奖赏对工作记忆提取准确性的促进及其机制.pdf

心理学报 2024,Vol.56,No.4,435446 2024中国心理学会 Acta Psychologica Sinica https:/doi.org/10.3724/SP.J.1041.2024.00435 收稿日期:2023-05-12*吉林省自然科学基金(20230101149JC);国家自然科学基金面上项目(32271095)。通信作者:胡艳梅,E-mail: 435 奖赏对工作记忆提取准确性的促进及其机制*牛 惠 胡艳梅 郑旭涛 姜英杰 刘 佳(东北师范大学心理学院,长春 130024)摘 要 根据任务需要准确提取工作记忆表征对提高认知效率具有重要意义。但工作记忆提取准确性的调节因素及机制尚不清楚。本研究以关系人类生存和发展的价值因素为切入点,在工作记忆提取阶段呈现奖赏线索,分别采用单次提取(实验 1)与连续提取任务(实验 2)考察工作记忆提取过程的奖赏调节机制。考察工作记忆提取过程的奖赏调节机制。实验 1 和 2 分别采用单次提取和连续提取任务。本研究发现：(1)奖赏可以直接促进工作记忆提取准确性;(2)奖赏促进作用的机制是对工作记忆资源的再分配;(3)奖赏促进作用受提取顺序和个体工作记忆能力差异的影响。这些发现揭示了工作记忆提取阶段的奖赏调节机制,为促进认知效率提供了科学依据。关键词 工作记忆,奖赏,提取准确性 分类号 B842 1 引言 工作记忆是人类实现目标导向行为的关键,影响着人类的生存和发展。在工作记忆过程中,个体不仅要储存和加工周围的环境信息,还要提取相关表征与之进行交互(Baddeley,1992,2000;Baddeley&Hitch,1974;Cowan,2017;Eriksson et al.,2015)。个体能否根据任务需要准确提取工作记忆表征是有效推进目标导向活动的关键。因此,揭示工作记忆提取准确性的调节机制,对促进认知活动效率和社会适应具有重要意义。但以往关注这一科学问题的研究还相对较少。奖赏关系着价值计算,显著地影响着人类的认知 和 行 为。如,奖 赏 可 以 促 进 工 作 记 忆 加 工(Atkinson et al.,2018;Beck et al.,2010;Bowen et al.,2020;Gong&Li,2014;Gong et al.,2016;Hitch et al.,2018,2020;Kiss et al.,2009;Klyszejko et al.,2014;Lin&Fougnie,2022;Valentin&ODoherty,2009)。这种促进作用既可以基于对工作记忆表征的增强(Gong&Li,2014;Klink et al.,2017),也可以基于对工作记忆资源的再分配(Hitch et al.,2018;Hu et al.,2014)。如Gong和Li(2014)发现高奖赏关联项目虽未获得更多的空间注意,但其表征却保持的更好。Hu等人(2014)在序列记忆任务中发现：对序列中首位(或末位)项目赋予高分值时,其记忆成绩的提高会伴随近因(或首因)效应的减弱。这表明奖赏可以引导总量不变的、有限的资源在不同项目间重新分配。但以往研究主要关注了奖赏对工作记忆编码(Allen&Ueno,2018;Hitch et al.,2018;Hu et al.,2014;Klink et al.,2017;Lin&Fougnie,2022)和保持(Dodgson&Raymond,2020;Thomas et al.,2016)过程的影响,在提取阶段考察奖赏调节作用的研究很少,且结果存在争议。多数研究在提取阶段之前呈现奖赏信号,结果发现奖赏可以调节个体对项目的提取(Grogan et al.,2022;Taylor et al.,2004);而极少数研究直接在提取阶段呈现奖赏信号,结果发现奖赏不影响提取过程(Klink et al.,2017)。具体而言,Taylor等人(2004)采用fMRI技术考察编码阶段出现的奖赏信号分别如何影响工作记忆编码、保持和提取阶段。结果发现,奖赏在不同记忆阶段激活的脑区不同。奖赏在编码阶段主要激活腹外侧前额436 心 理 学 报 第56卷 叶、楔前叶等区域,在保持阶段主要激活额叶、顶内沟等区域,在提取阶段主要激活背外侧前额叶、额中回等区域。Grogan等人(2022)考察了奖赏调节工作记忆的机制及其作用阶段,发现奖赏能影响提取过程。