利用工作记忆中的语义信息来维持信息之间的关联,并调节年龄对这种关联的影响
《Journal of Memory and Language》:Leveraging semantics in working memory to maintain bindings and modulate the impact of age
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时间:2026年05月02日
来源:Journal of Memory and Language 3
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伊内斯·勒普鲁(Inès Leproult)| 贝努瓦·勒梅尔(Beno?t Lemaire)| 阿丽埃诺尔·福谢龙(Aliénor Faucheron)| 索菲·波特拉特(Sophie Portrat)
格勒诺布尔阿尔卑斯大学(Université Grenoble Alp
伊内斯·勒普鲁(Inès Leproult)| 贝努瓦·勒梅尔(Beno?t Lemaire)| 阿丽埃诺尔·福谢龙(Aliénor Faucheron)| 索菲·波特拉特(Sophie Portrat)
格勒诺布尔阿尔卑斯大学(Université Grenoble Alpes)、萨伏伊蒙布朗大学(Université Savoie Mont Blanc)、法国国家科学研究中心(CNRS)、LPNC
地址:1251 rue des Universités, 38400 Saint-Martin-d’Hères, 法国
**摘要**
已有研究表明,语义对言语工作记忆(verbal working memory, WM)有显著影响。本研究探讨了两个未解决的问题:语义策略是否能够帮助弥补与年龄相关的WM缺陷?以及它们如何影响记忆联结的维持。通过两个实验,使用复杂的记忆任务,研究者从两个方面操纵了依赖语义策略的机会:一是通过待记忆刺激的内在特征(即词语的具体性)被动地影响语义策略的使用;二是通过干扰语音策略(实验1中的发声抑制和实验2中的语音分散任务)主动影响语义策略的使用。为了评估项目识别和项目间联结的记忆表现,年轻人和老年人完成了即时和延迟识别测试,要求他们重建之前呈现的词对。在第二个实验中,参与者还逐项报告了他们的记忆策略。除了发声抑制操作未能促进语义策略的使用外,主要结果显示,无论是被动还是主动的语义策略都提升了项目识别和联结的记忆表现。此外,研究发现,鼓励老年人使用被动语义策略比鼓励年轻人更有效,减少了与年龄相关的WM差异,而鼓励使用主动语义策略并未改变这些差异。因此,根据认知成本区分语义策略对于理解言语WM中的认知老化现象至关重要。这些发现基于潜在的认知机制进行了讨论。
**引言**
言语工作记忆(WM)通常被描述为一种能够在短时间内支持信息保留和操作的认知系统。一个普遍的观点是,WM容易受到遗忘的影响,这限制了其同时保持的信息量和信息保留的持续时间(例如,Barrouillet等人,2004年;Cowan,2010年;Oberauer,2019年;Ricker等人,2016年)。为了使信息在WM中保持可访问性,维持策略被认为起着关键作用。在本研究中,我们将维持策略定义为一系列维持信息激活和/或独特性的认知过程,从而降低遗忘的概率。在言语WM领域,大多数研究将维持策略分为两大类:语音策略和语义策略。尽管相关研究日益增多,但关于语义策略影响的问题仍然存在。在回顾了当前关于言语WM中维持策略的文献后,本研究探讨了两个关键未解决的问题:首先,研究语义策略如何有助于短期维持记忆联结;其次,探讨使用语义策略是否能够调节认知老化过程中典型的言语WM缺陷。
**工作记忆中的维持策略**
WM的奠基模型(Baddeley & Hitch,1974年)强调了语音表征和发声复述在WM维持中的重要作用(Baddeley等人,1975年;Baddeley等人,1984年;Longoni等人,1993年)。发声复述指的是通过默念或出声重复信息来防止遗忘。支持复述维持作用的研究表明,发声复述的机会与序列回忆表现呈正相关(Tan和Ward,2008年)。然而,当发声复述受到干扰(例如发声抑制或词长变化)时,回忆表现会下降(Baddeley等人,1975年;Baddeley等人,1984年;Mora和Camos,2013年;Richardson和Baddeley,1975年)。然而,最近的研究质疑了复述的有效性,发现指导性复述与自由策略使用相比并无优势(Souza等人,2018年;Souza和Oberauer,2020年)。尽管发声复述是WM任务中最常报告的策略之一,但自我报告的研究表明其效果不佳(Bailey等人,2008年;Bailey等人,2011年;Bartsch等人,2024年;Dunlosky和Kane,2007年;Leproult等人,2024年;Morrison等人,2016年)。事实上,在这些研究中,报告使用复述的参与者比使用基于语义表征的策略的参与者表现出更差的WM表现。
后续研究明确指出,除了语音表征外,言语WM中的信息保留还涉及语义知识(例如,Cowan等人,2022年;Loaiza和Camos,2018年;Meltzer等人,2016年;Nishiyama,2014年;Nishiyama,2018年;Pham和Archibald,2022年;Pham和Archibald,2023年;Shivde和Anderson,2011年;Walker和Hulme,1999年)。已经研究了多种类型的语义维持策略。精细策略(如心理意象或句子生成)通过与长期记忆(LTM)中已有语义知识的关联来丰富记忆痕迹(Craik和Tulving,1975年;Gallo等人,2008年;Greene,1987年)。根据加工层次框架(Craik和Lockhart,1972年;Craik和Tulving,1975年;Loaiza等人,2011年;Rose和Craik,2012年),关注意义的深层策略比关注物理或语音特征的表层策略更能提升记忆表现(但参见Loaiza和Camos,2016年;Rose等人,2010年)。另一类语义策略是组块化,即根据语义知识对信息进行分组和压缩。例如,熟悉缩写的存在(如PDF)或词语之间的语义相关性已被证明可以通过释放WM资源来提高WM回忆能力(Chekaf等人,2016年;Kowialiewski等人,2021年;Kowialiewski等人,2022年;Portrat等人,2016年;Thalmann等人,2019a)。
总之,这些言语WM中的语义策略可能解释了语义对WM影响的诸多现象,例如词汇性(即词语比伪词更容易被回忆;Besner和Davelaar,1982年;Kowialiewski和Majerus,2018年;Loaiza等人,2015年)、具体性和可意象性(即具体词与抽象词;Bourassa和Besner,1994年;Campoy等人,2015年;Romani等人,2008年)、语义相似性(即语义相关词与不相关词;Guérard和Saint-Aubin,2012年;Kowialiewski和Majerus,2018年;Saint-Aubin和Poirier,1999年;Tse等人,2011年)带来的好处。总体而言,更丰富的语义知识可能通过促进多种类型的语义维持策略来帮助WM任务的执行。本研究并不旨在区分这些语义策略,而是探讨它们在言语WM特别受限的两种情境中的作用:记忆联结的维持和认知老化。
**认知老化过程中的语义策略**
本研究的一个目标是探索语义策略在调节与年龄相关的WM缺陷方面的潜在作用(Belleville等人,1996年;Bopp和Verhaeghen,2005年;D’Antuono等人,2020年;Loaiza,2024年;Naveh-Benjamin和Cowan,2023年;Salthouse,1994年)。对于这种WM缺陷的各种解释中,Dunlosky和Hertzog(2001年)提出了策略产生缺陷假说,认为老年人比年轻人更不可能自发使用有效的记忆策略。较不有效的策略(如语音复述)通常比需要自愿丰富记忆痕迹的精细策略消耗更少的注意力资源(Dunlosky和Kane,2007年;Guttentag,1984年;Naveh-Benjamin和Jonides,1984年;Nishiyama,2018年;Thalmann等人,2019b)。由于认知资源减少(Braver和Bongiolatti,2002年;Craik,1986年;Salthouse,1996年;Zacks和Hasher,1994年),老年人可能不太倾向于使用有效的精细策略(Dunlosky和Hertzog,2001年;Haarmann等人,2005年),而语音复述相对得以保留(Hering等人,2017年;Loaiza和McCabe,2013年)。然而,Bailey等人(2009年)反驳了这一假设,指出老年人和年轻人在WM任务中使用有效策略的频率相似(另见Loaiza和McCabe,2013年)。最近的研究证实,精细策略使用的频率在老年人和年轻人之间没有差异。
基于这些发现,人们开始质疑精细策略在认知老化过程中的有效性。与生成缺陷假说(Smith,1980年)一致,老年人可能像年轻人一样频繁使用精细策略,但在丰富记忆痕迹方面可能遇到更大困难,从而导致信息维持的支持减少。Bartsch、Loaiza和J?ncke(2019年)发现,尽管神经证据表明老年人参与了精细加工过程,但精细指令对老年人的记忆表现提升作用较小。尽管如此,语义策略并不仅限于需要大量认知资源的精细加工。其他类型的语义策略也可能在WM中以较低的认知成本发挥作用(Kowialiewski和Majerus,2018年;Pham和Archibald,2022年)。与此观点一致,另一项研究关注了老年人在认知老化过程中利用已有语义知识的能力。其背后的假设是,这些能力可能因年龄增长而带来的结晶智力提升而得以保持(例如,语义知识的积累;Park等人,2002年;Umanath和Marsh,2014年;Verhaeghen,2003年)。Loaiza和Srokova(2020年)证明,即使没有明确指导,老年人的记忆表现也能从词语对之间的语义相关性中受益。这种优势甚至可以消除与年龄相关的记忆表现差异,他们因此得出结论:“随着年龄的增长,人们获得了更多将新信息与已有知识联系起来的机会”(第1848页;另见Badham等人,2016年;Badham和Maylor,2015年;Castel,2005年;Naveh-Benjamin,2000年)。因此,老年人可能更多地受益于语义在言语WM中的支持。
