【大腦S02E05】默背一組電話有多難？ 談談暫存幾秒鐘的感官記憶
各位聽眾朋友大家好，歡迎收聽鏡好聽製作播出的大腦好好玩，我是節目主持人謝伯讓，用科學故事，讓腦說話。
在前幾次的節目中，我們介紹了人類的「注意力」，那接下來的幾週，則會鎖定在「記憶」這個認知功能上。關於記憶這個主題，如果大家有聽過大腦好好玩第一季的節目，應該就會記得，關於記憶的早期研究，基本上可以說是以病人亨利莫雷森以及海馬迴為核心。
接下來的節目內容，我們就會接續這些早期的研究，然後一起來看看，當認知心理學家對記憶有了初步了解之後，是如何提出理論以及實驗來深入研究記憶的。
在進入理論之前，我們先來看一下一個生活中的實例，然後透過這個例子，來看看記憶究竟有哪些不同的形式。
記憶分哪幾種？ 感官記憶、短期記憶、長期記憶
有一天中午，你肚子餓了想要吃拉麵，於是，你打開電腦，上網搜尋拉麵外送的電話。搜尋畫面跳出了店家和電話之後，你看了一眼電話號碼，號碼是2346-7988。（這個電話號碼是我隨便胡謅的，如果剛好是某個人的電話，還請見諒，請大家不要真的去打，以免造成對方困擾。）
這個時候，當你看到了螢幕上的電話號碼，你就把眼睛移開電腦，開始尋找手機準備撥號。由於此時你讀眼睛視線已經離開了電腦螢幕，為了怕忘掉這個號碼，你馬上就開始在心中默念2346-7988。接下來，你拿起了手機，同時不斷默念著2346-7988，然後一邊按下按鍵撥號。
訂完拉麵之後，你心裡想著，說不定明天還會想吃拉麵，所以你就刻意把這個電話號碼2346-7988給背下來。然後隔天中午，當你又想再點拉麵時，果然，你就直接背出了這個號碼，省下了再次上網查詢的時間。
在上述這個簡單的例子之中，就出現了3種形式的記憶以及好幾種記憶互動的方式。這3種形式的記憶，分別是感官記憶、短期記憶、以及長期記憶。
而這3種形式的記憶，也就是早期的記憶理論模型中，最重要的3個部分。以下，我們就來幫大家依序地深入介紹！
首先，感官記憶，就是當資訊透過感官被感知到的當下，我們的大腦可以暫時性的捕捉住大量的資訊。比方說在我們剛剛的例子中，當電腦螢幕上跳出拉麵店家的搜尋結果時，整個螢幕都以視覺的形式進入了我們的感官記憶中。
不過，感官記憶大約只能維持幾秒鐘，接下來，這些資訊中有很大一部分很快就會消逝，而只有一小部分會被送入短期記憶中。比方說，如果你只看了電腦螢幕一眼，然後就馬上閉上眼睛，當你剛閉上眼睛時，你大約有數秒鐘的時間彷彿還可以很清晰地看到電腦螢幕上那個剛剛被視覺捕捉到的畫面，不過，這個心中的畫面很快就會消失，然後你就再也想不起這個畫面的內容。
不過呢，如果這個時候，你把注意力放在其中的某些資訊上，這些資訊就會被放入「短期記憶」中，然後這些資訊就可以在我們的腦中暫時存在較長的時間。比方說，當你專注在螢幕上的2346-7988這個電話號碼的影像上時，這個號碼就已經進入了短期記憶。
進入短期記憶的資訊約略可以暫存數十秒，如果我們持續覆誦這些資訊的話，則可以存在更久。但是，一旦覆誦結束，這些資訊很快也會消失，除非這些資訊有進入長期記憶中被儲存下來。
比方說，在我們剛剛的例子中，我們就是透過不段的覆誦這個號碼，才能在我們尋找手機的同時不至於立刻忘掉號碼。
接下來，資訊如果進入了長期記憶，則可以存在很久，有時甚至可以長達數十年。在我們的例子中，我們選擇背下號碼，這就表示資訊進入了長期記憶。
