情景缓冲器

定义

情景缓冲器是工作记忆多成分模型中的一个子系统，被假定为一个容量有限的临时存储装置，用多模态编码方式保持信息。它能够把来自语音回路、视空间模板等附属系统的信息，与从长时记忆中提取的信息绑定在一起，形成统一的情景表征，所以它也被看作各子系统与长时记忆之间的交界面^[1]。

所谓“情景”，是指它保持的是在空间与时间上被整合起来的片段，而不再是彼此孤立的特征或通道信息^[1]。与语音回路、视空间模板这两个通道特异的子系统不同，情景缓冲器本身没有专门的通道属性，因此可以容纳视觉、听觉乃至语义等多种编码^[2]。

该成分由中央执行系统控制。中央执行系统可以从缓冲器中以意识觉察的形式提取信息，对这些信息进行反思，必要时加以操作和修改，因此意识觉察被认为是情景缓冲器信息提取的主要方式^[1][3]。

原理

按照 2000 年提出的设想，情景缓冲器处于中央执行系统之下，但并不与其他两个存储子系统直接相连，而是通过中央执行系统与它们交换信息。中央执行系统一方面把子系统中已编码的信息送入缓冲器，另一方面从长时记忆中调取相关知识一并送入，由缓冲器完成绑定，形成可被意识到的整体表征^[1][3]。

可以用一个简化的关系表示其位置：

$\text{中央执行系统} \rightarrow \text{情景缓冲器} \leftrightarrow \text{长时记忆}$，而语音回路与视空间模板分别为缓冲器提供言语和视空间信息^[1]。

支持这一设想的一类证据来自即时回忆任务。受试者对无关词的回忆广度约为 5 个词，而对句子的回忆广度可高得多，多出的部分被认为由长时记忆提供；一些严重遗忘症患者延迟回忆几乎为零，即时回忆却相当好，这类现象也难以用原有三成分模型说明，因而被用来论证需要一个兼具整合与临时存储功能的成分^[4]。

在双任务实验中，同时进行的视觉选择反应任务对无关句子回忆的干扰明显大于对随机词表的干扰，而对有连贯意义的故事回忆干扰较小。研究者据此认为，把语音信息与长时语言知识结合本身并不特别耗费注意，真正费力的是对彼此无关概念之间的绑定，这一过程被认为涉及情景缓冲器^[5]。

发展历程

1974 年，巴德利与希奇（Graham Hitch）在短时记忆研究的基础上提出工作记忆三成分模型，由中央执行系统、语音回路和视空间模板构成。此后二十余年，该模型对正常成人实验数据以及神经心理学、发展心理学和脑成像数据都给出了较为完整的解释^[1]。

随着研究深入，三成分模型暴露出若干难以解释之处：语音回路与视空间模板彼此分离，无法说明来自不同系统的信息在哪里、以何种水平结合；各子系统与长时记忆缺乏联系，难以解释句子回忆成绩高于单词回忆成绩；中央执行系统被假定为不承担存储功能的纯注意系统，无法解释部分深度遗忘患者良好的即时回忆成绩^[4]。

为解决这些问题，巴德利于 2000 年在《认知科学趋势》上发表论文，正式提出工作记忆的第四个成分——情景缓冲器。修订后的模型把重心从各子系统的相互隔离转向信息整合过程，被认为为处理工作记忆中更复杂的执行控制问题提供了更好的基础^[1][6]。

提出之后，相关研究主要围绕情景缓冲器的多维度表征及其与中央执行系统的关系展开，并以此为其存在提供证据^[3]。2011 年，巴德利与艾伦、希奇等人在双任务范式下系统检验了“绑定依赖执行资源”这一假设，结果并未发现同时负载对绑定成绩有特异性损害，因而对缓冲器主动完成绑定的观点提出了修正，后续模型转而认为视空间模板和语音回路各自可作为较低层级的缓存，先整合部分信息再输送至情景缓冲器^[7][8]。

应用

情景缓冲器的概念主要用于解释复杂材料的即时保持。研究显示，保持彼此无关的语言片段需要中央执行系统提供较多的注意支持，而保持有连贯语义与句法的故事则相对自动，这些结果被用于讨论工作记忆在句子与篇章理解中的作用^[5]。

在临床与神经心理学研究中，情景缓冲器被用来解释遗忘症患者的即时回忆模式，并作为考察阿尔茨海默病等疾病工作记忆损伤轨迹的一个环节，有研究认为该成分的损伤出现在中央执行系统和视空间模板之前^[9]。

在教育与多媒体学习研究中，跨通道整合任务的成绩被认为与情景缓冲器的负荷有关，减少这一负荷的思路包括提供图形组织者等外部支持^[5]。

局限

情景缓冲器的边界并不清晰。巴德利本人在提出该成分时即指出，需要研究它的界限，例如为什么不干脆把所有记忆都归给情景缓冲器；他认为已有的工作记忆分离证据表明这种做法并不可取，但同时承认难以在两个附属系统与缓冲器之间划出明确界线^[1]。

作为工作记忆模型中较晚加入的成分，其加工机制长期缺乏定论。公认的假设是缓冲器负责绑定和整合来自不同信息源的信息，但它是否依靠中央执行系统的一般性注意资源来完成绑定，一直受到质疑；2011 年之后的一系列双任务研究提示，绑定可能在其他存储系统中完成，缓冲器只负责保存已形成的绑定，这一结果促使模型被再次修正^[7]。

关于容量也缺少一致的量化结论。较早的界定只说它容量有限，后续文献中有把它与约 4 个组块相联系的提法，但绑定材料的“单位”如何界定、是否随个体经验与既有知识而变化，仍存在争议，使其测量和检验都比较困难^[2][3]。

在神经基础上，缓冲器同样没有定论。有观点提出其整合功能可能与内侧颞叶、海马有关，但巴德利本人并不主张把缓冲器绑定到单一脑区，而认为记忆整合更可能来自分布式脑区之间的相互作用^[7][9]。此外，也有研究者批评这一概念过于宽泛，容易成为解释三成分模型所不能解释现象时的兜底范畴^[2]。

参见

• 工作记忆 —— 情景缓冲器是这一记忆系统的组成成分之一。

• 中央执行系统 —— 情景缓冲器受其控制，并由其完成信息的提取与操作。

• 语音回路 —— 为情景缓冲器提供言语与语音编码信息。

• 视空间模板 —— 为情景缓冲器提供视觉与空间编码信息。

• 长时记忆 —— 与情景缓冲器相互交换信息，其内容参与情景表征的构建。