任务要求被试记忆若干项目,延迟一段时间后再进行记忆测试。奖赏线索可能出现在编码之前或保持阶段。记忆测试要求被试连续调节探测刺激方向使之与对应记忆项目一致。通过对被试反应的目标选择概率和猜测率等进行分析,可以检验奖赏对提取过程的影响。结果发现,奖赏能够提高提取过程中个体基于目标特征进行反应的概率,从而提高工作记忆的准确性。但Klink等人(2017)却发现奖赏不影响工作记忆提取过程。他们采用延迟探测任务,要求被试首先记忆三个有方向的圆形光栅,随后在提取阶段任意选取其中一个记忆项目进行探测。奖赏线索为三个颜色不同的圆环。其颜色分别与高、低和无奖赏对应,其呈现位置与记忆项目对应。奖赏线索或者与记忆项目同时出现(编码阶段),或者在延迟阶段出现(保持阶段),或者与探测项目同时出现(提取阶段)。结果发现,仅当奖赏线索出现在编码阶段时,高奖赏项目记忆准确性更高。而在保持和提取阶段出现的奖赏信号不能调节工作记忆过程。可见,在提取之前呈现奖赏信号的研究发现奖赏可以调节工作记忆加工(Grogan et al.,2022;Taylor et al.,2004),这反映了人们根据项目价值调整学习策略的能力。但这类研究无法回答奖赏是否能够独立影响工作记忆提取过程。日常生活中,项目价值并不总是在测试之前(如学习过程中,即编码阶段)就预设好的,往往要在测试发生时(如实际问题的解决过程中,即提取阶段)才能体现出来。根据任务需求及其变化灵活调整项目提取的准确性对目标导向行为具有重要意义。因此,在提取阶段呈现奖赏信号,以排除编码和保持过程影响,是独立考察提取阶段奖赏调节作用的更适当方式。但采用此类操作的研究极少,且研究结果表明奖赏不影响工作记忆提取准确性(Klink et al.,2017)。为检验该结果的可靠性,有必要进行更多的实证研究。此外,奖赏调节工作记忆提取过程的机制也不清楚。前已述及,以往研究发现奖赏对工作记忆加工的调节作用主要基于表征强化和资源再分配两种机制。但具体到提取阶段,奖赏将如何影响工作记忆表征和资源分配尚不明确。以往关注工作记忆提取规律和机制的研究主要采用连续提取任务(Myers et al.,2018;Park et al.,2017;Woodman&Vecera,2011)。即要求被试首先记忆多个项目,随后在测试阶段依次提取每个项目。一方面,研究普遍发现先提取的项目成绩更好(Rerko et al.,2014)。即选择性地提取工作记忆中的某一个客体表征,会导致随后需要报告的其他客体表征的记忆准确性下降。另一方面,相关研究在后提取项目表征如何受损方面看法不一(Park et al.,2017;Woodman&Vecera,2011)。如Woodman和Vecera(2011)认为连续提取过程中所有的保持机制都集中于当前提取的项目上,从而对其他项目的记忆痕迹造成损害。而Park等人(2017)则认为后探测项目成绩下降的原因并不是存储表征的精度下降,而是由于记忆表征完全丧失。如果后提取项目的表征仅仅是精度下降,则奖赏有可能通过调节资源分配来改善其准确性;如果后提取项目表征完全丧失,则其提取准确性不受调节。但目前关注奖赏与工作记忆提取的研究主要采用单次提取任务,即要求被试首先记忆多个项目,随后在测试阶段随机选取一个项目进行探测。这类任务难以揭示提取过程中不同项目间表征精度和资源分配的差异。因此,有必要采用连续提取范式进一步考察奖赏调节工作记忆提取过程的机制。综上,目前考察工作记忆提取阶段奖赏调节作用的实证证据还比较匮乏,且研究结果存在争议。一方面,多数研究在编码或保持阶段引入奖赏信号,难以独立考察奖赏对提取过程的影响。个别在提取阶段呈现奖赏信号的研究,其结果有待进一步检验。另一方面,多数研究采用单次提取任务,难以考察奖赏对同一试次不同项目提取准确性的影响及其差异。而对该差异的比较和分析是揭示提取阶段奖赏调节机制的重要途径。因此,本研究在提取阶段呈现奖赏信号,同时结合单次提取(实验1)和连续提取(实验2)任务,可以：1)进一步检验奖赏是否能够独立调节工作记忆提取;2)首次系统考察奖赏对连续提取过程中不同项目表征和资源分配的影响,以揭示奖赏调节工作记忆提取的机制。同时,基于以往研究发现认知策略的使用受到个体工作记忆能力的影响(Griffin et al.,2019;Robison&Unsworth,2017;Turley-Ames&Whitfield,2003),本研究也将分析奖赏调节工作记忆提取的个人差异。