总体而言,关于老年人有效使用语义策略的能力的研究结果并不一致。如上所述,一些研究表明老年人在被要求使用精细策略时遇到困难,而其他研究则显示依赖语义知识可以改善WM表现,甚至消除与年龄相关的差异。我们认为这种差异可以通过认知成本的不同来解释。语义策略可以沿着从被动到主动的连续体来概念化(Ahmad等人,2015年;Delhaye等人,2019a)。在连续体的被动端,策略自动且几乎不消耗认知努力地依赖已有知识(例如,通过使待记忆的信息更具具体性、可组块性或语义相关性来触发;Kowialiewski和Majerus,2018年;Umanath和Marsh,2014年)。在连续体的主动端,策略需要较高的认知努力,并要求自愿丰富记忆表征(例如,通过实验指令使用精细策略来触发;Bartsch等人,2018年;Bartsch等人,2019年;Bartsch和Oberauer,2021年)。因此,本研究旨在测试老年人WM表现是否可以通过低成本的被动策略得到支持,从而减少与年龄相关的WM缺陷。相反,需要主动且高成本使用语义策略的情境可能会加剧这种缺陷。
**言语工作记忆中的记忆联结维持**
此外,WM在记忆联结维持方面尤其受限。WM通常区分两个层次:项目识别和联结。项目层次涉及独立于其关联的项目检索。联结层次指的是在回忆项目时同时回忆其上下文细节,如其在试验中的序列位置、与其他项目的联系或其空间位置。重要的是,联结的概念包括任意联结和有意义的联结(即有或没有内在意义的联结)。例如,在序列回忆任务中,项目位置的联结是无意义的,而两个语义相关词之间的联结则具有语义意义。大量证据表明,WM表现受到此类联结维持的强烈制约(Cowan等人,2024年;Davelaar等人,2005年;Oberauer,2019年;Oberauer和Lewandowsky,2019年)。Guitard和Cowan(2023年)发现,序列顺序的保持(即项目位置联结)比项目识别的保持需要更高的注意力成本。WM中项目与联结之间的这种分离也在与年龄相关的缺陷中观察到。根据LTM和WM中的关联和联结缺陷假说,老化会过度干扰联结的形成、维持和检索;而项目记忆则相对较好地得到保留(Bastin和Van der Linden,2005年;Buchler等人,2011年;Fandakova等人,2014年;Naveh-Benjamin,2000年;Oberauer,2005年;Oberauer和Lewandowsky,2019年;Old和Naveh-Benjamin,2008年)。Bastin和Besson(2021年)进一步指出,与年龄相关的联结维持差异主要归因于受认知老化影响的受控记忆过程(Braver和Bongiolatti,2002年;Craik,1986年;Zacks和Hasher,1994年)。
鉴于WM中的联结特别容易遗忘,语义策略在支持联结维持方面可能起着关键作用。尽管如此,研究语义对语言工作记忆(verbal WM)中绑定维护影响的研究结果并不一致。许多研究考察了语义相似性(例如,“树、树枝、叶子”)对任意项目位置绑定(item-position bindings)的影响。一些研究表明,项目之间的语义相似性增强了项目身份的回忆,而不影响序列顺序的回忆(Kowialiewski等人,2023年;Kowialiewski等人,2021年;Saint-Aubin和Poirier,1999年)。相反,其他研究则强调了在语义相似性条件下序列顺序回忆的变化,尽管这些变化可能是有害的或有益的(Kowialiewski等人,2022年;Saint-Aubin和Poirier,2005年;Tse等人,2011年)。最近,Kowialiewski、Majerus等人(2024年)得出结论,语义信息有助于序列顺序的回忆,但仅当相似的刺激被分组在包含来自不同语义类别的项目的列表中时(另见Kowialiewski和Oberauer,2025年)。然而,语义相似性可能导致信息压缩,从而减少对项目位置绑定的访问,这代表了语义效应对绑定的一种特定情况(Kowialiewski等人,2022年;Kowialiewski等人,2024年)。除了项目位置绑定之外,还研究了语义相似性与项目-项目绑定(item-item bindings)之间的关系。在长时记忆(LTM)领域,研究表明,语义相关的词对比不相关的词对回忆得更准确(Epstein和Phillips,1976年;Greene和Tussing,2001年)。这种通过语义相似性实现的有意义绑定的好处在衰老过程中更为明显(Ahmad等人,2015年;Badham等人,2012年;Badham和Maylor,2015年;Castel,2005年;Delhaye等人,2019b年;Loaiza和Srokova,2020年;Mohanty等人,2016年;Naveh-Benjamin,2000年)。Jarjat等人(2021年)进一步报告说,与年龄相关的绑定回忆缺陷在任意绑定(项目-位置)中更为明显,但在语义上有意义的绑定中则有所减弱。总之,证据表明语义策略有助于维持有意义的绑定,并减轻与年龄相关的缺陷。关于任意绑定的研究主要集中在语义相似性对序列顺序的影响上,但没有提供明确的语义优势证据。然而,列表内的语义相似性可能导致信息压缩,而不是记忆痕迹的丰富。因此,当前的研究目的是考察在语言工作记忆任务中,语义策略在维持年轻人和老年人之间的任意项目-项目绑定中的作用。
本研究有两个目标,以探讨语义策略在语言工作记忆中的作用:(1)语义策略是否有助于维持任意项目-项目绑定;(2)它们是否可以减少与年龄相关的项目和绑定维护缺陷。我们首先假设语义策略将丰富记忆痕迹并提高项目和绑定回忆的工作记忆表现。即使对于任意绑定,也预期这种好处,因为语义策略可能为原本无意义的绑定增添意义(Paivio,1965年)。其次,我们预测如果老年人能够依赖需要最小认知努力的语义策略,与年龄相关的工作记忆缺陷将会减少。相反,高成本的语义策略预计对老年人的好处将少于对年轻人的好处。因此,我们旨在测试被动与主动语义策略是否对项目和绑定回忆的工作记忆表现中的年龄相关变化有不同调节作用。
为了解决这些问题,我们进行了两项实验,参与者完成了一个复杂的跨度任务,涉及词对的检索。通过立即和延迟测试中的项目识别(项目的维护)和配对重建(项目-项目绑定的维护)来评估表现。应该注意的是,立即回忆是工作记忆任务中维护表现的指标,但它可能反映了工作记忆和长时记忆过程的贡献(Bartsch和Shepherdson,2023年;McCabe,2008年;Unsworth和Engle,2006年;Unsworth和Engle,2007年)。相比之下,延迟回忆表现仅反映了成功维持在长时记忆中的信息。
我们通过两种实验操作来研究被动和主动语义策略的贡献:词的具体性和AS指令。在实验2中,AS指令被替换为对干扰任务性质的操纵。关于具体性操纵,更丰富的语义表征可能导致具体词的记忆表现优于抽象词(Paivio,1965年;Romani等人,2008年;Walker和Hulme,1999年)。双重编码理论解释了这种具体性效应,认为具体词有助于整合到语义网络中(Bourassa和Besner,1994年;D’Agostino等人,1977年;Paivio,1971年;Paivio等人,1988年)。我们预期具体性将增加依赖被动语义策略的机会,从而帮助老年人部分补偿他们的工作记忆缺陷。此外,我们假设这种好处不仅适用于项目回忆,也适用于绑定回忆。实际上,尽管每对词之间的语义相似性保持不变(见方法部分),我们预期参与者可能会依赖每个单独词的具体性来构建更复杂的词对绑定(Craik和Tulving,1975年;Paivio,1965年)。
第二种操纵通过AS指令来考察主动语义策略的作用(即AS条件与无AS条件)。在AS条件下,参与者需要不断重复一个无关的声音(“babebi”),从而阻止了通常在工作记忆任务中使用的音系策略(Bailey等人,2008年;Bartsch等人,2024年;Dunlosky和Kane,2007年;Leproult等人,2024年;Murray,1968年;Richardson和Baddeley,1975年)。许多研究表明,当复述受到阻碍时,参与者会更多地依赖语义策略(Meltzer等人,2016年;Nishiyama,2014年;Nishiyama,2018年;Nishiyama,2020年;Pham和Archibald,2023年)。因此,AS指令通过阻碍音系策略,预计会鼓励参与者积极使用语义策略。鉴于高认知成本,我们假设这种从音系策略到语义策略的转变对老年人来说将更具挑战性。
总之,我们对项目和配对的立即回忆提出了四个主要预测。首先,我们预期具体性会对项目和配对的立即回忆产生好处,反映了被动语义策略的参与。其次,我们预测具体性和AS之间存在交互作用:如果主动语义策略支持项目和配对回忆,那么由于添加AS导致的立即记忆表现下降应该对具体词比抽象词更小。实际上,在没有AS指令的情况下,音系策略可以同样用于具体词和抽象词。相反,在AS条件下,由于具体词更丰富的语义表征,主动语义策略应该更强烈地支持具体词的回忆。此外,为了验证实验操作的有效性,我们还包括了一个延迟测试。如果具体性和AS确实增加了对丰富记忆痕迹的语义策略的依赖(Meltzer等人,2016年;Nishiyama,2014年;Nishiyama,2018年;Nishiyama,2020年;Pham和Archibald,2023年),那么在AS条件下的延迟回忆应该高于无AS条件,并且在具体条件下高于抽象条件。
最后两个感兴趣的效应涉及参与者的年龄与实验操作之间的交互作用。我们预测,与抽象词相比,具体词的记忆表现中的年龄相关差异将会减弱,因为老年人预计会特别受益于被动语义策略。然而,如果老年人在工作记忆任务中较少能够使用主动语义策略,那么AS的预期长期好处应该比年轻人更弱或甚至不存在。作为提醒,我们假设使用语义策略应该对项目和配对都有好处。因此,预测老年人在项目身份和配对回忆中会有类似的结果模式。
**实验1**
**方法**
共有80名参与者参加了这项实验。其中,42名学生(平均年龄=20.86岁,标准差=1.59岁;年龄范围:19-28岁;40名女性)来自格勒诺布尔-阿尔卑斯大学,他们通过参加这项一小时实验获得了部分课程学分。此外,还有38名健康的老年人(平均年龄=73.44岁,标准差=4.92岁;年龄范围:65-85岁;27名女性)通过格勒诺布尔-阿尔卑斯大学的自愿参与者基地从当地社区招募。老年人获得了15欧元的交通费用补偿。这项研究得到了格勒诺布尔-阿尔卑斯大学当地伦理委员会的批准(批准编号:CERGA-Avis-2022–22)。所有参与者都是法语母语者,视力正常或矫正至正常,听力良好。没有人报告任何神经或精神疾病。记录了所有参与者的教育年限,结果显示老年人的教育水平没有明显高于年轻人(平均年龄=14.74岁,标准差=3.41岁;年轻人平均年龄=13.61岁,标准差=0.87岁;BF10=2.92;Mpost=0.40;95%置信区间[0.05;0.76])。最后,在实验结束时对所有老年人进行了简易精神状态检查(MMSE;Folstein等人,1975年),以确保存他们在认知能力上符合年龄特征。
