自我损耗对基于时间前瞻记忆的影响 *

刘 红 褚 铮 李缓缓 赵笑梅

(1 河北师范大学教育学院，石家庄 050024) (2 唐山学院办公室，唐山 063000)

1 引言

基于时间前瞻记忆（time-based prospective memory, TBPM）是指个体记得在未来的某一时间或者间隔一段时间后做某事（Einstein & McDaniel,1990）。

要想成功地完成TBPM任务，不仅要记住将来要做的事情，即在头脑中形成前瞻意向，对其进行编码和存储，还要在恰当的时刻去提取和执行这一意向。即前瞻记忆包括回溯成分和前瞻成分两个成分，前者是指记住前瞻意向的具体内容是什么，后者是指记住在恰当的时刻去执行前瞻意向。这两个成分与TBPM的三个加工阶段，即意向形成、监控时间的同时维持前瞻意向，以及在恰当的时刻启动和执行前瞻意向有着密切的对应关系（Mackinlay, Kliegel, & Mäntylä, 2009）。如果TBPM失败源于回溯成分失败，说明个体没有将前瞻意向一直保持在头脑中；而如果TBPM失败源于前瞻成分失败，则说明个体不能在恰当的时刻执行TBPM意向。

那么，怎样才能保持前瞻意向并在恰当的时刻想起并执行呢？无论是测试-等待-测试-退出（test-wait-test-exit, TWTE）模型（Cook, Marsh, &Hicks, 2005），还是注意闸门模型（attentional-gate model, AGM）（Block & Zakay, 2006），都强调了形成TBPM意向后，对目标时间监控的重要性。当监控时间与目标时间一致或吻合时，个体就会执行TBPM意向完成TBPM任务。

在完成TBPM任务时又是怎样进行时间监控的呢？Huang，Loft和Humphreys（2014）提出并用实验证明了时间监控主要通过内部控制和外部控制两种方式完成。个体完全依靠自己进行前瞻性的时间估计和维持前瞻意向属于内部控制，当个体依靠外界来完成前瞻任务（如监控时钟）属于外部控制。通常，当环境中存在可以利用的外部条件，如时钟、适当的提示时，个体就会自动选择外部控制的方式，这时前瞻性的时间估计就变得不那么重要，个体也不需要花费过多的资源来维持前瞻意向；当不具备这类条件时，个体就会选择内部控制的方式。内部控制和外部控制都是个体完成TBPM任务的有效方式，但是这两种方式对心理资源的需求不同（Voigt et al., 2014）。

前瞻记忆是一种双任务的认知过程，需要一定的心理资源完成。而自我损耗指的是运用自我控制使得资源损耗，导致个体在随后的任务中表现较差的效应（Baumeister & Vohs, 2016）。以往许多研究都表明，通过自我损耗的操纵，心理资源会受到严重的损耗（Baumeister, Vohs, & Tice, 2007;Schmeichel, 2007），进而导致较低的执行能力（Bayer & Osher, 2018）。因此，以往有不少研究探讨了自我损耗对后续认知活动的影响（黎建斌,2012; Osgood, 2018; Schmeichel, 2007）。然而，目前研究者较少关注自我损耗对TBPM有怎样的影响；而且，在内部控制和外部控制这两种对心理资源需求不同的控制方式下，自我损耗对TBPM的作用也值得探讨；更进一步的，自我损耗会通过损害哪个成分和加工阶段来影响TBPM呢？为了更好地探讨上述问题，本研究会对自我损耗的程度加以操纵，并对上述问题进行回答。

另外，在外部控制条件下进行时间监控时，采用监控策略有助于前瞻记忆任务的完成（Anderson,Rummel, & McDaniel, 2018），有些研究强调时钟监控总次数的作用（Huang et al., 2014; Voigt, Aberle,Schönfeld, & Kliegel, 2011），而有些研究则指出只有在临近目标时间的时钟监控次数才与TBPM成绩呈显著正相关（Mackinlay et al., 2009）。究竟哪种监控策略更有效？在自我损耗导致资源受损的情况下被试的监控策略又会怎样变化，表现出怎样的监控模式？也是本研究所要探讨的问题。