实验1采用单次提取任务检验奖赏是否能够影响工作记忆提取准确性。关键变量为提取线索的奖第4期 牛 惠 等:奖赏对工作记忆提取准确性的促进及其机制 437 赏水平。如果奖赏可以调节提取过程,则提取准确性随奖赏水平的增加而升高。实验2采用连续提取任务,结合前、后测实验设计考察奖赏调节工作记忆提取准确性的机制。要求被试在测试阶段依次提取探测项目1(T1)和探测项目2(T2)。前测为无奖赏基线。同一试次的两次提取过程分别伴随不同颜色的提取线索,但其颜色与奖赏无关。如果线索颜色本身不影响提取过程,则前测成绩只受提取顺序影响,即T2成绩差于T1。后测为有奖赏条件。实验任务与前测相同,但不同颜色的提取线索分别与高、低奖赏关联,且高奖赏线索出现位置在试次间平衡。一方面,如果奖赏可以消除T2的劣势,则探测项目主效应不显著,探测项目和高奖赏线索位置交互作用显著。如果奖赏仅能在一定程度上改善(而非消除)T2的劣势,则探测项目主效应显著,探测项目和高奖赏线索位置交互作用显著。如果奖赏不影响提取过程,则仅探测项目主效应显著。另一方面,如果奖赏调节提取过程的机制是增强记忆表征,则高奖赏线索位置主效应显著。即高奖赏线索伴随T2出现时平均记忆成绩好于高奖赏线索伴随T1出现时。前者T1和T2分别受到提取顺序和奖赏的促进,而后者仅T1受到促进。反之若奖赏的调节机制是资源再分配,则高奖赏线索位置不影响平均记忆成绩。2 实验1:奖赏对工作记忆提取准确性的促进作用 实验1采用单次提取任务,考察提取阶段出现的奖赏线索是否可以促进工作记忆提取准确性。包括联结学习和工作记忆测试两个阶段,被试首先通过联结学习建立不同颜色与价值的联结,随后进行工作记忆测试。如果高奖赏项目的记忆成绩更好,则表明奖赏可以在不影响编码和保持的前提下,独立促进工作记忆提取过程。2.1 方法 2.1.1 被试 使用G*power软件(Faul et al.,2007,2009)估算所需样本量,设置=0.05,1 =0.95。参考Grogan等人(2022)研究中奖赏效应的效应量(2 p=0.21),设置f=0.52,估计出最小样本量为12。随后招募24名在校大学生(其中男性7名,女性17名)自愿参与本实验,年龄在1824岁之间(M=21.61,SD=2.87)。实验1通过了东北师范大学心理学院伦理委员会审查。被试对实验目的未知,实验报酬根据记忆任务成绩表现按比例发放。2.1.2 设备和实验刺激 实验在一个光线昏暗的房间内进行,被试坐在距离屏幕57 cm处。实验程序采用Psychopy编写(Peirce,2007;Peirce et al.,2019,2022),呈现在19英寸CRT显示器上,分辨率为1024768,刷新率为120 Hz。联结学习阶段的刺激为三个由彩色噪点填充的圆形(视角55),分别呈现在以中央注视点为中心的、半径为5的虚拟圆的12点、4点和8点钟位置上。同屏呈现的三个圆形颜色相同,可以为红色(RGB:255,0,0)、蓝色(RGB:0,0,255)或绿色(RGB:0,255,0)。工作记忆测试包括编码、延迟和提取三个阶段。编码阶段,记忆刺激为三个有方向的圆形光栅(视角55左右,对比度0.5)。同屏呈现的三个光栅方向不同,且角度差不小于15。记忆刺激位置与联结学习阶段刺激位置相同。提取阶段,探测刺激为一个方向随机的圆形光栅(视角55,对比度0.5),其位置与某个记忆项目相同。此外,从编码阶段开始,屏幕中始终还存在三个中空的圆环(视角55),直到被试反应结束后消失。圆环的位置分别与三个记忆项目对应,且圆环边缘与记忆项目边缘重叠。编码和延迟阶段,三个圆环始终为灰色(RGB:128,128,128)。提取阶段,三个圆环同时变为红色、蓝色或绿色,以提供奖赏线索。2.1.3 实验设计与过程(1)联结学习阶段 联结学习阶段为单因素3水平(奖赏：高、低、无)被试内设计。流程如图1A所示。首先呈现一个含注视点的空屏12502000 ms,随后呈现三个颜色相同的噪点圆形。噪点颜色为红色、绿色或蓝色,分别对应无奖赏(+0分)、低奖赏(+5分)和高奖赏(+50分)。颜色与奖赏联结的概率为100%。颜色与奖赏水平的对应关系在被试间平衡。要求被试判断刺激的颜色,并按键反应,红色按“”键,绿色按“”键,蓝色按“”键。按键与颜色的匹配关系在被试间平衡。被试按键后,根据反应情况给予反馈,持续1500 ms。反馈内容包括反应结果和奖励信息。反应结果分为“正确”、“错误”和“太慢”三种。