由于我们使用了贝叶斯统计方法,我们没有进行先验功效分析,这符合方法学考虑(Rouder,2014年)和该领域的最新研究(例如,Bartsch和Oberauer,2021年;Kowialiewski等人,2023年;Loaiza和Lavilla,2021年;Loaiza和Souza,2024年)。根据我们的预先注册,我们旨在为每个年龄组(即年轻人和老年人)收集至少30个有效数据集,这是基于之前研究长时记忆语义表征对工作记忆回忆影响的研究(Loaiza和Souza,2024年;Pham和Archibald,2023年)。使用贝叶斯统计方法允许在主要假设的贝叶斯因子不确定的情况下在线调整样本大小(即,要达到的阈值是BF>3,无论是关于具体性和AS对立即回忆的影响的零假设还是备择假设;Rouder,2014年)。这是必要的,我们招募了额外的参与者以确保每个年龄组至少有35个数据集。在老年人组中,有3名参与者因MMSE得分低于截止值(即26/30)而被排除在最终样本之外。
**材料**
这项研究是预先注册的,所有数据都可以通过开放科学框架(OSF;https://osf.io/tus6d/)访问。计算机化任务是使用jsPsych JavaScript库实现的(de Leeuw等人,2023年)。对于这项实验,从评估名词主观频率和具体性的数据库中选择了120个法语名词(Desrochers和Thompson,2009年)。从这120个词中(音素:平均数=4.42,标准差=0.86,范围=2-7;字母:平均数=6.06,标准差=0.91,范围=4-8;音节:平均数=1.87,标准差=0.43,范围=1-3),创建了60对需要记住的词对。根据Desrochers和Thompson(2009年)的7点具体性量表数据,一半的名词是具体的(平均数=6.19,标准差=0.57,范围=4.5-7),另一半是抽象的(平均数=2.87,标准差=0.37,范围=2.0-3.5)。为了避免具体词和抽象词之间的重叠,排除了量表中间的词(介于3.5和4.5之间)。具体性水平的差异通过决定性证据得到确认(BF10=3.06×1019;Mpost=3.32;95%置信区间[3.44;3.20])。每对词中的名词之间没有强烈的语义关联。我们使用Landauer等人(1998年)的潜在语义分析(LSA)和科罗拉多大学提供的矩阵比较工具(https://wordvec.colorado.edu/;Dennis,2007年)来评估每对词之间的成对语义关联。每对的LSA相似性平均值低于0.25(抽象词的平均值=0.11;标准差=0.07;具体词的平均值=0.08;标准差=0.06)。中等证据表明具体词对和抽象词对之间的LSA相似性没有差异(BF10=1/3.50;Mpost=0.03;95%置信区间[-0.01;0.07])。然后,创建了20个包含三个具体词对的列表和20个包含三个抽象词对的列表。为了确保具体词列表和抽象词列表仅在具体性水平上有所不同,我们根据词汇特征(即音素数量、字母数量和音节数)将一个具体列表与一个抽象列表完美匹配。此外,没有证据表明具体词和抽象词之间的频率存在差异(BF10=1/1.62;Mpost=0.12;95%置信区间[-0.10;0.34];具体词的平均数=4.00,标准差=0.91;抽象词的平均数=3.88,标准差=0.86)。从这40个列表中,为每个参与者随机选择了10个具体列表和10个抽象列表来形成记忆列表。剩余的10个具体列表被混合起来,在识别阶段用作具体诱饵项的池。对于剩余的10个抽象列表也遵循了相同的程序。所有词列表及其词汇特征都可以通过OSF(https://osf.io/tus6d/)访问。
**程序**
参与者在安静的房间里单独接受测试,大约持续一小时。实验者在场,并仅与参与者互动以提供任务指示并确保遵守规定。实验任务遵循了Conway等人(2005年)提出的复杂跨度任务设计,包括一个涉及单词对的记忆阶段和一个涉及奇偶性判断任务的干扰阶段(见图1)。试验开始时,屏幕中央会显示一个固定十字500毫秒,随后同时呈现两个单词,它们并排显示在水平线上,持续3000毫秒。为了确保单词被编码,要求参与者大声朗读这些单词。每个单词对之后,参与者需要完成一个奇偶性判断任务。在这个任务中,会依次呈现六个随机选择的数字(1到8之间)。参与者需要尽快通过按键盘上的相应键(偶数用“S”键,奇数用“L”键)来决定每个数字是偶数还是奇数。一旦参与者做出反应或最多1000毫秒后,刺激就会消失。每个数字之后会跟着一个在线调整的空白时间,这个时间严格等于之前奇偶性判断的反应时间。这种程序确保了所有参与者和所有试验的认知负荷保持不变,无论处于哪种条件(即处理和维持的时间长度相同)。
图1. 复杂跨度任务中一次试验的时间进程(A面板)及其即时回忆阶段(B面板)。注意:(A) 在需要记忆的单词对之间,会依次呈现六个用于奇偶性判断的数字。每个数字之后是一个空白时间期,这个时间会根据前一个数字的反应时间动态调整(最长为1000毫秒)。在发音抑制条件下,参与者被要求从第一个固定十字出现开始一直明显重复“babebi”,直到回忆屏幕出现,但在大声朗读三个单词对期间除外。(B) 在即时回忆阶段,参与者使用鼠标连接需要记忆的三个单词对。这是一个强制选择范式:即使参与者没有记住所有对,他们也被要求猜测并绘制三条连线。
在每次试验结束时,参与者会完成一个即时识别任务。十二个单词显示在一个圆圈周围。其中有六个目标项,对应于需要记忆的单词,以及六个诱饵项(即实验中从未出现的新单词)。参与者被要求通过使用鼠标在每对单词之间绘制连线来重构当前试验中的三个对。这也是一个强制选择范式,意味着即使参与者没有记住所有三个对,他们也被要求猜测并绘制三条线。圆圈内每个刺激的位置是随机的,这个识别任务没有时间限制。参与者可以自由擦除和重新绘制线条。他们需要点击“验证”按钮来确认他们的回答并进入下一次试验。
在实验中,每位参与者进行了20次复杂跨度任务的试验,分为四个区块。每个区块包含来自同一实验条件的五次试验(更多细节见下文)。每个区块结束后,参与者会完成一个90秒的干扰任务,在这个任务中,他们从1到300之间的一个随机数字开始,以两个为单位进行计数。最后,每个区块以延迟回忆测试结束。为了避免在第一个区块结束时产生意外效果,实验开始时就会告知参与者会有延迟记忆测试。与即时回忆一样,参与者需要重新创建每个列表中的三个单词对。每个列表的延迟测试按照与区块中相同的顺序进行(即首先测试区块中的第一个列表,依此类推)。然而,诱饵项被重新分配。为了避免在即时回忆期间编码的目标项和诱饵项之间产生错误的关联,诱饵项从未与即时回忆阶段中的相同目标列表一起呈现。此外,为了防止依赖简单的熟悉感,诱饵项与区块内即时回忆中使用的诱饵项相同,但它们在四个其他列表中进行了混合和重新分配。
在这项研究中,我们通过改变实验条件来操纵语义策略的贡献,特别是需要记忆的单词的具体性和发音抑制(AS)指令。一半的试验包含抽象单词列表,而另一半包含具体单词列表。此外,在一半的试验中,通过添加AS指令鼓励参与者依赖语义策略。参与者在整个试验过程中必须不断重复“babebi”,除了在朗读单词和回忆期间。在另一半试验中,没有给出AS指令。因此,参与者可以自由依赖通常的音韵复述策略(Bailey等人,2008年;Bailey等人,2009年;Dunlosky和Kane,2007年)。每个实验条件的呈现顺序是随机的,每个单词列表在两种AS条件下分配相等(有关随机化程序的更多细节,请参见OSF预注册:https://osf.io/tus6d/)。
在实验阶段之前,参与者完成了一个练习环节,包括一次单独的记忆阶段试验,几次单独的奇偶性判断任务试验(直到在包含10个刺激的试验中准确率达到80%),以及两次完整的复杂跨度任务试验,一次不使用AS指令,一次使用AS指令。
评分程序首先,为了确保参与者完成了干扰任务,我们记录了奇偶性判断任务中的准确率(正确回答的比例)和处理时间(毫秒)。接下来,使用即时记忆测试中的三个标准来评估工作记忆(WM)的回忆表现:项目身份识别、对识别和绑定识别。项目身份回忆是通过计算在诱饵项中正确识别的单个项目的比例来评估的。只有当两个单词在编码阶段一起呈现时,一个被正确识别的对才被视为正确的。绑定回忆是通过计算正确对内回忆的项目数量除以正确识别的项目总数来计算的。这个分数通过控制项目识别准确性,提供了更具体的绑定识别表现度量。
此外,通过计算延迟保持率来评估长时记忆(LTM)的表现。这个条件性度量指标表示在工作记忆中编码并在长时记忆中保持的信息量。这个比率是通过将即时回忆和延迟回忆中回忆的项目数量除以即时回忆中回忆的总项目数量来获得的(Meltzer等人,2016年;Pham和Archibald,2023年)。我们计算了三个延迟保持率:一个用于单个项目的识别,一个用于对的识别,一个用于绑定的识别。
使用条件性延迟分数比绝对延迟分数更合适,因为它确保了延迟回忆的差异不是由于初始回忆表现的差异造成的。
数据分析数据使用R语言(R Core Team,2023年,版本4.3.2)进行了预处理和分析。首先,使用brms包(版本2.19.0;Bürkner,2017年)进行了贝叶斯线性混合模型分析。参与者的年龄被视为一个连续的固定预测因子。为了便于解释,连续变量进行了均值中心化和缩放。接下来,将AS指令(即AS和无AS条件)和单词的具体性(即具体和抽象单词)作为被试内固定预测因子包括进来。所有模型还包括了被试的随机截距和被试内预测因子(具体性和AS指令)的主要和交互效应的随机斜率。每个预测因子的主要和交互效应在实验中测量的八个因变量上进行了测试:即时记忆测试中正确识别的单个项目、对和绑定的比例;延迟回忆中单个项目、对和绑定的保持率;奇偶性判断任务中干扰项的准确率和平均处理时间。
先验分布设置为默认的Cauchy先验分布,r = 22(Rouder等人,2012年)。测试模型的后验参数估计是通过八个独立的马尔可夫链获得的,每个链运行104次迭代,并且排除了前5000次热身迭代。每个预测因子的效应是通过贝叶斯因子(BF)来解释的,该因子基于数据量化了一个模型相对于竞争模型的支持强度。例如,BF10为15意味着数据在备择假设(H1)下的可能性是零假设(H0)下的15倍。我们使用了Jeffreys(1998年)提出的BF分类:BF在1到3之间表示证据不足,BF在3到10之间表示中等证据,BF在10到30之间表示强证据,BF在30到100之间表示非常强的证据,BF高于100表示决定性证据。为了清晰起见,低于1的BF值表示支持零假设的证据,以相反的形式表示(BF10 = 1/BF01)。对于每个指标,我们报告了BF和后验分布统计量:平均值(Mpost)和95%可信区间(95% CI)。
结果如预注册所述,奇偶性判断任务准确率低于70%的试验被排除在分析之外。低于此阈值的性能并不能确保参与者正确地完成了复杂跨度任务,即有效地在记忆和干扰阶段之间切换。这一标准导致年轻人中有3次试验(0.36%)被排除,老年人中有44次试验(6.29%)被排除。统计分析提供了老年人被排除的试验数量明显多于年轻人的决定性证据(BF10 = 402.71;Mpost = ?2.20;95% CI [?3.56; ?1.07])。接下来,关于具体性(BF10 = 1.19;Mpost = 1.33;95% CI [–0.89; 3.61])和AS条件对这一排除的影响证据不充分(BF10 = 1/2.04;Mpost = 0.28;95% CI [?1.67; 2.22])。最后,计划移除每个条件下有效试验次数少于三次的参与者。这一标准导致三名老年人被移除。因此,最终样本包括42名年轻人和32名老年人。
