影象記憶

影象記憶是視覺感覺記憶暫存器，負責儲存快速衰減的視覺資訊，也是視覺記憶系統的元件之一，其它元件還包括視覺短期記憶、高容量的記憶儲存， 在短時間內提供完整連貫的視知覺表徵，從而促成視覺短期記憶。影象記憶有助於解釋像是改變視盲現象以及期間的連續性經驗現象。影象記憶不再被視為單個實體，而是至少有兩個不同元件。包括斯珀林的部分報告正規化以及現代技術在內的經典實驗，則持續為感官記憶的儲存性質帶來洞見。概述.歷史上已有許多人觀察到，在物體偏移後，會出現持續的生理影象。這個現象最早出自於亞里士多德的記載，他認為後像與夢的體驗有關。在18世紀和19世紀，研究人員觀察到，若快速移動柴火棍，柴火棍末端的餘燼會產生光跡，進而引發他們的興趣並開始對這種現象進行實證研究，而這現象後來被稱為視覺暫留。在20世紀，由於假設視覺暫留在視覺短期記憶中，對視覺資訊有著的作用，因此視覺暫留在記憶中扮演的角色引起了相當大的關注。 1960年，為了確認視覺感官記憶是否存在，以及確認容量和持續時間等特徵，喬治·斯珀林進行了經典的部分報告實驗。1967年，奈瑟。斯珀林的實驗主要測試了刺激的資訊暫留，而其他如Coltheart則進行了視覺暫留的直接測試。 1978年，Di Lollo提出了一種視覺感官記憶的雙態模型。儘管歷史上一直存在爭議，但目前明確將影象記憶區分為視覺暫留和資訊暫留，這兩種暫留性質的測試方法不同，並具有根本不同的屬性。資訊暫留是影象記憶的基礎，作為預分類感官儲存，被認為是視覺短期記憶的關鍵因素。 類似的儲存區還有聲音的臨時倉庫。元件.影象記憶的兩個主要元件是視覺暫留和資訊暫留 。視覺暫留為由感覺系統建立的物理影象之中相對簡短的，指的是「視覺系統的身體活動和記錄」。神經暫留通常以神經科學技術如EEG和fMRI為代表。視覺暫留.視覺暫留是在物理偏移之後視覺影象仍然存在的顯著印象，這可以被認為是神經暫留的副產物。對於刺激的物理引數，視覺暫留比對資訊暫留更敏感，這反映在其兩個關鍵屬性：為了得知視覺暫留的持續時間，已經使用不同的技術進行嘗試。刺激持續時間技術是其中之一，在實驗開始的同時會呈現探測刺激，並在獨立試驗中以視覺顯示的消退來呈現 ，其差異代表視覺儲存的持續時間，大約是100-200毫秒。而其他技術像是現象連續性及移動狹縫技術，則估計視覺暫留時間為300毫秒。在第一個正規化中，影象會不連續地呈現，在影象演示之間夾雜空白時段。如果暫留時間夠短，那麼參與者將感知到連續影象。同理，移動狹縫技術也是基於參與者對連續影象的觀察，但只會使影象的“狹縫”的部分閃爍，而非整個影象刺激。當狹縫以正確的速度閃爍時，參與者仍可以看到完整的影象。神經基礎.底層的視覺暫留是視覺感覺路徑的神經暫留，長期視覺表徵始於視網膜中感光受體的啟用。已經發現到，視杆細胞和視錐細胞中啟用持續時間超過物理刺激的消退時間，而視桿系統比錐體系統持續更久。 參與維持視覺影象的其他細胞還包括M和P中發現視覺影象的皮層暫留性。資訊暫留.在物理刺激消退後，資訊暫留代表仍持續存在的刺激資訊 。雖然它本質上是視覺的，但不可見 。斯珀林實驗是對資訊暫留的一項測試。刺激持續時間是影響資訊持續時間的關鍵因素，隨著刺激持續時間的增加，視覺碼的持續時間也會增加。資訊暫留所代表的非可視的成分表示為，影象的抽象特徵及空間位置。由於資訊暫留的性質與視覺暫留不同，因此不受遮蔽效應的影響。 影象記憶的這一元件的特徵表明，資訊暫留對後分類記憶儲存起著關鍵作用，使得視覺短期記憶可以進行資訊訪問以整頓記憶。神經基礎.儘管與視覺暫留相比，關於資訊暫留的神經表徵的研究較少，但新的電生理學技術已經開始揭示相關的皮層區域。與視覺暫留不同的是，資訊暫留被認為依賴於視覺皮層之外的更高階視覺區域。前側顳上溝是神經生長因子中的神經營養因子家族的一部分。已經證明具有編碼BDNF的BDNF基因突變的個體具有縮短的、不太穩定的資訊暫留。任務.影象記憶為大腦提供了平滑的視覺資訊流，可以透過視覺短期記憶在較長時間內提取出來，以便整頓成更加穩定的形式。