如果被试在500 ms内做出正确反应,提示“正确”;做出错误反应,提示“错误”。如果被试反应时间超过500 ms,无论按键是否正确,都提示“太慢”。奖励信息包括(1)当前试次实际得分、(2)实际总分和(3)可获得总 438 心 理 学 报 第56卷 图1 实验1(A)联结学习和(B)工作记忆测试阶段流程 分。其中,实际总分为截止到当前试次被试实际得到的分数之和;可获得总分为如果被试全部反应正确可以得到的分数之和。仅当被试反应正确时,按刺激颜色给予对应的奖励分数,并在文字周围呈现与其得分相同的点数;反应错误或超时都提示0分,且文字周围无其他刺激。实验开始前先进行10次练习,随后进行正式实验,共120个试次。(2)工作记忆测试阶段 测试阶段为单因素3水平(奖赏：高、低、无)被试内设计。流程如图1B所示。首先呈现带注视点的空屏500 ms。然后再呈现三个朝向各不相同的圆形光栅,持续1500 ms,要求被试记忆光栅的方向。每个光栅外均包裹一个灰色圆环,光栅消失后,圆环始终保留在屏幕上直到试次结束。延迟期间,圆环颜色不变,延迟2000 ms后呈现探测项目。探测项目为一个方向随机的圆形光栅,要求被试利用鼠标调节光栅方向,使之与对应位置记忆项目方向一致,调整完毕后松开鼠标并按键盘空格键确认。三个记忆项目被探测的概率相同。探测项目出现的同时,圆环由灰色变为红色、绿色或蓝色(三个圆环颜色相同),以提示当前试次正确反应可以获得的奖励。颜色与价值的对应关系与联结学习阶段一致。被试按键后,根据反应情况给予反馈,持续750 ms。反馈内容同样包括反应结果和奖励信息。一方面,反应结果分为“正确”和“错误”两种。如果被试报告的角度与目标项目角度之差小于15,则提示“正确”;反之,提示“错误”。另一方面,与正确和错误反应伴随的奖励信息,与联结学习阶段相同。实验开始前先进行10次练习。随后进行正式实验,共120个试次。实验1共需30分钟左右。联结学习和记忆测试中,正式实验每完成40个试次,提示被试休息一次。2.2 结果 数据采用 R 3.6.2和JASP 0.16.4软件进行统计分析与处理。剔除正负3个标准差以外的数据后进行分析(实验1各阶段数据剔除量1%;实验2各阶段数据剔除量2%)。联结学习阶段以正确率和反应时为指标,通过单因素重复测量方差分析比较各奖赏条件下的差异,以检验是否建立颜色与价值的联结。测试阶段以被试反应的角度偏差作为估计记忆准确性的因变量指标。通过比较各奖赏条件下的差异,考察奖赏对工作记忆准确性的影响。角度偏差的计算方法为：将被试报告的角度与目标项目角度做差后取绝对值。此外,所有涉及三个变量水平的多重比较均采用Bonferroni矫正(Dunn,1961)。第4期 牛 惠 等:奖赏对工作记忆提取准确性的促进及其机制 439 2.2.1 联结学习阶段 分别以正确率和反应时为因变量,进行单因素三水平(奖赏：高、低、无)重复测量方差分析。正确率上,奖赏效应显著,F(2,46)=4.14,p=0.022,2 p=0.15,BF10=3.604。两两比较发现,高奖赏(M=0.92)和无奖赏(M=0.86)条件之间正确率差异边缘显著,t(23)=2.45,p=0.066,Cohens d=0.57。高奖赏和低奖赏(M=0.90)、以及低奖赏和无奖赏条件之间正确率差异不显著(ps 0.24)。反应时上,奖赏效应显著,F(2,46)=13.21,p 0.001,2 p=0.37,BF10=853.416。高奖赏条件反应时(M=421.58)显著快于低奖赏(M=447.00)和无奖赏(M=462.96)条件,t(23)=2.92&4.85,p=0.023&p 0.001,Cohens d=0.64&1.04。低奖赏和无奖赏条件之间反应时差异不显著,t(23)=2.28,p=0.098(图2A)。该结果表明被试已成功建立颜色和奖赏之间的联系。2.2.2 工作记忆测试阶段 对角度偏差进行单因素3水平(奖赏：高、低、无)重复测量方差分析。结果发现奖赏主效应显著,F(2,46)=6.52,p=0.003,2 p=0.22,BF10=13.297(见图3)。无奖赏条件的角度偏差(M=21.20)显著大于高奖赏(M=16.74)和低奖赏(M=17.65)条件,t(23)=3.42&2.72,p=0.004&0.027,Cohens d=0.74&0.59。但低奖赏和高奖赏条件之间角度偏差的差异不显著(t 1)。该结果表明提取阶段呈现的奖赏信号可以提高工作记忆提取准确性。