基于此，本研究通过两个实验探讨在内部控制和外部控制两种不同的控制方式下自我损耗对TBPM的影响。实验1探究在内部控制条件下，自我损耗对TBPM的影响。由于TBPM需要执行功能的积极参与（Mäntylä, Carelli, & Forman,2007），而自我损耗会耗费心理资源，进而影响执行功能的正常发挥（Schmeichel, 2007）。因此，本研究假设：高损耗组被试的TBPM成绩低于低损耗组，自我损耗对前瞻成分的影响比较大。实验2探究在外部时钟监控条件下，自我损耗是否也会降低TBPM成绩。本研究假设：如果存在时钟并且可以自由监控时，个体对目标意向的保持和提取时间会有一个精确的参照，从而减少对心理资源的依赖。因此，外部时钟可以降低自我损耗对TBPM的消极影响。

2 实验1：内部控制条件下自我损耗对TBPM的影响

2.1 被试

随机选取46名大学生分为两组，每组23人，性别比例基本平衡，平均年龄21.26岁，视力或矫正视力及色觉均正常，之前没有做过类似任务。

2.2 材料

（1）损耗任务：采用自我损耗研究中常见的Stroop任务（任俊等, 2014; Schmeichel & Vohs,2009），使用字色是否一致来操控自我损耗水平，低损耗组中每个刺激都字色一致，而高损耗组中则是字色不一致的。两组分别都是120个试次，随机呈现。每个字呈现时间为1000 ms，要求被试在3000 ms内对字的颜色按键。（2）自我控制操控检查：对Stroop任务从难度、努力程度、疲劳程度、能量损耗程度四个方面进行主观评定（Bertrams,Englert, & Dickhäuser, 2010），7 点评分。（3）TBPM任务：进行中任务采用词汇判断任务，要求被试判断词语属于自然物还是人工物。所用词语均摘自国内同类研究（陈思佚, 周仁来, 2010; 黎建斌,2012）并经同质被试评估，最终选取了两类词语各95个，其中90个用于正式实验，5个用于练习。正式实验总共180个试次，随机呈现，每个词语呈现时间为1000 ms，被试需要在3000 ms内判断并按键。前瞻任务要求被试每隔两分钟按A键，被试在目标时间前后10 s范围内按A键均视为成功执行了该任务。

2.3 实验设计和程序

采用单因素被试间实验设计。依照自我损耗程度分为高、低损耗组。因变量是TBPM任务的正确率以及前瞻成分和回溯成分的成绩。实验采用E-prime2.0编程，程序如下。（1）自我损耗诱发：Stroop任务见图1。（2）主观评定：被试填写自我控制操控检查表。（3）TBPM任务。首先，进行中任务（见图2）的练习，练习结束后呈现TBPM任务的指导语；其次，进行2 min连续减法运算的干扰任务；干扰任务结束后开始正式实验，被试要同时完成进行中任务和前瞻任务；最后，对被试进行访谈以了解前瞻成分和回溯成分的完成情况，问题是：“您还能想起在减法运算之前，我要求您做名词判断任务的同时，另一个任务是什么吗？”如果想不起来，属于回溯成分失败；如果记得该任务但没有在正确的时间按键，属于前瞻成分失败。

2.4 结果与分析

首先，对实验数据做初步处理得到44个有效数据，其中高损耗组21人，低损耗组23人。其次，检验自变量操纵是否成功，以自我损耗程度为自变量，分别以损耗任务的反应时、正确率，以及主观评定的四个方面为因变量进行独立样本t检验，结果表明：高损耗组的反应时显著高于低损耗组[t(42)=4.32,p＜0.001,d=1.25]，且正确率显著低于低损耗组[t(42)=-2.34,p＜0.05,d=0.14]。主观评定方面，高损耗组被试在努力程度[t(42)=2.32,p＜0.05,d=0.70]、损耗程度 [t(42)=2.26,p＜0.05,d=0.68]、任务难度[t(42)=2.50,p＜0.05,d=0.76]三方面的得分均显著高于低损耗组，疲惫程度的差异边缘显著[t(42)=1.98,p=0.054,d=0.60]，说明成功操控了损耗。