为了简洁起见,描述性和推断性结果在附录A中呈现。简而言之,结果没有显示出在奇偶性判断任务的准确率或反应时间上有主要效应或交互作用。唯一的例外是年轻人的反应时间比老年人快。然而,值得注意的是,这种反应时间的差异不能解释随后的记忆结果,因为每个干扰项之后的空白时间是根据每个参与者的反应时间在线调整的。这种调整确保了认知负荷不受个体反应速度差异的影响。
为了分析项目身份、对和绑定的识别准确性,使用了贝叶斯线性混合模型(见附录A中的图2和表A2的描述性结果)。这些分析的结果(BF、Mpost和95% CI)在表1中呈现。对于每个实验操作对项目身份、对和绑定的识别,发现了非常强到决定性的证据。也就是说,年轻人的即时记忆表现优于老年人。对于具体单词,识别表现也比抽象单词更准确。此外,添加AS指令导致项目身份、对和绑定的识别表现下降。接下来,中等证据支持年龄和具体性之间的交互作用对对和绑定的识别有影响。正如预测的那样,我们观察到具体性对老年人的影响大于年轻人。然而,对于项目识别的这种交互作用的证据不充分。最后,与我们的预期相反,不充分到中等的证据表明AS条件对项目、对和绑定的识别没有任何交互作用。
图2. 实验1中复杂跨度任务的记忆表现与实验条件和参与者年龄的关系。注意:AS:发音抑制;误差条代表95%置信区间。项目识别结果指的是正确识别目标项目的情况。绑定结果基于一个条件得分,定义为在正确配对中识别出的项目数量除以正确识别出的项目总数。表1显示了使用贝叶斯线性混合模型进行分析的结果,涉及实验1中的记忆表现。
| 项目 | 即时回忆 | 延迟保持率 | 项目识别 | 配对识别 | 绑定识别 | 年龄 |
|-------|---------|-----------|---------|---------|-------|
| BF10 | | | | | | 2.35 × 10^11 |
| Mpost | | ?0.0295% CI [?0.03; ?0.01] | | | |
| BF10 | | | | | | 192.18 |
| Mpost | | ?0.0795% CI [?0.10; ?0.04] | | | |
| BF10 | | ?0.0695% CI [?0.09; ?0.03] | | | |
| BF10 | | 4.49 × 10^37 | | | | ?0.0595% |
| Mpost | | ?0.0795% CI [?0.07; ?0.04] | | | |
| BF10 | | 974.13 | | | | ?0.1195% |
| Mpost | | ?0.1695% CI [?0.16; ?0.06] | | | |
| BF10 | | 163.73 | | | | ?0.1095% |
| Mpost | | ?0.1095% CI [?0.15; ?0.05] | | | |
| 具体性 | | 0.0395% CI [0.02; 0.04] | | | | |
| BF10 | | 5.29 × 10^15 | | | | 0.1095% |
| Mpost | | 0.1095% CI [0.06; 0.13] | | | | |
| BF10 | | 194.21 | | | | 0.0895% |
| Mpost | | 0.0495% CI [0.04; 0.12] | | | | |
| BF10 | | 9.98 × 10^14 | | | | 0.1295% |
| Mpost | | 7.23 × 10^15 | | | | 0.2795% |
| BF10 | | 7.82 × 10^17 | | | | 0.2495% |
| AS指令 | | ?0.0495% CI [?0.06; ?0.03] | | | | |
| BF10 | | 1.37 × 10^19 | | | | ?0.1195% |
| Mpost | | ?0.1595% CI [?0.15; ?0.08] | | | | |
| BF10 | | 3.96 × 10^18 | | | | ?0.1095% |
| Mpost | | 1/24.85 | | | | 0.0095% |
| BF10 | | 1/1.18 | | | | 0.0395% |
| Mpost | | 1/2.73 | | | | 0.0395% |
| 年龄 × 具体性 | | 0.0195% CI [0.00; 0.02] | | | | |
| BF10 | | 3.65 | | | | 0.0395% |
| Mpost | | 3.36 | | | | 0.0495% |
| BF10 | | 2.53 | | | | 0.0395% |
| Mpost | | 2.02 | | | | 0.0495% |
| BF10 | | 2.48 | | | | 0.0595% |
| 年龄 × AS指令 | | 1/7.84 | | | | ?0.0195% |
| Mpost | | 1/5.82 | | | | ?0.0295% |
| BF10 | | 1/5.96 | | | | ?0.0295% |
| Mpost | | 1/15.78 | | | | 0.0195% |
| BF10 | | 1/3.56 | | | | ?0.0395% |
| Mpost | | 1/11.77 | | | | 0.0295% |
| 具体性 × AS指令 | | 0.0295% CI [0.00; 0.04] | | | | |
| BF10 | | 1/1.86 | | | | 0.0595% |
| Mpost | | 1/2.84 | | | | ?0.0395% |
| BF10 | | 1/6.10 | | | | ?0.0295% |
| Mpost | | 1/1.42 | | | | ?0.0495% |
| BF10 | | 1/5.24 | | | | ?0.0495% |
| Mpost | | 1/5.24 | | | ?0.0595% |
注:AS:发音抑制;BF:贝叶斯因子;Mpost:后验分布的均值;95% CI:95%可信区间。常规字体中的值表示存在效应(95%置信区间不包括零),而斜体字体中的值表示没有效应(95%置信区间包括零)。
项目识别结果指的是正确识别目标项目的情况。配对结果指的是正确重建一起呈现的两个单词的情况。绑定结果基于一个条件得分,定义为在正确配对中识别出的项目数量除以正确识别出的项目总数。
关于延迟回忆的表现,分析了保持率。这些比率反映了在工作记忆(WM)中编码的信息在长期记忆(LTM)中保持的比例。项目识别、配对和绑定的保持率在图2中展示,并在附录A的表A2中报告。贝叶斯线性混合模型的结果如表1所示。与我们的假设一致,这些分析为参与者年龄对项目识别、配对和绑定保持率的主要影响提供了决定性证据。年轻成年人的保持率高于老年人。此外,具体性对所有三种保持率都有预期的有益影响。然而,与我们的假设相反,有强有力的证据表明发音抑制(AS)对项目保持没有影响,而配对和绑定保持的证据则不具结论性。最后,与即时结果一致,唯一观察到的交互作用是老年人相对于年轻成年人在所有三种保持率上都有更大的具体性优势,尽管证据不具结论性。中等到强的证据表明,发音抑制指令与任何交互作用都不存在。
讨论
第一个实验的结果表明,具体性、发音抑制指令和参与者的年龄影响了项目识别和绑定的即时记忆表现。同样,老年人的工作记忆缺陷可以归因于项目和配对回忆的困难。这与长期记忆中的联想缺陷假设(Bastin和Van der Linden,2005;Buchler等人,2011;Naveh-Benjamin,2000;Old和Naveh-Benjamin,2008)一致,这一发现提供了工作记忆年龄相关缺陷影响绑定回忆能力的证据。尽管证据较弱,但目前的结果可能表明,促进使用被动语义策略(具体性)可能有助于老年人的记忆表现。
然而,从未观察到发音抑制指令对长期保持率的预期积极影响。这表明,添加一个要求复述无关声音的指令并没有诱导出对语义策略的更大依赖。发音抑制操作的失败使我们无法得出关于主动语义策略对绑定保持以及与年龄相关的工作记忆缺陷影响的结论。有两个假设可以解释这一意外发现。一方面,正如Bailey等人(2008)和Dunlosky和Kane(2007)在他们的复杂跨度任务中所指出的,参与者可能主要依赖于语音策略,而发音抑制指令可能未能诱导从语音策略到语义策略的转变。另一方面,也有可能是在这个特定的实验背景下,参与者即使在没有发音抑制的情况下也自发地使用了语义策略。这种第二种解释挑战了本研究的基本假设:在语言工作记忆任务中,个体预计主要依赖于语音策略,并且只有在被鼓励或需要时才会使用更费力的语义策略。
目前结果的几个观察结果挑战了第一个假设,反而支持了第二个假设。首先,无论是即时回忆还是延迟回忆,都观察到了强烈的具体性效应。具体词和抽象词在语义表征上有所不同,但在语音表征上没有差异。因此,如果参与者几乎不使用或根本不使用语义策略,那么就不会预期到如此显著的具体性效应(Pham和Archibald,2023;Romani等人,2008)。其次,发音抑制干扰了语音策略的使用,使得参与者除非依赖语义策略,否则没有其他策略可用。因此,如果参与者主要依赖于语音策略,我们会预期在发音抑制条件下的保持率低于无发音抑制条件。然而,有发音抑制和无发音抑制条件下的保持率相当,这表明在发音抑制和无发音抑制条件下都使用了相似程度的语义策略。
因此,在这个实验的背景下,我们可以假设参与者即使在语音策略仍然可用的情况下,也会自发地依赖语义策略来记忆信息。这可以解释为什么在发音抑制和无发音抑制条件之间没有长期保持的差异,以及为什么发音抑制指令和具体性之间没有交互作用。这一发现与之前的实证结果(Meltzer等人,2016;Nishiyama,2018;Pham和Archibald,2023)相反,那些研究显示,在引入发音抑制指令时,参与者从语音策略转向了语义策略。当前实验设计的特定因素可能促进了语义策略的使用,因此可以解释为什么当前研究中的参与者在发音抑制和无发音抑制条件下似乎都依赖于语义策略,而之前的研究中的参与者似乎只在发音抑制条件下使用语义策略。
首先,每个单词对有相对较长的编码时间(3,000毫秒)可能鼓励参与者基于单词意义进行更深入的信息处理。先前的实证证据表明,当编码和/或保持时间足够长时,更有可能进行更深入的处理(Brady和St?rmer,2022;Leproult等人,2024;Nishiyama,2018;Ramzaoui等人,2025)。特别是Ramzaoui等人(2025)在参与者有6,000毫秒来编码六个项目(每个项目大约1,000毫秒)时发现了与语义相关的优势,但在只有3,000毫秒来编码这六个项目(每个项目500毫秒)时未能观察到这种优势。同样,Nishiyama(2018)在每个单词的编码时间为2,000毫秒而不是550毫秒时观察到更大的依赖语义表征。在当前研究中,参与者有3,000毫秒来编码两个单词。这种较长的编码时间可能促进了语义策略的自发使用,无论是否使用发音抑制。