但奖赏的调节作用主要体现在有奖赏和无奖赏条件之间。高 奖赏和低奖赏调节作用的差异需进一步检验。同时,奖赏的调节机制也有待考察。3 实验2:奖赏调节工作记忆提取准确性的机制 实验1发现奖赏可以促进工作记忆提取准确性。有奖赏条件的记忆成绩均好于无奖赏条件。而高、低奖赏条件之间虽有差异却未达到显著水平。因此,实验2进一步检验两者的差异。同时采用连续提取任务,以及前、后测实验设计,考察奖赏促进工作记忆提取准确性的机制。实验2包括前测、联结学习、后测和信心判断四个阶段。前测阶段无奖赏信号,通过考察提取顺序的影响,检验先、后提取项目记忆成绩的基线水平。后测阶段有奖赏信号,通过考察提取顺序和高奖赏线索位置的影响,检验奖赏对先、后提取项目记忆表征的影响及机制。若奖赏可以调节连续提取过程,则高奖赏对后提取项目记忆成绩的改善可能强于对先提取项目成绩的促进。调节机制方面,若奖赏可以增强记忆表征,则高奖赏项目后提取更有利于提高平均记忆成绩。反之若奖赏的调节机制是资源再分配,则高奖赏项目的提取顺序不影响平均记忆成绩。此外,根据前人研究,奖赏的调节作用可能受到个体能力的影响(Griffin et al.,2019),因此以未受奖赏影响的前测成绩为标准区分被试工作记忆能力水平,考察奖赏调节机制的个体差异。信心判断阶段要求被试评价自己有多大把握可以根据第一个线索的颜色推测第二个线索颜色,以检验连续提取过程中被试是否对线索顺序有预期。图2 (A)实验1和(B)实验2联结学习阶段反应时结果 注：“”代表均值。*p 0.05,*p 0.001 440 心 理 学 报 第56卷 图3 实验1工作记忆测试阶段角度偏差结果 注：“”代表均值。*p 0.05,*p 0.01 3.1 方法 3.1.1 被试 使用G*power软件估算所需样本量,设置=0.05,1 =0.95。与实验1相同,参考Grogan等人(2022)研究中奖赏效应的效应量(2 p=0.21),设置f=0.52,估计出最小样本量为12。为考察个体差异,招募60名在校大学生(其中男性18名,女性42名)自愿参与本实验,年龄在1826岁之间(M=22.70,SD=2.10)。分别将前测成绩前30%和后30%的被试作为高能力和低能力组,每组被试18人。实验2通过了东北师范大学心理学院伦理委员会审查,被试对实验目的未知,实验报酬根据成绩表现按比例报销。3.1.2 设备和实验刺激 除以下方面外,实验2设备和刺激和实验1相同。首先,联结学习阶段的刺激由三个颜色相同的 圆形噪点刺激变为两个,分别呈现在以中央注视点为圆心、半径5的虚拟圆形的3点和9点钟方向上,刺激颜色为蓝色或绿色。其次,工作记忆测试包括前测和后测,两者所使用的刺激相同。具体而言,记忆刺激由三个方向不同的圆形光栅变为两个,其呈现位置与联结学习阶段刺激相同。探测刺激是两个依次出现的、方向随机的圆形光栅。同一试次内,两个探测刺激出现位置不同,分别位于屏幕左右两侧,与记忆刺激位置对应;不同试次间,两个探测刺激出现的位置顺序平衡。线索刺激是包裹在探测刺激外周的蓝色或绿色圆环。前后两个线索的颜色在试次间平衡。3.1.3 实验设计与过程(1)前测阶段 前测阶段线索颜色与奖赏无关。将线索按颜色分为中性线索1和2,分别与联结学习和后测阶段的高、低奖赏颜色对应(如图4中蓝色既是中性线索1颜色,也是高奖赏颜色)。根据探测顺序将探测项目分为第一个(T1)和第二个(T2)。中性线索1如果与T1同时出现则其位置为SP1(Serial Position 1),如果与T2同时出现则其位置为SP2(Serial Position 2)。因此,前测阶段为2(中性线索1位置：SP1、SP2)2(探测项目：T1、T2)被试内实验设计。除以下方面外,实验2前测流程与实验1工作记忆测试阶段相同(见图4)。首先呈现注视点500 ms,然后呈现2个的圆形光栅,要求被试记忆光栅的方向。光栅消失后延迟2000 ms,随后连续进行两次记忆探测,每次探测一个记忆项目。每个探测项目出现时,都会伴随一个奖赏线索。线索为蓝色或绿色的圆环,呈现在探测项目外周。同一试次内,前后两个线索颜色不同。最后,在所有探测结束后 图4 实验2前测、后测阶段流程 第4期 牛 惠 等:奖赏对工作记忆提取准确性的促进及其机制 441 对被试进行反馈。反馈屏左侧和右侧信息分别提示对应位置项目的反应结果(“正确”或“错误”)。被试先练习10个试次,随后完成120个实验试次。