視覺短期記憶

在視覺研究中，視覺短期記憶 （VSTM）是三大記憶系統之一，其餘系統還包括圖像記憶和長期記憶。視覺短期記憶是一種短期記憶，但僅限於視覺領域內的資訊。

術語「視覺短期記憶」指的是在長時間內非永久性地儲存視覺資訊的記憶。視覺空間畫板是關於視覺短期記憶的子元件，巴德利在其工作記憶理論模型中提出此概念。圖像記憶相當脆弱，會快速衰減，無法積極維持，與之不同的是，視覺短期記憶不易受後續刺激影響，可以持續數秒。另一方面，視覺短期記憶的容量極為有限，這點是視覺短期記憶與長期記憶的主要區別。

## 概述

在20世紀70年代早期，由於引入難以言語化且不太可能保存於長期記憶的刺激，這為VSTM的研究帶來了革命性的變革。其基本實驗技術要求觀察者指出「在短時間分隔的兩個矩陣或圖形」是否相同。結果發現，觀察者能夠報告所發生的變化，結果為高於偶然性的顯著水準，這表明他們至少能夠在第二次刺激呈現之前，在純粹的視覺儲存中編碼第一刺激的樣貌。然而，由於所使用的刺激複雜，且變化的性質相對不受控制，因此這些實驗留下了各種問題。

例如：

- 構成視覺刺激的知覺向度中，視覺短期記憶是否只儲存了部分子集(例如空間頻率、亮度或對比度)
- 視覺短期記憶中的知覺向度是否比其他記憶有更高的保真度
- 這些向度以怎樣的性質編碼（知覺向度是在單獨的平行通道中編碼？還是所有知覺向度都儲存為視覺短期記憶中的單個綁定實體？）

## 設定尺寸效應

目前已經對VSTM的容量限制投入大量研究。在一個典型的檢測變化的任務中，呈現給觀察者兩個由許多刺激組成的陣列。兩個陣列之間分隔著短暫的時序間隔，觀察者的任務是判斷第一個和第二個陣列是否相同，或者兩個顯示中是否有一個項目不同(例如，Luck & Vogel, 1997)。性能嚴重依賴於陣列中的項數。雖然對於一個或兩個項目的陣列來說，性能通常幾乎是完美的，但是當添加更多的項目時，正確的響應總是單調地下降。已經提出了不同的理論模型來解釋VSTM儲存的限制，但是要區別哪個才是正確模型仍是一個活躍的研究領域。

## 心理物理模型

心理物理實驗表明，資訊通過多個平行通道在VSTM中編碼。每個通道與特定的知覺屬性相關聯(Magnussen, 2000)。在這個框架中，隨著設定尺寸的增加，觀察者檢測變化的能力會下降。這可歸因於兩個不同的過程

- 如果通過不同的通道進行決策，那麼性能的下降程度通常很小，並且與在進行多個獨立決策時，所預期的下降程度相一致(Greenlee &Thomas,1993; Vincent & Regan，1995)。
- 如果在同一通道內做多個決策，那麼僅僅由於決策雜訊的增加，性能下降的幅度就遠遠大於預期，這是由於在同一知覺通道中做多個決策所造成的干擾(Magnussen & Greenlee, 1997)。

然而，作為VSTM中設定尺寸效應(set-size effect)的模型，格林利-托馬斯模型(Greenlee & Thomas, 1993)有著兩個缺陷：

- 它只是透過由一兩個元素組成的顯示來進行經驗測試。在各種不同的實驗範式中已經反覆表明，對於相對較少元素的顯示，以及相對較多元素的顯示(超過4項)，設定尺寸效應會有所不同。而格林利-托馬斯(1993)模型並沒有對此作出解釋。
- 儘管Magnussen、格林利、托馬斯(1997)能夠使用該模型來預測「比起跨越不同的知覺向度做出兩個決策，當兩個決策是在同一個知覺向度做出時，將會發現更大的干擾」，但此預測缺乏嚴格的定量，無法準確預測閾值增加的大小，或對其根本原因給出詳細解釋。

除了格林利-托馬斯模型(Greenlee & Thomas, 1993)之外，VSTM中還有兩種用於描述設定尺寸效應的重要方法。這兩種方法可以稱為樣本尺寸模型(Palmer, 1990)和甕模型(urn models)(Pashler, 1988)。

它們與格林利-托馬斯模型的不同之處在於:

- 將設定尺寸效應的根源歸結於決策之前的某個階段。
- 在相同或不同的知覺向度下做出的決定在理論上沒有區別。

## 中級視覺儲存

有一些證據表明中級視覺儲存( Intermediate visual store )具有圖像記憶和VSTM的特徵。該中級儲存器具有高容量（最多15個項目）和較長的儲存追蹤持續時間（最多4秒）。它與VSTM共存但並不相同，視覺刺激可以覆蓋其視覺儲存的內容（Pinto等，2013）。進一步的研究表明其過程涉及視覺區域V4的參與。

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