对双重编码理论的挑战：图像优势效应在图像缺失症（Aphantasia）患者中仍然存在

《Neuropsychologia》：Challenging Dual-Coding Theory: Picture Superiority Effects Persist in Aphantasia

本研究通过比较无视觉想象（phantasia）人群与普通人群在图片、符号及其名称记忆中的表现，检验双重编码理论。结果发现，phantasia患者仍存在图片优越效应，与理论预测不符，支持独特性解释。

　　
该研究通过考察无视觉想象（Aphantasia）人群的记忆表现，对解释图片优势效应（Picture Superiority Effect, PSE）的经典理论——双重编码理论（Dual Coding Theory）提出了重要挑战。研究团队以穆罕·延、布雷迪·罗伯茨和威尔玛·宾布里奇为核心，联合芝加哥大学心理学系展开实验，发现无视觉想象者仍然表现出对图片的记忆优势，这与双重编码理论的核心假设相矛盾。

双重编码理论认为，图片之所以能被更高效地回忆，关键在于其能同时激活语言（logogen）和视觉（imagen）双重编码系统。例如，看到一张苹果的图片时，大脑会同步形成视觉意象和“苹果”的词汇编码，这种双重表征为记忆提供了冗余路径，从而增强检索效率。理论进一步预测，当个体缺乏自愿生成视觉意象的能力（即Aphantasia），其图片记忆优势应被削弱或消失。

研究通过四类刺激材料展开对比测试：图片（如水果、动物图像）、符号（如货币符号、数学符号）、图片名称（如“香蕉”）、符号名称（如“美元”）。结果显示，无视觉想象群体在回忆符号时表现显著优于回忆图片，而对照组在图片和符号记忆间无显著差异。这一矛盾现象表明，单纯依赖视觉意象的编码机制无法完全解释图片优势效应，可能存在其他独立机制。

研究团队通过神经影像学证据支持了这一结论。前期研究发现，Aphantasia患者的大脑视觉皮层活动异常，且在尝试生成视觉意象时，其前额叶皮层与视觉皮层的功能连接模式与常人存在本质差异。新实验进一步验证，这类神经机制缺陷可能导致Aphantasia患者对符号类视觉信息的处理方式与常人不同。具体而言，符号虽然缺乏传统语义关联的层级结构，但其高度结构化视觉特征（如独特形状、固定颜色组合）可能形成独立于语言系统的编码优势。这种机制与双重编码理论强调的“视觉-语言协同”路径存在根本区别。

研究还延伸讨论了符号优势效应（Symbol Superiority Effect）。现有理论认为符号与图片类似，都能激活双重编码系统，但实验发现Aphantasia患者对符号的记忆优势反而比图片更显著。这提示符号的编码可能存在更高效的信息分离机制：即使缺乏视觉意象生成能力，符号的视觉独特性（如$符号的货币符号属性）仍能通过语义-视觉双通道独立强化记忆。这一发现修正了传统理论对视觉信息作用的定位，即并非所有视觉刺激都需要通过意象生成才能增强记忆，某些符号的几何结构特征可能直接触发语义记忆的提取。

研究还对比了符号名称与符号、图片名称与图片的回忆差异。传统理论认为命名过程会强化语言编码，削弱视觉优势，但Aphantasia患者组中，符号名称的回忆成绩与对应符号无显著差异，而图片名称的回忆成绩显著低于图片本身。这表明在缺乏视觉意象生成能力的人群中，符号的视觉特征仍能通过非意象化路径（如形状拓扑特征）被独立编码，从而维持符号类信息的记忆优势。这一发现支持了区别性理论（Distinctiveness Theory）的核心观点——信息优势来源于物理或语义的独特性，而非编码通道的冗余。

神经机制研究揭示了Aphantasia患者视觉处理的关键差异：其初级视觉皮层（V1）对颜色、纹理等细节的响应强度显著低于常人，而负责语义加工的后顶叶皮层（PMT）激活模式与常人基本一致。这种分离性激活模式可能解释为何Aphantasia患者仍能通过符号的语义特征进行高效记忆，而对其结构化视觉特征的提取能力存在补偿性增强。例如，数学符号$的功能意义（货币符号）可能通过语义网络直接关联，而无需经过视觉意象解码。

该研究对记忆理论发展产生三方面影响：首先，推翻了双重编码理论中“视觉意象生成是记忆增强的必要条件”这一核心假设，证实至少存在部分记忆优势可通过非意象化路径实现。其次，揭示了符号类信息的特殊编码机制，为理解视觉符号与自然图像的信息处理差异提供了新视角。第三，通过Aphantasia人群的对照实验，证实了区别性理论在解释记忆优势时的更广泛适用性。

在方法论层面，研究创新性地将Aphantasia人群纳入记忆测试框架。通过设计四类刺激材料的对比实验，既排除了语言编码的干扰变量，又能够分离视觉特征（如颜色、形状）与语义特征（如符号名称）的作用。混合方差分析（Two-way Mixed ANOVA）的应用有效控制了组间差异（Aphantasia vs. 常人）和组内差异（图片/符号/名称等条件）的交互效应，确保统计结论的可靠性。

讨论部分进一步指出，双重编码理论需要修正其解释模型。传统理论将图片优势归因于视觉与语言的双重编码，但Aphantasia患者的实验结果表明：当视觉编码的单一通道被阻断时，图片仍能通过其他物理特征（如高对比度、独特构图）形成独立记忆优势。这提示记忆增强机制可能存在“双通道+多维度”的复杂结构，其中视觉通道的冗余性仅在某些特定条件下发挥作用。

该研究为后续实验指明方向：需要进一步区分不同类型视觉刺激的编码机制。例如，自然图像（如风景照片）与人工符号（如数学符号）在记忆编码中是否存在差异？同时，神经调控技术的介入可能提供更直接的证据，如通过经颅磁刺激（TMS）抑制视觉皮层，观察记忆表现的变化，从而明确视觉编码的具体贡献度。

在应用层面，这一发现对教育心理学具有重要启示。传统教学设计强调通过图像辅助语言学习，但该研究证明即使缺乏视觉想象能力的学生，仍能从符号化信息（如图表、公式、符号标记）中获益。因此，教育策略应更注重信息的多维度呈现，而非单纯依赖视觉辅助。

该研究存在的局限包括样本量的限制（Aphantasia人群占比仅2-5%，实验可能受样本多样性不足影响）以及跨文化效度的验证需求。后续研究需扩大样本规模，并纳入不同文化背景的实验组，以确认结果在不同语境下的普适性。

最终，这一发现不仅挑战了单一理论对记忆机制的垄断性解释，更重要的是揭示了认知功能的模块化特征：语言、视觉、符号等不同信息通道具有独立且互补的编码机制，而非传统理论所强调的线性叠加关系。这为构建更精细的记忆模型提供了新的理论基础，推动认知科学从“二元对立”的思维模式向“多通道协同”的理论框架转变。