此外,为了排除被试根据线索顺序预期第二个线索颜色的可能性,增加24个填充试次。填充试次中,前后两个线索颜色相同,全为蓝色或绿色的情况各12个试次。(2)联结学习阶段 除以下方面外,实验2联结学习阶段流程与实验1相同。奖赏刺激仅包括蓝色和绿色两种,分别对应高奖赏(+50分)和低奖赏(+5分)。绿色按“”键,蓝色按“”键,按键与颜色的匹配关系在被试间平衡。被试先练习10个试次,随后完成120个实验试次。(3)后测阶段 后测阶段线索颜色与奖赏水平关联,两者的对应关系与联结学习阶段一致。高奖赏线索位置分为SP1和SP2两个水平。因此,后测为2(高奖赏线索位置：SP1、SP2)2(探测项目：T1、T2)被试内实验设计。除以下方面外,实验2后测流程与前测相同(见图4)。后测反馈信息分两屏呈现。第一反馈屏分别在屏幕左、右两侧提示对应位置项目的(1)反应结果(“正确”、“错误”)和(2)当前试次的实际得分。如果反应正确,则同时在文字周围呈现与得分相同的点数。第二反馈屏在屏幕中央提示截止到当前试次的(1)实际总分和(2)可获得总分。这两个分数均为两个记忆项目成绩的总和。后测包括10个练习试次、240个实验试次和48个填充试次。前后两个线索颜色相同,全为蓝色或绿色的情况各24个试次。实验2共需90分钟左右。正式实验过程中,前测阶段每48次休息一次;联结学习阶段每40次休息一次;后测阶段每72次休息一次。(4)信心判断 实验结束后,询问被试“在第一个线索出现之后,你有多大的把握可以推测出第二个线索的颜色？”。要求被试对其自信程度进行7点评分,7分对应“完全有信心”,1分对应“完全没有信心”。3.2 结果 实验2采用R 3.6.2和JASP 0.16.4软件进行统计分析与处理。数据剔除标准与实验1相同。排除1名个人平均成绩低于总体平均成绩3个标准差的被试,共获得59个有效数据。统计分析具体如下：(1)奖赏联结学习阶段。以正确率和反应时为指标,采用单因素方差分析比较高、低奖赏条件之间的任务表现差异,以检验颜色与价值之间是否成功建立联结。(2)工作记忆测试阶段。以被试反应的角度偏差作为估计记忆准确性的因变量指标。首先,对前测的角度偏差进行2(中性线索1位置：SP1、SP2)2(探测项目：T1、T2)重复测量方差分析,考察提取顺序影响记忆准确性的基线水平。其次,对后测的角度偏差进行2(高奖赏线索位置：SP1、SP2)2(探测项目：T1、T2)重复测量方差分析,考察奖赏如何调节不同提取顺序项目的记忆准确性。最后,以前测成绩减去后测成绩得到的差值估计奖赏促进量(前测中性线索1、2分别与后测高、低奖赏线索条件对应)。对促进量进行2(高奖赏线索位置：SP1、SP2)2(探测项目：T1、T2)重复测量方差分析,以检验奖赏对不同提取顺序项目促进程度的差异;对促进量进行2(高奖赏线索位置：SP1、SP2)2(探测项目：T1、T2)2(能力：高、低)重复测量方差分析,以检验奖赏促进作用的个体差异。其中,能力是指个体的工作记忆能力,为被试间变量。分别将前测成绩在前30%和后30%的被试作为高能力和低能力组。3.2.1 前测阶段 对前测的角度偏差进行22重复测量方差分析。结果发现,探测项目主效应显著,F(1,58)=66.95,p 1000。T2的角度偏差(M=15.00)显著大于T1(M=10.96)。说明连续提取过程,先提取项目成绩更好。中性线索1位置主效应(F 1)和两者交互作用(F(1,58)=2.42,p=0.125)均不显著(图5A)。该结果表明,后提取项目的记忆成绩受到了先提取项目的干扰。为进一步确认线索组合方式对实验结果的影响,将前测填充试次数据纳入分析,比较“中性线索1中性线索2”、“中性线索2中性线索1”、“中性线索1中性线索1”、“中性线索2中性线索2”四种条件的平均记忆成绩。单因素方差分析结果显示线索组合方式不影响平均记忆成绩(F 1)。该结果进一步证实平均记忆成绩不受线索颜色影响。3.2.2 联结学习阶段 分别以正确率和反应时为因变量,进行单因素两水平(奖赏：高、低)重复测量方差分析。正确率上,奖赏主效应不显著,F(1,58)=2.21,p=0.142。442 心 理 学 报 第56卷 图5 实验2(A)前测阶段和(B)后测阶段角度偏差结果 注：“”代表均值。*p 0.05,*p 0.01,*p 0.001 反应时上,奖赏主效应显著,F(1,58)=27.99,p 1000。