图1 Stroop任务流程图

图2 进行中任务流程图

对TBPM任务的正确率以及前瞻成分和回溯成分的成绩进行描述性统计，结果见表1。对两组被试TBPM成绩进行独立样本t检验，结果发现：高损耗组的TBPM成绩显著低于低损耗组，t(42)=2.13，p＜0.05，d=0.64。进一步将 TBPM完成情况分为TBPM成功和TBPM失败，其中TBPM失败又分为前瞻成分失败和回溯成分失败，对两组被试的TBPM任务完成情况进行卡方检验，结果发现，两组被试差异显著，χ2(2)=6.40，p＜0.05，Φ=0.27，高损耗组中的前瞻成分失败和回溯成分失败的比例均高于低损耗组，且前瞻成分失败比例显著高于低损耗组。

表1 实验1、2不同损耗组被试基于时间前瞻记忆的成绩及完成具体情况

3 实验2：外部控制条件下自我损耗对TBPM的影响

3.1 被试和材料

被试与实验1同质且没有参加过类似实验。实验材料同实验1。

3.2 实验设计和程序

自变量是损耗程度和时间段。因变量是TBPM任务的正确率、前瞻成分和回溯成分的成绩以及时钟监控情况。程序类似实验1，不同之处是在正式实验开始后被试可以随意监控时钟，只要按空格键，屏幕上就会显示被试所用的时间，如2分20秒。

3.3 结果与分析

首先，对实验数据做初步处理得到43个有效数据，其中高损耗组23人，低损耗组20人。其次，检验Stroop任务是否成功操纵了自变量，以自我损耗程度为自变量，分别以损耗任务的反应时、正确率，以及主观评定的四个方面为因变量进行独立样本t检验，结果表明：高损耗组反应时显著长于低损耗组，t(41)=5.02，p＜0.001，d=1.54；而正确率则显著低于低损耗组，t(41)=-3.02，p＜0.05，d=0.93。在主观评定方面，高损耗组在努力程度[t(41)=3.38,p＜0.001,d=1.15]、损耗程度[t(41)=2.88,p＜0.01,d=0.88]、任务难度 [t(41)=3.39,p＜0.01,d=1.04]上的得分显著高于低损耗组，疲惫程度的差异边缘显著[t(41)=2.01,p=0.051,d=0.62]，说明通过Stroop任务引起的资源损耗是成功的。

本实验TBPM任务的正确率以及前瞻成分和回溯成分的描述性统计见表1，对两组被试TBPM成绩进行独立样本t检验发现，两组被试成绩差异不显著，t(41)=0.51，p=0.616，d=0.16。进一步分析TBPM任务完成情况，卡方检验结果发现两组被试差异不显著，χ2(2)=0.92，p=0.632，Φ=0.10。

参考同类研究（Mioni, Santon, Stablum, &Cornoldi, 2017），将目标时间2 min按每30 s为一个时间段依次分成四个时间段，统计高、低损耗组被试在每个时间段内时钟监控的次数，见表2。

表2 两组被试在四个时间段内时钟监控次数的描述性统计

以损耗程度和时间段为自变量，以被试的时钟监控次数为因变量，进行2×4的双因素重复测量方差分析，结果表明，损耗程度主效应边缘显著，F(1, 41)=3.80，p=0.059，=0.08，高损耗组被试时钟监控次数显著多于低损耗组；时间段主效应显著，F(3, 123)=124.99，p＜0.001，=0.75，被试在四个时间段内的时钟监控次数存在显著差异，事后比较发现，除了时间段1与2差异不显著（p＞0.05）外，其他各时间段的时钟监控次数均有显著差异，时间段4的时钟监控次数分别显著多于时间段1、2、3（ps＜0.05），时间段3的监控次数分别显著多于时间段2、1（ps＜0.05）。损耗程度和时间段的交互作用边缘显著[F(3, 123)=2.78,p=0.061,=0.07]。进一步简单效应分析，在时间段1、4上，高损耗组的时间监控次数显著多于低损耗组（ps＜0.05）；而在时间段2、3上两组差异均不显著（ps＞0.05）。

