我们的大脑会从环境中选择性地过滤掉无关信息，以完成日常生活中的特定任务。从环境中选择相关信息称为外部注意，而从内部生成的信息（如长期记忆或工作记忆）中选择相关信息则称为内部注意（Chun等人，2011年）。外部驱动的注意（EDA）似乎受到多种因素的影响，例如刺激的类型（Busse等人，2005年）、空间因素（Luzardo和Yeshurun，2021年）和时间因素（Wilsch等人，2020年），以及物体的物理特征（Reynolds和Chelazzi，2004年）。然而，内部驱动的注意（IDA）似乎受到认知过程的影响，如任务选择（Landry，2021年；Verschooren等人，2020年）、认知抑制（Gaspelin和Luck，2018年）或记忆负荷（Nickel等人，2020年）。
从个体差异的角度来看，有人提出注意控制是决定工作记忆容量的关键因素（Conway和Kane，2001年；Hiebel和Zimmer，2015年；Kane等人，2001年）。此外，许多论文认为工作记忆不是由一个专门的神经系统支持的，而是由注意多个大脑系统的参与共同实现的（Murphy等人，2020年；Theeuwes等人，2009年）。
多项综述研究了注意和工作记忆之间的相互作用和相似性（Awh等人，2006年；Awh和Jonides，2001年；Chun等人，2011年；Chun和Johnson，2011年），所有这些研究最终都得出结论，两者之间存在密切联系，尽管这种联系的精确神经机制尚不清楚。
这些研究一致认为，对内部表征和外部刺激的注意是通过一个共享资源发生的，导致外部注意和内部注意之间的竞争性互动（Hermann等人，2021年；Stroganova等人，1998年）。这种互动之所以发生，是因为工作记忆涉及在感觉皮层中内源性激活感知记忆表征，例如代表特定物体颜色或形状特征的视觉神经元，这些神经元随后会调整自身，使其更容易被与其偏好特征相匹配的外部刺激激活（Desimone和Duncan，1995年；Postle，2006年）。
虽然与内部注意相匹配的外部项目的选择会增强对该项目的表征，但其他潜在相关的外部刺激的处理会受到损害。此外，外部刺激可以捕获自下而上的注意，并随后在工作记忆中获得主动维持。然而，当这种情况发生时，其他内部维持的表征的处理也会受到影响。
工作记忆和注意之间的相互作用对认知功能至关重要，正如（Awh和Jonides，2001年）所阐述的那样，他们探讨了这些结构在信息处理过程中的相互作用。他们认为工作记忆作为信息的存储库，而注意则控制着哪些工作记忆中的项目会被选中进行进一步处理（Olivers，2009年）。这种动态关系表明，注意资源对于维持和操作工作记忆中的信息是必要的。没有注意，关键数据可能会丢失或未被处理，从而导致表现下降（Olivers，2008年；Olivers，2009年）。此外，研究表明，注意力的转移会干扰工作记忆中空间信息的维持，这表明注意力不仅对于编码至关重要，对于存储信息的检索也同样重要（Lawrence等人，2004年）。因此，这种互动是双向的；虽然注意依赖于工作记忆的内容，但它也受到这些内容可用性的影响，这突显了各种任务的表现如何依赖于这两种结构的协同工作（Godijn和Theeuwes，2011年；Oberauer，2019年）。
有越来越多的证据表明，EDA和IDA之间的相互作用是双向的。例如，在回顾性提示的斯特恩伯格任务中，与内部维持的项目相关的干扰因素一致地降低了行为表现（Clapp等人，2010年；Hermann等人，2021年；Kelley和Lavie，2011年），这表明干扰因素（作为较高水平EDA的一部分）会在主要依赖IDA的条件下恶化行为表现。相反，增加的工作记忆负荷（作为IDA的一部分）会干扰主要受外部注意引导的任务。例如，在修改后的侧翼任务中，干扰性随着工作记忆负荷的增加而增加（Ahmed和Fockert，2012年；Oberauer，2019年）。
虽然内部和外部驱动的注意之间的相互作用对行为有明确的影响，但它与神经活动的关联尚不清楚。例如，额叶中线θ波（FMT）和α波功率都是注意控制中脑电图模式的相关特征，因为FMT被认为与增加的认知控制需求有关（Cavanagh和Frank，2014年），而α波功率似乎与刺激处理和门控机制有关（Jensen和Mazaheri，2010年；Sauseng等人，2006年）。根据这些观察，可以假设FMT与IDA相关，α波功率与EDA相关。事实上，研究表明FMT功率主要随着IDA的增加而增加（Hermann等人，2021年），而感觉皮层上的α波功率随着EDA的增加而减少（Lubbe等人，2014年；Stroganova等人，1998年）。然而，据我们所知，还没有研究在同一任务中同时操纵EDA和IDA时这些神经相关性是如何相互作用的。
与工作记忆的神经基础相关的另一个有趣话题是交叉频率耦合（CFC）。不同频率振荡之间的功能连接性的概念来自海马体的研究，观察到在记忆形成过程中局部γ波功率与θ波振荡相关联。这一现象（称为θ-γ编码）已在人类大脑中得到多项脑电图研究的证实，在成功记忆形成期间观察到增加的θ-γ CFC，而在错误编码期间则没有（K?ster等人，2014年；Roux和Uhlhaas，2014年；Schack等人，2002年）。然而，一些研究表明，皮质CFC可能反映了注意控制过程，而不是记忆形成（Ahn等人，2022年；Papaioannou等人，2022年；Puszta，2022年）。
不仅脑电图可以用来追踪不同的注意过程，各种与眼睛相关的测量在操纵注意过程的认知任务中也可能提供有用信息。根据最近的一篇综述（Strauch等人，2022年），瞳孔测量可以作为认知负荷的独特指标。然而，外部注意与内部注意的变化如何反映在瞳孔大小上仍有待研究。另一种可能在此任务中感兴趣的眼部相关测量是所谓的注视差异。简而言之，注视差异测量是指两个眼球相对于刺激屏幕的汇聚程度（Koh等人，2024年）。
最近的一项研究调查了在内部注意和外部注意过程中哪些眼部测量更为可靠（Annerer-Walcher等人，2021年）。根据他们的结果，注视差异与外部驱动的注意更为相关，而瞳孔直径则是内部注意需求的更强指标。
总之，越来越多的证据表明，在工作记忆过程中，外部注意和内部注意正在密切互动。然而，之前的研究，尤其是那些使用脑电图的研究，并没有在同一任务中同时调节EDA和IDA。在当前项目中，我们旨在开发一种新的工作记忆范式，以有效研究EDA和IDA的相互作用及其对不同行为和生理测量的影响。
本项目旨在回答以下问题：在新的工作记忆任务中记录的行为和生理（脑电图/眼动数据）测量如何反映内部和外部驱动的注意及其相互作用？我们特别探讨了操纵EDA和IDA及其相互作用对各种行为和神经测量（额叶中线θ波、枕叶α波功率、交叉频率耦合、手动反应时间、注视差异）的影响，以阐明哪些认知过程反映了这些测量的变化。基于早期研究，我们预计EDA和IDA的相互作用会反映在FMT和α波功率上，但FMT主要对IDA敏感，而α波功率则更依赖于EDA。