高奖赏条件反应时(M=385.37)显著快于低奖赏反应时(M=406.09)(图2B)。该结果表明颜色和奖赏之间成功建立了联结。3.2.3 后测阶段 对后测的角度偏差进行22重复测量方差分析。结果发现,探测项目主效应显著,F(1,58)=97.58,p 1000。T2的角度偏差(M=11.17)显著大于T1(M=9.78)。高奖赏线索位置主效应不显著,F(1,58)=1.67,p=0.202。高奖赏线索位置和探测项目之间交互作用显著,F(1,58)=9.00,p=0.004,2 p=0.13,BF10=84.711。简单效应分析结果显示,探测T1时,SP1条件(M=9.57)成绩好于SP2条件(M=9.99),t(58)=2.33,p=0.023,Cohens d=0.30;探测T2时,SP1条件(M=11.55)成绩差于SP2条件(M=10.78),t(58)=2.69,p=0.009,Cohens d=0.35(图5B)。该结果表明,虽然总体上后提取项目成绩仍明显受到先提取项目的干扰,但相比于低奖赏条件,高奖赏线索对先提取和后提取项目成绩均有促进。并且,高奖赏线索位置主效应不显著表明奖赏的调节机制为资源再分配。为进一步确认线索组合方式对实验结果的影响,将后测填充试次数据纳入分析,比较“高奖赏线索低奖赏线索”、“低奖赏线索高奖赏线索”、“高奖赏线索高奖赏线索”、“低奖赏线索低奖赏线索”四种条件的平均记忆成绩。单因素方差分析结果显示线索组合方式不影响平均记忆成绩,F(3,174)=0.57,p=0.636。该结果进一步证实平均记忆成绩不受高、低奖赏线索组合方式影响,即支持资源再分配理论。3.2.4 前、后测比较 首先,对促进量进行22重复测量方差分析。结果发现探测项目主效应显著,F(1,58)=23.66,p 1000。T2的促进量(M=3.83)显著大于T1(M=1.17)。高奖赏线索位置主效应不显著,F(1,58)=1.07,p=0.305。两者交互作用显著,F(1,58)=8.61,p=0.005,2 p=0.13,BF10=2.670。简单效应分析发现,探测T1时,SP1(M=1.52)和SP2(M=0.83)条件差异显著,t(58)=2.30,p=0.025,Cohens d=0.30;探测T2时,SP1(M=3.21)和SP2(M=4.44)条件差异显著,t(58)=2.41,p=0.019,Cohens d=0.31。该结果表明,一方面高奖赏线索对先提取和后提取项目均有明显促进;另一方面,奖赏对后提取项目的促进作用强于先提取项目(图6)。图6 实验2奖赏促进量(前测后测)结果 注：“”代表均值。*p 0.05 第4期 牛 惠 等:奖赏对工作记忆提取准确性的促进及其机制 443 最后,对促进量进行2(高奖赏线索位置：SP1、SP2)2(探测项目：T1、T2)2(能力：高、低)重复测量方差分析。结果发现高奖赏线索位置主效应不显著,F(1,34)=1.53,p=0.225。探测项目主效应显著,F(1,34)=20.96,p 1000。能力主效应显著,F(1,34)=29.71,p 1000。低能力组促进量(M=5.19)显著大于高能力组(M=0.56)。二阶交互作用方面,高奖赏线索位置和探测项目的交互作用、探测位置和能力的交互作用均显著,F(1,34)=7.55&11.53,p=0.010&0.002,2 p=0.18&0.25,BF10=1.429&BF10 1000。高奖赏线索位置和能力的交互作用不显著,F(1,34)=2.07,p=0.159。三阶交互作用显著,F(1,38)=5.05,p=0.031,2 p=0.13,BF10=1.038。简单效应分析显示,高能力组中,探测项目主效应显著,F(1,17)=5.60,p=0.030,2 p=0.25,BF10=3.978;高奖赏线索位置主效应和两者交互作用均不显著(Fs 1)。低能力组中,探测项目主效应显著,F(1,17)=16.95,p 1000;高奖赏线索位置主效应不显著,F(1,17)=2.28,p=0.149;两者交互作用显著,F(1,17)=7.46,p=0.014,2 p=0.31,BF10=2.147。简单效应分析发现,探测T1时,SP1(M=2.95)和SP2(M=1.76)条件差异不显著,t(17)=1.57,p=0.146;探测T2时,SP1(M=6.59)和SP2(M=9.42)条件差异显著,t(17)=2.62,p=0.018,Cohens d=0.62(图7)。