对所有被试在各个时间段内时钟监控次数及时钟监控总次数与TBPM成绩进行相关分析，发现只有时间段1时钟监控次数与TBPM成绩相关不显著（r=0.23,p=0.137），其他时间段的相关均显著（r=0.38、0.41、0.58,ps＜0.05）。此外，被试时钟监控的总次数与TBPM成绩相关也显著（r=0.52,p＜0.001）。从相关系数与显著性水平来看，越接近目标时间，时钟监控次数与TBPM成绩的相关程度也就越高，显著性水平也越高，且时间段4相关最高。说明在接近目标时间的时间段内时钟监控最有助于被试完成TBPM任务。

4 讨论

4.1 自我损耗的效应

本研究通过两个实验探讨了自我损耗对TBPM的作用，结果发现在内部控制条件下自我损耗降低了被试在TBPM上的成绩，高损耗组表现出了更多的TBPM失败以及前瞻成分和回溯成分的失败。这个结果体现了自我损耗的负性影响，验证了TBPM领域的自我损耗效应，支持了自我损耗理论，也为作为自我损耗理论基础的自我控制资源模型（strength model of self-control）提供了又一证据（Baumeister & Vohs, 2016; Baumeister et al., 2007）。

自我控制资源模型认为，个体的心理资源总量是有限的，任何自我调节和控制行为都需要耗费有限的心理资源，因此，在完成一个自我调控任务之后，资源会暂时耗竭，导致接下来需要心理资源的任务成绩下降或者无力选择和坚持需要付出努力的活动，这就是自我损耗及其后效（Baumeister & Vohs, 2016; Baumeister et al.,2007）。这一理论观点与信息加工观中的容量有限思想一脉相承，提出之后，在多个领域得到了验证（Hagger, Wood, Stiff, & Chatzisarantis, 2010），但在TBPM领域的证据还乏善可陈。在本研究中，不论从客观效果还是主观评定方面，高损耗组的Stroop任务都成功地消耗了被试的资源。而接下来的TBPM任务没有明显的外部线索，主要凭借被试对目标时间的感知和估计在恰当的时刻启动和执行前瞻任务，是对心理资源有高度需求的任务（Phillips et al., 2018）。因此，高损耗组在这一任务上表现不佳，可视为损耗导致的资源下降的结果，是自我损耗负性效应的体现。

本研究还探讨了利用外部支持降低自我损耗负性效应的可能性。在外部控制条件下，当有了外部时钟这一可供利用的资源时，成绩明显好于内部控制条件；而且，高损耗组依赖于较多的时钟监控次数，特别是首尾两个时间段的时钟监控，在TBPM以及前瞻成分和回溯成分上与低损耗组都没有显著性差异，支持了本研究的假设。可见，外部支持可以有效地减少对心理资源的依赖，从而降低自我损耗对TBPM的消极影响，改善TBPM的表现。

4.2 自我损耗影响TBPM的机制

自我损耗对TBPM的作用是通过哪个成分和加工阶段实现的呢？本研究发现，自我损耗对个体前瞻成分的影响更大，高损耗组中TBPM失败主要是由前瞻成分失败造成的，说明被试能够记住并且在头脑中保持前瞻意向，只是没有在恰当的时间提取并执行，表现出了执行受损。可以推测，高损耗组的被试资源受损比较严重，导致其无法兼顾前瞻成分和回溯成分以完成TBPM的全部三个加工过程。这个结果在执行功能与TBPM的研究中也得到了证实（Phillips et al., 2018），并在自我损耗影响执行功能的研究中得到了侧面的支持（Bayer & Osher, 2018）。黎建斌（2012）通过对基于事件前瞻记忆（event-based prospective memory, EBPM）的研究也发现自我损耗主要影响前瞻成分，这是因为前瞻成分主要受注意资源的影响，回溯成分则受记忆能力的影响（陈思佚, 周仁来, 2010; 尹杰,黄希庭, 2015）。与EBPM相比，TBPM的前瞻成分对个体的要求更高，不仅要估计目标时间，还要在合适的时机启动并执行前瞻意向。而对回溯成分而言，被试只需记住前瞻意向即可，对资源依赖较少。因此，自我损耗对前瞻成分的消极影响更大。可见，自我损耗主要是通过影响前瞻成分，即启动和执行前瞻意向阶段来阻碍TBPM完成的。

