圖像記憶

圖像記憶是视觉感觉记忆寄存器，負責儲存快速衰减的视觉資訊，也是视觉记忆系统的元件之一，其它元件还包括视觉短期记忆（VSTM）和长期记忆（LTM）。 圖像記憶是極短（小於1秒）、預分類（pre-categorical）、高容量的記憶儲存，在短时间内提供完整连贯的视知觉表徵，從而促成视觉短期记忆。圖像記憶有助于解釋像是改變視盲现象以及期间的连续性经验现象。圖像記憶不再被视为单个实体，而是至少有两个不同元件。包括斯珀林的部分报告范式以及现代技术在内的经典实驗，則持續為感官记忆的儲存性质帶來洞見。

概述
历史上已有许多人观察到，在物體偏移后，會出现持續的生理图像。这個现象最早出自於亚里士多德的記載，他認為後像與梦的體驗有關。在18世紀和19世纪，研究人員观察到，若快速移动柴火棍，柴火棍末端的余烬會产生光迹，進而引發他們的兴趣並开始对这种现象进行实证研究，而這現象后来被称为視覺暫留。在斯珀林实验過後約20年，在视觉感官记忆中，浮現两个独立元件的概念，即「視覺暫留」（visual persistence）和「資訊暫留」（informational persistence）。斯珀林的实验主要测试了刺激的資訊暫留，而其他如Coltheart则进行了視覺暫留的直接测试。尽管历史上一直存在争议，但目前明确將圖像记忆区分為視覺暫留和資訊暫留，这两种暫留性質的测试方法不同，并具有根本不同的属性。資訊暫留是圖像记忆的基础，作为预分类感官储存，被认为是视觉短期记忆的关键因素。类似的儲存区還有声音的临时仓库。

元件
圖像记忆的两个主要元件是視覺暫留和資訊暫留 。視覺暫留為由感觉系统创建的物理图像之中相对简短的（150ms）预分类视觉表徵，為个人观察和感知的「快照」。資訊暫留則是更持久的記憶儲存器，其将视觉图像编码後的版本表示为后分类資訊（post-categorical information），為大脑接收及处理之後的“原始数据”。还可以考虑第三个元件「神经暫留」（neural persistence），指的是「视觉系统的身体活动和记录」。神经暫留通常以神经科学技术如EEG和fMRI為代表。

視覺暫留
視覺暫留是在物理偏移之后视觉图像仍然存在的顯著印象，这可以被认为是神经暫留的副产物。对於刺激的物理参数，視覺暫留比对資訊暫留更敏感，这反映在其两个关键属性：

為了得知視覺暫留的持续时间，已经使用不同的技术進行嘗試。刺激持续时间技術是其中之一，在實驗開始的同时會呈现探测刺激（听觉的“咔嚓聲”），并在獨立试验中以視覺顯示的消退來呈現 ，其差异代表視覺儲存的持续时间，大约是100-200毫秒。在第一个範式中，图像會不连续地呈现，在图像演示之间夾雜空白时段。如果暫留时间够短，那麼参与者将感知到连续图像。同理，移动狭缝技术也是基于參與者對連續圖像的觀察，但只會使图像的“狭缝”的部分闪烁，而非整个圖像刺激。当狭缝以正确的速度闪烁时，參與者仍可以看到完整的图像。

神经基础
底層的視覺暫留是视觉感覺路徑的神经暫留，長期视觉表徵始于视网膜中感光受體的激活。已经发现到，视杆细胞和视锥细胞中激活持续時間超过物理刺激的消退時間，而視桿系統比锥体系統持续更久。 参与維持視覺图像的其他细胞還包括M和P（retinal ganglion cells） 。M细胞（暫態细胞）仅在刺激开始和刺激消退期间有活性，而P细胞（持续细胞）在刺激开始、持续及消退期间，皆表現出持續性的活性。目前已經在負責處理視覺資訊的枕叶初級視覺皮層（V1）中發現視覺圖像的皮層暫留性。

資訊暫留
在物理刺激消退后，資訊暫留代表仍持续存在的刺激資訊 。雖然它本质上是视觉的，但不可见。資訊暫留所代表的非可视的成分表示為，图像的抽象特征及空间位置。由于資訊暫留的性质与視覺暫留不同，因此不受遮蔽效应的影响。 ，而这个大脑区域与物體再認和物體識別有關。圖像記憶在變化檢測中的作用與枕中回（MOG）的激活有關，已发现MOG激活持续時間约2000ms，這表明圖像记忆的持续时间可能比目前所认为的還要长。圖像记忆還受到基因和大腦中產生的蛋白質之影响。脑源性神经营养因子（BDNF）是神經生長因子中的神经营养因子家族的一部分。已经证明具有编码BDNF的BDNF基因突变的个体具有缩短的、不太稳定的資訊暫留。

任務
圖像记忆为大脑提供了平滑的视觉資訊流，可以透過视觉短期记忆在较长时间内提取出來，以便整頓成更加稳定的形式。圖像记忆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

时间整合
圖像記憶能够沿着连续的图像流，整合视觉資訊。例如在观看电影时，在初级视觉皮层中，新刺激不会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。。因此，視盲可以被定義為圖像記憶的輕微失誤。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，場景在圖像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。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，而不是圖像記憶。人們認為，儲存在圖像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圖像記憶中的資訊。

发展
圖像记忆从出生起，便随着主要和次要视觉系统而持續发展。到6个月大时，婴儿的圖像记忆的能力便接近了成年人。5岁时，儿童已经发展出成人所具有的无限容量的圖像记忆能力。資訊暫留时间从5岁时的大约200毫秒，增加到成人（大於11歲）的1000毫秒的渐近水平。随着年龄的增长，视觉暫留會略有衰減。將20歲出頭的人與60歲晚期的人進行比較，可以觀察到大約有20毫秒的減少。人的一生中有可能發生（MCIs），因而產生如情景记忆中的错误（关于人、地方及其背景的自傳體記憶），以及由于海馬迴及聯合皮質區损伤导致的工作记忆中的錯誤（STM的活跃处理成分）。情节记忆是一个人可以讨论的自传事件。目前已經發現，MCIs患者的圖像記憶能力和持續時間都有所下降。MCIs患者的圖像記憶障礙可被用於預測更嚴重的缺陷的發展，如阿尔茨海默病和失智症。

斯珀林的部分报告法
1960年，斯珀林首先成为使用部分报告范式来研究VSTM的二分模型的人。

时间差異
透過改變顯示消退量和聽覺線索（提示音）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序，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。

圆形提示和遮蔽
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。隨著圆圈顯示延遲的增加，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圖像時，也會觀察到遮蔽。

参考文献