该结果表明,高能力组中奖赏促进量主要受到探测顺序调节,与高奖赏线索位置无关。低能力组中奖赏的促进作用主要体现在第二次提取过程中。3.2.5 信心判断 被试信心判断的平均值为3.53。单样本t检验结果显示该值显著低于中间值4(“不确定”)(t(59)=2.71,p=0.009),即被试不能提前推测出第二个线索的颜色。4 讨论 本文通过2个实验探究提取阶段出现的奖赏信号对工作记忆提取过程的影响及其机制。首先,实验1和2均发现奖赏可以直接影响工作记忆的提取准确性。实验1中虽然高、低奖赏条件的记忆成绩差异未达到显著水平,但两者均好于无奖赏条件。实验2后测中高奖赏线索位置和探测项目的交互作用证实了相比于低奖赏条件,高奖赏线索可以提高提取准确性。其次,实验2发现奖赏对后提取项目(T2)的影响大于先提取项目(T1)。前、后测的比较结果发现,虽然奖赏对T1和T2提取成绩均有促进,但T2的奖赏促进量大于T1。最后,实验2还发现奖赏对提取准确性的影响及其机制受到个体工作记忆能力差异的调节。高能力组中,奖赏对提取准确性的促进受探测项目位置影响,不受高奖赏线索位置影响;低能力组中,奖赏对提取准确性的促进受到探测项目位置和高奖赏线索位置的交互影响。本研究首次观察到奖赏可以在不影响编码和保持的条件下,直接调节工作记忆提取过程。这表明个体不仅可以根据项目价值在学习之前或学习过 程 中调 整认 知 策略 从而 促 进工 作记 忆 加工(Dodgson&Raymond,2020;Hitch et al.,2018,2020;Hu et al.,2014;Klink et al.,2017;Lin&Fougnie,图7 实验2奖赏促进量(前测后测)个体差异 注：“”代表均值。*p 0.05 444 心 理 学 报 第56卷 2022;Sandry&Ricker,2020;Thomas et al.,2016),也可以在学习之后根据测验所设置的价值信息直接调整提取准确性。这种灵活的工作记忆调节机制对促进人类认知活动和社会适应具有重要作用。但该发现与Klink等人(2017)的发现并不一致。他们分别在编码、保持和提取阶段呈现奖赏线索,结果却发现直接作用于提取过程的奖赏线索不影响工作记忆任务表现。一方面,这可能与他们的实验任务更加复杂有关。本研究实验1与他们的实验均为单次提取任务,且探测类型相同,仅奖赏线索呈现方式不同。他们同屏呈现高、低和无三种水平的奖赏线索。而本研究实验1同屏只呈现一种水平的奖赏线索,任务设置可能更有利于奖赏发挥作用。被试只需根据当前屏幕上线索的奖赏水平调动认知资源,而不需根据价值高低在同屏不同项目之间进行资源分配。另一方面,这也可能表明奖赏对提取准确性的影响是整体性的,难以在空间上基于项目价值进一步精细分配。后续研究可进一步检验该推测。奖赏对工作记忆提取准确性的调节机制方面,总体上表现为对工作记忆资源的再分配,同时也受到提取项目位置和个体工作记忆能力差异的影响。以往研究发现,先提取的项目会自动进入注意焦点,并损害后提取项目记忆表征(Park et al.,2017;Woodman&Vecera,2011)。因此,如果奖赏对提取阶段的调节机制是在不影响低奖赏项目表征的基础上对高奖赏项目投入额外的认知资源,那么当后提取项目对应高奖赏时,前后两次提取将分别受到自动化加工和策略加工的促进,进而使记忆成绩提高。即SP2条件(高奖赏项目后提取)的记忆成绩应高于SP1条件(高奖赏项目先提取)。但实验2结果不支持这种假设。实验2结果表明,总体上实验试次的提取准确性不受高奖赏线索位置影响。此外,将填充试次纳入分析,也没有发现高、低奖赏线索的组合方式会影响平均记忆成绩。即同一试次中无论高奖赏线索先出现还是后出现、无论高奖赏线索出现两次还是不出现,平均记忆成绩都不受影响。因此,奖赏对提取过程的调节是将总量固定的、有限的资源按照价值在不同项目之间重新再分配(Hitch et al.,2018;Hu et al.,2014;Sandry&Ricker,2020)。提取项目位置对奖赏调节机制的影响主要表现为：奖赏对后提取项目的促进更大。总体上实验2后测发现,先提取项目的成绩始终好于后提取项目,即奖赏没有转变后提取项目的加工劣势。但这并不意味着奖赏不能调节后提取项目的表征。实际上,奖赏对后提取项目的影响更大前、后测比较发现奖赏对T2的促进量更大。即奖赏对工作记忆提取的调节主要表现为对后提取项目劣势的明显改善,而非