面对外界大量的信息输入,我们的注意力却是十分有限的,只能集中于少量信息。因此,如何利用线索示将注意引导至当前任务相关的项目显得尤为重要。空间线索引导空间注意,通常可分为两类:呈现于外周视野的外源性线索与呈现于中央视野的内源性线索。过去数十年的研究表明,这两类空间线索在选择知觉表征的过程中涉及了不同的认知加工机制。然而,除外部的现实世界外,个体还需要将注意导向内部复杂的心理世界。目前这两种空间线索对工作记忆表征的影响是否存在分离效应,至今仍不清楚。为了解决这一科学问题,本论文采用在记忆保持阶段插入空间线索的后置线索范式,同时结合多种脑成像技术,深入探究了外源性线索与内源性线索影响视觉工作记忆表征的认知神经机制,并试图揭示内部注意与外部注意的异同点。论文包含以下三个部分:第一部分为文献综述与问题出。首先,本论文系统全面地回顾了研究范式的发展、后置线索效应的认知神经机制以及影响空间线索影响行为表现的主要因素;其次,本论文指出了当前研究存在的不足与亟待解决的具体科学问题,并有针对性地出了解决方案与研究假设。第二部分为实验研究。通过行为学实验,并结合眼动、脑电、脑磁、经颅磁刺激等神经技术手段以及认知计算模型,探究了空间注意影响视觉工作记忆表征的认知神经机制。具体分为四个章节:研究一探究了外源性线索与内源性线索对视觉工作记忆表征的影响是否存在分离效应。在实验1中,我们要求被试记忆2个或4个不同朝向的光栅,在记忆保持阶段插入100%有效的外源性线索或内源性线索,被试需在随后的探测阶段尽可能准确地回忆出某位置上的记忆光栅朝向。实验过程中同步监控被试的眼动情况。结果发现,当记忆负荷为2时,外源性线索对工作记忆表现的促进作用要强于内源性线索和无线索条件;而当记忆负荷为4时,两种空间线索对工作记忆表现的促进作用没有显著性差异。实验2还加入记忆负荷为1,3,6的条件,目的是进一步探究两种空间线索发生分离效应的记忆负荷边界条件。结果显示,内源性线索与外源性线索的分离效应存在于记忆负荷为2的情况。研究二通过3个实验探究了两种空间线索在记忆负荷为2时存在分离效应的认知神经机制。在实验3中,我们同步记录了被试的脑电信号,实验设计与实验1相同。结果发现,相比于内源性线索,外源性线索在额叶电极处诱发了更强的偏侧化P1ac成分和更早的偏侧化ADAN成分。当记忆负荷为2时,外源性线索比内源性线索诱发了更强的对侧枕叶theta同步化,且该差异可负向预测两者的行为学差异。这些结果表明,相比于内源性线索,外源性线索在低记忆负荷下可能增强了对受示项的加工。实验4采用脑磁技术和多变量模式分析,进一步探究了空间线索对受示项记忆表征的影响。我们发现,外源性线索条件下受示项的记忆表征强度在线索出现后的100ms左右就已经显著高于无线索条件,而内源性线索至少需要300ms才能增强受示项的记忆表征。与该时间窗相吻合的是,格兰杰因果分析的结果显示,在外源性线索出现后的0-200ms便存在背外侧前额叶（DLPFC）至枕叶皮层（LOC）的信息流向,而类似的效应在内源性线索出现后的300-500ms内才产生。这些结果暗示,自上而下的早期控制可能是促进外源性线索条件下受示项记忆表征增强的主要原因。在该实验中,我们还设置了线索50%有效的实验条件,结果发现外源性线索与内源性线索均不能高工作记忆表现,且两者不存在显著性差异。该结果表明后置线索效应需要执行控制的参与、DLPFC可能发挥了重要作用。为进一步探究DLPFC在当前任务中的因果性作用,实验5采用了单脉冲经颅磁刺激（sp TMS）和记忆负荷为2时的后置线索范式。两种空间线索均100%有效。刺激脑区除DLPFC外,还包括顶内沟（IPS）和头顶（Vertex）两个区域;刺激时刻为线索出现后的100ms、400ms和700ms。