成果简介： 

 近日，脑科学与心理学著名学术期刊Cortex（大类2区top）在线发表了陈安涛教授课题组题为EEG-based Univariate and Multivariate Analyses Reveal that Multiple Processes Contribute to the Production Effect in Recognition的研究论文。该研究综合运用行为与脑电技术研究了再认记忆中的生产效应（production effect），并首次解码了不同记忆策略在提取阶段的时间进程，当前结果反映了人类词汇识别的部分基本属性。

研究内容

朗读的记忆比默读好，这种记忆优势被命名为“Production effect”（生产效应）。但是生产效应的机制仍然存在争议，研究者通常争论生产效应是区分性（distinctiveness）还是强度（strength）的结果。区分性与记忆中的“回忆”成分一致，强度与记忆中的“熟悉”成分一致。为了解决这一争论，本研究使用被试内的Remember/Know判断任务，使用“记得”（Remember）反应来代表“回忆”成分，使用矫正后的“熟悉度”正确率代表熟悉成分[=Know/(1-Remember)]，并设置了三个实验条件（朗读条件、默读条件、“检查”条件）。被试需要在朗读条件下朗读词汇，在默读条件下默读词汇，在“检查”条件下不管遇到什么词汇都说“检查”。研究记录了被试在准备加工阶段的大脑反应（脑电数据），以及提取阶段的行为表现和大脑反应，使用LPC成分（LPC old/new effect）来代表“回忆”成分（反映区分性），而使用FN400成分（FN400 old/new effect）代表“熟悉”成分（反映强度），通过运用前沿的脑电分析技术从多个角度揭示了生产效应的心理机制。主要结果介绍如下。

图1.行为结果。“Remember Judgements”是“记得”反应的正确率。“Familiarity（IRK Estimates）”是矫正后的熟悉度正确率。“Overall Recognition”是“记得”反应加上“知道”反应的正确率。

行为结果如图1所示，在总体正确率上朗读高于默读与控制条件（说“检查”），因此行为结果上获得了显著的生产效应。重要的是，在“记得” 反应上，朗读的正确率高于默读以及控制条件，表明朗读可能增强了“回忆”成分（即提高了所记词汇的区分性）。然而，在矫正后的“熟悉度”正确率上，朗读的正确率也是高于默读以及控制条件的，这一结果说明朗读也可能增强了“熟悉”成分（即提高了所记词汇的强度）。可见，行为数据表明，朗读不仅增强了区分性也增强了强度。在这种情况下，仅仅根据行为数据无法解决两个理论解释之间的争议。

图2.事件相关电位结果。A: P3b(准备阶段)的波幅和地形图。B:P3b波幅的柱状图。C: FN400(测试阶段)的波幅和地形图。D: FN400波幅的柱状图。E: LPC(测试阶段)的波幅和地形图。F: LPC波幅的柱状图。A, C, E:阴影区域表示定义的时间窗口。B, D, F:误差条表示每个平均值的标准误差。^*p< 0.05。

事件相关电位（ERP）结果如图2所示，在准备加工阶段，朗读条件的P3b大于默读条件与控制条件，表明被试在准备朗读时就投入了更多的注意力。在提取阶段，朗读在LPC old/new effect上大于默读与控制条件，表明朗读增强了回忆成分。值得注意的是，在FN400 old/new effect上朗读和默读没有差异，表明朗读与默读在熟悉成分上没有差异，这也表明，行为上朗读在矫正后的“熟悉度”正确率上的优势不是由“熟悉”成分所驱动的，而是由“回忆”成分所驱动的。

图3.正确再认词汇与正确拒绝词汇的分类结果。A;正确再认词汇与正确拒绝词汇的解码结果，灰线表示分类的准确率。B:时间泛化矩阵，深色表示显著的部分。

多元模式分析（MVPA）结果表明，三种记忆条件下正确再认的词汇与正确拒绝的“新”词汇只能在500ms以后才能被解码，这与LPC old/new effect（回忆成分）相一致，该结果与ERP结果一致，进一步表明生产效应更依赖于回忆成分。并且三种记忆条件都只能在500ms以后解码，这说明人类词汇识别可能更依赖于背景信息（见图3）。

为了在单试次水平上探讨FN400成分、LPC成分与被试行为准确性之间的关系，本研究使用matlab中的fitglme函数进行广义线性混合效应模型分析，结果表明只有LPC成分与行为表现相关，更大的LPC成分预测更高的识别准确率，这些进一步说明词汇识别主要受到回忆成分（即区分性）的影响。

总结：本研究从多角度全面阐述了生产效应的心理机制，挑战了传统的双加工理论与单加工理论，提出生产效应是注意力（P3b）与区分性（LPC）共同作用的结果，其中区分性起到主导作用。本研究首次解码了不同记忆策略在提取阶段的时间进程。目前的研究可能揭示了人类词汇识别的基础，即人们可能更多的依赖于相关背景信息（回忆成分）来对词汇进行识别，这可能是广泛记忆策略的共同基础。

本研究得到国家自然科学基金（32171040）和国家社会科学基金（22&ZD187）的资助。

论文信息：Zhang, B., Meng, Z., Li, Q., Chen, A.*, & Bodner, G. E. (2023). EEG-based Univariate and Multivariate Analyses Reveal that Multiple Processes Contribute to the Production Effect in Recognition.Cortex. https://doi.org/10.1016/j.cortex.2023.04.006.