此外,由于这项研究旨在调查绑定保持,单词是成对呈现的,参与者被要求在识别测试中重新构建它们。相比之下,Meltzer等人(2016)和Pham和Archibald(2023)使用了连续回忆任务,而Nishiyama(2018)使用了同音词识别任务。这些范式需要语音表征。当前的研究涉及的回忆任务既不是连续的也不是大声的。这个任务可以在不使用语音表征的情况下完成。即使没有语义相关性,单词的配对也可能鼓励参与者使用分组策略。这些策略通过压缩信息来优化编码,从而释放工作记忆资源供后续信息使用(Kowialiewski等人,2022;Thalmann等人,2019a)。在一种工作记忆任务中,Ordonez Magro等人(2022)表明,同时呈现的记忆材料比顺序呈现有更好的回忆表现。作者认为,同时呈现允许单词之间形成更强的绑定,并促进了分块的使用(也见Marcer,1967)。总之,我们建议,较长的编码时间、成对呈现和识别测试的结合可能促进了语义策略的使用,即使在参与者不被强制这样做的情况下也是如此。
实验2
鉴于这些观察结果,我们进行了第二个实验。实验1的结果强调,即使在没有发音抑制指令的情况下,参与者也可能使用了语义策略。因此,这个第二个实验并不是基于这样一个假设:在语言工作记忆任务中主要使用语音策略,而语义策略仅在受限条件下使用。在这种情况下,发音抑制指令的操纵被一个新的实验操纵所取代,该操纵旨在防止使用语音或语义策略来保持信息。这一设计受到了Pham和Archibald(2023)的研究启发,他们验证了一种结合语音和语义判断任务的工作记忆范式。这些研究人员表明,在保持间隔期间进行的干扰任务的性质可以调节记忆材料保持的语义和语音表征的可访问性。
在实验2中,使用了与实验1相同的复杂跨度任务,但干扰任务被修改为涉及语音或语义判断。对于语义判断任务,参与者判断动词的意义;而对于语音判断任务,他们判断动词的声音。基于Pham和Archibald(2023)的发现,我们假设在干扰任务中进行语义处理会限制参与者依赖语义策略来保持单词的能力,从而促进语音策略的使用。相反,预期在干扰任务中进行语音处理会干扰对语音策略的访问,导致更多依赖语义保持策略。因此,由于语义策略的使用增加,我们预测在语音判断任务条件下的项目和绑定表现会在即时和延迟回忆中都优于语义判断任务条件。与单词具体性不同,这种操纵被认为会促进高成本和主动语义策略的使用。因此,我们预计语音判断任务对老年人的好处会比年轻人小。关于具体性效应的假设保持不变,预期具体性会有积极的效果。这种具体性好处预计在语音任务条件下比在语义任务条件下更大,并且在老年人中比在年轻人中更大。
此外,我们建议单词对的较长编码时间可能会鼓励在编码时立即使用语义策略(Nishiyama,2018;Ramzaoui等人,2025)。因此,在这个第二个实验中,年轻人的编码时间从3,000毫秒减少到1,500毫秒,老年人的编码时间减少到2,000毫秒。这种修改旨在限制编码阶段的语义策略使用,这在不同的实验操纵中是不变的。
最后,为了验证实验操纵对记忆策略类型的影响,这个新实验包括了一个策略报告阶段。我们实施了Bartsch、Souza和Oberauer(2024)描述的方法,通过逐次试验的自我报告来记录策略使用的变化。自我报告策略方法的相关性得到了许多研究结果的支持,这些结果显示语义策略报告与更高的即时和延迟记忆表现相关(Bailey等人,2008;Bailey等人,2011;Bartsch等人,2024;Belletier等人,2023;Dunlosky和Kane,2007;Leproult等人,2024;Loaiza和Lavilla,2021)。在当前研究中,我们预计在具体单词和语音干扰任务条件下会有更多的语义策略报告。相反,我们预期在抽象单词和语义干扰任务条件下会有更多的语音策略报告。如一般介绍中提到的,关于年龄相关差异的报告策略的实证结果仍然不确定。因此,我们没有针对参与者年龄对策略报告的影响提出具体的假设。
**方法**
**参与者**
从格勒诺布尔-阿尔卑斯大学招募了44名年轻成年人(平均年龄=21.00岁,标准差=2.26;40名女性),并通过格勒诺布尔-阿尔卑斯大学的志愿者基础从当地社区招募了44名老年人(平均年龄=72.05岁,标准差=5.44;33名女性)。年轻成年人获得了课程学分,老年人获得了15欧元的旅行费用补偿。与之前的实验一样,所有参与者都是法语母语者,视力正常或经过矫正至正常水平,听力良好,且没有神经系统疾病的历史。他们中没有人参加过之前的实验。记录了所有参与者的教育年限,结果显示老年人的教育水平较高(平均年龄=14.48岁,标准差=2.50岁),而年轻成年人为13.43岁(标准差=0.45岁;BF10=27.79;Mpost=0.47;95%置信区间[0.09; 0.85])。最后,在实验结束时对所有老年人进行了MMSE(Folstein等人,1975年)测试,以确保其认知功能符合年龄特征。有两名老年人的MMSE得分低于截止值(即26/30),因此被排除在最终样本之外。
样本大小的估计基于之前的实验,以确保能够检测到实验操作的主要效应。根据预先设定的目标,我们希望每个年龄组(即年轻人和老年人)至少收集35个有效的数据集。贝叶斯统计方法的使用使我们能够调整样本大小,直到获得关于实验操作主要效应的明确证据(即BF>3,无论是对于零假设还是备择假设;Rouder,2014年)。这导致了额外参与者的招募,最终每个年龄组都有44名参与者。
**材料**
该实验已经预先注册,所有材料和数据都可以通过OSF(https://osf.io/tus6d/)获取。需要记住的法语单词列表与实验1相同。此外,新的分心任务还需要新的干扰刺激。创建了一个包含180个法语动词的列表,用于进行语义和音位判断。对于音位判断任务,参与者需要回答以下问题:“这个动词包含/k/音吗?”选择/k/音的原因在于它在法语中有多种拼写形式(即c, cc, k, ck, q, qu, cqu, ch),并且存在图素-音素不一致性,因为某些字母在某些上下文中可以表示/k/音,而在其他上下文中则不能(例如,“croquer”中的/k/音与“céder”中的/s/音)。因此,参与者不能仅依赖视觉形式,而必须访问动词的音位表示。对于语义判断任务,问题是:“这个动词涉及身体动作吗?”由于音位问题有明确的答案,但语义问题可能更模糊,我们进行了在线预测试,以避免使用模糊的动词。
为了简洁起见,我们仅提供了预测试程序和结果的概述。完整细节可在OSF上找到。在预测试中,从一般数据库(New等人,2004年)中选择了252个法语动词,并根据两个标准将其分为四类:是否存在/k/音以及是否预期涉及身体动作。在一个在线实验中,130名法语母语者(年龄在18至85岁之间)被要求确定每个动词是否涉及身体动作。他们被指示尽可能快地回答,并在不确定时依赖第一直觉。对于每个类别,我们选择了参与者之间一致性最高的45个动词。没有动词的一致性比例低于70%,总体一致性平均值为92%。180个选定动词及其相关结果也可在OSF上找到。有人可能会认为一致性并不完全一致,因为某些动词的回答差异高达30%(即70%的一致性)。重要的是,语义判断任务的关键目标是确保参与者使用语义表示。因此,我们仔细选择了模糊性最小的动词,并指示参与者在不确定时依赖第一直觉。尽管如此,这项任务中回答的准确性并不是我们关注的变量。此外,为了控制语义和音位判断任务之间的刺激相关差异,每个动词在两个条件下出现的频率是相同的。最后,我们计算了年轻成年人(平均反应时间=1,074毫秒,标准差=591毫秒)和老年人(平均反应时间=1,353毫秒,标准差=702毫秒)的平均反应时间。这些值决定了复杂跨度任务中允许的最大反应时间(即平均值加上一个标准差,对于年轻成年人约为1,600毫秒,对于老年人约为2,000毫秒)。
**程序**
这第二个实验的总体设计与实验1类似。它包括一个复杂的跨度任务,其中记忆阶段和分心阶段交替进行三次。为了限制由于长时间自由时间而导致对语义策略的过度依赖,每个单词对的编码时间从3,000毫秒减少到年轻成年人的1,500毫秒,老年人为2,000毫秒。然后,主要的修改涉及分心任务的性质。配对判断任务被替换为音位或语义判断任务。在音位判断任务条件下,参与者被要求确定呈现的动词是否包含/k/音。在语义判断任务条件下,他们决定动词是否涉及身体动作。具体来说,在每对需要记住的动词之间,会依次呈现三个动词。参与者必须尽快按下键盘上相应的键(“S”和“L”分别代表“是”和“否”)来回答目标问题。参与者一旦回答或超过1,600毫秒(年轻成年人)/2,000毫秒(老年人),动词就会消失。这些值是根据预测试结果确定的(见材料部分)。每个动词之后是一个在线调整的自由时间,等于前一个判断的反应时间的一半。这种程序确保了所有参与者和试验的认知负荷保持一致,无论实验条件如何。与第一个实验一样,每个实验条件内的五次试验(即具体性×分心任务的性质)是分块呈现的。
新实验设计的最后一个修改是增加了对参与者自发使用的维持策略的评估。我们采用了Bartsch、Souza和Oberauer(2024年)提出的方法,并由Leproult等人(2024年)进行了复制。在复杂跨度任务的每次试验结束后,向参与者呈现一个七选一的列表,要求他们选择他们在上次试验中使用的策略。可能的策略列表及其描述遵循了Bartsch、Souza和Oberauer(2024年)的方法。参与者必须从七个选项中选择他们的策略(法语标签):阅读(lecture)、复述(répétition)、句子生成(création d’une phrase)、心理意象(imagerie mentale)、刷新(rafra?chissement)、其他策略(autre stratégie)或无策略(aucune stratégie)。在实验开始时,参与者收到了关于每个策略描述的信息(见附录B,表B1),并且他们在实验过程中可以随时寻求澄清或提醒。此外,如果他们选择了“其他策略”选项,实验者会要求他们用几句话描述他们的策略。与Bartsch等人的方法唯一的区别是从策略列表中移除了“分组”选项。分组策略的分类在其音位或语义性质上是有争议的。例如,参与者可以通过使用复述(即音位策略)或创建心理意象(即语义策略)来对项目进行分组。然而,如果一些参与者无法用其他标签描述他们的策略,他们可以选择“其他策略”选项并在更详细的解释中报告这一策略。最后,根据Bartsch、Souza和Oberauer(2024年)的观点,即当参与者自由选择策略时回忆表现最佳,我们明确告知参与者他们可以在每次试验中使用任何他们选择的策略。
在实验阶段之前,参与者完成了一个练习会话,其中包括一次单独的记忆阶段试验、多次单独的音位和语义判断任务试验(重复进行,直到他们在六个动词的试验中至少达到80%的准确率,每个任务至少重复两次,最多六次),以及两次完整的复杂跨度任务试验,一次是音位判断任务,另一次是语义判断任务。
