数的函数

斯腾伯格的上述实验结果证明,短时记忆是从头至尾按系列的方式提取信息的,即采用“系列的完全扫描”的方式提取信息。

(六)沃和诺尔曼的研究如何证明短时记忆的遗忘是由干扰造成的?

根据短时记忆的衰退理论,短时记忆是由于记忆痕迹的消退造成的,遗忘是时间的函数。而干扰理论则认为,记忆痕迹不会消退,遗忘是由于学完一定的材料后,受其他材料或者活动的干扰造成的。由于记忆后经过的时间和干扰因素是交织在一起的,很难将两者截然分开,那么记忆后的时间因素和干扰因素哪一个对遗忘的作用更大呢?

沃和诺尔曼设计了一个巧妙的实验试图解决这个问题。在实验中,他们以一定的速度给被试呈现一个数字系列,最后一个数字为探测数字。探测数字出现后伴随一个纯音,而且探测数字在前面数字系列中出现过一次。被试的任务是回忆在探测数字后面出现的数字是什么。例如,呈现的是56349286341802,探测数字是2,正确回忆的数字是8。从8开始到最后一个数字称为间隔数字,呈现这些间隔数字所需要的时间为间隔时间。

根据消退理论,记忆的保持量将随间隔时间的延长而减少;根据干扰理论,保持量将随间隔数字的增加而减少。那么如何把间隔数字和间隔时间这两个因素分开?为解决这个问题,他们采用两种速度来呈现数字:一种是快速的,每秒呈现4个数字;一种是慢速的,每秒呈现1个数字。因此可以在间隔数字不变的情况下,改变间隔的时间。例如,间隔4个数字,快速呈现只需1秒,慢速呈现则需要4秒。也可以在间隔时间不变的情况下,改变间隔数字。例如,间隔时间1秒,快速呈现时间隔数字是4个,慢速呈现时间隔数字为1个。这样就可以考察间隔时间相同的情况下,间隔数字对记忆的影响,也可以考察在间隔数字相同的情况下,间隔时间对记忆的影响。沃和诺尔曼的实验结果如图6-6所示。

图6-6 沃和诺尔曼的实验结果

从图6-6可以看出,无论是快速还是慢速呈现数字,正确回忆率都随间隔数字的增加而减少,两种呈现速度的实验结果非常接近。这说明,正确回忆率并没有受单词呈现速度的影响,而受干扰数字影响非常大,表现为间隔的数字越多,回忆的正确率越低。显然,沃和诺尔曼的实验支持了短时记忆的干扰理论,即短时记忆的遗忘可能主要是由于记忆受到了其他材料或者活动的干扰。

(七)长时记忆信息的存储可能会发生哪些变化?为什么?

长时记忆在存储阶段,保持的经验并不会一成不变,而会发生一定的变化。这种变化表现在量和质两个方面。

在量的方面,记忆保持信息量随着时间的推移而逐渐下降,这可能是由于受到其他材料的干扰。

在质的方面,由于受个体知识、经验差异的影响,存储的信息会发生不同程度的变化,表现在:①回忆的内容更加简略和概括,不重要的细节逐渐趋于消失;②回忆的内容变得更加完整、合理和有意义;③回忆的内容变得更加具体,或者夸张、突出。这种质的变化,主要是由于个体已有知识、经验和保持的信息之间存在相互作用,这种相互作用决定了长时记忆的存储是一个动态的变化过程。因此,回忆出的信息和编码时的信息可能存在差异。

(八)影响遗忘的因素有哪些?

遗忘受很多因素的影响,主要包括以下几个方面。

1.识记后的时间

根据艾宾浩斯遗忘曲线,遗忘是时间的函数,遗忘的进程是先快后慢,即识记后较短时间内遗忘较多,以后遗忘的速度变慢。

2.识记材料的性质与数量

一般来讲,记忆形象的材料比记忆抽象材料遗忘得慢;记忆有意义的材料比记忆无意义的材料忘得慢;在学习时间相等的情况下,学习材料越多,忘得也会较快。

3.学习程度的影响

适当的过度学习有利于记忆的保持,因此要进行适当的过度学习。过度学习是指在刚好记住的情况下再次进行的学习。

4.识记材料的系列位置效应

在记忆系列呈现的材料时,一般来讲,开头、结尾的材料记忆得好,中间的材料记忆得较差,这种现象被称为记忆的系列位置效应。

5.识记者的目的、态度、兴趣等

有明确识记目的的记忆效果好。符合需要、感兴趣的材料更容易记住。

(九)简述有关长时记忆遗忘的几种理论解释。

造成长时记忆遗忘的原因是多方面的,不同理论对此进行了不同的解释。

记忆的衰退学说认为,记忆的遗忘是记忆痕迹得不到强化而逐渐减弱、消退的结果。也就是说,我们记忆一定的材料后需要一个巩固的过程,但由于没有及时复述或者复述的次数不够多,因此记忆痕迹(神经元之间联系的通路)没有巩固,从而导致了遗忘。记忆痕迹就好像沙滩上的小路,如果很长时间没有人行走,小路会逐渐消失。

记忆的干扰学说认为,遗忘是由于记忆受到了其他材料或者活动的干扰,记忆的痕迹并没有消失。有关前摄抑制和倒摄抑制的大量研究都表明,干扰能够导致遗忘。因此,记忆干扰学说有大量实验证据的支持。