而在外部控制条件下，自我损耗对TBPM的作用则是通过对时钟监控策略和监控模式的改变而实现的。高损耗组因为资源损耗更大，不得不更多地借助于外部支持来完成TBPM任务，时钟监控次数显著更多。两组被试的时钟监控模式也有所不同，高损耗组在任务开始和临近结束的1、4时间段监控次数明显更多，原因可能在于由于所剩资源较少，他们会把有限资源合理分配，即在开始和距离目标时间越来越近时更频繁地监控时钟。在总体趋势上，高损耗组的时钟监控次数呈先减少后加速增加的模式，这与Mackinlay等人（2009）研究中的年幼儿童的时钟监控模式一致；而低损耗组的时钟监控次数则一直增加，只是开始增加得较慢，在第4时间段则加速增加，这与前人研究中的年长儿童的时间监控模式吻合（Mackinlay et al., 2009; Mäntylä et al., 2007; Voigt et al., 2011）。这说明，在资源损耗条件下，为了完成TBPM任务，高、低损耗组分别采用了与其资源相匹配的监控策略和监控模式。

此外，对被试的时钟监控次数与TBPM成绩的相关分析结果表明，时钟监控总次数与TBPM相关显著，这验证了之前研究的结果（Huang et al.,2014; Voigt et al., 2011）。进一步分析发现，除了第1时间段，其他时间段内的时钟监控次数与TBPM成绩均相关显著，相关水平依次提高。这说明，越接近目标时间，被试的时钟监控行为就越重要，这也支持了Mackinlay等（2009）的研究结果，即被试在最后一个时间段内的时钟监控最有利于TBPM任务的完成。

本研究的结果为TWTE模型提供了新的证据，按照TWTE模型的观点，个体形成TBPM意向以后等待一段时间就去查看时钟，监测是否达到目标时间，如果没有达到，则继续等待、查看时钟，如此循环往复，直到与目标时间相吻合则执行TBPM意向（Cook et al., 2005）。在本研究中，外部控制条件下高损耗组凭借更多的时钟监控次数取得了与低损耗组相似的成绩，以及被试越临近目标时间越频繁监控时钟以胜任TBPM任务都体现了时钟监控的重要性。不过，尽管这一模型得到了一些支持（Cook et al., 2005），但是只描述了外部控制条件下的TBPM，而对内部控制条件下个体如何感知和判断时间、监测时间并提取执行意向缺乏交代，因此还有待于进一步完善。

分析本研究结果还可以发现，TBPM包含两个成分：回溯成分与前瞻成分，其中，前者负责的是形成和维持前瞻意向，相对较少依赖资源；而后者负责启动和执行意向，较多依赖资源。而且，为了胜任TBPM任务，被试会在不同损耗条件下采用与其资源相匹配的不同的监控策略和监控模式。说明TBPM加工并非单一的自动加工或策略加工，而是更符合多重加工模型和动态多加工模型（McDaniel & Einstein, 2000; Shelton &Scullin, 2017）。不过，上述模型是基于EBPM提出的，相比EBPM，TBPM因为缺乏明显的外部提示（事件）而需要更多的监控和自启动，以往研究在对比TBPM和EBPM时也发现了这两种前瞻记忆是相对独立和分离的（尹杰, 黄希庭, 2015;Phillips et al., 2018），这说明，两种前瞻记忆所进行的加工性质不尽相同，意味着未来需要进一步探索更能体现TBPM加工机制的理论模型。

5 结论

（1）内部控制条件下，自我损耗会严重影响TBPM的表现，高损耗组的TBPM成绩显著低于低损耗组，并且自我损耗主要干扰前瞻记忆的前瞻成分和第三个加工阶段，即在恰当的时刻启动和执行前瞻意向。（2）外部控制条件下，自我损耗没有降低TBPM的表现，说明外部时钟可以降低自我损耗对TBPM的消极影响。（3）自我损耗使个体呈现出不同的时钟监控模式，邻近目标时间内的时钟监控次数与TBPM成绩显著正相关。