对《Contralateral Delay Activity and Alpha Lateralization Reflect Retinotopic and Screen-Centered Reference Frames in Visual Memory》的学术报道

引言

视觉系统以侧化的方式组织，左侧和右侧视野由对侧大脑皮层处理。这种组织方式不只适用于感知，还影响认知过程，尤其是对视觉信息的短期记忆。视觉短期记忆（VSTM）中，注意力集中于侧位位置主要调节对侧视觉皮层的活动。近年来，研究表明，视觉短期记忆的对象在对侧半球存储，多个研究显示存储量的神经指标主要在对侧半球。然而，人类频繁的眼动造成记忆对象位置的变动，尤其在眼动后，记忆是根据初始视网膜位还是根据更新的屏幕位置进行的，尚未明确。

来源

该研究由Wanja A. Mössing, Svea C.Y. Schroeder, Anna Lena Biel和Niko A. Busch等学者完成，他们分别来自德国明斯特大学心理学研究所和行为神经科学奥托-克洛茨费尔特中心。论文发表于2024年的《Progress in Neurobiology》，是一篇开放获取的文章。

研究工作流程

研究方法概述

该研究包括两个实验，旨在测试眼动对视觉短期记忆的影响。实验中，参与者先记住目标对象的颜色，然后在保持期内进行侧向扫视，使目标对象在视网膜上的位置发生改变。本研究采用电生理学方法，重点评估对侧延迟活动（CDA）和Alpha波段侧化效应在扫视前后的表现。

实验1

参与者：30名受试者（17女性，19-35岁）。

流程： 1. 准备阶段：参与者通过保持对中央菱形标记的注视来启动实验。 2. 编码显示：目标显示持续1000毫秒，显示四个目标对象，颜色随机，要求记住目标对象的所有颜色。 3. 预扫视延迟时期：持续1000毫秒，参与者保持注视。 4. 扫视间期：500毫秒内出现侧向扫视提示线，要求参与者进行快速扫视。在1000毫秒内完成扫视。 5. 后扫视延迟时期：持续1000毫秒，要求参与者保持注视新位置，总间隔为3000毫秒。 6. 探针刺激：探针物体在新的注视位置出现，进行颜色变化的定位任务。

数据采集和分析： 使用EEG记录脑电信号，通过MATLAB分析处理数据，对电波形态和频谱进行转换。通过ICA校正小幅脑电伪迹，计算左右半球的差异以评估侧化效应。

实验2

参与者：35名受试者（27女性，18-27岁）。

新增要素： 引入“无记忆”控制条件，探针刺激为颜色辨别任务，通过阶梯法调整颜色差异，确保90%准确率。额外进行视觉短期记忆容量的独立评估。

结果总结

实验1的主要结果

1. 行为表现：颜色变化的准确定位率为83%，不会因记忆对象的位置或扫视方向而受影响。
2. CDA效应：在扫描前结构化，对侧半球的负向活动增加。短暂扫视后的CDA效应呈现更复杂的方向性但仍维持初始视网膜位置。
3. Alpha波段侧化：初期延迟期间在记忆相关的对侧半球Alpha波段功率降低，同时扫视前后方向对Alpha波段侧化有显著影响。

实验2的结果

1. 行为表现：记忆对象的准确定位率分别为76%和75%，无记忆条件下则为87%。用于记忆的颜色变化显著高于无记忆控制条件。
2. CDA效应：延续实验1结果，扫视前后均表现出显著的记忆相关的CDA效应。
3. Alpha波段侧化：扫视后的侧化方向明显，但独立于记忆条件，不同于预期的空间坐标更新，更多是偏向中心位置。

结论与意义

该研究阐明了视觉短期记忆的编码参照系，强调了在扫视后的记忆维持主要依赖视网膜参照系而非空间参照系。尽管Alpha波段侧化通常与记忆保持相关，但该研究表明扫视后Alpha波段侧化更多与屏幕中心的注意力偏向相关，而非特定记忆对象的空间更新。

研究亮点

1. 视网膜参照系的延续性：实验证实了对侧延迟活动在扫视前后对记忆对象位置的持续依赖视网膜参照系。
2. 扫视后Alpha波段的特殊表现：该研究首次指出，扫视后Alpha波段侧化可能反映了对中心位置的注意力偏向，而非空间参照系更新。

该研究为视觉短期记忆的神经机制提供了新的见解，特别是眼动对记忆保持的影响，为未来研究和应用提供了有价值的参考。