最後，我們在隔天想要再訂一次拉麵時，我們就從長期記憶中叫出電話號碼，然後把這個記憶資訊放入短期記憶中，讓我們可以再次撥打電話。
好，現在已經對這3種記憶形式有了粗略的概念，接下來我們就來進一步深究一下這3種記憶有什麼特別有趣的地方。
逐格影片的動畫效果：感官記憶裡的視覺暫留
首先要看的，就是感官記憶，有時也可稱為是感覺記憶，英文是（sensory memory）。感官記憶，就是我們可以在感官刺激剛進入大腦之後的短暫時間內，維持住這些感官訊息。
以視覺來說，我們熟悉的「視覺暫留現象」，就是視覺感官記憶的一種展現。比方說，我們在玩仙女棒的時候，可以在空中劃圈寫字，當我們看著仙女棒時，仙女棒的動作軌跡可以在腦中被短暫維持一段時間，所以這些軌跡就可以被大腦連接起來，讓我們看到整個軌跡在連接後的整體圖樣。這就是典型的「視覺暫留現象」，也算是一種「視覺感官記憶」。
此外，電影的原理，也是透過視覺暫留的感官記憶來達成的。比方說，電影投影的機械設備上，有一個可以旋轉的快門，這個快門可以透過快速的旋轉，來讓光線開關的速度達到每秒24次，同時，每一次打開快門的時候，就會有一張新的圖片被更新。如此一來，我們就可以用每秒24張圖片的速度來投影。
這種快門開關的方式，會讓每一張圖片之間出現短暫的黑屏，不過，由於我們的視覺暫留現象，這些圖片之間黑屏會被大腦填補起來，所以我們其實看不到黑屏，而且由於視覺填補機制，我們還把把原本靜止的圖片以動態的方式填補連接起來，最後就讓我們產生了動態的感覺。
George Sperling的「字母回報」實驗
現在我們已經知道感官記憶是什麼了，接下來我們就要問一個問題，就是到底感官記憶的「容量」有多大？感官記憶到底可以容納多少資訊？關於這個問題呢，有1位名叫George Sperling的心理學家，在1960年做過了1項知名的實驗，試圖要回答感官記憶可以容納的資訊量究竟有多大。
這個實驗的作法，就是會在螢幕上閃現12個字母，也就是3列字母，每一列有4個字母，所以是4x3=12個字母。螢幕上的這12個字母，只會閃現0.05秒，所以大概就是一閃即逝。
在螢幕上閃現完這12個字母後，受試者必須馬上回報出剛剛看到了哪些字母。結果發現，受試者大概都只能回報出4個到5個字左右。
現在問題來了，為什麼只能回報四五個字？是因為受試者只看到四五個字？還是說，受試者其實看到更多？但是只能回報其中的四五個字？好，大家不知道有沒有注意到這兩種可能性之間的微小差異。
第一種可能性是，螢幕上快閃過12個字的時候，我們就只看到的其中的四五個字，其他的字呢，我們連個影子都沒看到，所以當然就只能回報出這四五個字。
而第2種可能性是，螢幕上快閃過12個字的時候，我們其實看到很多的字，可能12個字全都看到了。但是當我們要回報的時候，由於記憶很快就消退了，所以我們只能回報出其中的四五個字。
為了測試這兩種可能性哪一種正確，Sperling又設計了第2個實驗。這一次，他一樣在螢幕上閃現12個字母，而和第一個實驗的差別在於，這次他在閃現完字母的時候，馬上播放了一個聲音，這個聲音可能是高音、中音、或低音。受試者如果聽到的是高音，就必須回報位於上方第1列的4個字母，如果是中音，就要回報位於中間的第2列的4個字母，如果是低音，則要回報位於下方的第3列的四個字母。
也就是說，這是一個「部分回報」實驗（partial report），受試者只要回報聲音所指示的部分就好了。