影象記憶的其中一個關鍵作用是對我們的視覺環境進行變化檢測，這有助於我們感知運動時間整合.影象記憶能夠沿著連續的影象流，整合視覺資訊。例如在觀看電影時，在初級視覺皮層中，新刺激不會擦除先前刺激的資訊，反而會包含最近刺激的反應以及之前刺激的等量資訊。這種one-back記憶可能是影象記憶和遮蔽效應中整合處理的主要基板，而具體結果取決於兩個後續分量影象時才有意義。改變視盲.影象記憶中的簡短表徵被認為，在檢測視覺場景變化的能力中起著關鍵作用。“改變視盲”現象讓我們深入瞭解了影象記憶儲存的本質及其在視覺中的作用。“改變視盲”指的是，當兩個場景之間相隔著一個非常短的空白間隔或刺激間間隔時，我們無法在兩個場景之間檢測到差異。因此，視盲可以被定義為影象記憶的輕微失誤。如果場景在沒有ISI的情況下呈現，這種變化就很容易被檢測到。據認為，場景在影象記憶中的詳細記憶儲存會被每個ISI擦除，使得記憶無法觸接，因此降低了在連續場景之間進行比較的能力。眼球跳視運動.已有研究表明，在期間，影象記憶在提供連續性體驗方面發揮了作用。這些快速眼球運動約30毫秒發生一次，每次注視持續約300毫秒。然而，跳視之間的資訊記憶在很大程度上依賴於視覺短期記憶，而不是影象記憶。人們認為，儲存在影象記憶中的資訊在跳視時實際上會被刪除，而不是有助於跨跳記憶。在眨眼時也會發生類似的現象，有意無意的眨眼都會破壞影象記憶中的資訊。發展.影象記憶從出生起，便隨著主要和次要視覺系統而持續發展。到6個月大時，嬰兒的影象記憶的能力便接近了成年人。5歲時，兒童已經發展出成人所具有的無限容量的影象記憶能力。資訊暫留時間從5歲時的大約200毫秒，增加到成人。情節記憶是一個人可以討論的自傳事件。目前已經發現，MCIs患者的影象記憶能力和持續時間都有所下降。MCIs患者的影象記憶障礙可被用於預測更嚴重的缺陷的發展，如阿爾茨海默病和失智症。斯珀林的部分報告法.1960年，斯珀林首先成為使用部分報告正規化來研究VSTM的二分模型的人。在斯珀林於1960年的最初實驗中，觀察人員在短暫時間內會看到一個由3x3或3x4個字母及數字組成的陣列，作為：P Y F GV J S AD H B U受試者根據刺激消退後的線索去回憶，引導受試者回憶最初顯示的某一行字母。記憶表現會在兩種情況下作比較：全部報告和部分報告。全部報告.全部報告條件要求參與者儘可能地回憶最初顯示的元素所在的位置。參與者通常能夠從十二個字元中回憶三到五個字元。這表明全部報告受到容量為4到5個專案的記憶系統限制。部分報告.部分報告條件要求參與者使用線索回憶，並從視覺顯示中，識別出一部分的字元。在刺激消退之後，以不同時間間隔，表明整個視覺顯示中有75％可以被記憶所觸接，使原本從全部報告試驗得出的影象記憶假設容量獲得大幅度增長。部分報告法的變化.視覺線索.在斯珀林的部分報告法中一個小變化，會產生類似的結果，那就是改用「視覺條標記」而不是「聽覺音調」作為提取線索。在此修改中，會於50毫秒內向參與者展示兩行8個字母的視覺顯示。探針是一種視覺條，放置在字母位置的上方或下方，與陣列消退同時發生。當參與者被要求回憶指定的字母時，平均準確率為65%。時間差異.透過改變顯示消退量和聽覺線索之間的時間間隔，斯珀林可以估計出感覺記憶的時間過程。斯珀林偏離了最初的程式，從刺激消退後立即呈現音調，變成到150、500或1000毫秒後才呈現。使用這種技術，刺激顯示的初始記憶在顯示消退後會迅速衰減。在刺激消退後約1000毫秒，部分報告和整個報告條件下的回憶率並沒有差異。總體而言，使用部分報告的實驗，為顯示消退後大約持續1000毫秒的快速衰減的感覺痕跡提供了證據。圓形提示和遮蔽.遮蔽效應是透過在字母周圍畫一個圓圈作為回憶的線索來識別的。當圓圈出現在視覺刺激開始之前，或與刺激消退同時出現時，回憶與「使用條形或音調時候」配對。然而，如果在刺激消退100毫秒後，用一個圓圈作為線索，那麼回憶的準確性就會下降。隨著圓圈顯示延遲的增加，準確性又再次提高。這種現像是後向對比遮蔽的一個例子。當刺激消退後立即顯示隨機線之類的影象時，也會觀察到遮蔽。