**数据分析和评分程序**
数据分析和评分程序与实验1相同,除了两个区别。首先,实验1中对应的固定预测因子被分心任务的性质(即音位判断与语义判断)所取代。其次,对报告的记忆策略进行了额外分析,以调查实验操作是否影响了参与者报告的音位和语义策略的比例。由于每次试验只记录了一个策略,数据不足以分析实验操作对六级分类变量(即阅读、复述、句子生成、心理意象、刷新、无策略)的影响。为了获得更可靠的结果,策略被分为两类:语义策略(包括心理意象和句子生成)和音位策略(包括阅读和复述)。因此,包含“刷新”和“无策略”报告的试验被排除在分析之外,因为它们既不属于语义策略也不属于音位策略。值得注意的是,这两种策略仅占试验的6.6%,每种报告策略的未分组频率在表B2(附录B)中提供。因此,在这项分析中,策略报告被视为一个二元变量(即语义策略与音位策略),并使用贝叶斯逻辑混合效应模型来评估参与者年龄、具体性和分心任务性质对报告策略的影响。
**结果**
**预处理**
根据预先设定的要求,为了确保参与者遵守双任务指令,从分析中排除了分心任务准确率低于66%的试验(即单次试验中错误判断超过三次)。这一标准导致老年人中有112次试验(13.33%)和年轻成年人中有51次试验(5.80%)被排除,从而得出的年龄效应证据不具结论性(BF10=1.78;Mpost=–0.66;95%置信区间[?1.27; ?0.08])。此外,有中等证据表明,在语义判断任务条件下移除了更多的试验(860次试验中的100次;11.62%),而在音位判断任务条件下移除了较少的试验(860次试验中的63次;7.33%;BF10=3.01;Mpost=0.95;95%置信区间[0.15; 1.84])。相比之下,有中等证据支持不存在具体性效应(BF10=1/6.17;Mpost=–0.10;95%置信区间[–0.71; 0.54])以及任何交互效应。经过这种试验级别的过滤后,每个条件下有效试验少于三次的参与者被排除。这导致四名年轻成年人和五名老年人被排除。最终用于后续分析的样本由40名年轻成年人和37名老年人组成。
**分心任务表现**
为了简洁起见,描述性和推断性结果在附录B中呈现。简而言之,结果表明,音位分心任务(即/k/音判断)的准确率高于语义分心任务(即身体动作判断)。此外,年龄和任务类型之间的中等程度交互作用表明,年轻成年人与老年人之间的准确率差异更大。关于反应时间,决定性证据表明年轻成年人的反应速度更快,且音位判断的反应速度比语义判断更快。没有观察到其他实验效应。
**即时回忆表现**
图3展示了即时记忆测试中项目、配对和绑定的平均识别准确性的描述性结果,并在表B4(附录B)中报告。贝叶斯线性混合模型用于分析实验操作对工作记忆表现的影响;结果在表2中报告。
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图3.实验2中,记忆表现作为实验条件和参与者年龄的函数,在复杂跨度任务中的表现。注意:误差条代表95%的置信区间。项目识别结果指的是正确识别目标项目的结果。配对结果基于条件得分,定义为在正确配对中识别出的项目数量除以正确识别出的项目总数。表2显示了使用贝叶斯线性混合模型进行分析的结果,涉及实验2中的记忆表现。
表2. 贝叶斯线性混合模型分析的结果:
| 条件 | 年龄 | 即时回忆 | 延迟保持率 | 项目识别 | 配对 | 配对识别 |
|---------------|------------|-----------|-----------|-----------|-----------|
| BF10 = 65.30M | | | | | |
| | | | | | |
| BF10 = 6.64M | | | | | |
| | | | | | |
| BF10 = 237.64M | | | | | |
| | | | | | |
| BF10 = 196.46M | | | | | |
| | | | | | |
| BF10 = 48.16M | | | | | |
| | | | | | |
| BF10 = 9.10M | | | | | |
| | | | | | |
| 具体性 | BF10 = 4.68 × 10^16M | | | | | |
| | | | | | |
| | BF10 = 9.25 × 10^15M | | | | | |
| | BF10 = 1.13 × 10^8M | | | | |
| | BF10 = 1.64 × 10^15M | | | | |
| | BF10 = 9.76 × 10^15M | | | | |
| | BF10 = 6.79 × 10^15M | | | | |
| | BF10 = 6.57 × 10^14M | | | | |
| | BF10 = 1.62 × 10^15M | | | | |
| | BF10 = 3.17 × 10^15M | | | | |
| | BF10 = 1.76 × 10^15M | | | | |
| | BF10 = 5.71 × 10^15M | | | | |
| | BF10 = 2.25 × 10^15M | | | |
| | BF10 = 7.08M | | | | |
| | BF10 = 1/7.53M | | | | |
| | BF10 = 1/9.25M | | | | |
| | BF10 = 1/11.78M | | | | |
| | BF10 = 1/20.80M | | | | |
| | BF10 = 1/10.02M | | | | |
| | BF10 = 1/7.56M | | | | |
| 具体性 × 任务性质 | BF10 = 1.08 × 10^15M | | | | |
| | BF10 = 108.59M | | | | |
| | BF10 = 2.77M | | | | |
| | BF10 = 108.20M | | | | |
强至决定性的证据支持了项目识别、配对识别和配对绑定识别存在三个主要效应:年轻人的记忆表现优于老年人,具体词汇的记忆表现优于抽象词汇,且在语音任务条件下的记忆表现优于语义任务条件下的记忆表现。此外,还发现了两个与具体性相关的交互作用。中等程度的证据表明,具体性对老年人的有益效果大于年轻人。正如预期的那样,具体性与干扰任务性质之间的交互作用表明,在语音干扰任务条件下,具体词汇与抽象词汇之间的差异大于在语义干扰任务条件下的差异。然而,未发现年龄与干扰任务性质之间的交互作用,这表明语音干扰任务相对于语义干扰任务的优势在年轻人和老年人之间没有差异。
关于延迟回忆表现,贝叶斯线性混合模型的分析结果见表2(描述性数据见附录B中的图3和表B4)。与即时表现的结果一致,非常强至决定性的证据支持了项目识别、配对识别和配对绑定识别的三个主要效应:年轻人的保持率高于老年人,具体词汇的保持率高于抽象词汇,且在语音干扰任务条件下的保持率高于语义干扰任务条件下的保持率。对于项目识别和配对识别,交互作用的结果有所不同。一方面,仅在具体性与任务类型之间发现了交互作用,表明在语音干扰任务条件下具体性的优势更大。年龄与具体性之间的交互作用证据不明确,而强证据支持年龄与任务类型之间没有交互作用。另一方面,对于配对和配对绑定,回归分析提供了决定性证据,表明老年人相对于年轻人具有更强的具体性优势;同时,不明确的和中等程度的证据不支持任务类型与具体性之间以及任务类型与参与者年龄之间的交互作用。然而,值得注意的是存在一个三向交互作用(BF10 = 6.19;Mpost = 0.11;95% CI [0.03; 0.19] 对于配对;BF10 = 6.71;Mpost = 0.11;95% CI [0.03; 0.20] 对于配对绑定)。这一有趣的结果表明,无论词汇的具体性如何,语音干扰任务相对于语义干扰任务的有益效果在年轻人中是相似的(BF10 = 1/3.12;Mpost = ?0.03;95% CI [?0.14; 0.07] 对于配对;BF10 = 1/1.42;Mpost = ?0.08;95% CI [–0.19; 0.03] 对于配对绑定),而对于老年人来说,这种有益效果在具体词汇中比抽象词汇更明显(BF10 = 14.10;Mpost = 0.16;95% CI [0.05; 0.28] 对于配对;BF10 = 2.12;Mpost = 0.12;95% CI [0.04; 0.20] 对于配对绑定)。换句话说,只有老年人在具体性与任务类型之间观察到了交互作用。此外,这种三向交互作用也可以解释任务类型与年龄之间没有交互作用的现象。实际上,语音干扰任务相对于语义干扰任务的优势在具体词汇中在不同年龄组之间是相似的(BF10 = 1/2.0.3;Mpost = ?0.05;95% CI [–0.01; 0.10] 对于配对;BF10 = 1/1.73;Mpost = ?0.04;95% CI [?0.01; 0.10] 对于配对绑定),而在抽象词汇中,这种优势在年轻人中比老年人更明显(BF10 = 2.38;Mpost = ?0.06;95% CI [?0.12; ?0.01] 对于配对;BF10 = 3.36;Mpost = ?0.07;95% CI [?0.13; ?0.01] 对于配对绑定)。也就是说,只有抽象词汇在年龄与任务类型之间存在交互作用。如果需要,附录B中提供了强调这些简单交互作用的图表以方便解释(见图B1)。
最后,评估了实验操作对报告策略类型的影响。策略被分为两类:语义策略(即句子生成和心理意象)和语音策略(即复述和阅读)。报告策略的频率如图4所示(详细频率按未分组策略类型见附录B中的表B2)。与我们的假设一致,结果揭示了具体性(BF10 = 5.48 × 10^5;Mpost = 1.65;95% CI [0.95; 2.41)和干扰任务类型(BF10 = 1.00 × 10^16;Mpost = 2.20;95% CI [1.51; 2.87])的主要效应。也就是说,在具体词汇条件下比抽象词汇条件下更频繁地报告语义策略,在语音干扰任务条件下比语义干扰任务条件下更频繁地报告语音策略。结果还显示了具体性与任务类型之间的交互作用(BF10 = 5.02;Mpost = 1.53;95% CI [0.25; 2.73])。具体来说,在语音干扰任务条件下观察到语义策略报告的增加(BF10 = 1.68 × 10^15;Mpost = 2.33;95% CI [1.63; 3.10]),但在语义干扰任务条件下则没有(BF10 = 1/1.30;Mpost = 0.79;95% CI [?0.12; 1.81])。最后,无论是作为主要效应(BF10 = 1/5.09;Mpost = 0.07;95% CI [?0.69; 0.84]),还是与具体性(BF10 = 1/6.49;Mpost = -0.03;95% CI [?0.64; 0.58])或任务类型(BF10 = 1/4.15;Mpost = ?0.28;95% CI [–0.82; 0.24])的交互作用,都没有发现年轻人和老年人之间的策略报告频率差异。
讨论