结果发现,在DLPFC或IPS处施加sp TMS会使两种空间线索的行为学差异消失,而干扰Vertex不影响外源性线索相对于内源性线索的优势效应,表明DLPFC和IPS两个脑区均参与调节了两种空间线索的行为差异;更为重要的是,若在线索出现后的100ms于DLPFC处施加sp TMS,外源性线索相对于无线索条件的促进作用会受到显著干扰,而内源性线索相对于无线索条件的促进作用不会受到影响。该结果证实,DLPFC在外源性线索影响工作记忆表征的过程中发挥了因果性作用。研究三探究了空间注意影响视觉工作记忆表征的特性。由于自信心评分与主观控制功能息息相关,实验6的目的是探究外源性后置线索效应是否与外部注意类似,也不依赖于主观控制能力,即记忆保持阶段的外源性线索不会影响被试的自信心评分。实验设计与实验1类似,唯一的区别是被试需在每个试次的回忆任务完成后,对反应做1-9的自信心评分。得分越高代表自信心程度越高。结果发现,与知觉注意不同,记忆保持阶段的外源性线索会高被试的自信心评分。该过程进一步表明外源性线索影响工作记忆表征的过程并非自动化而存在主动的控制过程。实验7的目的是探究空间线索影响工作记忆表征所需的时间间隔。空间线索与探测项的时间间隔为100ms,200ms和1000ms。结果发现,当记忆负荷为2时,外源性线索仅需100ms便可以高工作记忆表现,该时间窗与外源性线索在知觉任务中发挥作用的时间窗类似;而当记忆负荷为4时,外源性线索与内源性线索仅在时间间隔为1000ms的条件下产生促进作用。最后,我们对上述7个实验的行为学结果进行了元分析。结果显示,外源性线索与内源性线索在记忆负荷为2时的分离效应具有较高的一致性和可信度。研究四探究了模型拟合参数与神经活动的关系。具体而言,我们采用经典的标准混合模型（Standard Mixture Model）,该模型将被试反应的误差分布看作是冯米塞斯分布与均匀分布的叠加。我们用上述实验得到的行为学数据拟合该模型,可分离出随机猜测概率（Guess rate）以及精度倒数（1/Precision）这两个参数。数值越小,代表工作记忆表现越好。我们一致性地发现,当记忆负荷为2时,外源性线索相对于内源性线索或无线索条件而言均降低了猜测概率而非高回忆精度（实验1&3、实验4&5）;除此之外,我们还探究了这些参数与神经活动的相关性。结果发现,当记忆负荷为2且线索100%有效时,两种空间线索的ADAN幅值差异可以正向预测两者的猜测概率差异而非回忆精度（实验3）,且DLPFC的激活差异可以负向预测它们的猜测概率差异而非回忆精度（实验4）。更进一步地,线索出现100ms时施加于DLPFC的TMS干扰了外源性线索条件下的猜测概率而非回忆精度（实验5）。这些结果共同表明,外源性线索相对于内源性线索的优势可用快速激活DLPFC以降低猜测概率来解释。最后,我们还发现,当要求被试对回忆任务做自信心评分时,两种空间线索在记忆负荷为2时的工作记忆表现不再存在显著性差异,此时内源性线索相对于无线索条件也降低了猜测概率（实验6）。我们推测,自信心评分可能使得DLPFC的激活在两种空间线索的记忆任务中变得类似,因而导致了行为差异的消失。第三部分为总讨论与展望。本论文在整合已有实验的基础上,不仅阐述了这些发现对当前研究的理论贡献,还出了后续实验的研究方向。总结而言,本文借助“行为-模型-神经”的研究模式,主要得出以下结论:（1）低记忆负荷下,空间线索通过“增强受示项的记忆表征”来高工作记忆表现。其内在的神经机制是激活了自上而下的控制通路,表征受示项的神经元“短暂性”放电;高记忆负荷下,空间线索可能通过“抑制无关刺激的干扰”来高工作记忆表现。（2）相比于内源性线索,外源性线索在低记忆负荷下通过“优先取受示项”进一步高了工作记忆表现。其内在的神经机制是,外源性线索能更早地激活背外侧前额叶的控制功能以及增强受示项的记忆表征。（3）相比于外部注意,内部注意更依赖于背外侧前额叶的控制功能;“噪音水平假说”有望整合外部注意与内部注意的研究结论。