提取失败说认为,记忆的遗忘是由于提取信息时未找到适当的提取线索,记忆的痕迹并没有消失,如果线索找到了,信息就能提取出来了。我们都经历过舌尖现象,即认为自己一定知道,但当时就是说不出来。例如,你遇到了一个不常见面的人,当时怎么也想不起他的名字,但过后很快就想起来了,这就是舌尖现象。舌尖现象说明,当时提取不出来的信息是储存在大脑中的,只是由于某些原因没有提取出来。舌尖现象支持了提取失败说。

压抑说认为,遗忘是由情绪或动机的压抑作用引起的,即有些经验如果进入人的意识会使人感到很痛苦,因此要忘记这些经验。压抑说考虑到了个体需要、动机、欲望的作用,强调遗忘是主动的遗忘。但是压抑说支持性的证据较少,而且往往越强烈的情绪事件,记忆越清晰。

总之,不同的理论对遗忘现象进行了不同的解释。每种理论都能部分解释遗忘现象,但不能解释所有,最好把各种理论综合起来理解遗忘现象。

(十)什么是前摄抑制和倒摄抑制?前摄和倒摄抑制的大小受哪些因素的影响?

前摄抑制是指先学习的材料对识记和回忆后学习材料的干扰作用。倒摄抑制是指后学习的材料对识记和回忆先学习的材料的干扰作用。

前摄抑制和倒摄抑制受很多因素的影响:

①先前学习材料的次数多,数量大,前摄抑制的干扰作用也越大。

②先后学习的材料,如果内容既有相似的地方,又有不同的地方,前摄抑制和倒摄抑制的干扰作用最大。

③记忆的巩固程度,即记忆一个材料的巩固程度越低,越容易受到前摄或者倒摄抑制的影响。

根据前摄抑制和倒摄抑制的原理,记忆时要合理安排学习内容,调整好学习与休息的时间,以使抑制的作用降到最低的限度。

(十一)如何提高记忆的效果?

记忆是人脑对外界输入的信息进行编码、存储和提取的过程。因此,提高记忆效果可从下面几个阶段着手。

1.编码阶段

(1)在理解的基础上进行记忆

大量研究表明,建立在意义理解基础上的记忆比机械记忆的效果要好,因此要提高记忆效果,需要深入理解所学的内容。

(2)视觉、听觉等多通道协同记忆

在记忆的过程中,可以把视觉、听觉、动觉等感觉通道联合起来帮助记忆。例如,记单词时,一边看一边念是利用了视觉和听觉两种感觉通道。如果再写出来,就又利用上了动觉通道。一般来讲,多感觉通道的联合记忆效果优于单个感觉通道记忆效果。

(3)把记忆的材料形象化和韵律化

记忆形象的材料要比记忆抽象的材料效果好,记忆有韵律的材料要比记忆无韵律的材料效果好。因此把记忆的材料形象化和韵律化有助于提高记忆效果。

(4)把记忆的内容和自我与过去的经验联系起来

记忆的内容和自我有关联时,记忆的效果好。因此为提高记忆的效果可以把要记忆的内容和自我联系起来,也可以利用自己过去的经验帮助记忆。

2.储存阶段

为使记忆效果好,在记忆的储存阶段,需要组织有效的复习。

(1)及时复习

根据艾宾浩斯遗忘曲线,遗忘的进程是先快后慢的,因此在学习一个材料后要及时进行复习。

(2)经常复习

复述是短时记忆内容进入长时记忆的基本条件,因此要对所学的内容经常进行复习。

(3)分配复习时间

分散复习的效果优于集中复习的效果,因此在复习的过程中要对学习材料进行分散复习。

(4)阅读与回忆交替进行

学习到一定程度后,要尝试回忆所学的内容。在此基础上再次进行学习,这样把阅读和回忆交替进行也有利于我们的记忆。

(5)系统化复习

同类的知识在头脑中形成知识体系,有利于我们的记忆。

3.提取阶段

在提取阶段,可以利用编码特异性的原则,即编码和回忆的情境(或线索)越相似,回忆效果越好。因此在提取阶段,尽量利用编码阶段建立的各种线索。如果可行,回到记的地点进行回忆,也有助于记忆。

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学习后间隔4小时锻炼有助于记忆

记忆需要一个巩固的过程。一项最新的发表在国际著名学术期刊《当代生物学》(Current Biology)上的研究显示,学习后进行体育锻炼有助于记忆,但不是学习后立即进行锻炼,而是间隔一段时间。

在这项研究中,研究者首先让被试利用40分钟左右的时间记忆一定的实验材料,然后马上进行回忆测验(test 1)。测验完成后,把被试分成三组。第一组被试在学习后马上运动,第二组在学习4小时后再运动,第三组不运动。第一组和第二组被试的运动形式都为35分钟的自行车间歇式训练,要求被试的心率达最强心率的80%,两组只是开始运动的时间不同。匹配其他的无关变量。48小时后,所有被试再次返回实验室进行回忆测验(test 2)。实验结果发现,在第一次测验(test 1)时三组被试的记忆成绩没有差异。但在第二次测验(test 2)时,与学习后马上运动或根本不运动的被试相比,间隔4小时进行锻炼的被试的记忆成绩最好。研究者认为,学习后的锻炼可提高长时记忆,运动作为一种教育干预和临床治疗的手段具有很大的潜力。

资料来源:van Dongen,Kersten & wanger,et al.,2016..