第二个实验旨在通过操纵同时进行的干扰任务的性质(语音 vs. 语义)和记忆材料的具體性(具体 vs. 抽象),来研究语义和语音策略如何影响跨年龄段的言语工作记忆(WM)任务中的保持。与我们的假设一致,结果揭示了这两种操作对即时记忆和延迟记忆表现的一致性效应,包括项目识别和配对绑定识别。首先,在语音干扰任务条件下比语义干扰任务条件下观察到更好的记忆表现,在具体词汇条件下比抽象词汇条件下也观察到更好的记忆表现。此外,语音干扰任务的优势在具体词汇中比抽象词汇中更为明显。策略报告数据也与这一模式一致,在预期促进其使用的条件下(即具体词汇和语音任务)更频繁地报告语义策略。这些结果共同支持了这样一个观点:参与者在有利条件下更依赖于语义策略,从而提高了WM和LTM的表现。
正如预期的那样,这些实验操作对不同年龄段的影响是不同的。一方面,具体性的促进效果在老年人中比在年轻人中更为显著。另一方面,语音干扰任务的优势在不同年龄段之间是相似的(除了在抽象词汇的配对绑定延迟回忆中,语音任务的优势在老年人中较小)。因此,具体性减少了与年龄相关的项和配对回忆差异,而干扰任务的性质则没有这种效果。最后,与Bailey等人(2009年)和Chevalère等人(2020年)的研究结果一致,没有观察到策略报告在年龄上的差异,这表明所使用策略类型的差异不能解释记忆表现的年龄相关缺陷。
在将这些结果与实验1及其在一般讨论中的理论意义进行讨论之前,重要的是要解决两种干扰任务在处理表现上的差异及其对记忆表现的潜在影响。需要提醒的是,语音干扰任务相比语义干扰任务显示出更高的准确性和更快的反应时间。尽管基于预测试结果选择了明确的动词,但判断干扰动词是否包含/k/音素比判断它们是否涉及身体动作要容易。乍一看,人们可能会假设在语音任务条件下的记忆优势是因为这个任务更容易,因此需要的认知资源更少。然而,有几个论点表明,记忆表现的差异不能完全由干扰任务的难度差异来解释。首先,关于反应时间的差异,值得注意的是,每个干扰动词后的自由时间是在在线调整的,以保持每次试验的认知负荷恒定。然而,由于这种在线调整自由时间,更快的反应时间导致了更短的自由时间。因此,更短的反应时间导致编码和检索阶段之间的总时间更短。这可能会减少时间衰减并提高记忆表现。我们注意到,语音任务和语义任务之间的平均反应时间差异仅为0.1秒,导致一次完整试验的总平均差异为1.8秒(0.1秒 × 9个干扰动词 + 0.1秒 × 9个自由时间周期)。鉴于一次试验的总持续时间约为20秒,这种短暂的编码和回忆时间差异不太可能解释WM识别中的表现差距(例如,语音任务和语义任务条件之间的12.5%差异)。
此外,如果记忆表现的变化仅仅由干扰任务的难度引起,那么就不会出现与具体性相关的交互作用。实际上,语义任务的复杂性在所有具体性水平上都是相同的,应该对记忆表现有类似的影响。Neale和Tehan(2007年)进一步证明,语义表征的可用性随着任务难度的增加而增加。这些发现将预测相反的结果模式,即在更困难的任务中具体性的效果更强(即语义干扰任务相对于语音干扰任务)。综上所述,这些论点表明,记忆表现的变化不仅仅是由干扰任务的难度差异驱动的,而是反映了保持策略类型的差异。
一般讨论
当前的实验追求了两个目标。第一个是研究语义策略在言语WM表现中的作用,无论是项目层面还是配对绑定层面。第二个是提供关于老年人是否能够依赖语义策略来弥补与年龄相关的WM缺陷的见解。具体来说,我们提出,当语义策略需要最少的认知资源时(即被动策略),它们可以减少年龄差异。相反,老年人可能在主动语义策略上遇到更多困难,这需要更大的认知努力,并可能加剧他们的WM缺陷。为了测试这些假设,我们进行了两个实验,其中一个实验通过操纵词汇的具体性直接鼓励依赖语义策略,另一个实验通过限制对语音策略的访问间接鼓励依赖语义策略(即实验1中的AS指导和实验2中的语音干扰任务)。这些操作对项目识别和绑定识别的影响进行了评估。如图5所示,并且与我们最初的四个预测一致,主要发现表明,更多地依赖语义策略可以提高口头工作记忆(WM)和长期记忆(LTM)在项目识别和绑定识别方面的表现。具体来说,词语的具体性以及语音策略的干扰改善了记忆表现(除了AS操作,该操作存在方法学问题;详见实验1的讨论)。此外,两种旨在鼓励语义策略的操作之间出现了交互作用:在实验2中,促进主动语义策略(即干扰任务的性质)对具有更丰富语义表征的记忆材料(即具体词语)更为有效。接下来,与年龄相关的研究结果表明,语义策略的影响取决于它们的认知成本。简而言之,增强被动语义策略的使用减少了项目识别和绑定识别方面的年龄差异。重要的是,鼓励主动语义策略并没有扩大年轻人和老年人之间的差距,这一点将在下文详细讨论。
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图5. 实验对项目识别和绑定记忆影响的总结。注意:在实验1中,“任务”操作对比了有无发音抑制指令的条件;在实验2中,它对比了涉及语义干扰任务和语音干扰任务的条件。点代表后验均值,误差条代表95%的可信区间,这些数据来自贝叶斯线性混合模型。
在接下来的部分,我们首先探讨了实验1中的AS操作与实验2中的干扰任务操作之间结果差异的潜在解释。然后,我们考虑了当前发现如何强调语义策略对口头WM表现的重要性,并讨论了它们对理解认知老化和绑定机制的理论意义。最后,尽管这不是研究的主要焦点,但值得注意的是,在即时记忆和延迟记忆测试中观察到了类似的结果模式。考虑到这些结果,我们讨论了情景LTM可能作为当前口头WM任务中语义策略益处的另一种解释。
发音抑制和干扰任务操作是否等效?显然,情况并非如此。旨在促进主动语义策略的操作在实验2中是有效的(即干扰任务的性质),但在实验1中无效(即AS指令)。第一个实验基于这样的假设:参与者在口头WM任务中主要使用语音策略而非语义策略。然而,一些迹象表明,即使在无AS条件下,参与者也依赖语义策略(详见实验1的讨论)。相比之下,在第二个实验中,通过操纵干扰任务的性质似乎更为有效,因为它选择性地阻止了语音或语义策略的使用。具体性的效应大小是一个关键指标,表明参与者在语义干扰任务条件(实验2)下比在无AS条件(实验1)下更依赖语音策略。具体来说,具体性的好处在AS条件下非常相似(即即时配对识别中分别为10%和12%)。相比之下,具体性的好处根据干扰任务的性质而有很大差异(即在语义干扰任务条件下为4%,在语音干扰任务条件下为16%)。从理论上讲,这些结果表明,在口头WM任务中,当两种策略都可用时,不能假设参与者主要依赖语音策略而非语义策略。总体而言,基于Pham和Archibald(2023)提出的范式,操纵干扰任务的性质提供了对参与此WM任务的维护策略类型的更有效控制。
语义策略是否有助于工作记忆表现?本研究的结果表明,语义策略提高了口头WM表现,无论这些语义策略需要低还是高的认知努力都能观察到好处。值得注意的是,这些效应是叠加的,对于与更丰富语义表征相关的具体词语,主动语义策略的好处更大(Paivio等人,1988;Romani等人,2008)。这些结果与之前的研究一致,这些研究强调了语义表征在口头WM中的重要性(例如,Loaiza和Camos,2018;Meltzer等人,2016;Nishiyama,2014;Nishiyama,2018;Pham和Archibald,2023;Shivde和Anderson,2011;Walker和Hulme,1999)。此外,实验2中的策略报告结果也揭示了语义策略与WM表现之间的关联。在预期语义策略对维护贡献更大的条件下,报告的语义策略比例增加(即具体词语和有语音干扰任务的条件下)。这些观察结果通过提供一致的证据加强了我们的结论,表明记忆表现的变化反映了参与者对维护策略的适应性使用。这些发现与之前的研究一致,这些研究表明个体可以根据任务要求逐次调整他们的记忆策略(Bartsch等人,2024;Chevalère等人,2020),并且语义策略与比语音策略更好的记忆表现相关(Bailey等人,2008;Bailey等人,2011;Bartsch等人,2024;Dunlosky和Kane,2007;Leproult等人,2024)。
然而,明确的策略报告变化可能无法完全解释观察到的结果。实际上,在有语义干扰任务的条件下,参与者对具体词语的表现优于抽象词语,但在报告策略的比例上没有观察到相应的差异。如果将记忆策略定义为“自我生成的、有意识使用的、可言语化的管理WM任务的方式”(Ritakallio等人,2024,第1页;另见Belletier等人,2023;Dunlosky和Kane,2007),那么这种刻意的选择无法完全解释当前的记忆表现模式。其他作者提出了更广泛的策略定义,包括不需要控制或可言语化过程的隐性策略(Reder和Schunn,1996;Siegler和Stern,1998)。因此,语义和语音策略对WM表现的影响可能不仅限于有意识和可言语化的层面。Hart等人(2025)在他们的综述中强调,语义在WM中的作用不一定限于有意识的过程,也可能涉及更自动的过程(另见Umanath和Marsh,2014)。这种解释与研究表明语义知识即使在运行跨度范式中也会影响口头WM的结果一致,即使参与者无法有意识地实施维护策略(Kowialiewski和Majerus,2018;Pham和Archibald,2022)。与基于语言的口头WM模型(Majerus,2013;Martin等人,1996)一致,这些模型提出词汇、语音和语义表征会自动激活,我们的结果表明语义可能在自愿和自动层面影响WM表现。尽管如此,当前研究并不允许我们区分这些不同来源的语义影响。
语义策略是否调节了与年龄相关的工作记忆差异?本研究的另一个目标是澄清关于语义策略在减少WM年龄差异方面的益处的矛盾发现。一些研究发现,依赖语义对老年人的好处大于年轻人(Jarjat等人,2021;Loaiza和Srokova,2020;Mohanty等人,2016),而其他研究则报告了相反的模式(Bartsch等人,2019;Bartsch和Oberauer,2021)。考虑到这些混合观察结果,我们假设语义策略可能减少口头WM表现中的年龄差异,但仅当它们需要较低的认知努力时。正如预期的那样,当前结果支持了语义策略类型之间的区分。一方面,具体性可能对老年人特别有益,因为它有助于使用保留的语义知识(Loaiza和Srokova,2020;Park等人,2002;Umanath和Marsh,2014)。因此,促进需要最低认知努力的被动语义策略有助于补偿WM表现中的年龄差异(Ahmad等人,2015;Campoy等人,2015;Hart等人,2025)。另一方面,通过限制语音策略来促进依赖语义策略的任务需要更多的认知资源(Bailey等人,2009;Dunlosky和Kane,2007;Hart等人,2025;Umanath和Marsh,2014)。鼓励这些主动语义策略并没有减少年龄差异。由于认知资源随年龄的增长而普遍下降(Braver和Bongiolatti,2002;Craik,1986;Zacks和Hasher,1994),这些受控过程对老年人来说可能更难实现。然而,在本研究中并未观察到这一点:鼓励使用主动语义策略并没有加剧年龄差异,这表明老年人即使在需要更多认知资源的情况下也能实施语义策略。这些发现与Bartsch及其同事(2019;另见Bartsch和Oberauer,2021)的研究结果相反,他们报告说明确的阐述指令增加了年龄差异。重要的是要指出,在我们的研究中,参与者可以自由选择并灵活调整他们的维护策略(Belletier等人,2023;Chevalère等人,2020)。因此,与当前的操纵相比,明确的指令可能会增加额外的认知成本,这可以解释老年人遇到的额外困难(Bartsch等人,2019;Bartsch和Oberauer,2021;Hart等人,2025;Umanath和Marsh,2014)。因此,区分语义策略是如何被引出的对于理解它们对老化过程中WM的影响至关重要。