這個實驗的結果非常有趣，Sperling發現，透過這種「部分回報」的方式，每次當受試者在聽到聲音、提示他們要回報其中的某4個字母時，他們的成功率都很高，平均而言，受試者可以答對被要求回答的4個字中的3.3個字母，也就大約是82%。換句話說，如果我們指定受試者去回報3列字母中的任何一列，他們幾乎都可以答對。
所以，這個結果，似乎支持了剛剛提到的2種解釋方法中的第2種解釋方法。也就是說，當我們閃現12個字母時，受試者並不是只看到其中4個字母，而是受試者可能看到了所有的字母，但是他們在回報字母的時候，記憶也同時在消逝，所以大約回報了4個之後，其他的字母也同時都已經忘光了，所以就無法再繼續回報。
如果這個解釋真的正確，也就是視覺感官記憶真的很快消逝的話，如果我們在實驗中更晚一點才播放提示音，受試者的表現就應該會變得更差才對。
結果發現，一如預期，如果我們的提示聲音，是在12個字母閃現完之後的一秒鐘之後才出現，受試者就只能回報某一列4個字母中的一個字母而已。也就是說，每一列四個字，他們只看到了四分之一，就是一個字，那四分之一，換算一下，就是大約25%。
感官記憶的容量有多大？ 談圖像和聲像記憶的差異
所以呢，我們的視覺感官記憶的容量究竟有多大呢？根據Sperling的實驗，我們可以知道，在螢幕訊息剛關閉的時候，螢幕上的12個字受試者可以回報將近82%，但是這些感官記憶中的內容很快就會消逝，大約1秒鐘之後，我們就只能回報其中的25%。
所以，Sperling所做的這個實驗，讓我們看出感官記憶的資訊容量，我們現在又把視覺感官記憶稱為「圖像記憶」（iconic memory），這種形式的記憶大約會在1秒之內快速遞減。相對於視覺，在聽覺上，我們也有「聲像記憶」（聲音的聲，影像的像）或是稱為「餘音記憶」（echoic memory）（也就是餘音繞梁的餘音），這種聽覺上的感官記憶則可以停留較長的時間，有時可以長達好幾秒鐘。
Sperling在1960年發表的這項實驗，其實影響非常的深遠。尤其是在當大家討論注意力和意識之間的關係時，幾乎一定會提到這項實驗。
我們之前曾經討論過一個問題，就是注意力到底是何時介入訊息處理的流程？當時我們曾經提過「早期選擇理論」、「晚期選擇理論」、以及「超級晚期選擇理論」。早期選擇理論認為，注意力在早期就介入，只有被注意到的資訊，才會進到語意分析的階段。晚期選擇理論則認為注意力是在晚期、是在語意已經處理完後才介入。超晚期選擇理論認為，注意力是在超級晚期才介入，也就是在語意處理完，甚至都已經產生意識經驗後，注意力才會介入然後決定哪一些資訊可以被受試者回報。
Sperling的研究結果，常常被一些學者拿來當成是支持這第3種「超晚期選擇理論」的證據。為什麼呢？因為Sperling的實驗結果似乎顯示出，受試者其實在視覺經驗上，看到了所有的字母，但是最後注意力介入後，讓受試者只能回報其中的一些字母。也因此，這是一種「經驗現象外溢」的現象（phenomenology overflow），也就是說，我們所經驗到的內容，可能多於我們可以回報的內容。
以上就是關於3種記憶形式中的第一種，感官記憶的介紹。在下一週，我們將會繼續介紹另外2種記憶形式，也就是短期記憶和長期記憶。我是大腦好好玩的節目主持人謝伯讓，用科學故事，讓腦說話。我們下週再見。
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