此外,尽管语义因素调节了与年龄相关的记忆差异,但在报告策略的比例上没有观察到变化。年轻人和老年人报告的语音和语义策略使用情况相似。这些结果与Bailey等人(2009)和Chevalère等人(2020)的研究结果一致,表明记忆表现的差异不能归因于自愿策略选择的变化。相反,这些与年龄相关的具体性好处差异可能反映了在环境支持的情况下语义信息自动激活的差异(Craik,1986;Hart等人,2025;Lindenberger和Mayr,2014)。这种解释与证据一致,即即使在没有策略控制的情况下,语义影响仍然存在(Campoy等人,2015;Kowialiewski和Majerus,2018;Umanath和Marsh,2014)。尽管如此,本研究仅关注口头WM。未来的研究需要确定在视觉WM中是否也能观察到被动和主动语义策略之间的类似区分。先前的研究表明,在视觉WM任务中,当语义策略需要较高的认知要求时,老年人从中获得的好处较少,但在要求较低时,好处增加或相当(Hamilton等人,2018;Hart和Nicholls,2025;Hoefeijzers等人,2017;Nicholls和English,2020)。
语义策略是否有助于绑定维护?先前的研究表明,语义知识有助于有意义绑定的维护(Epstein和Phillips,1976;Greene和Tussing,2001)。然而,关于口头WM中任意绑定的研究主要考察了语义相似性对序列回忆的影响,得出了模棱两可的结果(Ishiguro和Saito,2021;Kowialiewski等人,2021;Kowialiewski等人,2024;Poirier和Saint-Aubin,1995;Tse等人,2011;参见Kowialiewski和Oberauer,2025的综述)。当前结果表明,主动和被动语义策略不仅有助于项目维护,也有助于绑定维护。因此,参与者可能依赖语义策略来丰富任意的项-项绑定(Paivio,1965)。项目-项和项-位置结果之间的这种差异强调了绑定通常被视为一个统一概念,但实际上包含不同的子类型(Wong等人,2013)。例如,一个本质区别在于,在项目-项绑定中,两个元素都携带语义内容,而在项-位置绑定中,“位置”成分缺乏内在意义。因此,研究语义对绑定维护的影响需要区分这些形式。此外,结果还显示,在WM表现方面观察到了与年龄相关的差异,这与之前的证据一致,即WM存在与年龄相关的绑定缺陷(Fandakova等人,2014;Oberauer和Lewandowsky,2019;Old和Naveh-Benjamin,2008)。年龄和实验操作之间的类似交互作用表明,促进语义策略对项目维护和绑定维护都有类似的影响。此外,与之前关于有意义绑定(Ahmad等人,2015年;Badham等人,2012年;Badham和Maylor,2015年;Castel,2005年;Delhaye等人,2019b年;Hoefeijzers等人,2017年;Jarjat等人,2021年;Loaiza和Srokova,2020年;Mohanty等人,2016年)的研究一致,我们发现被动语义策略有助于老年人减少与年龄相关的绑定维持差异。因此,即使某些绑定缺乏内在意义,老年人也可能依赖语义策略来支持工作记忆(WM)和长期记忆(LTM)的表现。然而,本研究存在两个局限性需要承认。首先,单词成对呈现和回忆的具体设计增加了绑定的重要性,而通常情况下单词是单独呈现并依次回忆的。这种范式可能增强了语义在绑定维持中的作用。其次,尽管我们的条件绑定得分表明语义策略有助于绑定维持,但我们无法确定当前的实验操作是否对项目本身和绑定维持产生了不同的影响。记忆测量模型(MMM;Oberauer和Lewandowsky,2019年)提供了一个有价值的工具,用于区分实验操作对项目维持和绑定维持的影响。因此,未来的研究应使用修改后的回忆程序来重复这一实验,并采用其他WM范式来概括语义策略在维持任意绑定中的作用。
情景长期记忆能否解释工作记忆中的语义优势?重要的是,在即时记忆测试中观察到的语义策略的优势可能反映了情景长期记忆(episodic LTM)的强大贡献,而不是直接调节工作记忆中的表征维持。情景长期记忆指的是记住过去事件的个人经历的能力,包括之前对特定刺激的接触。与工作记忆不同,情景长期记忆不受时间限制(Atkinson和Shiffrin,1968年;James,1890年)。基于主要-次要记忆框架的几种理论(Unsworth和Engle,2006年;Unsworth和Engle,2007年)认为,当工作记忆容量被超出时,项目必须从工作记忆转移到长期记忆中。这种转移释放了工作记忆资源,这些资源可以重新分配用于维持额外的信息。在回忆时,这些信息必须从长期记忆中检索。最近,Bartsch和Shepherdson(2023年)表明,预先学习过的配对可能根本不会被编码到工作记忆中,从而释放了资源以维持额外的信息。因此,越来越多的证据强调了情景长期记忆在传统用于评估工作记忆的范式中的作用(Bartsch和Oberauer,2023年;Bartsch和Shepherdson,2022年;Loaiza等人,2011年;McCabe,2008年)。
在本研究中,语义优势并不直接影响工作记忆的维持,而是促进了信息向情景长期记忆的编码。参与者在即时回忆过程中可能同时依赖工作记忆和情景长期记忆,从而导致表现反映了两个系统的贡献。因此,语义策略的使用增加可能增强了长期记忆的编码和检索过程(Craik和Lockhart,1972年;Craik和Tulving,1975年),而不是直接影响工作记忆机制。延迟回忆的结果支持了这种可能性:在促进语义策略的条件下,项目和绑定的维持率随时间减少遗忘。这种模式表明,向长期记忆的转移和从中检索可能有助于语义策略在即时回忆中的优势。在老年人中也观察到了语义策略的长期好处。先前的研究表明,在工作记忆任务中,老年人能够像年轻人一样将许多项目和项目-项目绑定转移到长期记忆中(Bartsch等人,2019年;Forsberg等人,2022年)。因此,与年轻人类似,老年人也可能将信息从工作记忆转移到长期记忆中以支持即时记忆表现。然而,这种长期记忆的贡献并不意味着语义策略的所有好处都来自于转移到长期记忆。Bartsch和Oberauer(2023年)通过主动干扰区分了即时回忆过程中工作记忆和长期记忆的贡献。他们的结果表明,当集合大小超过三对时,对情景长期记忆的依赖性更大。在我们的研究中,集合大小为三对,这表明情景长期记忆的参与有限。然而,与简单的广度任务不同,传统用于评估工作记忆的复杂广度范式(Conway等人,2005年;Daneman和Carpenter,1980年)包括维持阶段和分散注意力的阶段之间的交替,这可能促进了信息从工作记忆到长期记忆的转移(McCabe,2008年;Unsworth和Engle,2007年)。
为了检验语义策略是否直接影响工作记忆的维持,我们借鉴了Bartsch和Oberauer(2023年)的研究结果,他们发现最后呈现的配对相对不受主动干扰的影响,这表明情景长期记忆的参与有限。这些作者提出,由于编码和检索之间的时间间隔较短,最后呈现的配对在工作记忆中更易于访问(另见Bartsch等人,2025年的研究,表明情景长期记忆对工作记忆任务的贡献并不系统)。因此,我们重新分析了每项试验中最后一对的即时识别表现。这些额外的分析显示,在具有语音分散任务的条件下,即时表现更高。尽管仍然观察到了具体性效应,但仅出现在具有语音分散任务的条件下(详见附录C)。这种模式与直接语义维持假设一致,该假设认为工作记忆中存在一个词汇-语义缓冲区。这个缓冲区可以直接支持工作记忆中语义表征的主动维持(Acheson和MacDonald,2009年;Majerus,2013年;Martin等人,1994年;Martin等人,2021年;Patterson等人,1994年),而不一定影响长期维持(Leproult等人,2024年;Shivde和Anderson,2011年)。因此,尽管情景长期记忆可能对即时表现有所贡献,但我们的发现表明,至少部分被回忆的信息是通过工作记忆中的语义表征维持的。
最后,我们研究了语义策略在调节与年龄相关缺陷中的作用是否也反映了工作记忆维持的直接增强。对最后一对的补充分析确认了年龄的持续效应(见附录C)。这一发现表明,老年人在工作记忆中存在特定的缺陷,这与情景长期记忆的贡献无关。然而,年龄和语义操作之间的交互作用消失了。因此,我们不能排除工作记忆中语义策略影响的年龄相关差异主要由情景长期记忆贡献驱动的可能性。尽管如此,95%的可信区间表明,这种模式可能是由于这些额外分析中数据有限而导致的统计功效降低。因此,一个悬而未决的问题是,语义策略对工作记忆中年龄相关差异的调节是否反映了对其的直接影响,或者是由随后塑造工作记忆表现的长期记忆过程引起的。
总之,这些发现支持了我们的理论假设,即语义策略在言语工作记忆表现中起着关键作用,并调节了与年龄相关的工作记忆差异。首先,这些结果揭示了语义策略可以促进任意绑定的维持。这与专注于项目-位置绑定的研究形成对比,强调了根据涉及的绑定类型区分语义效应的必要性。其次,语义策略被证明是减少工作记忆表现中与年龄相关差异的一个有希望的手段。具体来说,观察到低成本语义策略使老年人能够弥补其工作记忆容量的减少,而高成本语义策略则没有提供同样的优势。最后,需要进一步的研究将这些结果扩展到其他工作记忆范式,包括视觉工作记忆任务,并澄清语义策略在多大程度上直接增强了工作记忆的维持,或者它们的好处主要是通过提升情景长期记忆来实现的。
**资金来源**
本工作部分得到了CERCOG@UGA(ANR-15-IDEX-0002)的支持。
**关于写作过程中生成式AI和AI辅助技术的声明**
在准备本工作时,作者使用了GPT-4来解决英语语言方面的问题。使用该工具后,作者根据需要对内容进行了审查和编辑,并对出版物的内容负全责。
**作者贡献声明**
Inès Leproult:写作——原始草稿、可视化、软件、方法论、调查、形式分析、概念化。
Beno?t Lemaire:写作——审阅与编辑、监督、方法论。
Aliénor Faucheron:软件、方法论、调查。
Sophie Portrat:写作——审阅与编辑、监督、方法论、资金获取、概念化。
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